【正文】 .................................................................................. 12 FSAE 大學生方程式賽車制動系統(tǒng)設計 IV 制動管路的布置方案選擇 ............................................................................... 12 液壓制動主缸的選擇 ....................................................................................... 14 3 制動過程力學理論研究 ........................................................................................... 15 車輪上所受制動力 .......................................................................................... 15 制動距離與制動減速度 ................................................................................... 17 制動強度，利用附著系數(shù)與同步附著系數(shù) ...................................................... 18 制動強度 .............................................................................................. 18 利用附著系數(shù) ....................................................................................... 19 同步附著系數(shù) ....................................................................................... 20 理想制動力分配 .............................................................................................. 21 4 制動系統(tǒng)的初步設計與計算 ................................................................................... 22 預計算 ............................................................................................................. 22 法向反力計算 ....................................................................................... 22 制動力矩預計算 ................................................................................... 24 制動卡鉗活塞 直徑預計算 ..................................................................... 24 制動卡鉗的選擇 .................................................................................. 25 制動主缸的確定 .................................................................................. 26 其它制動部件的選擇 ...................................................................................... 27 制動盤 .................................................................................................. 27 制動管路 .............................................................................................. 28 制動儲液罐 ........................................................................................... 29 制動燈開關和超行程開關 ..................................................................... 30 制動踏板的設計 ................................................................................... 30 制動總體布置圖 .............................................................................................. 31 鹽城工學院 2020 屆學本科生畢業(yè)設計說明書 V 5 制動設計優(yōu)化 .......................................................................................................... 32 制動力分配比優(yōu)化 .......................................................................................... 32 制動設計檢驗 .................................................................................................. 34 優(yōu)化函數(shù)圖分析 .............................................................................................. 35 6制動有限元分析 ....................................................................................................... 37 有限元簡介 ..................................................................................................... 37 制動系統(tǒng) ansys 分析 ....................................................................................... 39 分析與改進 ..................................................................................................... 43 主要參考文獻 .............................................................................................................. 45 致謝 .............................................................................................................................. 46 FSAE 大學生方程式賽車制動系統(tǒng)設計 1 1 緒論 FSAE 賽事介紹 Formula SAE，是由各國 SAE，即汽車工程師協(xié)會舉辦的面向在讀或畢業(yè) 7個月以內的本科生或研究生舉辦的一項學生 方程式賽車 比賽，要求在一年的時間內制造出一輛在加速、剎車、操控性方面有優(yōu)異的表現(xiàn)并且足夠穩(wěn)定耐久，能夠成功完成規(guī)則中列舉的所有項目業(yè)余休閑賽車。 本說明書介紹了大學生方程式賽車制動的設計，首先簡述了 FSAE 賽事，汽車制動系的 設計意義、 國內現(xiàn)在對 FSAE 制動的 研究現(xiàn)狀以及 本次 設計 的 目標。 FSAE 活動由各高等院校汽車工程或與汽車相關專業(yè)的在校學生組隊參加。FSAE 賽事也給了汽車廠商發(fā)現(xiàn)優(yōu)秀人才和創(chuàng)意想法的機會。 由于，制動的實際情況收很多因素的影響，雖然國內車隊在設計時都進行了大量的理論就算和模型分析，但由于國內 FSAE 起步晚，而國外專業(yè)生產啟動部件技術相對成熟，雖然是學生賽車，但其速度也具有一定的危險性，因此 出于安全及性能考慮，國內車隊大多向國外購買制動 部件，主要向 Wilwood ， APracing 兩家制動車廠商購買，這兩家廠商的制動器，在各方面性能都很不錯，其熱衰退性更是表現(xiàn)突出。 4） 禁止使用線控制動 。當制動系統(tǒng)失效時引起制動踏板的行程超出 正常范圍時，該開關必須能夠使發(fā)動機熄火。 本次制動系統(tǒng)的設計任務 （ 1） 制動系統(tǒng)方案的分析與 選擇 。內張型鼓式制動器的摩擦元件是一對帶有 圓弧形摩擦蹄片的制動蹄，后者則安裝在制動底板上，而制動底板則緊固在前橋的前梁或后橋橋殼半軸套管的凸緣上，其旋轉的摩擦元件作為制動鼓。增勢作用使領蹄所受的法向反力增大，而減勢作用使從蹄所受的法向反力減小。由于雙向雙領蹄式制動FSAE 大學生方程式賽車制動系統(tǒng)設計 7 器在汽車前進及倒車時的制動性能不變，因此廣泛應用于中、輕型載貨汽車和部分轎車的前后輪，但用作后輪制動器時，則需另設中央制動用于駐車制動。但由于結構問題使它在制動過程中散熱和排水性能差，容易導致制動效率下降。 2）全盤式 鹽城工學院 2020 本科畢業(yè)設計 10 在全盤制動器中，摩擦副的旋轉元件及固定元件均為圓盤形，制動時各盤摩擦表面全部接觸，其作用原理與摩擦式離合器相同。而傳力方式有機械 式和液壓式兩種。在簡單制動系中的踏板力 與其行程間的發(fā)比例關系在動力制動系中便不復存在。其結構復雜、精密件多，對系統(tǒng)的密封性要求也較高，故并未得到廣泛應用，目前僅用于某些高級轎車、大型客車以及極少數(shù)的重礦用自卸汽車上。對于前輪驅動的轎車，當前輪管路失效而僅由后輪制動時，制動效能將明顯降低并小于正常情況下的一半，另外，由于后橋負荷小于前軸，則過大的踏板力會使后輪抱死而導致汽車甩尾。 綜合上述管路布置特點，結合 FSAE 賽車本身在體積和質量以及實際操作性最終選擇 X型回路布置。通常制動距離是駕駛員開始踩踏板到完全停車的距離 。 3T 為制動持續(xù)時間 ， 此時減速度保持 2a ，速度由 2V 減到零。如圖 34 鹽城工學院 2020 本科畢業(yè)設計 20 圖 34 最理想的情況是利用附著系數(shù)總是等于制動強度這一關系，即圖中的對角線 利用附著系數(shù)可以分為為前后軸： 前軸的利用附著系數(shù) ：，ff wBF?? （ 310） BF 是前軸的地面制動力 wf， 是前軸的動載荷 后軸同理 同步附著系數(shù) 同步附著系數(shù)是汽車制動時前后輪同時抱死是路面的附著系數(shù)，可用 φ 0表示，前后制動力為固定比值的汽車，只有一個或者兩個同步附著系數(shù)，但前后制動力變比值的汽車，至少有兩個以上的同步附著系數(shù) 。 圖 48 制動儲液罐 圖 49 制動儲液罐 鹽城工學院 2020 本科畢業(yè)設計 30 制動燈開關和超行程開關 根據賽規(guī)要求賽車在制動系統(tǒng)中必須具備兩大開關。由于我們使用的兩 個獨立主缸，所以我們制作了平衡桿機構，以用于制動分配比的調節(jié)。輪胎制動摩擦因數(shù)隨著 μ 載荷的增加而減小，正是由于這個原因，最大的 μ 更傾向于出現(xiàn)在后軸上（載荷較?。?。 圖 54 制動力與制動強 度變化關系 要產生足夠的制動力，需要設計合適放大比例