【正文】 制動液體積 V(D)，如式（ 44） V(D)= 44D2 ??? ?? = 910? m3 （ 44） 制動主缸一個行程所需要的體積 V（ d） ，式（ 45） V（ d） = s4d2 ??? （ 45） 由于 V（ d ≥ V(D) 計算得 d≥ mm 結合設計計算，我們選擇了 圖 44 所示的制動主缸， 其內(nèi)徑為 18mm 這種單缸制動主缸在性能上遠遠滿足賽車制動性能的要求 圖 44 制動主缸 鹽城工學院 2020 本科畢業(yè)設計 22 其它 制動部件的選擇 制動盤 由于，賽車輪輞不同于汽車輪輞的尺寸，所以國內(nèi)市場找不到符合我們要求的制動盤，而向國外購買費用又較高，制動盤可以自行設計，結合輪輞直徑以及制動卡鉗的布置位置，最后定制動盤的直徑為 220mm，厚度為 4mm，對于制動盤來講，散熱問題 是一個不得不考慮的問題 ， 雖然 盤式制動器由于本身散熱性能比較好， 但為提高制動性，我們在制動盤上設計了散熱孔，如 圖 45所示 圖 44 制動盤 制動管路 制動系統(tǒng)的管路主要分三類，制動軟管，制動銅管，以及連接儲液罐和制動主缸的橡膠軟管，這里主要對，制動銅管和制動軟管的要求比較高，制動銅管要能夠承受至少 10MPa 的液壓，制動軟管連接制動卡鉗和 分流裝置，如圖45,46,47所示 FSAE 大學生方程式賽車制動系統(tǒng)設計 23 圖 45 橡膠軟管 圖 46 制動銅管 圖 47 制動軟管 制動儲液罐 對于制動儲液罐，起初的設計選取的是如圖 48 的相對較大的儲液罐， 考慮要 排空氣來測試制動 系統(tǒng)安全性，但實際使用過程中，較大的制動液罐比較 笨鹽城工學院 2020 本科畢業(yè)設計 24 拙，也沒有必要裝很多的制動液，在賽車高速行駛時，其慣性較大，若固定不牢，則 存在 安全隱患，所以采用了圖 49較小的儲液罐，但需要經(jīng)常檢查儲液情況 ，防止制動系統(tǒng)出問題。 其次，輪胎參數(shù)對制動摩擦因數(shù)有很大的影響。由于這種方法的有效性，有限單元法的應用己從線性問題擴展到非線性問題，分析的對象從彈性材料擴展到塑性、粘彈性、粘塑性和復合材料，從連續(xù)體擴展到非連續(xù)體。 有 限元法求解問題，概括起來可以分為以下幾個步驟 : (l)計算對象的離散化 :將要分析的計算模型分割成有限個單元，單元之間設置連接節(jié)點，并使相鄰單元的有關參數(shù)具有一定的連續(xù)性，然后構成單元集合體以代替原計算對象，并將彈性體邊界約束用邊界上節(jié)點約束去代替。其次，在上面的受力分析圖中，我們可以看到雖然在踩踏過程中制動燈開關被觸發(fā)，但 其下端由于踏板的緣故還是受到了不小的力作用，這個力作用雖然不大，但制動燈觸發(fā)開關材質(zhì)是塑料，長時間受力后，必定會受到損壞，因此對于制動燈開關的布置可以進行優(yōu)化。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。對本研究提供過幫助和做出過貢獻的個人或集體，均已在文中作了明確的說明并表示了謝意。首先對其施加 200N 的力觀察一下受力情況。但是有限元法本身并不 是一種萬能的分析、計算方法，并不適用于所有的工程問題。我們的實現(xiàn)方式是通過平衡桿機構實現(xiàn)。 已知數(shù)據(jù)： （ 1）車輛滿載總重 W = 320 kg （ 2）車輛有效滾動半徑 R = 240mm （ 3）制動盤有效半徑 r = 110mm （ 4）主缸活塞直徑 d = 18mm （ 5）制動卡鉗活塞直徑 D = 34mm （ 6）軸距 l = 1600mm （ 7） 整車質(zhì)心高 h = 260mm, 距前軸的距離 lf =848 mm，據(jù)后軸的距離 lb = 752 mm 最佳制動分配通過以下步驟計算得出 首先，需要估計出一個最大減加速度值以計算制動時車重在前后軸上的分配。 已知數(shù)據(jù)：（ 1）車輛滿載總重 W = 3136N （ 2）車輛有效滾動半徑 R = 240mm （ 3）軸距 l=1600mm （ 4）質(zhì)心位置：質(zhì)心高 h = 260mm,距前軸距離 lf = 848mm，距后軸距離 lb = 752mm 法向反力計算 法向反力 計算原理與相關公式； 當 減速度為 8m/s2 時， 地面對前后軸的法向 反力 為式（ 41），（ 42） wf = ???????? ? gahllw b= （ 41） ????????? gahllw fbw= （ 42） 其中， Wf以一定的速度行駛無制動但考慮到空氣動力效應時分配在前軸的重量 Wb一一定速度行駛無制動，但考 同樣考 慮空氣動力 效應時分配在后 軸上的重量 （ a/g）減加速度以“ g”為單位值，其大小可取從出于高速并具有下壓作用是的 3g到冰面上行駛的 ，這取 a/g 的值為 ，即制動減速度為8m/s2 假定賽車制動力分配系數(shù) β， 用 式 （ 322） 計算 鹽城工學院 2020 本科畢業(yè)設計 18 β = bff? = （ 43） 結合 圖 41與計算結果，可知當制動減速度在 8m/s2時，前后軸的軸荷分配分別為 60%， 40% 圖 41 前后軸載荷與制動強度關系 制動力矩預計算 同步附著系數(shù) φ 0的計算，同步附著系數(shù)的大小取決于汽車的結構參數(shù) ，其式為（ 41） φ 0 = h ll b?? = （ 41） 制動器最大制動力矩 對選取較大φ 0的賽車 ，應從保證制動時的穩(wěn)定性出發(fā)，來確定各軸的最大制動力矩，計算如式 ? ?qhllwffT m a x ??φ 0R = = N a 為經(jīng)過簡化后的制動減速度曲線，對這一加速度求其時間的積分，即可得到圖 b 速度時間歷程圖，再積分得到圖 c 制動過程所走的路程圖。其特點是結構也很簡單，一回路失效時仍能保持 50％的制動效能，并且制動力的分配系數(shù)和同步附著系數(shù)沒有變化，保證了制動時與整車負荷的適應性。制動時， 利用制動鼓的圓柱內(nèi)表面與制動蹄摩擦蹄片的外表面作為一對摩擦表面在制動鼓上產(chǎn)生摩擦力矩，故又稱為蹄式制動器。并且該開關不能被車手重置。 FSAE 賽規(guī)要求： 它必須有兩套獨立的液壓回路，以防系統(tǒng)泄漏或失效時，至少在兩輪上還保持有有效的制動力。同時，還學習到組織管理、市場營銷、物流運輸、 汽車運動 等多方面知識，培養(yǎng)了良好的人際溝通能力和 團隊合作 精神，成為符合社會需求的全面人才。然后對制動系統(tǒng)進行方案選擇，主要包括制動器油路的布 置，制動方式的選擇 ，然后 通過賽車本身的一些參數(shù)對制動系統(tǒng)進行初步的計算設計 。 鹽城工學院 2020 本科畢業(yè)設計 2 制動系統(tǒng)的研究意義 汽車是現(xiàn)代交通工具中用得最多、最普遍、也是運用得最方便的交通工具。 禁止使用沒有保護的塑料制動管路 。 （ 1） 制動系統(tǒng)方案的分析與 選擇 。具有以下優(yōu)點：除活塞和制動塊外無其他滑動件，易于保證制動鉗的剛度；結構及制造工藝與一般鼓式制動器相差不多，容易實現(xiàn)鼓式制動器到盤式制動器的改革，能很好地適應多回路制動系的要求。 HL 型單用回路，即一軸半時剩余制動力較大，但此時與 LL型一樣，在緊急制動時后輪極易先抱死。減速度增大到 2a ，速度減到 2V 。 圖 48 制動儲液罐 圖 49 制動儲液罐 制動燈開關和超行程開關 根據(jù)賽規(guī)要求賽車在制動系統(tǒng)中必須具備兩大開關。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?。?。有限元法最初的思想是把一個大的結構劃分為有限個稱為單元的小區(qū)域，在每一個小區(qū)域里，假定結構的變形和應力都是簡單的，小區(qū)域內(nèi)的變形和應力都容易通過計算機求 解出來，進而可以獲得整個結構的變形和應力。 (2)單元分析 :即用固體力學理論研究單元的性質(zhì)，從建立單元位移模式入手，導出計算單元的應變、應力、單元剛度矩陣和單元等效節(jié)點載荷向量的計算公式，討論單元平衡條件，建立單元節(jié)點力與節(jié)點位移之間的關系。 鹽城工學院 2020 本科畢業(yè)設計 40 主要參考文獻 [ 1 ] 西華大學， FSAE 制動設計報告，城市汽車， 2020 年 07 期 . [ 2 ] 唐應時， FSAE 賽車性能仿真與優(yōu)化，計算機仿真， 2020 年 05期 . [ 3 ] 賀邵華， FSEA 賽車制動設計，農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程， 2020 年 12 期 . [ 4 ] 蔣毅，客車制動系統(tǒng)發(fā)展趨勢，企業(yè)導報， 2020 年 07 期 . [ 5 ] 余志生，汽車理論，機械工業(yè)出版社，第四章 . [ 6 ] 董建軍，商用車制動系統(tǒng)發(fā)展趨勢，現(xiàn)代零部件， 2020 年 02 期 . [ 7 ] 天津大學 FSAE 賽車隊， 天津大學 2020 賽車設計報告，第七章 . [ 8 ] 陳家瑞，汽車構造，機械工業(yè)出版社，第二十四章 . [ 9 ] 奉銅明，湖南大學 FSAE 制動系統(tǒng)設計與制造， 2020 年 11期 . [ 10 ] 吳劍增，氣壓盤式制動器性能優(yōu)勢應用，城市車輛， 2020 年 08 期 . [ 11 ] 魏小華，氣壓盤式制動器的結構特點也分析，中國科技信息， 2020 年06 期 [ 12 ] 張海青，耐高溫的盤式制動片，非金屬礦， 2020 年 07 期 . [ 13 ] 方泳龍，汽車制動理論與設計，國防工業(yè)出版社 . [ 14 ] L?？嘶舳?， D 克林恩喬克 ，汽車制動系統(tǒng) ，機械工業(yè)出版社 . FSAE 大學生方程式賽車制動系統(tǒng)設計 41 致謝 轉(zhuǎn)眼間就到了畢業(yè)答辯的時間，回想起做畢業(yè)設 計的日子，雖然過程很枯燥乏味，但是每當有進展的時候，都會特別有成就感，心里都會偷偷地發(fā)笑。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。盡我所知，除文中特別加以標注和致謝的地方外，不包含其他人或組織已經(jīng)發(fā)表或公布過的研究成果，也不包含我為獲得 及其它教育機構的學位或?qū)W歷而使用過的材料。 圖 61 網(wǎng)格劃分結果 在網(wǎng)格劃分之后，對其進行固定和施加載荷，選擇底面為固定面，踏板面為載荷施加面 。經(jīng)過半個多世紀的發(fā)展和在工程實際中的應用，有限元法被證明是一種行之有效的工程問題的模擬仿真方法，解決了大量的工程實際問題，為工業(yè)技術的進步起到了巨大的推動作用。當然，對于不同的路面狀況將會有不同的值，在進行不同路況前調(diào)節(jié)到所對應的最佳制動力分配比值，可較好地發(fā)揮制動系統(tǒng)的制動效能。在駕駛員適應前輪先抱死這種比例后，逐漸調(diào)節(jié)比例直到后輪抱死，記 錄下這個比例，這個比例是最接近最佳制動分配比的值。 地面總制動力 為式（ 315） agW??BBBF （ 315） 又結合附著條件 WBBBF ??? ? （ 316） 故充分制動時 ga?? （ 317） 所以當汽車在任何附著系數(shù)的路面上，前后輪同時抱死的條件是 式（ 318） bfWBBWBFWBBBF?????????? （ 318） 代入計算可得 式（ 319）