甘林,趙丹,徐壘
(安徽江淮汽車集團股份有限公司,安徽 合肥 230061)
制動減速度是整車制動性能的重要指標之一,影響到整車行車安全,為法規(guī)強制要求達標項,所以提高制動減速度計算準確性對整車設計具有重要意義。
根據(jù)現(xiàn)有的理論,可以計算出所有車輪不抱死的情況下的最大制動減速度。實際制動過程中往往會出現(xiàn)車輪抱死,這時只能通過靜止狀態(tài)下的軸荷來計算整車減速度,未考慮制動減速度對軸荷的影響,所以計算結(jié)果比實際測試結(jié)果偏大。計算結(jié)果比實際結(jié)果偏大會極大的增加整車開發(fā)成本與周期,需要一種新的算法來解決該問題。
整車以一定速度行駛,當制動器工作時,制動器阻止車輪轉(zhuǎn)動,最終通過車輪與地面的摩擦力來實現(xiàn)整車制動。當制動器提供的制動力大于車輪與地面的摩擦力時,車輪抱死滑動,制動力等于車輪與地面的滑動摩擦力;當制動器提供的制動力小于車輪與地面的摩擦力時,車輪滾動,制動力等于制動器提供的制動力。
(1)質(zhì)心位置(X,Y,H),單位mm,其中H為質(zhì)心離地高度。
(2)整車質(zhì)量m,單位kg。
(3)軸距L,前輪距l(xiāng)1,后輪距l(xiāng)2,單位mm。
(4)重力加速度g,單位m/s^2。
(5)輪胎與地面摩擦系數(shù)f。
(6)指定輸入下前制動器制動力矩 T1,指定輸入下后制動器制動力矩T2,單位N·m。
(7)輪胎滾動半徑r,單位mm。
(8)制動減速度a,單位m/s^2。
(1)令 a0=5,通過(X、Y、H)、L、l1、l2、m、a0、f計算各個車輪與地面可以產(chǎn)生的最大摩擦力 F11、F21、F31、F41。
(2)通過 T1、T2、r分別計算出制動器提供的制動力F12、F22、F32、F42。
(3)對比車輪摩擦力與制動器提供的制動力大小,取小值即為各個車輪最終提供的制動力,即F1=min(F11,F(xiàn)12)、F2=min(F21,F(xiàn)22)、
(4)通過F1、F2、F3、F4、m,計算出整車制動減速度a,判斷是否滿足0<(a-a0)<B,B為設定的計算誤差,若不滿足,則令a0=a,返回第1步,繼續(xù)計算,直到滿足0<(a-a0)<B,此時 a0值即為最大制動減速度。以上計算過程可利用WPS表格工具編輯,實現(xiàn)自動計算。輸入?yún)?shù)表示例如下圖1所示,為保密,其中各參數(shù)為隨意設置參數(shù),綠色背景為反饋回來的制動減速度a值,a值左邊參數(shù)為初始制動減速度a0,也是最終的計算結(jié)果;除綠色背景a值不可手動修改,其它參數(shù)都可以手動更改,直到a0與a的關(guān)系達到設計要求。
由于設計企業(yè)機密,案例分析中只寫過程,試驗結(jié)果用字母代替。
某款輕卡在做制動試驗時,前失效狀態(tài)下制動減速度小于要求值a’,需優(yōu)化。
(1)測出1.2中1到7中各參數(shù),填入圖1所示參數(shù)表中。
(2)計算出前失效時整車制動減速度,計算結(jié)果與試驗結(jié)果的誤差在3%以內(nèi)。
(3)設置a0=a’+A,其中a’為制動減速度要求值,A為設計余量。
(4)在允許范圍內(nèi)修改整車相關(guān)參數(shù),直到設定的 a0值與計算結(jié)果a值關(guān)系滿足要求。
(5)按照調(diào)整后的參數(shù)進行整車優(yōu)化,調(diào)整完后測量整車參數(shù),直到實車狀態(tài)與設計狀態(tài)相同。
(6)整車提交試驗驗證,試驗結(jié)果滿足設計要求,試驗結(jié)果與計算結(jié)果誤差在3%范圍內(nèi)。
該計算方法充分考慮了制動減速度相關(guān)的所影響因素,通過結(jié)果反饋,解決了以往計算過程中忽略了制動減速度對載荷分布的影響,提高了計算精度。結(jié)合 WPS表格的計算功能,提高了計算效率,不但可用于正向計算制動減速度,也可用于逆向計算,進行整車優(yōu)化。
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