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重型汽车制动性能仿真分析(附件)

2021-05-05 20:37编辑: www.51jrft.com51今日论文网
为提高重型汽车制动性能,本文对运用Simulink软件对其制动性能进行建模仿真。首先介绍制影响动性能的相关理论知识,通过制动过程中的受力分析,建立单轮动力学模型、滑移率模型、制动器模型以及控制器模型并运用Simulink软件进行仿真,得到相应的制动减速度、轮速减速度、滑移率以及制动距离曲线。通过有滑移率模型和无滑移率模型的对比,得出将滑移率控制在20%左右时,汽车的制动时间和制动距离更短,制动性能更优。关键词重型车辆、制动性能、仿真建模与分析、Simulink
目 录
1 引言 1
1.1 背景及意义 1
1.2课题研究的内容: 3
2 重型汽车制动性能与影响因素分析 3
2.1 制动性能的影响因素 4
2.2 前、后制动器制动力的比例关系 8
3 制动系统建模与仿真 14
3.1 汽车动力学模型 14
3.2 滑移率模型 15
3.3制动器模型 17
3.4 控制器模型 18
4 仿真结果分析 19
致 谢 24
1 引言
1.1 背景及意义
追溯至上世纪九十年代,史上第一辆汽车问世。可见人们对汽车的探索也已经过了一百三十多年,科学技术的日新月异促进了汽车工业的不断发展,使得汽车的各项性能得以不断提高。汽车已经成为至关重要的交通运输工具以及人类社会生活中必不可少的产品。
随着时代的发展,人们对出行工具也提出了越来越高的要求,汽车的行驶车速越来越快速,而且我国汽车拥有数量也在逐渐增多。2017年国内汽车拥有数量达2.05亿辆,23个省市拥有量超过200万辆。其中重型汽车保有量达1273万辆,最新注册量达惊人的历史最高水准。截至6月尾,全国载重汽车的数量为1873万辆,2017年前三季度载重汽车最新挂号的数量为156万辆,为历史最高水准。随着物流行业的发展,重型载货汽车的数量也是越来多,2017年12月中国重型货车产量为20562辆,与2016年12月同比增幅32.15%,112月总共生产222229辆,同比增幅41.65%。
汽车数量的快速增多以及汽车的高速行驶更对汽车的制动性能提出更高要求,车辆行 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ¥351916072¥ 
驶安全问题也随之越来越突出。根据数据显示2016年全国共发生车祸864.3万次,相比往年增加65.9万此,增加16.5%。其中,造成人员受伤或死亡的交通事故212846起,其中有63093人不幸亡、226430人遭遇伤残,造成的经济损失高达12.1亿元。车祸事故造成人员死亡比例为2.14%,较往年上升2.9%。2017年14月之间,国内道路运输范围发生大规模及以上等级交通事故次数与死亡人数相比2016年有了不小的增长,分别增加了12.2%和16.2%。
随着当代人们经济水平的提高,越来越多的人开始主要借助汽车作为交通工具出行,伴随而来的就是交通拥堵等现象,同时,在这样的背景下,汽车的各方面性能就显得尤为重要。交通事故不再是离人们很遥远的事情,据资料显示,在低附着系数的路面上接近1/3与车辆发生侧滑以及跑偏,在这种情况下,危险指数是很高的。进一步对这类事故进行详细分析可以得出,有近一半的事故是由汽车的制动性能引起的。这样看来,汽车制动性能的好坏与人民的生命安全直接相关。人们经济水平的提高,带动了汽车时代,日益壮大的汽车队伍也带来了使交通事故的概率变得越来越高,这种情况让人们不得不对交通行驶安全更加密切关注。这些原因对汽车制动性能提出了更高的要求,众多设计师在研究改善汽车制动系统的实验中中付出了大量的努力。
从发达国家重型汽车经历的发展进程来看,经济水平越高、道路公里数越长,重型载货汽车运输更加高效、更加节油、环保优势更加巨大。
随着社会的快速发展,人们经济水平的提高,我国的现代化设施建设也进入了飞速发展的阶段,人们生活追求的提升以及网购时代的到来,促使个人汽车和运输业得到了快速的发展,在这种背景的刺激下,人们对汽车的需求也逐渐上升,特别是重型车辆的市场需求量更是与日俱增。保守估计2016年中国重型汽车的生产销售量已经高达90万辆左右。乐观估计到2018年产销量将超过110万辆,位于全球重型车辆拥有量之首。
大型的货车或者其他一些体积较大的车辆,因其具有较大的质量,惯性比较大,所以在在停车的时候,从开始刹车到停车之间的距离较长,所以在行驶过程中,相比于小型汽车,发生车祸的概率较大。据调查显示,在2015年我国有将近十分之一的货车交通事故是由体积较大重量较重的重型车引起的,造成近万人死亡,人员伤亡率高达13.1%。
通过以上的分析我们可以看出,大型车辆发生事故的原因基本上都是同一个,因其巨大的体积、庞大的质量,本身就拥有很大的惯性,在遇到紧急情况时,就算司机反应迅速,快速刹车,也会造成制动距离长,车辆重心不稳翻车或者因受力不均而发生侧滑等情况,对人们的生命安全造成威胁。所以,对重型汽车制动性能及其仿真的研究就变得尤为重要。
1.2课题研究的内容:
(1)分析汽车制动性的主要评价指标与影响因数。
(2)运用汽车理论和汽车动力学知识,结合制动性评价参数,建立某重型汽车的汽车制动性理论模型。
(3)运用动力学软件对其制动性进行仿真分析。
(4)分析得出在不同工况下的制动特性,并分析其制动性的影响因素与规律。
2 重型汽车制动性能与影响因素分析
重型汽车在制动过程中往往因其惯性质量太大,造成难以停车的现象。重型汽车在空载与满载时,因质心位置的变化往往会发生制动跑偏与侧滑等危险工况。
在汽车行驶的过程中,遇到紧急情况时,在所移动较近的距离的情况下车辆停下来,且能保持正常的行驶状态,在坡度较大的路段也能保持正常的行驶速度,这种能力称为汽车的制动性。
制动性是最为重要的汽车性能之一。汽车制动系统的好坏关乎人们的出行安全,比较严重的车祸一般都是因为刹车距离过长或急速刹车时造成侧滑等状况,因此汽车制动系统的优良直接关乎行驶安全。所以,汽车设计的核心内容,就是把汽车的制动能力提升到最佳。
制动性的评价指标:
(1)制动效能,也称制动距离和制动减速度。

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