乘用车制动系统匹配设计方法与流程

1.本发明属于汽车制动技术领域，涉及一种乘用车制动系统匹配设计方法。


背景技术：

2.乘用车制动系统匹配主要指的是制动系统的零部件和性能的匹配，以保证制动系统的安全可靠和良好的制动性能。
3.首先，制动系统的零部件需要匹配，包括制动盘、制动片、制动液、制动泵、制动器等。这些零部件的选择需要考虑车辆的型号、质量、功率等因素，以确保零部件的质量和性能达到车辆的要求。
4.其次，制动系统的性能也需要匹配，包括制动力、制动灵敏度、制动效率等。这些性能的匹配需要根据车辆的使用环境、车速、荷载等因素进行调整，以达到最佳的制动性能。
5.最后，为了保证制动系统的安全可靠，还需要进行制动系统的调试和测试，以确保制动系统的各项指标符合标准要求，以及在不同的路况和驾驶状态下的制动性能和稳定性。
6.另外，乘用车制动系统匹配还需要考虑以下因素：
7.制动系统的适应性：不同车型和用途的车辆需要不同的制动系统，例如高速公路上行驶的车辆需要更强的制动力和更好的制动灵敏度，而城市道路上行驶的车辆需要更平稳的制动性能。
8.制动系统的稳定性：制动系统的稳定性直接关系到车辆的安全性和乘坐舒适性。制动系统的稳定性受到制动片、制动盘、制动液等多种因素的影响，需要进行严格的测试和调试，以确保制动系统的稳定性。
9.制动系统的维护保养：制动系统需要定期检查和维护，以确保其正常工作。在制动系统的设计中，需要考虑到维护保养的方便性和可行性，以减少维护成本和维护时间。
10.乘用车制动系统匹配对于车辆的安全性和性能表现都具有重要的影响，需要进行严格的设计和测试，以确保制动系统的安全可靠和良好的制动性能。
11.乘用车制动系统匹配的设计方法包括以下几个方面：
12.车辆的使用环境：制动系统的设计需要根据车辆的使用环境来确定制动力和制动灵敏度等参数。例如，高速公路上行驶的车辆需要更强的制动力和更好的制动灵敏度，而城市道路上行驶的车辆需要更平稳的制动性能。
13.制动盘和制动片的匹配：制动盘和制动片是制动系统的核心部件，需要根据车辆的质量、功率和使用环境等因素来选择。制动盘的直径和厚度决定了制动力的大小，而制动片的材料和摩擦系数则影响了制动灵敏度和制动效率。
14.制动液和制动泵的匹配：制动液是制动系统的传递介质，需要根据车辆的制动力和工作温度等因素来选择。制动泵的工作压力和流量需要与制动液的性能匹配，以确保制动系统的稳定性和可靠性。
15.制动器的匹配：制动器是将制动力传递到车轮的部件，需要根据车辆的质量和使
用环境等因素来选择。制动器的数量、大小和位置都需要根据不同的车型和使用环境进行调整，以确保制动系统的性能和安全可靠性。
16.制动系统的测试和调试：在制动系统的设计完成之后，需要进行严格的测试和调试，以确保制动系统的各项指标符合标准要求。测试过程中需要考虑到不同的路况和驾驶状态，以确保制动系统的性能和稳定性。
17.乘用车制动系统匹配的设计方法需要将车辆的使用环境、质量、功率和使用习惯等因素考虑进去，并根据不同的车型和使用环境进行调整，以确保制动系统的安全可靠和良好的制动性能。


技术实现要素：

18.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种乘用车制动系统匹配设计方法，以确保制动系统的安全可靠和良好的制动性能。
19.为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
20.一种乘用车制动系统匹配设计方法，包括以下步骤：
21.s1：根据整车参数计算，确保前轴制动器满足设计目标时，确定车辆满载前轴制动器的设计规格；
22.s2：根据前轴制动器的设计规格和能力，选取前后制动器的分配比β，使得车辆满载和空载状态下得到合理的同步附着系数和同步液压；
23.s3：根据前后制动器的分配比β计算并得到后制动器的设计规格；
24.s4：根据前后制动器的规格、整车参数计算得出前后制动器的利用附着系数，并判断是否符合法规，若符合进行下一步，若不符合，调整前后制动器的分配比β，直到符合法规要求；
25.s5：计算并绘制出道路附着系数利用率；
26.s6：根据前后制动器的设计规格，计算车辆达到最大制动目标所需的制动液压和液量，选择主缸缸孔直径并确定活塞的最大行程大小；计算确定真空助力器的规格大小(膜片直径、助力比、最大助力点输出力)，确定油壶的液量；
27.s7：确定制动踏板杠杠比大小，计算并绘制制动踏板感曲线，判断是否满足踏板感要求；同时判断是否满足制动系统的要求。
28.可选的，步骤s1中设计规格的计算方法包括以下步骤：
29.s11：输入车辆整车参数，根据目前道路条件及轮胎的花纹，抓地力φ
max
取1.2；前制动器的最大制动力矩m
fb
应不小于m
fmax
；
30.车辆参数包括：
31.ff：地面制动力n
32.mf：地面制动力矩n.m
33.wf：车辆静态前轴荷n
34.w：车辆总重量n
35.h：车辆质心高度mm
36.l：车辆轴距mm
37.r：车轮滚动半径m
38.φ：道路附着系数(与轮胎配合)；
39.s12：前制动力及前制动器设计规格计算：
[0040][0041][0042]mfb
＝af×
p
×
beff×ref
[0043]
其中：af：前轮缸活塞横截面积之和mm2[0044]
beff：前制动器效能因数，浮钳盘式制动器取2倍摩擦系数；定钳盘式制动器取摩擦系数。
[0045]ref
：前制动器有效制动半径mm。
[0046]
p：制动液压mpa。
[0047]
可选的，制动液压p取决于主缸助力器的能力，当φ
max
取1.0时，p值应不大于9.5mpa；当φ
max
取1.2时，p值应不大于12mpa；φ
max
是在滑移率s＝15％～20％的轮胎与地面最高附着系数，当s＝100％时，轮胎与地面为纯滑动，此时附着系数为滑动摩擦系数，而滑动摩擦系数仅能达到φ
max
的80％左右；这就是车辆在abs或esp作用下，调整液压，达到最佳滑移率，防止车轮抱死的同时，获得最大的附着系数以及制动效能，得到最小的制动距离。
[0048]
可选的，步骤s2及步骤s3中的前后制动分配比β，即前制动力除以前制动力与后制动力的和：
[0049][0050]ar
：后轮缸活塞横截面积之和mm2[0051]
befr：后制动器效能因数，浮钳盘式制动器取2倍摩擦系数；定钳盘式制动器取摩擦系数
[0052]rer
：后制动器有效制动半径mm。
[0053]
可选的，步骤s3中，根据前后制动分配比β，计算和确定同步附着系数：制动同步附着系数是指车辆制动时，前后车轮同时抱死的道路附着系数：
[0054][0055]
lr：车辆质心到后轴的水平距离mm。
[0056]
可选的，步骤s4中，根据前后制动分配比β、整车参数计算和确定利用附着系数，并判断是否满足法规要求；利用附着系数是指前轴制动器制动力与前轴荷的比值称为前利用附着系数φf，后轴制动器制动力与后轴荷的比值称为后利用附着系数φr[0057][0058][0059]
z：制动强度z＝a/g；a为制动减速度m/s2；g为重力加速度9.8m/s2。
[0060]
可选的，分别计算z＝0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0时的φf、φr值；
[0061]
根据gb21670法规要求：
[0062]
在车辆所有载荷状态下，后轴附着系数利用曲线在制动强度处于0.15到0.80之间时，后轴曲线必须位于直线z＝0.9k以下；
[0063]
当k值在0.2与0.8之间时，z≥0.1+0.7(k-0.2)。
[0064]
可选的，步骤s5计算出道路附着系数利用率，附着系数利用率是指在某一附着系数为φ路面上，车辆制动过程中前轴或后轴制动器达到抱死时的制动强度z与道路附着系数φ的比值；
[0065][0066]
前轴附着系数利用率：
[0067]
后轴附着系数利用率：
[0068]
将道路附着系数φ＝0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0代入以上公式，附着系数利用率越高，则制动强度越接近道路附着系数。
[0069]
可选的，步骤s6中根据前后制动器的设计规格，计算车辆达到最大制动目标所需的制动液压和液量，选择主缸缸孔直径并确定活塞的最大行程大小；同时计算确定真空助力器的规格大小，确定油壶的液量；
[0070]
考虑达到1g减速度所需液压：
[0071][0072]
则此时在temp
max
、p
max
作用下制动系统的所需液量v
max
；
[0073]
主缸的最大排量v
mc
[0074]vmc
＝a
mc
×
(s1+s2)-v
spring
[0075]amc
：主缸孔截面积，mm2[0076]vspring
:主缸活塞回位弹簧体积，mm3[0077]vmc
≥1.3v
max
；
[0078]
计算出制动系统达到最大制动目标的所需液压值，并根据该液压值，确定助力器的助力比、最大助力点的输入输出力，并计算输入力与输出液压的关系；
[0079]
当输入力f
in
＜f
action
，f
out
＝0
[0080]
当输入力f
action
≤f
in
≤f
knee
，f
out
＝f
jump
+(f
in-f
action
)
×k[0081]
当输入力f
in
＞f
knee
，f
out
＝f
jump
+(f
knee-f
action
)
×
k+f
in-f
knee
。
[0082][0083]
可选的，步骤s7计算制动踏板感具体包括：
[0084]
计算踏板的行程t
pedal
：
[0085]
[0086]
vf：前制动器需液量ml
[0087]
vr：后制动器需液量ml
[0088]vfh
+v
rh
：前后软管需液量ml
[0089]
t
mc
+t
booster
：主缸及助力器的建压行程mm
[0090]
i：踏板杠杠比；
[0091]
得到踏板输入力f
pedal
与主缸输出液压p
out
的关系：
[0092]
当踏板输入力当踏板输入力当踏板输入力当踏板输入力。
[0093]
本发明的有益效果在于：
[0094]
进行乘用车制动系统匹配设计的优势如下：
[0095]
(1)提高制动系统性能：通过匹配设计，可以实现制动系统各个部件之间的协调作用，从而提高整个制动系统的性能，如制动力、制动距离等。
[0096]
(2)降低制动系统成本：匹配设计可以避免制动系统各个部件之间的不兼容，从而减少制动系统的设计和制造成本。
[0097]
(3)提高车辆安全性：通过匹配设计，可以确保制动系统各个部件的性能和可靠性得到充分发挥，从而提高车辆的安全性。
[0098]
(4)减少制动系统故障率：匹配设计可以避免因制动系统各个部件之间的不兼容导致的故障和失效，从而减少制动系统的维修和更换成本。
[0099]
(5)提高用户体验：匹配设计可以使制动系统的操作更加稳定和舒适，提高用户驾驶体验。
[0100]
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
[0101]
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
[0102]
图1为整车参数示意图1；
[0103]
图2为整车参数示意图2；
[0104]
图3为附着系数曲线；
[0105]
图4为附着系数利用率曲线；
[0106]
图5为主液压缸能力校核示意图；
[0107]
图6为输入力与输出液压的关系图1；
[0108]
图7为输入力与输出液压的关系图2；
[0109]
图8为制动减速度与踏板力的关系图1；
[0110]
图9为制动减速度与踏板力的关系图2；
[0111]
图10为本发明的流程图。
具体实施方式
[0112]
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0113]
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
[0114]
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
[0115]
本发明公开了一种乘用车制动系统匹配设计方法，如图10所示，包括以下步骤：
[0116]
s1：根据整车参数计算，确保前轴制动器满足设计目标时，确定车辆满载前轴制动器的设计规格；
[0117]
s2：根据前轴制动器的设计规格和能力，选取前后制动器的分配比β，使得车辆满载和空载状态下得到合理的同步附着系数和同步液压；
[0118]
s3：根据前后制动器的分配比β计算并得到后制动器的设计规格；
[0119]
s4：根据前后制动器的规格、整车参数计算得出前后制动器的利用附着系数并绘制曲线，并判断是否符合法规，若符合进行下一步，若不符合，调整前后制动器的分配比β，直到符合法规要求；
[0120]
s5：计算并绘制出道路附着系数利用率；
[0121]
s6：根据前后制动器的设计规格，计算车辆达到最大制动目标所需的制动液压和液量，选择主缸缸孔直径并确定活塞的最大行程大小；同时计算确定真空助力器的规格大小(膜片直径、助力比、最大助力点输出力)，确定油壶的液量；
[0122]
s7：确定制动踏板杠杠比大小，计算并绘制制动踏板感曲线，判断是否满足踏板感要求；同时判断是否满足制动系统的要求。
[0123]
步骤s1所述前制动器的设计规格的计算方法如下：
[0124]
s11：输入车辆整车参数，具体参数限定可参照图1、图2。
[0125]
其中：
[0126]ff
：地面制动力n
[0127]
mf：地面制动力矩n.m
[0128]
wf：车辆静态前轴荷n
[0129]
w：车辆总重量n
[0130]
h：车辆质心高度mm
[0131]
l：车辆轴距mm
[0132]
r：车轮滚动半径m
[0133]
φ：道路附着系数(与轮胎配合)
[0134]
根据目前道路条件及轮胎的花纹(抓地力)，φ
max
取1.2。前制动器的最大制动力矩m
fb
应不小于m
fmax
[0135]
s12：前制动力及前制动器设计规格计算：
[0136][0137][0138]mfb
＝af×
p
×
beff×ref
[0139]af
：前轮缸活塞横截面积之和mm2[0140]
beff：前制动器效能因数，浮钳盘式制动器取2倍摩擦系数；定钳盘式制动器取摩擦系数。
[0141]ref
：前制动器有效制动半径mm。
[0142]
p：制动液压mpa。该液压取决于主缸助力器的能力，当φ
max
取1.0时，p值应不大于9.5mpa；当φ
max
取1.2时，p值应不大于12mpa。φ
max
是在滑移率s＝15％～20％的轮胎与地面最高附着系数，当s＝100％时，轮胎与地面为纯滑动，此时附着系数为滑动摩擦系数，而滑动摩擦系数仅能达到φ
max
的80％左右；这就是车辆在abs或esp作用下，调整液压，达到最佳滑移率，防止车轮抱死的同时，获得最大的附着系数以及制动效能，得到最小的制动距离。
[0143]
步骤s2所述前后制动分配比β计算和确定：
[0144]
制动分配比β即前制动力除以前制动力与后制动力的和：
[0145][0146]ar
：后轮缸活塞横截面积之和mm2[0147]
befr：后制动器效能因数，浮钳盘式制动器取2倍摩擦系数；定钳盘式制动器取摩擦系数
[0148]rer
：后制动器有效制动半径mm。
[0149]
步骤s3根据前后制动分配比β，计算和确定后制动器的设计规格。
[0150]
步骤s3根据前后制动分配比β，计算和确定同步附着系数：
[0151]
制动同步附着系数是指车辆制动时，前后车轮同时抱死的道路附着系数
[0152][0153]
lr：车辆质心到后轴的水平距离mm
[0154]
步骤s4根据前后制动分配比β、整车参数计算和确定利用附着系数，并绘制曲线判断是否满足法规要求
[0155]
利用附着系数定义：前轴制动器制动力与前轴荷的比值称为前利用附着系数φf，后轴制动器制动力与后轴荷的比值称为后利用附着系数φf[0156][0157][0158]
z：制动强度z＝a/g；a为制动减速度m/s2；g为重力加速度9.8m/s2[0159]
分别计算z＝0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0时的φf、φr值。绘制成图3曲线。
[0160]
根据gb21670法规要求：
[0161]
1、在车辆所有载荷状态下，后轴附着系数利用曲线在制动强度处于0.15到0.80之间时，后轴曲线必须位于直线z＝0.9k以下
[0162]
2、当k值在0.2与0.8之间时，z≥0.1+0.7(k-0.2)
[0163]
步骤s5计算并绘制出道路附着系数利用率。
[0164]
附着系数利用率定义：在某一附着系数为φ路面上，车辆制动过程中前轴或后轴制动器达到抱死时的制动强度z与道路附着系数φ的比值；
[0165][0166]
前轴附着系数利用率：
[0167]
后轴附着系数利用率：
[0168]
将道路附着系数φ＝0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0代入以上公式；得到相应的ξ值。绘制成如下图4曲线；附着系数利用率越高，则制动强度越接近道路附着系数。
[0169]
步骤s6根据前后制动器的设计规格，计算车辆达到最大制动目标所需的制动液压和液量，选择主缸缸孔直径并确定活塞的最大行程大小；同时计算确定真空助力器的规格大小(膜片直径、助力比、最大助力点输出力)，确定油壶的液量。
[0170]
主缸单腔的活塞工作行程应保证制动系统在极限工况下，拥有一定富余量。比如ams试验过程中，摩擦系数由μ
nom
衰减到μ
min
，摩擦片的温度上升到最大值temp
max
；此时需要考虑达到1g减速度所需液压：
[0171][0172]
则此时在temp
max
、p
max
作用下制动系统的所需液量v
max
(包括制动器、软管、主缸助力器的需液量之和)
[0173]
主缸的最大排量v
mc
[0174]vmc
＝a
mc
×
(s1+s2)-v
spring
[0175]amc
：主缸孔截面积，mm2[0176]vspring
:主缸活塞回位弹簧体积，mm3[0177]vmc
≥1.3v
max
[0178]
主液压缸能力校核示意图如图5所示，图中，s1与s2为活塞的工作行程。。
[0179]
助力器的设计确定：
[0180]
根据上述步骤可以计算出制动系统达到最大制动目标的所需液压值。根据该液压值，确定助力器的助力比、最大助力点的输入输出力，并计算输入力与输出液压的关系，如图6-图7所示。
[0181]
当输入力f
in
＜f
action
，f
out
＝0
[0182]
当输入力f
action
≤f
in
≤f
knee
，f
out
＝f
jump
+(f
in-f
action
)
×k[0183]
当输入力f
in
＞f
knee
，f
out
＝f
jump
+(f
knee-f
action
)
×
k+f
in-f
knee
[0184]
主缸的输出液压等于助力器输出除以主缸活塞的截面积。
[0185]
步骤s7计算制动踏板感：
[0186]
当车辆制动时，由于制动系统零件存在一定间隙，比如活塞与摩擦块、摩擦块与制动盘；踏板与助力器推杆；主缸皮碗与补偿孔等。制动的同时，产生的液压力使得系统零件变形，如卡钳变形轴向变形、摩擦块压缩变形，软管膨胀等；都使得制动系统需要一定的液量补充，制动踏板也就会产生一定工作行程。当踏板行程处于一定范围内，会得到较好的舒适性，否则，要么踏板行程过短，制动急促点头；踏板行程过长，感觉踏板刚性差，疲软，制动系统缺乏安全感。因此，需要控制好制动系统的需液量以及空行程，得到较好的踏板行程。
[0187]
制动踏板的行程t
pedal
计算公式如下：
[0188][0189]vf
：前制动器需液量ml
[0190]vr
：后制动器需液量ml
[0191]vfh
+v
rh
：前后软管需液量ml
[0192]
t
mc
+t
booster
：主缸及助力器的建压行程mm。
[0193]
i：踏板杠杠比。
[0194]
制动减速度与踏板力的关系如图8-图9所示。
[0195]
根据上述公式可以得到踏板输入力f
pedal
与主缸输出液压p
out
的关系：
[0196]
当踏板输入力
[0197]
当踏板输入力
[0198]
当踏板输入力
[0199][0200]
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较
佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

技术特征：
1.一种乘用车制动系统匹配设计方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：根据整车参数计算，确保前轴制动器满足设计目标时，确定车辆满载前轴制动器的设计规格；s2：根据前轴制动器的设计规格和能力，选取前后制动器的分配比β，使得车辆满载和空载状态下得到合理的同步附着系数和同步液压；s3：根据前后制动器的分配比β计算并得到后制动器的设计规格；s4：根据前后制动器的规格、整车参数计算得出前后制动器的利用附着系数，并判断是否符合法规，若符合进行下一步，若不符合，调整前后制动器的分配比β，直到符合法规要求；s5：计算并绘制出道路附着系数利用率；s6：根据前后制动器的设计规格，计算车辆达到最大制动目标所需的制动液压和液量，选择主缸缸孔直径并确定活塞的最大行程大小；计算确定真空助力器的规格大小(膜片直径、助力比、最大助力点输出力)，确定油壶的液量；s7：确定制动踏板杠杠比大小，计算并绘制制动踏板感曲线，判断是否满足踏板感要求；同时判断是否满足制动系统的要求。2.根据权利要求1所述的乘用车制动系统匹配设计方法，其特征在于，步骤s1中设计规格的计算方法包括以下步骤：s11：输入车辆整车参数，根据目前道路条件及轮胎的花纹，抓地力φ
max
取1.2；前制动器的最大制动力矩m
fb
应不小于m
fmax
；车辆参数包括：f
f
：地面制动力nm
f
：地面制动力矩n.mw
f
：车辆静态前轴荷nw：车辆总重量nh：车辆质心高度mml：车辆轴距mmr：车轮滚动半径mφ：道路附着系数(与轮胎配合)；s12：前制动力及前制动器设计规格计算：s12：前制动力及前制动器设计规格计算：m
fb
＝
f
×
p
×
bef
f
×
r
ef
其中：a
f
：前轮缸活塞横截面积之和mm2bef
f
：前制动器效能因数，浮钳盘式制动器取2倍摩擦系数；定钳盘式制动器取摩擦系数。r
ef
：前制动器有效制动半径mm。p：制动液压mpa。
3.根据权利要求2所述的乘用车制动系统匹配设计方法，其特征在于，制动液压p取决于主缸助力器的能力，当φ
max
取1.0时，p值应不大于9.5mpa；当φ
max
取1.2时，p值应不大于12mpa；φ
max
是在滑移率s＝15％～20％的轮胎与地面最高附着系数，当s＝100％时，轮胎与地面为纯滑动，此时附着系数为滑动摩擦系数，而滑动摩擦系数仅能达到φ
max
的80％左右；这就是车辆在abs或esp作用下，调整液压，达到最佳滑移率，防止车轮抱死的同时，获得最大的附着系数以及制动效能，得到最小的制动距离。4.根据权利要求1所述的乘用车制动系统匹配设计方法，其特征在于：步骤s2及步骤s3中的前后制动分配比β，即前制动力除以前制动力与后制动力的和：a
r
：后轮缸活塞横截面积之和mm2bee
r
：后制动器效能因数，浮钳盘式制动器取2倍摩擦系数；定钳盘式制动器取摩擦系数r
er
：后制动器有效制动半径mm。5.根据权利要求1所述的乘用车制动系统匹配设计方法，其特征在于：步骤s3中，根据前后制动分配比β，计算和确定同步附着系数：制动同步附着系数是指车辆制动时，前后车轮同时抱死的道路附着系数：l
r
：车辆质心到后轴的水平距离mm。6.根据权利要求1所述的乘用车制动系统匹配设计方法，其特征在于：步骤s4中，根据前后制动分配比β、整车参数计算和确定利用附着系数，并判断是否满足法规要求；利用附着系数是指前轴制动器制动力与前轴荷的比值称为前利用附着系数φ
f
，后轴制动器制动力与后轴荷的比值称为后利用附着系数φ
rr
z：制动强度z＝a/g；a为制动减速度m/s2；g为重力加速度9.8m/s2。7.根据权利要求6所述的乘用车制动系统匹配设计方法，其特征在于：分别计算z＝0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0时的φ
f
、φ
r
值；根据gb21670法规要求：在车辆所有载荷状态下，后轴附着系数利用曲线在制动强度处于0.15到0.80之间时，后轴曲线必须位于直线z＝0.9k以下；当k值在0.2与0.8之间时，z≥0.1+0.7(k-0.2)。8.根据权利要求1所述的乘用车制动系统匹配设计方法，其特征在于：步骤s5计算出道路附着系数利用率，附着系数利用率是指在某一附着系数为φ路面上，车辆制动过程中前轴或后轴制动器达到抱死时的制动强度z与道路附着系数φ的比值；
前轴附着系数利用率：后轴附着系数利用率：将道路附着系数φ＝0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1.0代入以上公式，附着系数利用率越高，则制动强度越接近道路附着系数。9.根据权利要求1所述的乘用车制动系统匹配设计方法，其特征在于：步骤s6中根据前后制动器的设计规格，计算车辆达到最大制动目标所需的制动液压和液量，选择主缸缸孔直径并确定活塞的最大行程大小；同时计算确定真空助力器的规格大小，确定油壶的液量；考虑达到1g减速度所需液压：则此时在temp
max
、p
max
作用下制动系统的所需液量v
max
；主缸的最大排量v
mcvmc
＝
mc
×
(s1+2)-spring
a
mc
：主缸孔截面积，mm
2vspring
:主缸活塞回位弹簧体积，mm
3vmc
≥1.3v
max
；计算出制动系统达到最大制动目标的所需液压值，并根据该液压值，确定助力器的助力比、最大助力点的输入输出力，并计算输入力与输出液压的关系；当输入力f
in
＜f
action
，f
out
＝0当输入力f
action
≤f
in
≤f
knee
，f
out
＝f
jump
+(f
in-f
action
)
×
k当输入力f
in
＞f
knee
，f
out
＝f
jump
+(f
knee-f
action
)
×
k+f
in-f
knee
。10.根据权利要求1所述的乘用车制动系统匹配设计方法，其特征在于：步骤s7计算制动踏板感具体包括：计算踏板的行程t
pedal
：v
f
：前制动器需液量mlv
r
：后制动器需液量mlv
fh
+v
rh
：前后软管需液量mlt
mc
+t
booster
：主缸及助力器的建压行程mmi：踏板杠杠比；得到踏板输入力f
pedal
与主缸输出液压p
out
的关系：当踏板输入力p
out
＝0当踏板输入力
当踏板输入力当踏板输入力

技术总结
本发明涉及一种乘用车制动系统匹配设计方法，属于汽车制动技术领域。包括以下步骤：S1：根据整车参数计算，确定车辆满载前轴制动器的设计规格；S2：根据前轴制动器的设计规格和能力，选取前后制动器的分配比β。S3：计算并得到后制动器的设计规格。S4：根据前后制动器的规格、整车参数计算得出前后制动器的利用附着系数并绘制曲线，直到符合法规要求。S5：计算并绘制出道路附着系数利用率。S6：根据前后制动器的设计规格，选择主缸缸孔直径并确定活塞的最大行程大小；同时计算确定真空助力器的规格大小，确定油壶的液量；S7：确定制动踏板杠杠比大小，计算并绘制制动踏板感曲线，判断是否满足踏板感要求；同时判断是否满足制动系统的要求。要求。要求。


技术研发人员：张海陆 郑德金
受保护的技术使用者：南方天合底盘系统有限公司
技术研发日：2023.04.18
技术公布日：2023/6/27