汽车理论课程设计制动性能计算
制动效率计算公式
制动效率计算公式制动效率是衡量车辆制动性能的一个重要指标，而制动效率的计算公式则是我们理解和评估这一性能的关键工具。
咱先来说说制动效率到底是啥。
简单来讲，制动效率就是指车辆在制动过程中，实际产生的制动力与理论上可能产生的最大制动力的比值。
就好比你去参加考试，实际考的分数和满分的比例一样。
那制动效率的计算公式是啥呢？一般来说，制动效率可以用下面这个公式来计算：制动效率 = （实际制动力 / 理论最大制动力）× 100% 。
这里面，实际制动力就是车辆在制动时真正施加在车轮上的制动力，而理论最大制动力呢，是在理想条件下，车辆能够达到的最大制动力。
比如说，一辆车在制动时，实际测量得到的制动力是 8000N，而经过计算，理论上它能达到的最大制动力是 10000N ，那它的制动效率就是（8000 / 10000）× 100% = 80% 。
我记得有一次，我开车在路上，突然前面的车来了个急刹车。
我也赶紧踩刹车，那一瞬间，我的心都提到嗓子眼了，就怕刹不住追尾。
还好，车及时停住了。
后来我就琢磨，这得亏车的制动效率还行，不然真得出事儿。
从那以后，我就对制动效率这个事儿特别上心。
那影响制动效率的因素都有啥呢？首先就是制动系统本身的性能，比如说刹车片的质量、刹车盘的大小和材质等等。
就像一个运动员，他的装备好不好，直接影响他的发挥。
其次呢，车辆的载重也有影响。
想象一下，一个人背着重物跑步和不背重物跑步，速度和灵活性肯定不一样，车也是这个道理。
还有路面状况，在湿滑的路面上和干燥的路面上制动，效果能一样吗？在实际生活中，了解制动效率的计算公式对我们很有帮助。
比如你要买车，看看这个参数，能大概知道车的制动性能咋样。
或者在车辆保养的时候，知道这个，就能更好地判断制动系统是不是需要维修或者更换零件。
总之，制动效率计算公式虽然看起来有点复杂，但弄明白了对咱们的行车安全可是大有用处。
大家可别小瞧了这个公式，关键时刻，它能帮咱避免很多危险呢！。
汽车理论课程设计说明书-汽车性制动性计算)
序号：汽车理论课程设计说明书题目：汽车性制动性计算目录一.题目要求 (1)二. 问题的分析与求解 (1)2.1 问题1的分析与求解 (1)2.2 问题2的分析与求解 (4)2.3 问题3的分析与求解 (6)2.4问题4的分析与求解 (7)2.5 问题5的分析与求解 (10)三．结论 (13)3.1该货车制动系损坏对制动距离的影响 (13)3.2该货车制动性能的改进 (14)四.心得体会 (14)五参考文献 (14)一.题目要求一中型货车装有前后制动器分开的双管路制动系，其有关参数见下表1：表 1中型货车有关参数载荷质量质心高轴距质心至前轴距离制动力分配系数空载3880 0.845 3.950 2.100 0.5满载9190 1.170 3.950 2.950 0.5问题1根据书上所提供的数据，绘制：I曲线，β线，f、r线组；问题2绘制利用附着系数曲线；绘制出国家标准（GB 12676-1999汽车制动系统结构、性能和试验方法）要求的限制范围，计算并填写利用附着系数参数表问题3绘制制动效率曲线，计算并填写制动效率参数表。
问题4对制动性进行评价。
问题5此车制动是否满足标准GB 12676-1999的要求？如果不满足需要采取什么附加措施（提出三种改进措施，并对每种措施的预期实施效果进行评价；要充分说明理由，包括公式和图)二. 问题的分析与求解2.1 问题1的分析与求解I曲线为前后轮同时抱死时前后轮制动器制动力的关系曲线——即理想的前、后轮制动器制动力分配曲线[1]，公式为1-1 由式1-1利用MATLAB2014a编写程序即可绘制出I曲线见下图一。
图一理想的前、后制动器制动力分配曲线不少两轴汽车的前、后制动器制动力之比为一固定值。
常用前制动器制动力与汽车总制动器制动力之比来表明分配的比例，称为制动器制动力分配系数，用符号表示，则1-2 这条线为实际前后制动器制动力分配曲线，简称曲线，在本文中。
即。
由式1-2利用MATLAB2014a编写程序即可绘制出I曲线见下图二。
汽车制动力计算
轴间距 L=2370
地面对前轮的法向反作用力为：F1=(mg/L)[b+(hg/g)(du/dt)] 地面对后轮的法向反作用力为：F2=(mg/L)[a-(hg/g)(du/dt)]
L——汽车轴距；=2370mm a——重心到前轴中心线的距离；=1559mm b——重心到后轴中心线的距离；=2370-1559=811mm hg——汽车重心高度；261+230=490mm du/dt——汽车制动减速度；
cmrf0m制动器输出的制动力矩r制动鼓或者制动盘的作用半径f0为制动器输入力制动器的效能因数取决与制动器的类型结构特点和结构参数等因素并受摩擦片的摩擦系数变化的影响
汽车重量
6X28=168KG； 530KG；
车辆中心位置（x,y,z）：-8，261，1559 （原点在前轮轴中间） 车轮轴距离地面的距离为 230；
效能因数是指在制动鼓或制动盘的作用半径上所得到的摩擦力与输入力之比。 C=(M/r)/F0 M——制动器输出的制动力矩 r——制动鼓或者制动盘的作用半径 F0——为制动器输入力
制动器的效能因数取决与制动器的类型、结构特点和结构参数等因素，并受摩擦片的摩擦系 数变化的影响。(参见“汽车工程手册设计篇”，表格 5-3-1 和 5-3.3)
FU1+FU2=φG=0.7*1148.1*9.8=7875.97N； 所以：FU1=0.54*7875.97=4253N
FU2=3622.97N 空载情况下， 重心位置：（-11.8，309.8，1165.2），整车质量为 670.2kg β=（b+φhg）/L=0.63
FU1+FU2=φG=4597.57N 所以：FU1=2896.5N ，FU2=1701.1N
制动器设计及计算实例
制动器设计及计算实例制动器是一种用于车辆或机械设备上的重要安全装置，用于减速、停止或保持其运动状态。
其设计和计算涉及到多个方面的因素，包括制动力的大小、刹车盘的尺寸和材料、制动液的压力等。
下面将通过一个实例来介绍制动器的设计及计算。
假设我们需要设计一个汽车的制动器，首先我们需要确定以下几个参数：1. 汽车的质量：假设汽车的质量为1500kg；2.最大限制加速度：假设最大限制加速度为4m/s^2；3.停车的时间：假设停车的时间为3秒。
基于以上参数，我们可以计算出汽车需要的制动力：制动力=汽车质量×最大限制加速度= 1500kg × 4m/s^2=6000N接下来，我们需要设计制动盘的尺寸和材料。
制动盘的直径和厚度会影响其散热性能和制动力的传递效果。
一般而言，制动盘的直径越大，制动力就越好，但也会增加重量和成本。
制动盘的材料通常选择具有良好耐磨性和散热性能的金属材料，如铸铁或复合材料。
假设我们选择了铸铁制动盘，并给定以下参数：1. 制动盘的直径：假设制动盘的直径为300mm；2. 制动盘的厚度：假设制动盘的厚度为40mm；根据制动盘的直径和厚度，我们可以计算制动盘的转动惯量：转动惯量=(1/2)×制动盘的质量×(制动盘的直径/2)^2=(1/2)×制动盘的质量×(0.15m)^2根据实际情况，制动盘的质量需要根据制动盘的材料、直径和厚度来选择。
为了方便计算，假设制动盘的质量为20kg。
转动惯量= (1/2) × 20kg × (0.15m)^2= 0.45kg·m^2接下来，我们需要选择适当的制动液和计算所需的制动液压力。
制动液在制动器中起到传递力和控制制动器放松的作用。
制动液需要具有良好的抗压性、稳定性和耐高温性能。
假设我们选择了常用的DOT4制动液，并给定以下参数：1.制动液的抗压性比：假设制动液的抗压性比为10：1；2.需要的制动力：假设需要的制动力为6000N。
制动计算公式范文
制动计算公式范文1.紧急制动距离公式：紧急制动距离是汽车从刹车开始到完全停止所需的距离。
根据经验公式，紧急制动距离（D）可以通过以下公式计算：D=(V²/254f)×g其中，V为车速，单位是km/h；f是车辆的质量分配比例，通常取前轮：后轮=7:3；g为重力加速度（g≈9.81）2.刹车力计算公式：刹车力是指制动器对车轮的制动力。
根据摩擦制动理论，刹车力可以通过以下公式计算：F=μ×m其中，F为刹车力，单位是牛顿（N）；μ是制动系数，取决于制动器和路面的摩擦系数；m为车辆的质量，单位是千克（Kg）。
3.制动鼓温升公式：制动过程中，刹车器会因摩擦而产生热量，造成刹车鼓的温度升高。
根据经验公式，刹车鼓的温升（ΔT）可以通过以下公式计算：ΔT=F×r×α其中，ΔT为温升，单位是摄氏度（℃）；F是刹车力；r为刹车鼓的半径，单位是米（m）；α为材料的热膨胀系数。
4.制动盘厚度的计算公式：制动盘是刹车系统的关键部件之一，其厚度与制动性能密切相关。
根据经验公式，制动盘的最小厚度（t）可以通过以下公式计算：t=(K×Q×V)/(μ×d)其中，t为制动盘的最小厚度，单位是毫米（mm）；K是经验系数（一般取2）；Q为总的制动热量，单位是焦耳（J）；V为行驶速度，单位是米/秒（m/s）；μ是制动盘和制动片的摩擦系数；d为制动盘的直径，单位是米（m）。
以上是一些常用的制动计算公式，它们在车辆设计和制动系统优化中起着重要的作用。
通过合理应用这些公式，可以提高汽车的制动性能和安全性。
同时，设计师还应结合实际情况和实验数据，进行综合考虑和分析，以确保设计的制动系统满足要求。
汽车理论：第四章 汽车的行驶安全性制动性
附着系数曲线分析
▪ 附着系数曲线分析如下：
▪ OA 曲线的段：
▪ 此段近似于直线。
▪ b 随 s 的增大而迅速增大。轮胎与地面没有
发生真正的相对滑动。 ▪ s 0 是由于有地面制动力的作用时，轮胎前
面即将与地面接触的胎面受到拉伸而有微量的 伸长，车轮滚动半径 rr ，随地面制动力而加 大，故 u rrw rrow ，或 s 0 。 滚动半径随地面制动力成正比增大，
(三)地面制动力Fxb、制动器制动力F 及 附着力 F 之间的关系
汽车制动时，由于制动强度不同，车轮的运动大体上可有减速滚动和抱 死滑拖两种状况，因而地面制动力、制动器制动力及附着力之间的关系 也不同，如图所示。
按车轮滚动和滑拖两种情况分别讨论
▪ 1、当车轮为滚动时
▪ 制动踏板力较小尚未达到某一极限值时，制动 器摩擦力矩不大，地面制动力足以克服制动器 摩擦力矩而使车轮维持滚动。显然，车轮滚动 时的地面制动力就等于制动器制动力，并且随 着制动踏板力的增加，地面制动力与制动器制 动力均随踏板力的增长成正比地增长。如图示。
▪
(4)持续制动 当汽车下长坡时，需要持续地制动。
因此应有能减轻摩擦制动器负荷的持续制动器。
为产生制动力矩，可以采用的制动方式有以下 三种：
▪ (1)放松加速踏板，离合器仍处于接合状态。 ▪ 发动机和变速器被驱动轮带动旋转，因而对驱动轮作用一个
阻力矩。档位越低对驱动轮的阻力矩越大。在预见性滑行或 下长坡时，用它作辅助制动可以减轻车轮制动器的热负荷。 ▪ (2)踩下离合器踏板和制动踏板，或变速器挂入空档踩下制动 踏板。 ▪ 这时利用车轮制动器可以得到较大的制动减速度。此时要克 服汽车平移质量的惯性力；在变速器未挂入空档时要克服变 速器的惯性力矩，还要克服车轮旋转质量的惯性力矩。 ▪ (3)踩下制动踏板，离合器仍处于接合状态，这时发动机也对 驱动轮作用一个阻力矩，使总的制动力矩较大。 ▪ 这种方法仅在制动强度不大或下长坡时有效。 ▪ 紧急制动时，发动机的惯性力矩很大，应当分离离合器。
《汽车理论》教案4-汽车制动性
3. 汽车的制动效能及其恒定性（60’）
（1）制动减速度（10’） 1）车辆制动时整车受力分析 2）最大制动减速度的推导
abmax s g , abmax p g
3）平均制动减速度 （2）制动过程分析（15’） 1）制动踏板力、汽车制动减速度与制动时间的关系曲线 2）阶段划分 驾驶员反应时间
（7）同步附着系数φ0 的选择（15’）
4
预习 思考题
《汽车理论 A》教案
1）轿车同步附着系数φ0 的选择 2）货车同步附着系数φ0 的选择 本章节的重点，介绍完轿车的φ0 选择后采用提问式教学让学生 自己分析货车φ0 的选择 （8）对前、后制动器制动力分配的要求（15’） ECE 制动法规 （9）制动力的调节（15’） 1）限压阀 2）比例阀 3）感载比例阀、感载射线阀 （10）制动防抱死系统（ABS）（40’） 1）ABS 的理论依据 2）ABS 的优缺点 3）ABS 的基本组成 4）ABS 的液压原理 5）ABS 的控制原理 ABS 的理论依据和优点是本章节的重点，应认真分析到位。结 合视频文件和实际案例进行教学 本章共 10 学时，5 次课，各次课的预习思考题： 第 1 次课预习思考题 汽车制动性从哪些方面进行评价？ 什么是地面制动力、制动器制动力？它们和附着力的关系如何？ 什么是滑动率？ 什么是制动力系数？它与滑动率的关系如何？ 什么是侧向力系数？它与滑动率的关系如何？ 影响制动力系数的因素有哪些？ 第 2 次课预习思考题 制动过程分成哪几个阶段？哪几个阶段与制动距离有关？ 盘式制动器和鼓式制动器的制动性能比较？ 什么制动跑偏？其产生原因有哪些？ 前后轴的抱死次序有哪几种？各是何含义？ 什么制动侧滑？哪种情况下易发生制动侧滑？为什么？ 第 3 次课预习思考题 什么情况下会发生失去转向能力？ 制动时地面对前、后车轮的法向反作用力的计算公式（4-6）与（4-7）的
汽车理论课程设计制动力
汽车理论课程设计制动力一、教学目标本节课的教学目标是让学生掌握汽车理论中制动力部分的基本概念、原理和计算方法。
具体包括以下三个方面的目标：1.知识目标：–了解制动力、摩擦力、重力、空气阻力等基本概念；–掌握制动力的大小计算公式及应用；–理解制动力在汽车行驶中的作用及其影响因素。
2.技能目标：–能够运用基本公式计算汽车的制动力；–能够分析实际行驶中制动力与摩擦力、重力、空气阻力之间的关系；–能够运用所学知识解决实际问题，如汽车制动距离的计算等。
3.情感态度价值观目标：–培养学生对汽车理论学科的兴趣和热情；–培养学生运用科学知识解决实际问题的能力；–培养学生团队协作、讨论交流的良好学习习惯。
二、教学内容根据教学目标，本节课的教学内容主要包括以下几个部分：1.制动力基本概念：介绍制动力、摩擦力、重力、空气阻力等基本概念，让学生理解这些力在汽车行驶中的作用。
2.制动力计算方法：讲解制动力的大小计算公式，并通过实例让学生学会运用公式计算汽车的制动力。
3.制动力影响因素：分析实际行驶中制动力与摩擦力、重力、空气阻力之间的关系，让学生了解各种因素对汽车制动力的影响。
4.实际问题分析：通过案例分析，让学生学会运用所学知识解决实际问题，如汽车制动距离的计算等。
为了达到本节课的教学目标，将采用以下几种教学方法：1.讲授法：讲解制动力基本概念、原理和计算方法，让学生掌握基础知识。
2.案例分析法：分析实际问题，让学生学会将所学知识应用于实际情境中。
3.讨论法：学生分组讨论，培养学生的团队协作能力和交流沟通能力。
4.实验法：安排实验室实践，让学生亲自动手操作，增强对制动力概念的理解。
四、教学资源为了支持本节课的教学内容和教学方法的实施，将准备以下教学资源：1.教材：选用权威、实用的汽车理论教材，为学生提供系统、科学的学习材料。
2.参考书：提供相关领域的参考书籍，拓展学生的知识视野。
3.多媒体资料：制作精美的PPT，生动展示制动力原理和实际应用。
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序号：汽车理论课程设计说明书题目：汽车制动性计算
班级：
姓名：
学号：
序号：
指导教师：
目录
1.题目要求 (3)
2.计算步骤 (4)
3.结论 (8)
4.改进措施 (9)
5.心得体会 (9)
6.参考资料 (9)
1. 题目要求
汽车制动性计算
数据：
1
） 根据所提供的数据，绘制：I 曲线，β线，f 、r 线组；
2） 绘制利用附着系数曲线；绘制出国家标准（GB 12676-1999汽车制动5） 对制动性进行评价。
6） 此车制动是否满足标准GB 12676-1999的要求如果不满足需要采取什么附加措施(要充分说明理由，包括公式和图)
注：
1、 符号中下标a 标示满载，如m a 、h ga 分别表示满载质量和满载质心高度
2、 符号中下标0标示空载，如m 0、h g0分别表示空载质量和空载质心高度
2. 计算步骤
1）由前后轮同时抱死时前后制动器制动力的关系公式：
绘出理想的前后轮制动器制动力分配曲线，即I曲线
由β曲线公式
绘出β曲线，由于空载时和满载时β相同，则β曲线相同。
f线组：当前轮抱死时，
得：
r线组：当后轮抱死时，
得：
空载时，将G=3980*，h=，L=3.950m，a=2.200m,b=1.750m,φ=,,,,,,带入公式放在一个坐标系内，绘出空载时r,f曲线：
图1 空载时r，f，I线组
满载时，将G=9000*，h=1.170m，L=3.950m，a=2.95m,b=1m,φ=,,,,,,带入公式放
在一个坐标系内，绘出空载时r,f曲线：
图2 满载时r，f，I线组2）前轴利用附着系数
后轴利用附着系数
将数据带入可绘出利用附着系数与制动强度关系曲线：
图3 附着系数曲线及国家标准范围
则，z=时，前后轴利用附着系数均为，即无任何车轮抱死时要求的最小
3）由制动效率公式
图4 制动效率曲线
4）①由制动距离公式
得，当u=30km/h,φ=时，
空载时8.98.07059.092.2530301.002.06.312
⨯⨯⨯+⨯+⨯=）（s =7.27m 满载时8
.98.09119.092.2530301.002.06.312
⨯⨯⨯+⨯+⨯=）（s =5.86m. ②求制动系前部管路损坏时汽车的制动距离s1，制动系后部管路损坏时汽
车的制动距离s2。
制动系前部管路损坏时，制动距离s1: 则在后轮将要抱死的时候，2()Xb z g G
F F a zh Gz L
ϕϕ==-= 得：g
a z L h ϕ
ϕ=
+，max b a zg =
空载时，max b a ＝2/m s ，满载时max b a ＝2/m s 。
制动距离：20
220max
''1(')3.6225.92a a b u s u a ττ=++
解得空载时s=10.235m,满载时s=8.34m 。
制动系后部管路损坏时，制动距离S2: 得：g
b z L h ϕ
ϕ=
-，max b a zg =
空载时max b a ＝2/m s ，满载时，max b a ＝2/m s ，
制动距离：20
220max ''1(')3.6225.92a a b u s u a ττ=++
解得空载时s=9.37m ，满载时s=11.68m 。
3．结论
对制动性进行评价
1. 在法规图3给出了GB 12676-1999法规对该货车利用附着系数与制动强度关系曲线要求的区域。
通过图表可知，这辆中型货车在制动强度≥时空载后轴利用附着系数φr 与制动强度z 的关系曲线不能满足法规的要求。
2． ①制动距离：
GB12676-1999 汽车制动系统结构、性能和试验方法标准：
130
15.02
v v s +==36.692m 汽车在φ=的路面上车轮不抱死，取制动系反应时间
s 02.0'2=τ，制动减速度上升时间s 2.0''2=τ。
利用制动效率曲线，φ=的路面上，
空载时后轴制动效率等于，满载时后轴制动效率为。
max b a =制动效率*φ*g ，空载，max b a =。
满载max b a =
根据公式a u b a a u s max
20
0'
'2'292.2526.31+⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=ττ 当行车制动正常时，若u=60Km/h ，经计算得：空载制动距离s=26.89m ，满载制
动距离s=22.70m ；均小于GB12676-1999 汽车制动系统结构、性能和试验方法标准，所以符合标准要求；
②当该车前轴制动管路失效时，制动距离：
满载时GB12676-1999 汽车制动系统结构、性能和试验方法标准：
115
2510015.02
v v s ⋅+==94.5m 若u=50Km/h ，经计算得：满载制动距离s=22.76m ，
小于GB12676-1999制动系统结构、性能和试验方法标准；空载时，GB12676-1999
汽车制动系统结构、性能和试验方法标准：115
2510015.02
v v s ⋅+==94.5m 空载制动距离s=29.46m ，小于。
所以都符合标准要求；
③当该车后轴制动管路失效时：GB12676-1999汽制动系统结构、性能和试验方
法标准115
2510015.02
v v s ⋅+==94.5m 。
若u=60Km/h ，经计算得：空载制动距离s=33.96m （小于）；满载时，GB12676-1999 汽车制动系统结构、性能和试验方法
标准：115
3010015.02
v v s ⋅+==80.0m 满载制动距离s=56.42m （小于）符合标准要求。
4改进措施
1，由于空载后轮利用附着系数不符合要求。
根据公式：
()
()h F
F
g
Z
Xb
r
z
a
L
z
-
-
=
=
1
1
2
2
β
ϕ，
为了使设计符合要求，可以减小前后轴距L，同时适当改变质心到前轴的距离a，以及减小空载时质心的高度，可以减小后轮利用附着系数。
但是上述三项一旦改变，汽车的整体性能都将改变，需要对汽车进行重新设计。
2，加装比例阀或载荷比例阀等制动调节装置。
装比例阀或载荷比例阀等制动力调节装置，可根据制动强度、载荷等因素来改变前、后制动器制动力的比值，使之接近于理想制动力分配曲线，既接近ϕ=z.满足制动法规的要求。
这种方法不需改变车身结构，效果明显，成本小。
5心得体会
这是第一次使用maple来实际验证汽车理论课程里学过的知识，真心感觉到此类软件的强大，通过课程设计，也更加加深了对汽车制动性能的认识，同时在课程设计时与同学们充分交流，也弥补了自己课程学习当中的不足之处，虽然实习时间只有短短的几天，但是受益匪浅。
6参考文献
［1］.j余志生. 汽车理论[M]. 北京：机械工业出版社，1989.
［2］GB-T 15089-2001 中华人民共和国国家标准. 机动车辆及挂车分
类[S].
［3］GB 12676-1999 中华人民共和国国家标准. 汽车制动系统结构、
性能和试验方法[S].。