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《吉林大学》 2011年
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面向制动系匹配设计的整车简化模型的建立

关鹏  
【摘要】:对于制动系统的性能仿真,现有的主流汽车仿真软件和整车模型也都可以实现。但是仿真精度较高的汽车仿真模型和整车模型,需要输入的参数较多,制动系统零部件厂商在设计阶段不可能获得全部这些参数,无法在产品设计阶段无法利用他们进行仿真验证。另外现有的大多数整车简化模型过于简单,无法仿真全部的制动系性能评价项目,或者仿真的精度不够,同样不适用于汽车制动系零部件厂商进行制动系匹配设计。为了解决这一问题,本文建立了一个面向制动系性能匹配设计的整车简化模型,该模型可以帮助制动系零部件厂商在产品设计阶段,仅仅已知汽车的总布置参数等少量参数的情况下,预测制动系匹配的性能。全文通过调研分析、理论分析、模型建立、模型仿真和试验验证,得到了较为满意的结果。本文的主要内容和相关结论如下: 1、通过对国内外制动性能主客观评价标准和法规的大量调研,总结归纳出了用于制动系统性能匹配设计的整车简化模型应该能够仿真以下工况或性能:直线制动工况、转弯制动工况、制动方向稳定性、制动热稳定性、制动器响应性能、制动器噪声和振动性能、制动系部分失效和不同路面上的制动横摆稳定性等等。根据以上的模型需求,提出了整车简化模型的建模要求,即需要建立一个七自由度车辆模型和制动器动态特性模型,并对提出建模要求的原因进行了简要的说明。 2、根据不同类型的盘式制动器工作原理的说明介绍,以浮动钳盘式制动器为分析对象,进行了制动器轮缸动力学分析,考虑制动器间隙,建立了轮缸动力学数学模型。并且利用IMPACT函数建立了制动过程中制动盘和制动块之间接触力模型,该模型可以描述制动过程中该接触力的变化规律。同时,还根据制动摩擦系数的变化规律和对现有摩擦系数模型的调研分析,选用HSRI制动力矩经验模型中的摩擦系数模型进行了改进,得到了制动动摩擦系数关于制动接触力和车轮角速度的变化关系,建立了动摩擦系数经验模型。 3、最后,对制动器摩擦性能试验所用到的JF122B型试验台进行了简介,并提出了制动摩擦性能试验的试验方案。根据试验数据采用最小二乘法拟合得到了动摩擦系数经验模型,并且根据试验数据验证了动摩擦系数模型的精度。利用长安CV8车型的制动器参数,在MATLAB/Simulink软件环境中,对所建立的IMPACT接触力模型进行了仿真分析,同时利用CV8车型的整车参数确定了整车简化模型的参数,结合实车试验数据,验证了面向制动系匹配设计的整车简化模型的精度,证明所建立的整车简化模型可以适用于汽车零部件厂商进行制动系性能匹配设计。 通过本文的研究,为制动系零部件厂商提供了一种在产品设计的初级阶段预测产品性能的方法,大幅缩短了产品的开发成本和周期,减少了不必要的产品匹配试验。所建立的制动器模型具有更高的仿真精度,同时,本文中建立的整车简化模型可以用于制动工况和其他简单工况的仿真。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:U463.5

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