標 題：汽車制動性能檢測工藝設計
摘 要
隨著交通事故發生率的急劇增加，如今汽車的安全性能已經成為人們所關注的熱點，由於汽車制動性能直接關係到交通安全，重大交通事故往往與制動距離太長、緊急制動時發生側滑等情況有關，故汽車的制動性能是汽車安全行駛的重要保障。改善汽車的制動性能，始終是汽車設計製造和使用部門首要任務。
本文首先以汽車制動性理論知識為基礎，包括汽車制動性的主要評價方法、制動時車輪受力、制動效能及其恆定性、制動時汽車的方向穩定性、前後制動器制動力的比例關係等；然後利用matlab軟體對汽車制動性能相關指標進行仿真編程以及調試；最後進行實例分析，建立fsae賽車制動模型，結合車輛制動系統設計經驗取制動力分配比的初值為0.4，選取設計變數，構建目標函式，設定約束條件，運行程式進行仿真分析，得出fase賽車的制動距離為44.791m、最佳制動分配比為0.6223、制動減速度6.88m/ 以及同步附著係數為0.695。由仿真結果證明，所得結果滿足系統使用要求，對賽車制動系統設計具有一定的指導作用。
關鍵字：制動性能，建模，matlab，fsae賽車
1. 汽車制動性能檢測概述
1.1 汽車制動性主要評價指標
汽車的制動是指汽車行駛時能在短距離內停車且維持行駛方向穩定和在下長坡時能維持一定車速的能力。它主要由制動效能、制動效能的恆定性、制動時汽車的方向穩定性三方面來評價。
（1）制動效能
制動效能，指汽車在良好的路面上以一定初速度和規定的踏板力開始制動，
在最短的時間內停車的一種能力，是制動性能級墓本的評價指標。一般用制動距
離、制動減速度、制動力等表示。
（2）制動效能的恆定性
制動效能的恆定性，指抗熱衰退性能和抗水衰退性能，主要指抗熱衰退性能。其中，抗熱衰退性能指汽車離速行駛制動或下長坡制動時隨制動器溫度升離而保持摩擦力矩不下降的能力；抗水衰退性能指汽車涉水後對制動效能的保持能力。
（3）制動時汽車的方向德定性
制動時汽車的方向穩定性是指汽車在制動過程中不發生跑偏、側淆或喪失轉
向功能而按駕駛人給定方向行駛的能力。
1.2 制動時車輪的受力
1.2.1 地面制動力
制動時地面對車輪的切向反作用力——fx
1.2.2 制動器制動力
制動時制動器制動產生的力————ft1 ft2
1.2.3 地面制動力、制動器制動力與附著力之間的關係
地面制動力fμ 、制動器制動力fx及附著力fφ之間的關係。
1. 附著力——地面對輪胎切向反作用力的極限值fφ。
2. 附著力取決於輪胎與路面之間的摩擦作用及路面的抗剪強度。
3. 硬路面上附著係數φ與滑移率s的關係
（1）制動過程中車輪的三種運動狀態
第一階段：純滾動，路面印痕與胎面花紋基本一致車速 v = 輪速vω
第二階段：邊滾邊滑，路面印痕可以辨認出輪胎花紋，但花紋逐漸模糊。車速 v ＞ 輪速vω
第三階段：抱死拖滑，路面印痕粗黑。
輪速vω = 0
若需增大fx ，必須增大f。f取決於附著係數φ，φ又受滑移率s的影響。
（2）滑移率s
定義：s=[(v－vω)/v]×100%=[(v－r.ω)/v]×100%
分析結論：
s ＜ 20%為制動穩定區域；
s ＞ 20%為制動非穩定區域；
1.2.4 硬路面上的附著係數
對車輛動力學控制中的道路路面附著係數實時估計問題進行研究。首先使用魔術公式建立1/4車輛制動模型,即車輪制動動力學模型;然後將其中的附著係數相關項視為制動系統的擴張狀態,建立其擴張狀態觀測器,通過輪速信號和制動力矩信號實時觀測制動過程中地面與輪胎間的縱向力,進而計算出路面附著係數;最後在均勻路面和突變路面條件下進行仿真研究。結果表明,所提出的方法對車輛制動系統參數攝動和感測器噪聲具有魯棒性,可以準確地實現道路路面附著係數的實時估計,觀測器與控制器設計具有一定獨立性。
圖解：
1.3制動分析
1.3.1 制動減速度
制動減速度，是汽車在制動過程中的減速度。它直接反映了使汽車減速行駛的制動力的大小。顯然，制動減速度越大，制動力就越大，制動距離也越短。由於它更科學、更準確地反應了汽車的制動效能，所以已經成為評價制動效能的重要指標，與制動距離一起並用。
我國國家標準規定了對各種車型汽車的制動減速度的要求。
從制動測試的結果中，最直觀的是可以看出兩車在制動距離上的差異。不過，從減速的g值上可以看出另外一個結果：不管在什麼初始速度下，雅閣的制動減速g值都要小於凱美瑞的g值，這就可以說明雅閣與凱美瑞不同的制動特性：雅閣雖然在制動距離上長過凱美瑞，但雅閣在制動時的車身動態要好於凱美瑞，尤其在制動時的“點頭”動作上。