2024年4月12日发(作者：)

中重型商用车制动系统匹配计算

0 前言

目前，国内车辆制动系统相关标准主要有GB12676-1999《汽

车制动系统结构、性能和试验方法》和GB7258-2004《机动车运

行安全技术条件》。但作为国内主机厂研发人员设计的依据主要

为GB12676，且GB12676的主要内容是引用欧洲的主要制动法规

ECE R13，因此有广泛的使用性和实用性。根据机动车型分类，

中重型商用车应划分为N2、N3和O类车辆。因此本规范主要是

为了符合GB12676对N2、N3和O类车辆的制动性能的规定。同

时为了使车辆的制动性能满足我国路况，要求在匹配计算过程中

充分考虑用户试验数据，使设计车辆制动性能实用性更好，满足

客户使用需求。

1 制动系统匹配计算

图1 制动时的车辆受力图

1.1 制动匹配计算相关参数的确立

1.1.1 整车质量m（kg）

由于国内中重型商用车超载现象比较普遍，因此需根据国情

把超载考虑进去。

定义：空载质量m1;满载质量质量m2;超载质量m3

1.1.2 车辆轴距L（m）

对于双前桥或双后桥，由于制动时载轴转移计算复杂，为简

化起见，将双前桥或双后桥合并为一桥，轴距测量点为两桥中心

点。

1.1.3 车辆质心距后轴距离

质心距后轴距离可在整车三维数模上得出，但为了数据准

确，可以对空载车辆各轴称重，得出L21; L22，L23通过公式

（1-1）、（1-2）得出：

L22=■（1-1）

L23=■（1-2）

L21、L22、L23――空载、满载、超载质心距后轴距离（m）

L24――载货质心距后轴距离（m）

1.1.4 车辆质心高hg（m）

空载质心高hg1可在整车三维数模上得出，也可以通过悬吊

法测得。而hg2和hg3通过公式（1-3）、（1-4）得出：

hg2=■（1-3）

hg3=■（1-4）

hg1、hg2、hg3――空载、满载、超载质心高（m）

hg4――载货质心高m（m）

1.1.5 轴荷mL （kg）

空载前后轴荷可通过称重获得，而满载和超载前后轴荷可通

过公式（1-5）、（1-6）、（1-7）、（1-8）得出：

mL21=■（1-5）

mL22=m2-mL21（1-6）

mL31=■（1-7）

mL32=m3-mL31（1-8）

mL11、mL12――空载前、后轴荷;

mL21、mL22――满载前、后轴荷;

mL31、mL32――超载前、后轴荷。

1.1.6 轴制动扭矩Tf（N.m）

轴制动扭矩值与气压值成正比关系，因此气压值的选择合理

与否关系到制动匹配计算的实用性。根据大量测量数据显示，由

于制动阀体和管路等阻力作用，当制动系统管路工作气压为

0.85MPa时，制动气室气压约为0.72MPa;因此前后轴制动扭矩取

气压为0.72MPa时的值。

Tf1、Tf2――前、后轴制动扭矩。

1.1.7 路面附着系数？准

GB12676要求试验时在水泥路面，其附着系数为0.8，但考

虑到我国路面实际情况，路面附着系数一般取值0.7;

1.1.8 制动器驻车制动扭矩TP（N.m）

根据带驻车的制动气室的性能曲线图（见图2）可计算或实

测。

图2 气室曲线图

1.1.9 车轮滚动半径r（m）

1.1.10 制动器制制动力分配系数β

制动器制制动力分配系数β为前制动器制动力Ff1与总制

动器制动力Ff之比，

β=■=■

1.2 制动重要性能参数分析与匹配计算

1.2.1 选取合理的同步附着系数？准0

1）理想的前后制动器制动力分配曲线，简称I曲线

I曲线是根据公式2-1汇成的，见图2;

Ff2=■（2-1）

2）前后制动器制动力分配分配线，简称β曲线，曲线斜率

为■，见图3。

3）前后轴同时抱死时路面附着系数为同步附着系数？准0，

见图3

？准0=■（2-2）

图3 某货车制动分配的I曲线和β线图

4）同步附着系数？准0的选取

当汽车在不同附着系数？准的路面上制动时，可能有以下3

种情况：

（1）当？准 （2） 当？准>？准0时，β曲线位于I

曲线上方，制动时总是后轮先抱死，这时容易发生甩尾现象;

（3）当？准=？准0时，制动时前后轮同时抱死，这是最好

的稳定情况。

通过分析，第（3）种情况是最好的，但现实中的车辆很难

达到，第（2）种情况会产生甩尾现象，这是我们最不想看到的，

因此我们希望设计的车辆满足第（1）种情况。这样？准0就要

求比车辆行使路面的附着系数高，根据公式2-2，要提高？准0，

就要求提高L、β或降低L2、hg，然而受车辆结构和客观因素

影响，不可能完全使车辆在所有路面都满足？准