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现有的商业汽车动力学仿真软件可以实现整车制动性能的仿真。但是,商业软件中制动系统要么过于简单,要么需求的参数太多,不便于整车厂在产品设计阶段进行仿真对比验证。同时汽车动力学仿真软件中的整车动力学模型一般都需要很多结构参数和性能参数,这样的要求往往很难实现。为了解决这一问题,本文依托“长安-吉林大学产学研工程中心”的“乘用车制动系统设计匹配开发”项目,有针对性的开发带有简单整车动力学模型的制动系统动态仿真软件。本文的主要内容和相关结论如下:1.本文调研了国内外制动系统和与制动系统相关的整车动力学模型的研究现状。通过对比分析,利用机械动力学、液压系统动力学、流体力学等力学原理,提出制动系统各个模块的建模原理,并在MATLAB环境下,实现制动系统的仿真开发。最后,以某款车为例,借助部件性能特性实验,获取制动系统和整车参数,并进行相应的软件调试和验证。2.本文建立了基于特性的制动系统动态模型。忽略踏板惯量等因素的影响,建立了机械式制动踏板的静力学稳态模型。在真空助力器稳态输入输出特性的基础上,用一阶迟滞环节近似等效地表达了真空助力器的动态模型。从而减少了真空助力器动态模型对结构参数和性能参数的需求。为了更好地反映制动系统液压部分的动态特性,保留制动主缸和制动轮缸活塞惯量和制动主缸和制动器间隙的影响。同时,建立了考虑制动管路容性和制动液粘度的制动管路动态模型。借鉴KELVIN-VOIGT模型,建立了制动块和制动盘间的弹簧阻尼连续接触模型,既满足模块划分的需求,也更加准确地反映动态接触过程和制动块变形对踏板位移的影响。最后,用制动效能因数统一表达了制动器制动力矩计算模型。3.本文还调研了国内外与制动性能评价相关的标准和企业评估项目,综合分析得出制动系统仿真对整车动力学模型的需求。根据模型的需求,建立了十四自由度整车动力学模型。整车动力学模型中,将车体看成是刚体建立了车体的完整六自由度;由于本文主要研究制动系统的建模,所以转向系统采用了较简单的模型,直接由方向盘转角和转向系统的角传动比计算车轮转角;将悬架中的弹性元件和减震器用线性刚度阻尼系统表示,假定车轮只有垂直于车体的自由度,而不考虑悬架导向机构造成的K&C特性;为了减少参数,保证模型在汽车预开发阶段的应用,轮胎模型选取了UA理论轮胎模型4.在MATLAB/Simulink软件环境中,搭建了带有制动系统的整车动力学模型。重点分析了制动系统的滞后特性。最后根据长安公司提供的某款车的实车参数,结合BOSCH和SABS两家机构的实车试验数据,验证了制动系统模型和简单整车动力学模型的精度。通过本文的研究,汽车制造厂商在前期产品设计阶段,只需要少量的制动系统和整车参数就可以实现制动系统性能和整车制动性能的预测和分解。缩短后期试验周期,提高系统集成能力,从而缩短开发时间,提高工作效率,节约生产成本。