整車制動(dòng)踏板行程長問題分析解決

柴海澤，魯國輝，呂長泉

（華晨汽車工程研究院底盤部件工程室，遼寧 沈陽 110141 )

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整車制動(dòng)踏板行程長問題分析解決

柴海澤，魯國輝，呂長泉

（華晨汽車工程研究院底盤部件工程室，遼寧 沈陽 110141 )

文章介紹了整車制動(dòng)踏板感的評價(jià)標(biāo)和某車型的實(shí)測數(shù)據(jù)，同時(shí)分析了因活塞回位量大導(dǎo)致的制動(dòng)踏板行程長問題，并介紹了兩種不同結(jié)構(gòu)尺寸的矩形槽形狀導(dǎo)致不同的回位量，從而引起不同的制動(dòng)踏板感。

制動(dòng)鉗；活塞；回位量；制動(dòng)感覺；矩形槽

CLC NO.:U461.9 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)15-180-02

引言

隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展和汽車保有量的節(jié)節(jié)攀升，制動(dòng)性能作為汽車的重要安全性能其關(guān)注度也越來越高，而其中的制動(dòng)踏板感覺今年來尤為突出。根據(jù) JD Power 的反饋，對汽車制動(dòng)踏板感覺方面反映最多的問題主要有制動(dòng)力不足、制動(dòng)偏軟、剎車不夠靈敏等，所以本文就某車型在制動(dòng)踏板空行程大問題分析總結(jié)，并結(jié)合實(shí)際車輛的主、客觀試驗(yàn)，對所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和比較，提出了通過調(diào)節(jié)矩形槽結(jié)構(gòu)改進(jìn)踏板感覺的思路和方法。

1 踏板感標(biāo)準(zhǔn)介紹

一般的制動(dòng)踏板感的評價(jià)通過制動(dòng)感覺指數(shù)進(jìn)行評價(jià)，包括：踏板形狀及位置、踏板力與行程的關(guān)系、車輛-0.1/-0.5g/1g減速度時(shí)的踏板力、車輛-0.1/-0.5g/1g減速度時(shí)的踏板行程、踏板線性度、滿載時(shí)制動(dòng)系統(tǒng)的作用時(shí)間（緊急制動(dòng)），踏板形狀和位置屬于人機(jī)工程的內(nèi)容，不作為這篇文章的研究內(nèi)容。

可看出，制動(dòng)踏板力和踏板行程與車輛減速度的曲線對我們的分析是很重要的，這也是我研究的基礎(chǔ)。目前各主機(jī)廠的測試方法基本一致，車輛加速行駛至100km/h，將擋位掛入空擋，踩踏制動(dòng)踏板使車輛減速度達(dá)到最大減速度，記錄過程中的踏板力、踏板行程、減速度、減速度的時(shí)間歷程，評價(jià)曲線。

2 實(shí)例分析/介紹

我們對某款車型進(jìn)行了2輛車測試，分別測試得到如圖1結(jié)果。

圖1 實(shí)測1#、2#車數(shù)據(jù)

通過評價(jià)曲線可看出，同樣的系統(tǒng)下制動(dòng)初期的踏板行程存在明細(xì)的差異，對比結(jié)果如表1。

表1

顯然車輛B的踏板行程已經(jīng)接近設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的極限38mm，同時(shí)，主觀評價(jià)感覺車輛B明顯讓人感覺減速度來的慢，使駕駛?cè)藛T制動(dòng)無信心。[1]我們通過對管路壓力、助力器、制動(dòng)鉗等零部件進(jìn)行了排查，最終鎖定產(chǎn)生此差異的原因?yàn)椋軇?dòng)間隙（running clearance）差異導(dǎo)致，活塞回位量（rollback）差異導(dǎo)致了制動(dòng)盤和摩擦片初始制動(dòng)時(shí)自由的間隙存在差異，也就是回位量大的間隙大，回位量小的間隙小，這就造成在踩踏制動(dòng)時(shí)，活塞走過的自由空行程多，空行程不產(chǎn)生制動(dòng)作用，導(dǎo)致踩踏的行程需要的多一些。通過計(jì)算可確認(rèn)活塞回位量是關(guān)鍵影響因素，計(jì)算過程如表2。

表2

S= d×（（π×（a/2）2×b×2+π×（f/2）2×i×2）/（π×（c/2）2）+e）[2]

通過按照QC/T 592中4.5分別對1#和2#卡鉗的回位量進(jìn)行測量，1#前卡鉗的活塞回位量為0.55mm，2#前卡鉗的活塞回位量為0.8mm，車輛后卡鉗的回位量均為0.3mm，因2#車回位量大，造成前跑動(dòng)間隙大，導(dǎo)致2#車踏板空行程長。

圖2 兩種槽型

通過以上的數(shù)據(jù)可看出回位量的設(shè)計(jì)對整車的制動(dòng)感覺，尤其是空行程的影響很大，常規(guī)使用2種不同結(jié)構(gòu)的矩形槽形式，如圖2。

通過計(jì)算機(jī)有限元的設(shè)計(jì)分析可看到，同樣條件下，槽型活塞回位量小，如圖3所示。

圖2 計(jì)算機(jī)分析結(jié)果

采用槽型2結(jié)構(gòu)的制動(dòng)鉗檢測活塞回位量為0.42mm，進(jìn)行踏板感測試，結(jié)果如下圖，空行程為27.95mm，試驗(yàn)人員感覺提升效果明顯，至此，通過槽型調(diào)整，降低活塞回位量，問題得以解決。

3 結(jié)語

綜上所述，產(chǎn)品回位量設(shè)定影響車輛的制動(dòng)踏板感，在整車制動(dòng)校核時(shí)應(yīng)考慮踩踏空行程對制動(dòng)感覺的影響，對于系統(tǒng)敏感性高的車輛，較小的活塞回位量可以有效縮短踏板空行程，但需要注意的是，過小的活塞回位量，會(huì)導(dǎo)致拖滯力矩的增加，一般在設(shè)定時(shí)建議控制在0.15mm～0.45mm之間，在設(shè)計(jì)時(shí)需要綜合考慮車輛的設(shè)計(jì)需求。

[1] 余志生.汽車?yán)碚?[M]北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,2011.

[2] 陳家瑞.汽車構(gòu)造.[M]北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2007. 01.

[3] 方泳龍.汽車制動(dòng)理論與設(shè)計(jì)（專家系統(tǒng)）.[M]吉林:吉林大學(xué)汽車學(xué)院汽車系,2004.3.

[4] 中國汽車工程學(xué)會(huì),汽車工程手冊/底盤設(shè)計(jì)篇,[M]北京:北京理工大學(xué)出版社,2010.12.

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[6] 張繼紅.基于MATLAB/GUI的制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與評價(jià)軟件開發(fā).長春: 汽車技術(shù).2007.

[7] 喻凡,林逸.汽車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)[M].北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2005: 294-296.

[8] BOSCH.汽車工程手冊第二版.2004.

The long problem analysis of the brake pedal is solved

Chai Haize, Lu Guohui, Lv Changquan
( The chassis parts engineering room of the huachen automotive engineering research institute, Liaoning Shenyang 110141 )

This article describes vehicle brake pedal feeling evaluation standards and certain vehicle measurement datas, also describes big roll-back of piston leads to long pedal stroke issue, this article also describes two kinds of different structure, different dimension piston seal leads to different roll-back.

Caliper; Piston; Roll-back; Brake feeling; Piston seal

U461.9

A

1671-7988 (2017)15-180-02

柴海澤，工程師，就職于華晨汽車工程研究院，主要從事制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)開發(fā)工作。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.15.066