汽車制動(dòng)測(cè)試數(shù)據(jù)與理論設(shè)計(jì)校驗(yàn)分析

孫建興，王志可 Sun Jianxing，Wang Zhike

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汽車制動(dòng)測(cè)試數(shù)據(jù)與理論設(shè)計(jì)校驗(yàn)分析

孫建興1，王志可2Sun Jianxing1，Wang Zhike2

（1. 北京汽車股份有限公司，北京 101300； 2. 浙江鋒銳發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司，浙江 義烏 322003）

新車型在開發(fā)過程中需要通過車輛測(cè)試試驗(yàn)，以評(píng)價(jià)制動(dòng)系統(tǒng)匹配是否達(dá)到最佳狀態(tài)。文中闡述了汽車車輪扭矩試驗(yàn)，進(jìn)行制動(dòng)系統(tǒng)校驗(yàn)和優(yōu)化，重點(diǎn)分析前、后軸附著系數(shù)利用率及應(yīng)用方法。車輛從初始設(shè)計(jì)狀態(tài)到最佳設(shè)計(jì)狀態(tài)，需要進(jìn)行車輪扭矩試驗(yàn)并校驗(yàn)分析，通過分析測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化，使系統(tǒng)匹配更加合理，用戶獲得更好的駕車體驗(yàn)。

車輪扭矩試驗(yàn)；測(cè)試；評(píng)價(jià)

0 引 言

汽車制動(dòng)系統(tǒng)是保證汽車安全行駛的重要系統(tǒng)，不但要有良好的可靠性，還要有良好的舒適性和線性感。最佳的制動(dòng)系統(tǒng)匹配能有效減小剎車距離，提高行人和車輛的安全性。

車輛在進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，受到地面附著系數(shù)、制動(dòng)盤散熱能力及熱容量、摩擦片摩擦系數(shù)等多個(gè)參數(shù)的影響，制動(dòng)系統(tǒng)理論計(jì)算數(shù)據(jù)與實(shí)際測(cè)試數(shù)據(jù)偏差較大；因此，新開發(fā)車型需要尋找一種有效的測(cè)試和評(píng)價(jià)方法對(duì)原始設(shè)計(jì)方案進(jìn)行校驗(yàn)分析。

1 制動(dòng)測(cè)試數(shù)據(jù)分析方法

制動(dòng)系統(tǒng)測(cè)試有多種方法，根據(jù)測(cè)試的不同需求，可選擇相應(yīng)測(cè)試方法。車輪扭矩試驗(yàn)，反映車輛制動(dòng)系統(tǒng)整體匹配情況，并且測(cè)試參數(shù)全面，可有效評(píng)價(jià)車輛制動(dòng)系統(tǒng)匹配情況和ABS的標(biāo)定水平。

車輪扭矩試驗(yàn)可獲得車速、減速度、管路壓力、摩擦片溫度、車輪扭矩和前、后軸附著系數(shù)利用率等測(cè)試數(shù)據(jù)，通過分析這些數(shù)據(jù)，可評(píng)估車輛制動(dòng)系統(tǒng)匹配是否達(dá)到最佳狀態(tài)，制動(dòng)系統(tǒng)部件是否存在異常。車輪扭矩試驗(yàn)獲得的前、后軸附著系數(shù)利用率，綜合反映了車輛制動(dòng)系統(tǒng)匹配及ABS標(biāo)定情況。

圖1和圖2為某車型在開發(fā)初期進(jìn)行的車輪扭矩試驗(yàn)，為檢驗(yàn)系統(tǒng)匹配的合理性和ABS標(biāo)定水平，可從法規(guī)要求和附著系數(shù)利用率兩個(gè)方面進(jìn)行分析。

圖1 50 km/h空載前、后軸附著系數(shù)利用率

圖2 50 km/h滿載前、后軸附著系數(shù)利用率

1.1 法規(guī)曲線分析校核

我國(guó)相關(guān)法規(guī)明確要求，制動(dòng)強(qiáng)度在0.15～0.8之間時(shí)，前軸附著系數(shù)利用率曲線應(yīng)位于后軸上方。由圖1和圖2可知，前軸附著系數(shù)利用率曲線在后軸附著系數(shù)利用率曲線上方，滿足法規(guī)要求。

當(dāng)附著系數(shù)在0.15～0.8之間時(shí)，前軸附著系數(shù)利用率曲線和后軸附著系數(shù)利用率曲線都應(yīng)位于=（0.04+）/0.7［1］這一法規(guī)曲線的下方，由圖1和圖2可知，新車型前、后軸附著系數(shù)利用率滿足法規(guī)要求。

生產(chǎn)一致性檢查時(shí)，曲線應(yīng)位于=/0.9這條曲線下方［1］。由圖1和圖2可知，后軸附著系數(shù)利用率滿足法規(guī)要求。

新車型車輪扭矩試驗(yàn)，在車輛空載和滿載狀態(tài)下進(jìn)行，前軸附著系數(shù)利用率曲線和后軸附著系數(shù)利用率曲線與法規(guī)曲線=（0.04+）/0.7和=/0.9的校驗(yàn)結(jié)果達(dá)到法規(guī)要求。但是，從前、后軸附著系數(shù)利用率曲線走勢(shì)分析，還存在制動(dòng)系統(tǒng)匹配不合理的問題，會(huì)導(dǎo)致剎車距離偏長(zhǎng)。

1.2 附著系數(shù)利用率曲線趨勢(shì)分析

從理論上看，車輛在空載和滿載狀態(tài)下，前軸附著系數(shù)利用率曲線和后軸附著系數(shù)利用率曲線與=軸越接近，則制動(dòng)系統(tǒng)利用率越高，匹配效果越好。

圖1和圖2中曲線和曲線在=0.3（附著系數(shù)）附近收窄，但距離=軸仍較大，說明液壓調(diào)節(jié)裝置拐點(diǎn)設(shè)計(jì)偏低，需要優(yōu)化。理論上，合理的液壓拐點(diǎn)應(yīng)該在曲線和曲線離=軸無限接近處，同時(shí)要保證曲線和不交叉，否則會(huì)導(dǎo)致后輪先于前輪抱死，即在曲線和交叉點(diǎn)的附著系數(shù)范圍內(nèi)發(fā)生后輪先抱死的危險(xiǎn)工況［2］。由以上分析可知，制動(dòng)系統(tǒng)液壓調(diào)節(jié)裝置拐點(diǎn)應(yīng)該提高。

圖1和圖2中曲線和曲線在附著系數(shù)0.3以后與=軸距離逐漸加大，并且曲線變陡，剎車效率降低，后段制動(dòng)系統(tǒng)匹配不合理。經(jīng)過排查制動(dòng)系統(tǒng)各主要參數(shù)，發(fā)現(xiàn)主要原因是摩擦片受熱后摩擦系數(shù)降低幅度較大，導(dǎo)致前、后軸制動(dòng)力降低；因此，摩擦片性能需進(jìn)一步優(yōu)化。

2 系統(tǒng)優(yōu)化及測(cè)試

根據(jù)以上分析，某車型初期制動(dòng)系統(tǒng)匹配存在如下問題。

1）液壓調(diào)節(jié)裝置拐點(diǎn)設(shè)計(jì)偏低，導(dǎo)致整車制動(dòng)力利用率偏低；

2）前、后制動(dòng)器摩擦片熱衰退性能差，前軸曲線和后軸曲線離=曲線較遠(yuǎn)，導(dǎo)致整車制動(dòng)力降低。

對(duì)新車型制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，提高液壓調(diào)節(jié)拐點(diǎn)，提高摩擦片熱衰退性能。

制動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化后，再次進(jìn)行車輪扭矩試驗(yàn)，優(yōu)化后測(cè)試曲線如圖3和圖4所示。

圖3 優(yōu)化后50 km/h空載前、后軸附著系數(shù)利用率

圖4 優(yōu)化后50 km/h滿載前、后軸附著系數(shù)利用率

改進(jìn)后，圖3和圖4中，前軸曲線和后軸曲線整體向=曲線收斂，并且在空載=0.4（圖3）附近和滿載=0.6（圖4）附近收窄并無限接近，說明液壓拐點(diǎn)設(shè)置合理，地面附著條件發(fā)揮充分，制動(dòng)系統(tǒng)匹配達(dá)到最佳狀態(tài)，有效提高整車制動(dòng)性能，提高整車安全性。

3 結(jié) 論

以上分析說明，車輪扭矩試驗(yàn)是評(píng)估制動(dòng)系統(tǒng)匹配情況的有效測(cè)試手段，值得推廣和應(yīng)用。

在新開發(fā)車型中，液壓調(diào)節(jié)裝置拐點(diǎn)設(shè)計(jì)和摩擦片性能設(shè)計(jì)是影響整車匹配的關(guān)鍵因素。由于理論計(jì)算與實(shí)際測(cè)試存在偏差，只能通過整車制動(dòng)系統(tǒng)測(cè)試進(jìn)行分析和優(yōu)化。

對(duì)同一款汽車，不同的ABS供應(yīng)商所測(cè)試的剎車距離不同，主要原因是ABS標(biāo)定時(shí)液壓調(diào)節(jié)拐點(diǎn)設(shè)定不同。另外，摩擦片性能設(shè)計(jì)不同也會(huì)導(dǎo)致剎車距離不同。在新車型開發(fā)過程中，摩擦片性能需要經(jīng)過多輪試驗(yàn)才能確定。

車輪扭矩試驗(yàn)是評(píng)價(jià)ABS供應(yīng)商標(biāo)定水平和摩擦片性能的有效手段，同時(shí)也為制動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化提供了重要信息。

[1]乘用車制動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)要求及試驗(yàn)方法：GB 21670—2008[S].

[2]余志生. 汽車?yán)碚摚跰］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009.

2017-11-15

U467.1

A

10.14175/j.issn.1002-4581.2018.02.002

1002-4581（2018）02-0005-03