某皮卡車型制動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化分析

衛(wèi) 鋒

Wei Feng

（北汽福田汽車股份有限公司 南海汽車廠，廣東 佛山 528200）

0 引 言

隨著國(guó)民生活水平的提高，汽車逐步走進(jìn)了中國(guó)的千家萬戶，作為交通工具給我們帶來了極大的便利。特別是在國(guó)家汽車下鄉(xiāng)政策逐年推動(dòng)下，城鄉(xiāng)居民對(duì)汽車的渴望和購買力也逐年提升，皮卡作為客貨兩用型汽車，更加受到城鄉(xiāng)居民的青睞，同時(shí)對(duì)皮卡整車操控性能和精細(xì)化設(shè)計(jì)也在不斷提升。制動(dòng)系統(tǒng)是汽車最重要系統(tǒng)之一，是為使高速行駛的汽車減速或停車而設(shè)計(jì)的，如果此系統(tǒng)不能正常工作，車上的駕駛員和乘客的安全無法保證。文中所介紹的就是優(yōu)化提升某皮卡車型制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)性能。

1 皮卡車型制動(dòng)系統(tǒng)的典型結(jié)構(gòu)

目前國(guó)內(nèi)皮卡車型的制動(dòng)系統(tǒng)操縱機(jī)構(gòu)以液壓制動(dòng)為主，主要由制動(dòng)踏板、制動(dòng)主缸、助力裝置、制動(dòng)輪缸和管路系統(tǒng)組成[1]。

2 制動(dòng)系統(tǒng)的基本構(gòu)造及工作

汽車制動(dòng)系統(tǒng)是一套用來使 4個(gè)車輪減速或停止的部件（如圖1）。當(dāng)駕駛員踩下制動(dòng)踏板時(shí)，制動(dòng)動(dòng)作開始。踏板與制動(dòng)總泵推桿通過銷軸連接，踏板的運(yùn)動(dòng)促使總泵推桿移向主缸或離開主缸。

助力器安裝在駕駛室前圍板上，并通過駕駛員操縱踏板工作。

制動(dòng)主缸與助力器連接，通過助力器的工作，主缸使有壓力的制動(dòng)液通過液壓管路傳遞到 4個(gè)車輪的每個(gè)制動(dòng)器。這些液壓管路由鋼管與軟管組成，它們將壓力從主缸傳遞到車輪制動(dòng)器[1]。

皮卡車型目前盤式制動(dòng)器多數(shù)用于前輪，后輪多采用鼓式制動(dòng)器。制動(dòng)盤裝在輪轂上，與車輪及輪胎一起轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)駕駛員進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，主缸的液壓力傳遞到盤式制動(dòng)器，液壓力推動(dòng)摩擦襯片到制動(dòng)盤上，阻止制動(dòng)盤轉(zhuǎn)動(dòng)。

3 制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與計(jì)算

結(jié)合該皮卡車型的設(shè)計(jì)輸入要求來計(jì)算改進(jìn)前制動(dòng)系統(tǒng)性能參數(shù)。

3.1 該車型的設(shè)計(jì)輸入數(shù)據(jù)

整車的設(shè)計(jì)輸入數(shù)據(jù)如表1、表2所示。

3.2 Excle自動(dòng)計(jì)算程序

為了計(jì)算的方便和快速，設(shè)計(jì)中用Excle軟件編制了自動(dòng)計(jì)算表格程序，如表3所示。

表2 制動(dòng)器和其他參數(shù)值設(shè)計(jì)輸入數(shù)據(jù)

假設(shè)制動(dòng)系統(tǒng)中沒有制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置，則前后制動(dòng)液壓P1=P2=P0。

在不同的減速度下，前、后軸實(shí)際動(dòng)軸荷和制動(dòng)力分配計(jì)算，其中減速度 jt為了計(jì)算方便，通常取為重力加速度的若干倍。

相關(guān)數(shù)據(jù)計(jì)算見表4～表7和圖2、圖3。

表3 Excle軟件編制的制動(dòng)系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算程序

表4 根據(jù)不同制動(dòng)強(qiáng)度jt/g值計(jì)算空載/滿載動(dòng)軸荷分配值

表5 前、后軸實(shí)際制動(dòng)力分配計(jì)算

表7 比例閥計(jì)算

3.3 踏板力計(jì)算

制動(dòng)踏板力可用下式驗(yàn)算：壓；ip為踏板機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比；η為踏板機(jī)構(gòu)及制動(dòng)主缸機(jī)械效率。踏板力計(jì)算見表8，前后制動(dòng)器所需制動(dòng)液見表9。

其中，dm為主缸活塞直徑；p為制動(dòng)管路液

表8 踏板力計(jì)算

表9 前、后制動(dòng)器所需制動(dòng)液

3.4 總泵容量及踏板行程的計(jì)算

前、后回路管路所需的排量如下：

進(jìn)一步計(jì)算總泵容積滿足制動(dòng)時(shí)前、后輪分泵容量，理論設(shè)計(jì)制動(dòng)液容量可滿足要求。

4 與標(biāo)桿車各參數(shù)的對(duì)比分析

相關(guān)分析見圖4～圖6。

從相關(guān)分析結(jié)果初步判斷：前輪制動(dòng)力的峰值與標(biāo)桿車型差異不大，但當(dāng)前輪制動(dòng)力達(dá)到最大時(shí)踏板力與標(biāo)桿車差距很大，同時(shí)靜態(tài)測(cè)量需改進(jìn)車型的踏板力與踏板行程的關(guān)系，可以看到制動(dòng)踏板行程與標(biāo)桿車差距較大。

經(jīng)過理論制動(dòng)性能設(shè)計(jì)校核與實(shí)際整車制動(dòng)性能測(cè)量，減小踏板力和空行程是本次改進(jìn)的重點(diǎn)。

5 改進(jìn)措施及優(yōu)化結(jié)果

改進(jìn)方案見表10和圖7。

表10 改進(jìn)方案

扭轉(zhuǎn)彈簧改進(jìn)見表11。

表11 扭轉(zhuǎn)彈簧改進(jìn)前、后數(shù)據(jù)

踏板力與踏板行程關(guān)系見圖8，前輪制動(dòng)力與踏板力關(guān)系見圖9。

6 總 結(jié)

文中較為概括地對(duì)某皮卡車型制動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了闡述，通過主觀評(píng)價(jià)試驗(yàn)和整車制動(dòng)系統(tǒng)性能試驗(yàn)，證明改進(jìn)后此車型與標(biāo)桿車的制動(dòng)性能差異不大，在性能上有明顯的提升。

[1]肖生發(fā).汽車構(gòu)造[M].北京：北京大學(xué)出版社.

[2]王望予.汽車設(shè)計(jì)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.

[3]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社.