某車型制動踏板感覺性能優(yōu)化

張健　張凱　趙永坡　王天培

摘要：制動盤片間隙是影響制動踏板空行程的主要原因之一，加強(qiáng)對制動盤片間隙的控制是減小制動踏板空行程、提升制動踏板感覺的一種有效途徑。文章針對某車型制動踏板空行程長的問題，應(yīng)用理論計算、客觀試驗等手段對此問題進(jìn)行了分析，并通過更改制動盤片間隙，解決了此問題。

關(guān)鍵詞：汽車；制動踏板空行程；制動踏板感覺；制動盤片間隙；制動力；制動踏板力 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：U463 文章編號：1009-2374（2015）19-0036-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.19.017

汽車制動踏板感覺即汽車所受到的制動力與制動踏板力成線性關(guān)系的性能。汽車制動踏板感覺性能的好壞不僅影響駕駛員、乘員的舒適性及疲勞程度，還影響到汽車的主動安全性。為了提高汽車的舒適性及安全性，必須明確影響制動踏板感覺的因素，并有針對性地加以改進(jìn)。本文針對某款車型制動踏板空行程長問題，通過理論計算并基于多工況下試驗數(shù)據(jù)，找出導(dǎo)致制動踏板空行程長的影響因素，提出優(yōu)化方案，通過試驗驗證此車的制動踏板感覺性能得到了明顯改善，為提升汽車制動踏板感覺性能提供了一種方法。

1 汽車制動踏板空行程長問題分析

1.1 問題描述

對某款新開發(fā)車型制動性能進(jìn)行測試，在進(jìn)行汽車動態(tài)制動踏板感覺工況試驗中，測得：當(dāng)車輛減速度為0.1g時，制動踏板行程為49.5mm，制動踏板力為32.5N，制動踏板空行程太長。同時主觀感覺：制動時，制動踏板踩下很長一段車輛沒有減速度，制動感覺極差。通過客觀數(shù)據(jù)及主觀感覺說明此車型制動感覺性能必須進(jìn)行提升。

1.2 影響因素分析

（1）制動系統(tǒng)的空行程。空行程包括了踏板與助力器連接的間隙、主缸與助力器的空行程、摩擦片與制動盤的間隙等；（2）系統(tǒng)變形量。系統(tǒng)變形包括了在建壓情況下踏板及防火墻在受力下的變形量、制動主缸與助力器的變形量、制動硬管及制動軟管的膨脹量、卡鉗的剛度及摩擦片的壓縮量等。

1.3 系統(tǒng)空行程理論計算

第一，主缸活塞空行程及主缸推桿與活塞間隙所產(chǎn)生的制動踏板空行程計算公式如下：

Sp1=（δ01+δ02）ip

式中：

SP1——真空助力器帶主缸總成內(nèi)部部件間隙所產(chǎn)生的制動踏板空行程，mm

δ01——主缸推桿與活塞間隙，mm

δ02——主缸活塞空行程，mm

ip——制動踏板杠桿比

把車輛制動系統(tǒng)具體參數(shù)代入上述公式計算得出主缸活塞空行程及主缸推桿與活塞間隙（真空助力器帶主缸總成內(nèi)部部件間隙）所產(chǎn)生的制動踏板空行程為8.33mm。

第二，后輪盤片間隙所產(chǎn)生的制動踏板空行程計算公式如下：

式中：

SP2——后輪盤片間隙所產(chǎn)生的制動踏板空行程，mm

d2——后輪缸直徑，mm

δ03——后輪盤片間隙，mm

dm——主缸直徑，mm

ip——制動踏板杠桿比

把車輛制動系統(tǒng)具體參數(shù)代入上述公式計算得出后輪盤片間隙所產(chǎn)生的制動踏板空行程為3.46mm。

第三，前輪盤片間隙所產(chǎn)生的制動踏板空行程計算公式如下：

式中：

SP3——前輪盤片間隙所產(chǎn)生的制動踏板空行程，mm

d1——前輪缸直徑，mm

δ04——前輪盤片間隙，mm

dm——主缸直徑，mm

ip——制動踏板杠桿比

把車輛制動系統(tǒng)具體參數(shù)帶入上述公式計算得出前輪盤片間隙所產(chǎn)生的制動踏板空行程為8.64mm。

由于此車型制動管路總長度較短并且在制動初始階段制動管路膨脹量較小，因此忽略制動管路膨脹對制動踏板空行程的影響，根據(jù)公式：Sp=Sp1+Sp2+Sp3，在設(shè)計要求下制動踏板總空行程Sp=20.43mm。

2 試驗方案

（1）問題車輛制動踏板總空行程測試；（2）真空助力器帶主缸總成內(nèi)部部件間隙所產(chǎn)生的制動踏板空行程測試；（3）后輪盤片間隙所產(chǎn)生的制動踏板空行程測試；（4）前輪盤片間隙所產(chǎn)生的制動踏板空行程測試；（5）對所測量數(shù)據(jù)進(jìn)行對比分析，找出問題真因，制定整改方案。

2.1 傳感器布置

在制動踏板中心位置安裝制動踏板力傳感器及制動踏板位移傳感器，在四個制動輪缸前端制動管路中分別加裝制動壓力傳感器，安裝電源盒及數(shù)據(jù)采集設(shè)備。

2.2 試驗工況

總體要求：（1）所有測試工況開始前必須保證制動管路中無氣體；（2）所有測試工況開始前必須保證車輛制動系統(tǒng)真空度水平達(dá)到正常狀態(tài)；（3）所有測試工況可按照企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《汽車靜態(tài)踏板感覺試驗方法》中規(guī)定的試驗方法進(jìn)行。

測試工況一：車輛怠速靜止?fàn)顟B(tài)，制動系統(tǒng)正常狀態(tài)，測試制動踏板空行程。測試目的：分析制動踏板總空行程是否滿足設(shè)計要求。

測試工況二：車輛怠速靜止?fàn)顟B(tài)，將四輪缸進(jìn)液口堵死，測試制動踏板空行程。測試目的：分析真空助力器帶主缸總成內(nèi)部部件間隙所產(chǎn)生的制動踏板空行程是否滿足設(shè)計要求。

測試工況三：車輛怠速靜止?fàn)顟B(tài)，將前輪缸進(jìn)液口堵死，測試制動踏板空行程。測試目的：分析后輪盤片間隙所產(chǎn)生的制動踏板空行程是否滿足設(shè)計要求。

測試工況四：車輛怠速靜止?fàn)顟B(tài)，將后輪缸進(jìn)液口堵死，測試制動踏板空行程。測試目的：分析前輪盤片間隙所產(chǎn)生的制動踏板空行程是否滿足設(shè)計要求。

2.3 試驗結(jié)果分析

制動踏板總空行程試驗結(jié)果：48.3mm。理論計算結(jié)果：20.4mm。

真空助力器帶主缸總成內(nèi)部部件間隙所產(chǎn)生的制動踏板空行程試驗結(jié)果：10.5mm。理論計算結(jié)果：8.3mm。

后輪盤片間隙所產(chǎn)生的制動踏板空行程試驗結(jié)果：4.8mm。理論計算結(jié)果：3.5mm。

前輪盤片間隙所產(chǎn)生的制動踏板空行程試驗結(jié)果：31.2mm。理論計算結(jié)果：8.6mm。

由以上試驗結(jié)果分析對比得出：由于前輪盤片間隙所產(chǎn)生的制動踏板空行程遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了理論計算值，導(dǎo)致制動踏板總空行程過長，由此可證明前輪制動盤片間隙是導(dǎo)致此車型制動感覺差的主要原因。

3 整改方案

3.1 故障件分析

對此車前輪制動盤和制動摩擦片之間的間隙進(jìn)行測量，測量結(jié)果為：左前輪盤片間隙0.62mm，右前輪盤片間隙0.58mm。此結(jié)果已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出此車型的盤片間隙設(shè)計值：盤片間隙不超過0.2mm。

3.2 整改方向

對前輪制動盤片間隙進(jìn)行調(diào)整，使前輪盤片間隙值不超過0.2mm。調(diào)整后再對實車進(jìn)行客觀測試和主觀

評價。

4 整改后驗證

調(diào)整前輪制動盤片間隙后對實車進(jìn)行汽車動態(tài)制動踏板感覺試驗驗證驗證及主觀評價。測試結(jié)果顯示：制動踏板空行程降至27.3mm；主觀評價結(jié)果：制動感覺良好?？陀^測試結(jié)果及主觀評價結(jié)果充分驗證了此方案的準(zhǔn)確性及可行性。

5 結(jié)語

（1）通過對該車型制動踏板感覺差問題的分析與解決，充分驗證了理論計算、客觀測試及主觀評價是發(fā)現(xiàn)和解決制動踏板感覺問題的有效途徑；（2）制動盤片間隙調(diào)整能夠有效改善制動踏板感覺，為以后制動踏板感覺問題優(yōu)化提供參考。

參考文獻(xiàn)

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[2] 陳振文.液壓制動系統(tǒng)踏板感覺影響因素分析[J].企業(yè)技術(shù)開發(fā)，2013，（3）.

作者簡介：張?。?983-），男，河北衡水人，供職于長城汽車股份有限公司技術(shù)中心-河北省汽車工程技術(shù)研究中心，研究方向：車輛動力學(xué)。

（責(zé)任編輯：陳 倩）