全制動(dòng)系統(tǒng)的匹配設(shè)計(jì)

魏樹林 張慧君（長(zhǎng)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，河北 保定 071000）

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全制動(dòng)系統(tǒng)的匹配設(shè)計(jì)

魏樹林 張慧君
（長(zhǎng)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，河北 保定 071000）

摘 要：本文通過(guò)對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的標(biāo)桿測(cè)試，明確系統(tǒng)的性能指標(biāo)，進(jìn)行全制動(dòng)系統(tǒng)的匹配設(shè)計(jì)，并將性能指標(biāo)分解到關(guān)鍵零部件，通過(guò)DVP試驗(yàn)確認(rèn)設(shè)計(jì)目標(biāo)是否達(dá)成。

關(guān)鍵詞：汽車；制動(dòng)系統(tǒng)；設(shè)計(jì)

隨著汽車行業(yè)的發(fā)展，對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的安全性和舒適性的要求越來(lái)越高，汽車制動(dòng)性能作為車輛安全的重要部分一直被關(guān)注。在車輛驗(yàn)證及市場(chǎng)問(wèn)題反饋中，汽車制動(dòng)方面的問(wèn)題比較多，如制動(dòng)硬、制動(dòng)軟等，制動(dòng)系統(tǒng)問(wèn)題頻發(fā)，如何降低系統(tǒng)問(wèn)題的發(fā)生率，就需要進(jìn)行全制動(dòng)系統(tǒng)的匹配設(shè)計(jì)，識(shí)別關(guān)鍵零部件的特性缺失項(xiàng)目，優(yōu)化制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開發(fā)過(guò)程，從而提升車輛的制動(dòng)性能。

1　前期策劃階段

前期策劃階段，需明確制動(dòng)系統(tǒng)性能的標(biāo)桿車型，進(jìn)行標(biāo)桿車型的制動(dòng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)測(cè)試，依據(jù)標(biāo)桿數(shù)據(jù)分析，制定設(shè)計(jì)車輛制動(dòng)系統(tǒng)性能指標(biāo)。

1.1明確制動(dòng)系統(tǒng)標(biāo)桿

依據(jù)產(chǎn)品策劃，按照設(shè)計(jì)車輛市場(chǎng)定位及顧客人群喜好偏重，確定標(biāo)桿車。

1.2測(cè)試標(biāo)桿數(shù)據(jù)

1.2.1踏板感覺(jué)測(cè)試

踏板行程—減速度測(cè)試；

制動(dòng)主缸壓力/輪缸壓力—制動(dòng)減速度測(cè)試；

制動(dòng)系統(tǒng)空行程測(cè)試；

踏板行程—踏板力測(cè)試。

根據(jù)以上測(cè)試數(shù)據(jù)，記錄主缸壓力、輪缸壓力、制動(dòng)踏板力、制動(dòng)踏板行程、制動(dòng)減速度等數(shù)據(jù)，繪制出如圖1所示的關(guān)系曲線圖。

圖1　關(guān)系曲線圖

圖2　 AMS測(cè)試數(shù)據(jù)

表1　制動(dòng)系統(tǒng)性能指標(biāo)

表2　邊界條件分析

圖3　制動(dòng)踏板影響因素

表3　全制動(dòng)系統(tǒng)關(guān)鍵零部件性能分解

1.2.2法規(guī)項(xiàng)目測(cè)試

ECE-R13H附著系數(shù)利用率試驗(yàn)；

單回路失效試驗(yàn)；

真空失效試驗(yàn)；

HBA試驗(yàn)；

正弦停滯試驗(yàn)。

以上項(xiàng)目按照ECE-R13H法規(guī)要求進(jìn)行測(cè)試，記錄測(cè)試數(shù)據(jù)。

1.2.3AMS測(cè)試

因其測(cè)試條件的嚴(yán)格性、苛刻性以及測(cè)試結(jié)果的公正性和可靠性，在歐洲很受公眾或者消費(fèi)者認(rèn)可。

測(cè)試方法：車輛滿載，以105km/h的初速度，連續(xù)十次緊急制動(dòng)，初速度以100km/h開始算起，測(cè)量每次的減速度、制動(dòng)距離以及制動(dòng)盤的溫度。其目的是測(cè)試制動(dòng)系統(tǒng)的抗熱衰退性能。記錄測(cè)試結(jié)果如圖2所示。

1.3明確制動(dòng)系統(tǒng)性能指標(biāo)

綜合產(chǎn)品策劃定義、標(biāo)桿車制動(dòng)系統(tǒng)測(cè)試數(shù)據(jù)及現(xiàn)有產(chǎn)品的性能參數(shù)，按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范制定設(shè)計(jì)車輛制動(dòng)系統(tǒng)性能指標(biāo)，見表1。

圖4　試驗(yàn)設(shè)備原理圖

圖5　 AMS測(cè)試結(jié)果

2　制動(dòng)系統(tǒng)匹配設(shè)計(jì)階段

依據(jù)前期策劃階段制定系統(tǒng)性能量化指標(biāo)，進(jìn)行制動(dòng)系統(tǒng)匹配設(shè)計(jì)，對(duì)性能指標(biāo)進(jìn)行分解。

2.1整車參數(shù)及邊界條件

確定整車參數(shù)（空、滿載整車質(zhì)量，質(zhì)心位置等），分析影響制動(dòng)效果的邊界，見表2。

2.2制動(dòng)踏板感覺(jué)指標(biāo)

根據(jù)測(cè)試的標(biāo)桿數(shù)據(jù)，明確設(shè)計(jì)車型制動(dòng)系統(tǒng)的性能指標(biāo)，主要包含0.2g、0.5g、0.8g、1.0g減速度時(shí)制動(dòng)踏板力、制動(dòng)踏板行程、減速度的以及百公里的制動(dòng)距離等，制動(dòng)踏板影響因素如圖3所示。

2.3制動(dòng)系統(tǒng)匹配設(shè)計(jì)

根據(jù)整車參數(shù)、配置和系統(tǒng)的邊界條件進(jìn)行系統(tǒng)的匹配設(shè)計(jì)，在此階段中將制動(dòng)系統(tǒng)的性能指標(biāo)進(jìn)行分解，分解到系統(tǒng)關(guān)鍵零部件：真空助力器帶制動(dòng)泵總成、制動(dòng)輪缸、制動(dòng)盤、制動(dòng)軟管、制動(dòng)踏板等，主要性能參數(shù)見表3。

3 設(shè)計(jì)確認(rèn)階段

3.1系統(tǒng)DVP

利用測(cè)試設(shè)備對(duì)試驗(yàn)車進(jìn)行全制動(dòng)性能測(cè)試，試驗(yàn)車輛及測(cè)試環(huán)境要求：

（1）試驗(yàn)車輛至少進(jìn)行100次制動(dòng)盤磨合試驗(yàn)；

（2）試驗(yàn)前進(jìn)行3次初速度100kph的緊急制動(dòng)以提高制動(dòng)盤和輪胎溫度；

（3）坡度<3%的平直瀝青路面，附著系數(shù)>0.8；

（4）在風(fēng)速不影響測(cè)試結(jié)果的前提下進(jìn)行測(cè)試（GB21670-2008）；

測(cè)試設(shè)備原理如圖4所示。

3.1.1靜態(tài)測(cè)試

制動(dòng)踏板力、制動(dòng)踏板行程和主缸壓力測(cè)試；

測(cè)試系統(tǒng)真空度。

3.1.2動(dòng)態(tài)測(cè)試

踏板力－踏板行程－管路壓力-輪缸壓力-制動(dòng)減速度測(cè)試。

測(cè)試系統(tǒng)真空度。

3.1.3基于ECER13H的法律法規(guī)測(cè)試

行車制動(dòng)測(cè)試；

應(yīng)急制動(dòng)測(cè)試。

3.1.4AMS測(cè)試

用連續(xù)制動(dòng)后的制動(dòng)距離來(lái)評(píng)價(jià)整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)的效能，測(cè)試結(jié)果如圖5所示。

3.2主觀評(píng)價(jià)

進(jìn)行制動(dòng)踏板感覺(jué)的主觀評(píng)價(jià)，確認(rèn)是否可以滿足顧客需求。

綜合以上系統(tǒng)的DVP測(cè)試和主觀評(píng)價(jià)確認(rèn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)匹配是否可行。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)制動(dòng)系統(tǒng)各個(gè)階段的標(biāo)桿確定、標(biāo)桿性能測(cè)試、明確系統(tǒng)的性能指標(biāo)，進(jìn)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)匹配，并將系統(tǒng)的性能指標(biāo)分解到關(guān)鍵零部件的關(guān)鍵性能；運(yùn)用DVP進(jìn)行試驗(yàn)的驗(yàn)證，記錄客觀數(shù)據(jù)，同時(shí)進(jìn)行全制動(dòng)系統(tǒng)的主觀評(píng)價(jià)，確認(rèn)設(shè)計(jì)目標(biāo)是否達(dá)成。對(duì)全制動(dòng)系統(tǒng)的綜合評(píng)價(jià)同時(shí)檢驗(yàn)制動(dòng)系統(tǒng)各零部件開發(fā)的合理性和系統(tǒng)匹配設(shè)計(jì)的合理性，結(jié)合客觀數(shù)據(jù)和顧客需求，全制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展更能滿足市場(chǎng)的需求。

參考文獻(xiàn)

[1]張?jiān)?，余卓平，熊?制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)[J].汽車研究與開發(fā)，2005 （09）.

[2]劉濤.汽車設(shè)計(jì)[M].北京：北京大學(xué)出版社，2008.

中圖分類號(hào)：TM933

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A