輕卡駐車制動系統(tǒng)性能計算及校核

吳耀斌，唐慶偉，郭志強，潘興旺，高華發(fā)

（奇瑞汽車河南有限公司，河南 開封 475000）

輕卡駐車制動系統(tǒng)性能計算及校核

吳耀斌，唐慶偉，郭志強，潘興旺，高華發(fā)

（奇瑞汽車河南有限公司，河南 開封 475000）

文章以我司H01輕卡中央鼓式駐車制動器開發(fā)為例，介紹輕卡駐車制動系統(tǒng)國家法規(guī)相關(guān)要求，影響駐車制動性能的因素以及如何進行駐車制動系統(tǒng)性能的計算與校核。

駐車制動器；駐車手柄行程

CLC NO.:U467 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)08-159-03

引言

汽車駐車制動系統(tǒng)作為制動系統(tǒng)一個單元，對汽車行駛安全具有重要作用。影響汽車駐車性能的主要因素有兩個，一個是在規(guī)定駐車操縱力下產(chǎn)生的制動力矩，一個是操縱駐車制動裝置下工作行程。本文將從這兩方面通過計算分析駐車制動性能。

1、法規(guī)中關(guān)于輕卡（N1、N2類）制動系統(tǒng)的要求

根據(jù)GB12676《汽車制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗方法》中對于輕卡（N1、N2類）駐車制動系統(tǒng)要求如下：

a、駐車制動系統(tǒng)必須使?jié)M載車輛停在18%的坡道上（上坡或者下坡）；

b、駐車制動是手控制的，控制力不得超過600N、是腳控制的，控制力不得超過700N；

c、當駐車制動與應(yīng)急制動共用同一裝置時，其滿載制動平均及停車前瞬時減速度不得小于1.5m/s2，對于駐車與行車不共用同一襯片的N1車輛，其平平均減速度不得小于2.0m/s2，停車前瞬間不得小于1.5m/s2。應(yīng)急制動是手控制的，控制力不得超過600N、是腳控制的，控制力不得超過700N。

d、駐車制動的控制裝置的安裝位置應(yīng)適當，其操縱裝置應(yīng)有足夠的儲備行程,一般應(yīng)在操縱裝置全行程的三分之二以內(nèi)產(chǎn)生規(guī)定的制動效能；駐車制動機構(gòu)裝有自動調(diào)節(jié)裝置時允許在全行程的四分之三以內(nèi)達到規(guī)定的制動效能。

2、輕卡駐車制動系統(tǒng)性能計算校核需要的參數(shù)

下面以我司H01車型為例列舉下輕卡駐車制動性能計算需要的參數(shù)（如表1-表3）。

3、車輛靜態(tài)駐車能力的計算

一般整車廠對于靜態(tài)駐車能力的計算高于國標，我司輕卡一般以30%的坡度進行計算校核。

表1 整車參數(shù)

表2 駐車制動器參數(shù)

表3 駐車手柄參數(shù)

圖1

圖2

3.1 上坡時靜態(tài)駐車能力的計算

上坡時我們需要核算車本身及制動器本身駐車能力，取其最小值為上坡駐車能力最終數(shù)值。

3.1.1 制動器本身駐車能力

對前輪為支點進行力矩分析：

3.1.2 車本身能駐車的最大坡度

當駐車制動器給予力足夠大時，其駐車坡度取決于地面給予整車的摩擦力是否滿足整車重量沿坡向下分量，即

聯(lián)合3.1.1的公式得出

a 駐坡坡度Fz2s坡面給予后輪垂直坡面方向的力 Fb2s坡面給予整車的摩擦力，其它參數(shù)見上面表格

帶入整車滿載參數(shù)計算，上坡時整車能駐車角度as= 23.96°，換算成坡度為44.4%＞30%。

如果滿載滿足設(shè)定30%的坡度要求時，需要地面給予后軸車輪摩擦力Fb2s=21220N。

3.2 下坡時靜態(tài)駐車能力的計算

下坡時我們需要核算車本身及制動器本身駐車能力，取其最小值為下坡駐車能力最終數(shù)值。

3.2.1 制動器本身駐車能力

對前輪為支點進行力矩分析：

3.2.2 車本身能駐車的最大坡度

當駐車制動器給予力足夠大時，其駐車坡度取決于地面給予整車的摩擦力是否滿足整車重量沿坡向下分量，即

聯(lián)合3.2.1的公式得出

a 駐坡坡度Fz2x坡面給予后輪垂直坡面的力Fb2x坡面給予整車的摩擦力，其它參數(shù)見上面表格

帶入整車滿載參數(shù)計算，下坡時整車能駐車角度ax=19.1°，換算成坡度為34.6%＞30%

如果滿載滿足設(shè)定30%的坡度要求時，需要地面給予后軸車輪摩擦力Fb2x=13150.6N。

從上述計算可知，本車能滿足滿載在30%坡度靜態(tài)駐車設(shè)定目標值（國標為18%）。

3.3 駐車制動器駐車制動力計算

駐車手柄產(chǎn)生的制動力計算：

其中Fb駐車制動力Fp手柄操縱力Kp駐車制動器制動效能因數(shù)iq后橋傳動比

上述公式說明如下：

當其為輪邊布置時，無需后橋?qū)⒘鲃拥捷喬ド?，可以將iq后橋傳動比、ηq后橋傳動效率設(shè)置為1。由于鼓式駐車制動器形式?jīng)Q定其前進和倒退制動效能因數(shù)Kp不同，因此在上坡和下坡應(yīng)分別用不同的制動效能因數(shù)，如果是盤式駐車制動器Kp相同。

當車輛在30%上坡靜態(tài)駐車時，F(xiàn)ps=21220*353.5/ (6.5*28*100*4.875*0.9*0.7*0.5)=268N＜600N

當車輛在30%上坡靜態(tài)駐車時，F(xiàn)px=13150.6*353.5/(6.5* 25*100*4.875*0.9*0.7*0.5)=166N＜600N

從上述計算可知，駐車操縱系統(tǒng)的手柄操縱力滿足國標設(shè)定值要求。

3.4 緊急制動減速度的計算

緊急制動時取駐車制動器和地面給予后軸摩擦力的最小值作為整車所受的摩擦力，具體計算如下：

緊急制動時駐車制動器制動力：

地面給予后軸摩擦力：

在設(shè)定手柄力下駐車制動器制動力Fz1=600*6.5*25* 100*4.875*0.9*0.7*0.5/353.5=42354.5N

滿載情況下，緊急制動地面給予后軸摩擦力Fz2=5022 *9.8*0.7*（1935.4-0.7*787）/3360=14195.6N

在緊急制動時，制動力以地面給予的后軸摩擦力為準，aj=14195.6/5022=2.8m/s2＞1.5 m/s2

從上述計算可知，此規(guī)格駐車制動器可滿足整車緊急制動要求。

3.5 駐車手柄工作行程計算

則駐車制動器拉到總齒數(shù)15齒時拉線總行程LZ=(5.6 +2.5*15)*31.4*3.14/180=23.61mm

駐車制動器磨損到極限時駐車手柄的行程=9.6/0.7= 13.7mm

駐車手柄操作行程與總行程比isb=13.7/23.61=0.58<2/3

從上述計算可知，此規(guī)格駐車手柄行程可滿足國標關(guān)于駐車行程不超過總行程三分之二的要求。

駐車手柄拉動時拉線行程計算公式如下：

4、結(jié)論

通過上述對影響駐車性能的駐車制動器制動力、駐車制動器應(yīng)對緊急制動的減速度及駐車操縱手柄力及其行程進行計算和校核，我司H01車型配置的200規(guī)格的自增力式中央駐車可滿足我司設(shè)定標準和國家關(guān)于駐車制動的要求，此計算方法和公式除了對于中央鼓式制動器外，對于輪邊駐車制動器及盤式駐車制動器變更相關(guān)參數(shù)的數(shù)值后同樣適用。

[1] 余志生.《汽車理論》[J].機械工業(yè)出版社,2009.

[2] 方詠龍.《汽車制動理論與設(shè)計》[Z]國防工業(yè)出版社,2005.

[3] B.布勒伊爾 K.比爾 著 劉希恭 譯,機械工業(yè)出版社,2011.

Performance calculation and check of light truck parking brake system

Wu Yaobin, Tang Qingwei, Guo Zhiqiang, Pan Xingwang, Gao Huafa
( Chery Automoblie Henan Co, Ltd, Henan Kaifeng 475000 )

This document use the example of designing central parking brake drum in H01 light truck in my firm，Introuce the related requirements in national regulations about parking brake system of light truck.The factors affect parking brake system performance and how to calculate and check the parking brake system performance.

parking brake system; Parking handle distance

U467

A

1671-7988 (2017)08-159-03

吳耀斌，就職于奇瑞汽車河南有限公司。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.08.054