自動(dòng)擋車型連續(xù)制動(dòng)硬問題分析方法

童成前 王華拓 鄭素云

摘 要：為了解決某自動(dòng)擋車型連續(xù)制動(dòng)硬問題，分析制動(dòng)踏板力增大的主要影響因素，通過對(duì)連續(xù)制動(dòng)過程的分析，確定以調(diào)整電子真空泵工作邏輯為優(yōu)化方案，通過軟件仿真分析和實(shí)車試驗(yàn)證明了優(yōu)化方案的有效性，為后續(xù)車型制動(dòng)系統(tǒng)匹配提供了設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：汽車;連續(xù)制動(dòng);仿真;優(yōu)化

中圖分類號(hào)：U463.5 ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ?文章編號(hào)：1671-7988（2020）09-169-03

Analysis method of continuous braking hard problem of an automatic vehicle

Tong Chengqian， Wang Huatuo， Zheng Suyun

（Baic group off-road vehicle Co.， Ltd， Beijing 101300）

Abstract：?In order to solve the continuous braking hard problem of an automatic vehicle， Analyze the main influencing factors of the increase of brake pedal force， Through the analysis of the continuous braking process， it is determined to adjust the working logic of the electronic vacuum pump as the optimization scheme. The effectiveness of the optimization scheme is proved by the software simulation analysis and the real vehicle test， which provides the design experience about brake system matching for the subsequent vehicle.

Keywords： Vehicle; Continuous braking; Simulation;?Optimization

CLC NO.：?U463.5 ?Document Code： A ?Article ID： 1671-7988（2020）09-169-03

引言

生活品質(zhì)的改善，促使汽車保有量逐步提升。在日常行駛，制動(dòng)系統(tǒng)作為安全部件，至關(guān)重要。一項(xiàng)調(diào)查統(tǒng)計(jì)顯示，交通安全事故出現(xiàn)幾率呈現(xiàn)遞增走向，且由制動(dòng)系統(tǒng)造成的安全事故達(dá)到了一半。由此可見，一定要重視制動(dòng)系統(tǒng)的匹配設(shè)計(jì)，增加車輛運(yùn)行的安全性^[1]。

車輛在擁堵路況跟車或倒車入庫過程中，經(jīng)常出現(xiàn)連續(xù)制動(dòng)工況，即連續(xù)幾次制動(dòng)且每次制動(dòng)間隔時(shí)間很短的情況;在這種工況下，制動(dòng)踏板感特別是踏板力不應(yīng)隨著制動(dòng)次數(shù)的增加而逐漸變大，以保證駕駛者有相同的預(yù)期，避免出現(xiàn)不適感;因此，研究連續(xù)制動(dòng)工況對(duì)于汽車制動(dòng)系統(tǒng)匹配有著重要的意義。文獻(xiàn)^[2]針對(duì)熱機(jī)工況連續(xù)制動(dòng)時(shí)制動(dòng)踏板力增大問題進(jìn)行了分析研究，提出了一些改進(jìn)措施并最終解決問題，但對(duì)改善措施細(xì)節(jié)未作過多介紹，對(duì)于真空度變化對(duì)制動(dòng)踏板力的影響機(jī)理也沒有展開分析。

本文以某自動(dòng)擋車型連續(xù)制動(dòng)硬問題為例，分析影響制動(dòng)踏板力增大的因素，并對(duì)連續(xù)制動(dòng)過程進(jìn)行分析，提出最終優(yōu)化方案，問題得到解決。

1 問題描述

某自動(dòng)擋車型在堵車路況跟車或倒車入庫過程中;如果連續(xù)的踩制動(dòng)踏板，從第二腳開始，就會(huì)出現(xiàn)制動(dòng)踏板力逐漸且明顯變大、車輛減速感變差的情況。

2 制動(dòng)踏板力增大的影響因素

造成制動(dòng)踏板力逐漸增大的影響因素較多，如摩擦片摩擦系數(shù)變化、真空度變化、整車載荷變化等;經(jīng)分析，該車型行駛過程中無明顯載荷變化，因此本文主要分析摩擦片摩擦系數(shù)變化、真空度變化對(duì)制動(dòng)踏板力增大的影響。

2.1 摩擦片摩擦系數(shù)變化

連續(xù)制動(dòng)過程中，摩擦片由于熱衰退會(huì)出現(xiàn)摩擦系數(shù)降低情況，因此要達(dá)到與之前相同的減速度，則需要更大的制動(dòng)踏板力。該車型因?yàn)樵谶B續(xù)三次制動(dòng)后，制動(dòng)器溫度仍較低（≤150℃），所以該因素可排除。

2.2 真空度變化

根據(jù)工作原理可知^[3]，制動(dòng)總泵及真空助力器總成助力特性只有在足夠的真空度條件下才能正常發(fā)揮作用，制動(dòng)總泵及真空助力器總成在不同的真空度下助力特性不同，較大的真空度會(huì)獲得較好的助力特性;相反，當(dāng)真空度較差時(shí)，真空助力器的助力效果變差。如圖1所示，在相同的輸入力F時(shí)，不同真空度下產(chǎn)生的液壓差別很大：P1（-66.7kpa）> P2 （-50kpa）>P3（-40kpa）>P4（-30kpa）;相反的，要得到相同的液壓，隨著真空度的降低則需要更大的制動(dòng)踏板力。

目前，一些發(fā)動(dòng)機(jī)由于自身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及標(biāo)定的需要往往無法給制動(dòng)系統(tǒng)提供足夠的真空，特別是在高原、寒冷早晨初次點(diǎn)火、連續(xù)制動(dòng)的使用工況下，真空度不足問題會(huì)更加凸顯。裝配這類發(fā)動(dòng)機(jī)的車型往往匹配輔助電子真空泵，在真空不足情況下，輔助電子真空泵為車輛提供真空補(bǔ)償;因此，輔助電子真空泵的工作邏輯必須得到充分驗(yàn)證，以實(shí)現(xiàn)與發(fā)動(dòng)機(jī)所提供真空之間的較好匹配，最終使制動(dòng)總泵及真空助力器總成始終能夠在較好真空下工作。

該車型裝配的發(fā)動(dòng)機(jī)為渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)歧管無法一直提供較好的真空;且該車型匹配了輔助電子真空泵;因此分析連續(xù)制動(dòng)過程中真空情況可為問題解決提供有效途徑。

3 連續(xù)制動(dòng)過程分析

如圖2所示為該車型某次連續(xù)制動(dòng)工況下，真空度隨制動(dòng)次數(shù)的變化情況，初始時(shí)真空度為-72KPa，第1次制動(dòng)后，真空度-55KPa;第2次制動(dòng)后，真空度-38KPa，第三次制動(dòng)后，真空度-33KPa，真空度逐漸下降。由2.2節(jié)可知，制動(dòng)踏板力會(huì)逐漸增大。

如圖3為該車型的發(fā)動(dòng)機(jī)歧管壓力變化情況，從圖3可以看出：發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管由正壓到-66.7KPa真空度所需時(shí)間約為1.5s，時(shí)間較長;當(dāng)快速連續(xù)制動(dòng)時(shí)，不能及時(shí)補(bǔ)償真空助力器正常工作所需真空;第1次制動(dòng)后輔助電子真空泵仍未達(dá)開啟條件，而發(fā)動(dòng)機(jī)補(bǔ)償又較慢，自然會(huì)出現(xiàn)圖2的情況。若此時(shí)輔助電子真空泵能及時(shí)工作，則系統(tǒng)真空度可得到改善，相應(yīng)的制動(dòng)踏板力會(huì)有所下降，因此輔助電子真空泵工作邏輯調(diào)整可考慮為優(yōu)化方案。

4 優(yōu)化方案

輔助電子真空泵原工作邏輯如表1所示，為了輔助電子真空及時(shí)開啟，將開啟條件進(jìn)行優(yōu)化如表2所示。

5 仿真試驗(yàn)分析

采用Amesim軟件搭建制動(dòng)總泵及真空助力器模型，對(duì)其在輔助電子真空泵工作邏輯優(yōu)化前后的真空變化情況進(jìn)行仿真分析，分析結(jié)果如圖4所示（說明：圖中曲線為絕對(duì)壓力值），從圖可以看出，采用優(yōu)化后的輔助電子真空泵工作邏輯，制動(dòng)總泵及真空助力器總成在連續(xù)制動(dòng)工況下的真空度可以得到極大改善。

6 實(shí)車試驗(yàn)分析

實(shí)車試驗(yàn)結(jié)果如表3所示，從表中可以看出：采用優(yōu)化后的工作邏輯，第二腳及第三腳的制動(dòng)踏板力相對(duì)于第一腳增加不明顯。

針對(duì)優(yōu)化后的輔助電子真空泵工作邏輯，進(jìn)行道路實(shí)車主觀評(píng)價(jià)，車輛沒有出現(xiàn)之前的連續(xù)制動(dòng)硬問題，主觀感覺可接受。

7 結(jié)論

（1）本文以某自動(dòng)擋車型連續(xù)制動(dòng)硬問題為例，分析了制動(dòng)踏板力增大的主要影響因素，并通過對(duì)連續(xù)制動(dòng)過程進(jìn)行分析，確定以調(diào)整電子真空泵工作邏輯為優(yōu)化方案;

（2）通過軟件仿真分析和實(shí)車試驗(yàn)證明了優(yōu)化方案的有效性，為后續(xù)車型制動(dòng)系統(tǒng)匹配提供了設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 唐菲.基于汽車制動(dòng)系統(tǒng)的匹配設(shè)計(jì)要點(diǎn)研究[J].時(shí)代汽車，2016， （6）：44-45.

[2] 張光輝，殷農(nóng)民，王廣林，等.熱機(jī)工況連續(xù)制動(dòng)時(shí)踏板力增大問題的研究[J].汽車實(shí)用技術(shù)，2019，（11）：114-116.

[3] 王飛，馬立璞.車輛高原地區(qū)制動(dòng)助力不足的試驗(yàn)驗(yàn)證[J].北京汽車， （2）：17-20.