某皮卡車型制動系統優化分析

衛 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

隨著國民生活水平的提高，汽車逐步走進了中國的千家萬戶，作為交通工具給我們帶來了極大的便利。特別是在國家汽車下鄉政策逐年推動下，城鄉居民對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，更加受到城鄉居民的青睞，同時對皮卡整車操控性能和精細化設計也在不斷提升。制動系統是汽車最重要系統之一，是為使高速行駛的汽車減速或停車而設計的，如果此系統不能正常工作，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化提升某皮卡車型制動系統的制動性能。

1 皮卡車型制動系統的典型結構

目前國內皮卡車型的制動系統操縱機構以液壓制動為主，主要由制動踏板、制動主缸、助力裝置、制動輪缸和管路系統組成[1]。

2 制動系統的基本構造及工作

汽車制動系統是一套用來使 4個車輪減速或停止的部件（如圖1）。當駕駛員踩下制動踏板時，制動動作開始。踏板與制動總泵推桿通過銷軸連接，踏板的運動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液通過液壓管路傳遞到 4個車輪的每個制動器。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器[1]。

皮卡車型目前盤式制動器多數用于前輪，后輪多采用鼓式制動器。制動盤裝在輪轂上，與車輪及輪胎一起轉動，當駕駛員進行制動時，主缸的液壓力傳遞到盤式制動器，液壓力推動摩擦襯片到制動盤上，阻止制動盤轉動。

3 制動系統的設計與計算

結合該皮卡車型的設計輸入要求來計算改進前制動系統性能參數。

3.1 該車型的設計輸入數據

整車的設計輸入數據如表1、表2所示。

3.2 Excle自動計算程序

為了計算的方便和快速，設計中用Excle軟件編制了自動計算表格程序，如表3所示。

表2 制動器和其他參數值設計輸入數據

假設制動系統中沒有制動力調節裝置，則前后制動液壓P1=P2=P0。

在不同的減速度下，前、后軸實際動軸荷和制動力分配計算，其中減速度 jt為了計算方便，通常取為重力加速度的若干倍。

相關數據計算見表4～表7和圖2、圖3。

表3 Excle軟件編制的制動系統自動計算程序

表4 根據不同制動強度jt/g值計算空載/滿載動軸荷分配值

表5 前、后軸實際制動力分配計算

表7 比例閥計算

3.3 踏板力計算

制動踏板力可用下式驗算：壓；ip為踏板機構傳動比；η為踏板機構及制動主缸機械效率。踏板力計算見表8，前后制動器所需制動液見表9。

其中，dm為主缸活塞直徑；p為制動管路液

表8 踏板力計算

表9 前、后制動器所需制動液

3.4 總泵容量及踏板行程的計算

前、后回路管路所需的排量如下：

進一步計算總泵容積滿足制動時前、后輪分泵容量，理論設計制動液容量可滿足要求。

4 與標桿車各參數的對比分析

相關分析見圖4～圖6。

從相關分析結果初步判斷：前輪制動力的峰值與標桿車型差異不大，但當前輪制動力達到最大時踏板力與標桿車差距很大，同時靜態測量需改進車型的踏板力與踏板行程的關系，可以看到制動踏板行程與標桿車差距較大。

經過理論制動性能設計校核與實際整車制動性能測量，減小踏板力和空行程是本次改進的重點。

5 改進措施及優化結果

改進方案見表10和圖7。

表10 改進方案

扭轉彈簧改進見表11。

表11 扭轉彈簧改進前、后數據

踏板力與踏板行程關系見圖8，前輪制動力與踏板力關系見圖9。

6 總 結

文中較為概括地對某皮卡車型制動系統的優化設計方案進行了闡述，通過主觀評價試驗和整車制動系統性能試驗，證明改進后此車型與標桿車的制動性能差異不大，在性能上有明顯的提升。

[1]肖生發.汽車構造[M].北京：北京大學出版社.

[2]王望予.汽車設計[M].北京：機械工業出版社.

[3]成大先.機械設計手冊[M].北京：化學工業出版社.