基于汽車制動系統的匹配設計要點研究

唐菲

摘 要： 汽車制動系統以及車輛之間的匹配性關乎著整體安全性。分析交通事故發現，汽車制動環節的穩定性不足或制動距離偏遠是引發交通事故的基本原因。本文將參照制動系統，著重探究匹配設計這一問題，希望能夠在某一層面改善汽車的安全性。

關鍵詞：汽車制動系統；匹配設計；要點；研究

生活品質的改善，促使汽車保有量逐步提升。在日常行駛、臨時停車和突然轉彎中均會應用到制動系統，至關重要，具有重要功效。一項調查統計顯示，交通安全事故出現幾率呈現遞增走向，且由制動系統造成的安全事故達到了一半。由此而知，一定要重視匹配設計，增加車輛運行的安全性，以此來促進汽車制造業，實現可持續發展。

1 汽車制動系統概述

當前所用汽車制動系統主要是液壓制動系統，具體由制動踏板、關聯管路、 ABS以及制動器等不同部分共同組成。無論是哪種制動系統均包含下述四部分：其一，供能裝置，由供給、優化傳能介質狀態所需部件以及調節制動涉及的能量共同組成；其二，控制裝置，由引起制動動作部件與調整制動效果部件一起組成；其三，傳動裝置，由把制動能量轉移至制動器的所有部件組成；其四，制動器，形成制約運動的部件，主要涉及輔助系統內部的緩速裝置。另外，部分汽車還存在輔助以及應急制動，其中應急制動裝置通過機械力源完成制動。對于動力制動汽車而言，若出現蓄壓裝置壓力不高的問題，則可通過應急制動裝置完成汽車制動。另外，經由人力控制，還能夠充當駐車制動。而輔助制動能夠在汽車下長坡環節穩步減速，也可維護穩定車速，同時，降低行車制動裝置自身的負荷。無論是行車制動，還是駐車制動均通包含制動器與驅動機構這個部分。

在常規行駛環節，制動系統除能夠進行減速處理，實現停車操作。由此發現，制動系統屬于安全裝置。其基本原理為：駕駛員接觸制動踏板時，汽車的踏板能夠將力量轉移給助力器，此時，增加助力器的力量，并轉換至制動泵，變成液壓，制動液經由連接管路驅使制動器，達成摩擦式制動，以此來控制車輛的實際行駛速度，讓車輛減速，也可停止。

2 汽車制動系統基本設計要求

對汽車而言，自動系統自身的匹配設計關乎著車輛的整體安全性。制動系統一般包含行車、駐車以及緊急制動這三部分。行車制動系統為基本系統，能夠減速和停車，也能夠讓車輛順利地行駛在坡度中。由此可知，對于行車制動系統，在其實際設計過程，應選取雙回路系統，增加制動性能的有效性。而駐車制動系統一般應用在長時間停止中，區別于行車制動系統，它能夠增加車輛停放的優良性。對于應急制動，一般應用在行車制動不工作的條件下，借助機械力量完成車輛制動，此系統并非獨立。同時，駐車制動具有緊急制動功效。不管應用何種制動系統，主要通過動力設施作用制動器來完成制動操作。由此可知，制動系統設計需增加動力設施的合理性，提升制動器的可靠性。另外，制動系統還應符合下述要求：迎合相關標準、滿足法律規范。每一項性能指標符合設計任務書中提出的規范，并思量用戶的實際要求；具備優良的制動效能，實際上指代駐坡制動以及行車制動效能。其中行車制動效能主要通過特殊制動初速度條件下對應的制動減速度以及制動距離進行評定。

3 匹配設計基本程序和參數選擇

3.1

匹配設計基本程序

3.1.1

前提條件

（1）汽車參數

滿載質量、實際重量、滿載狀態下的軸負荷、軸距以及輪胎尺寸；

（2）法規科學性

制動系統以及構造參數等均應滿足法規，且這也是最低要求。

3.1.2 制動操縱方式落實與制動系統明確

制動控制主要包含氣壓和液壓這兩種形式，應結合實際情況選擇適宜的控制方式；制動系統構成包含雙回路及多回路這兩種形式，需明確部件的基本構成，繪制示意圖；當前提條件落實后，探索汽車的實際制動力，且將其合理分配至前后軸，清楚各車輪制動器要求的制動力。另外，還應落實制動力，明確摩擦片的實際使用壽命，掌握構造參數。

3.2

參數選擇

3.2.1

初步挑選每一項系統參數

對汽車而言，正式著手制動匹配設計工作錢，應勾畫制動力分布曲線。大致布設制動力系數，以此來減小工作壓力，其中分布曲線見圖 1。

制動力分布曲線以及制動系統對應的壓力

滿載曲線空載曲線

系數呈現正比例關系，且制動力分布應思量制動器的大小、摩擦系數等內容，權衡車輪寬度及地表附著力之間的關系，在車輛制動過程避免出現因制動力不合理而引發車輪抱死現象。若想達到制動性能的最大化，則應降低系統制動力以及地面附著力這兩者的差距，其中差距和制動效果呈現負相關。

3.2.2 關鍵參數挑選及計算

在匹配設計過程，關鍵參數挑選及計算為最主要問題，求解車輛前后軸對應的最大動力、明確制動系統內部連接管路對應的工作壓力，并參照參數挑選理想的制動器以及恰當的缸體直徑。

（1）制動器

制動器通常包含鼓式及盤式這兩種類型，其中鼓式制動器由于結構相對緊湊，具有良好的制動效果，因此，其在制動系統中得到了大力應用。鼓式制動器主要包含增力式以及雙領蹄式等不同類型，當落實制動器后，應清楚制動器半徑，其中制動鼓直徑關乎著汽車的整體制動性能。然而，在該環節，務必要調整制動鼓以及外側輪輞，讓這兩部分保持適宜間隙，提升散熱性能；

（2）制動踏板

旨在通過制動踏板來保障踏板行程，不允許踏板壁碰到車輛圍板。同時，在提升踏板剛性的基礎上，還應防范彈性變形問題的出現。在汽車的具體裝配過程，若制動總泵不碰觸輔

力器，則將會制約踏板行程。對于制動踏板，

其踩踏力一般可依據

這一公式進行核驗。在該公式中， Fp是制動踏板的實際踩踏力，在常規行駛過程，應嚴格控制踩踏力量，禁止高于 500N；dm是制動主缸的具體直徑大小； p是制動環節的管路壓力；對于 k和η分別為真空助力比和液壓傳動實際效率；

（3）制動主缸以及助力器

制動主缸作為制動系統形成制動力的基本結構，它能夠把助力器轉移的動力加壓，且作用于制動液，以此來達成液壓制動。另外，助力器通常為單膜片結構，并是真空的。通過膜片能夠把真空結構劃分為真空腔以及大氣腔。大多數條件下，上述兩腔壓力近乎平衡，然而，當制動踏板逐步下壓時，真空閥門將慢慢關閉，空氣涌向大氣腔，形成壓力差，同時，壓力差表現在助力器外圈中，并制動主缸，產生效果；

（4）駐車裝置

從汽車制動系統層面來說，駐車裝置為后輪制動裝置。它主要位于汽車后輪，因此，有時也將其稱為車輪制動器。其余駐車裝置主要設置于汽車傳動軸中，它也有傳動軸駐車器的稱謂。配備駐車裝置有利于汽車停放，可增加停放可靠性。因此，我國面向汽車駐車裝置提出了硬性規定，要求車輛空載時，應停靠在坡度超過 20度的坡面，且車輛輪胎以及路面附著系統禁止小于 0.7，同時，固定時間應控制在二十分鐘之外。

3.2.3 極限制動減速度求解與制動距離計算

當制動器自身的制動力適宜、制動裝置滿足質量標準時，車輪以及路面之間的附著系數關乎著車輛的極限制動減速度。對汽車而言，當配備 ABS系統后，其制動系統能夠借助路面附著峰值能夠讓制動減速效果趨于理想化。

若制動力不滿足極限附著力，當車輪可穩步運轉的條件下，應依據 Jmax=Fnlm求解極限制動減速度；若車輪完全抱死，則參照 Jmax=Φs*g求解極限制動減速度；若制動力高于路面附著力，同時，車輪可穩步轉動，則參照 Jmax=Φp*g求解極限制動速度。參照求解制動距離，在該公式中， t1是制動裝置自身

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的延時時間， t2是制動力提高過程的時間，而 v是制動過程車輛對應的初速度。

4 結語

對汽車而言，研究制動性能，掌握制動穩定性，明確制動部件的基本參數能夠讓車輛制動系統符合該車。探討制動結構，解析制動特點，能夠增加制動設計的科學性和可行性，讓車輛制動系統滿足車輛特性，獲得優良的制動效果，以此來增加制動穩定性，強化制動的可靠性。

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