乘用車制動踏板空行程的研究

鄺林軍　李陽陽　余靜遠

摘 要：制動踏板感覺是乘用車制動性能開發的一項重要指標，直接影響車輛駕駛的安全性和舒適性，而踏板空行程又直接影響駕駛員對車輛制動踏板感覺的評價。本文通過對影響制動踏板空行程因數的分析，結合實例給出了優化制動踏板空行程的方法，希望能對整車制動性能開發有所幫助。

關鍵詞：制動踏板感覺;空行程;減速度

1 前言

隨著汽車在人們生活中的普及，大家對汽車產品性能的要求也越來越高，制動性能作為汽車的重要安全性能越來越受到消費者關注。在制動性能踏板感評價中，踏板空行程作為一項重要的評價指標，直接影響駕駛員對該車制動性能的評價。本文結合實際案例，通過主觀駕評、客觀測試，對所得的數據進行對比分析，提出了改善整車制動踏板空行程的思路和方法。

2 制動踏板感覺表述方法

制動踏板感覺，簡單說就是制動踏板操作（輸入）與車輛減速度（輸出）之間的關系，是制動系統各零部件裝車后，在整車上綜合性能的體現。通常認為，制動踏板感覺包括以下幾個部分：1）踏板力;2）踏板行程;3）踏板阻尼和回位滯后;4）車輛制動系統響應速度;5）車輛減速度。

本文主要通過制動踏板行程和制動減速度的關系來研究如何優化制動踏板空行程。

3 踏板空行程的影響因素

影響制動踏板空行程的因素有很多，既有在制動系統設計之初系統匹配方面的因素，也有各零部件自身內部結構的因素，同時還有傳導路徑及傳導介質的影響。下面我們針對這些原因一一分析。

3.1 制動系統匹配設計對踏板空行程的影響主要有制動踏板杠桿比、制動主缸的缸徑、制動器輪缸的缸徑、制動器摩擦副的效能因素，具體影響過程如圖1：

3.2 制動系統各零部件裝配間隙及零部件自身空行程對踏板空行程的影響主要有：真空助力器帶帶制動主缸總成的空行程、踏板臂與銷軸間隙、制動器的盤片間隙、制動器摩擦片的壓縮率。具體影響過程如圖2：

3.3 制動液的壓縮率與制動軟管的膨脹率對踏板空行程的影響。

1）制動液的壓縮率主要體現在液體中的殘留氣體，以及在制動液加注時排氣不好，從而導致制動液的高壓縮率。此種情況大多出現在人工加注時，但少數設備加注的車輛也會有加注排氣不好的情況。筆者在主機廠工作多年，這兩種情況均遇到不少案例，特別需要引起重視。

2）制動軟管膨脹率主要體現在制動軟管的低壓膨脹率上，因此設計時盡可能減少制動軟管的使用。

4 實例分析

下面結合筆者工作過程中遇到的實際案例來介紹制動踏板空行程的優化方法。

4.1 問題描述

某A0車型主觀駕評制動踏板初始空行程偏大，不能接受。為能更準確的研究問題，同時為分析問題和解決問題提供數據支持，在項目組的大力支持下，我們借用相關設備對整車踏板感做了相關數據采集工作。數據采集設備如表1所示。

實車測試踏板行程與減速度的關系如圖3所示：

4.2 方案制定

為使此次踏板空行程的優化效果對比更加清晰明確，通過制動小組的討論評審，最終確定了本項目踏板空行程的優化目標。

優化目標：0.1g減速度時，踏板的行程在13mm-18mm。

因該車處于即將量產階段，摩擦片已匹配開發完成，且摩擦片壓縮率優化空間已很小，同時該車型制動器為前盤后鼓，后鼓式制動器制動分泵缸徑較小，蹄片與鼓的間隙已較小，優化空間不大。故本次踏板空行程優化主要從真空助力器帶制動主缸總成空行程、前制動器盤片間隙及踏板臂與銷軸間隙方面著手。為此做了相關優化方案如表2：

為便于問題分析，同時在方案確定后能鎖定最終的參數，我們對關鍵零部件實驗前后的相關參數也進行了測量，優化前后對比數據如表3：

4.3 優化結果

在原駕評車上單獨更換優化后的真空助力器帶制動主缸總成和前制動器總成，讓同一批駕評人員再次試駕該車，主觀感受較以前有改善，但還是稍微偏大，要求繼續優化。同時客觀測試在0.1g時踏板行程較以前短了約3mm左右。

最后驗證方案三，同一批駕評人員在駕評了更換方案三的樣件后，一致認為方案三的踏板空行程優化效果最明顯，這種狀態下的空行程踏板空行程能接受。同時為了便于對比分析，我們對方案三的踏板感曲線也實車做了測試。

至此，三種優化方案已駕評測試完畢，我們將原樣車踏板感曲線與三種優化方案踏板感曲線放同一坐標下對比分析，得到踏板行程與減速度的關系如圖4所示：

通過數據對比不難發現，方案三的踏板空行程優化效果顯著，同時主觀駕評與客觀測試基本相符。取0.1g減速度下的踏板行程對比，方案三的踏板行程在0.1g減速度下時由原來的23.1mm減少到了16.3mm，優化前后兩者相差約6.8mm，該測試值與理論計算也基本吻合。

5 總結

通過上面的實際案例不難發現，一套好的制動系統匹配方案踏板空行程的主觀駕評，客觀測試及理論計算，三者有較好的關聯性。通過對此三者的分析，無論是解決現有車型的踏板感問題，還是新開發車型的性能目標，都有重大的參考和指導意義。本文從理論出發，并結合實際案例，對整車踏板空行程進行的優化，希望對我們后續制動系統開發設計及制動性能優化有所幫助。

參考文獻：

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