轎車制動(dòng)踏板感影響因素分析及優(yōu)化措施

肖鵬 羅紅杰 俱偉濤

摘要：伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)迅猛發(fā)展，人們對(duì)汽車的需求量越來(lái)越多，而且對(duì)汽車駕駛的舒適性、安全性要求很高。而汽車的制動(dòng)系統(tǒng)是保證汽車平穩(wěn)、安全行駛的基礎(chǔ)，制動(dòng)系統(tǒng)中的制動(dòng)踏板感覺(jué)也緊密關(guān)系著汽車駕駛的舒適性，基于此，本文針對(duì)轎車制動(dòng)踏板感的影響因素進(jìn)行了研究，并提出了改善方法，以供參考。

關(guān)鍵詞：轎車;制動(dòng)踏板感;影響因素;優(yōu)化

引言

通過(guò)對(duì)轎車發(fā)動(dòng)機(jī)真空度、踏板與防火墻的剛度等措施，可以很好地改善轎車的制動(dòng)踏板感，但是其雖然有優(yōu)化作用，但是其在轎車車輛磨損等方面的功能還有待提升，所以在實(shí)行優(yōu)化方案時(shí)，應(yīng)從整體性方面進(jìn)行綜合考慮，從而最大程度提升汽車駕駛性能。

1轎車踏板感的幾個(gè)影響因素

1.1轎車制動(dòng)踏板感簡(jiǎn)介

轎車的制動(dòng)系統(tǒng)是剎車踏板通過(guò)杠桿機(jī)構(gòu)與真空助力器及制動(dòng)主缸連接在一起而構(gòu)成的。轎車制動(dòng)時(shí)，車輛駕駛員踩下制動(dòng)踏板，在此過(guò)程中，在克服制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)間隙和阻力的同時(shí)，還可帶動(dòng)真空助力器，從而控制制動(dòng)主缸，使得管路油壓升高推動(dòng)制動(dòng)分泵，之后摩擦片與制動(dòng)盤間會(huì)產(chǎn)生制動(dòng)力矩，從而增大輪胎、路面間摩擦力，增大進(jìn)而實(shí)現(xiàn)轎車的減速。在這一整套的制動(dòng)控制中，駕駛員踩踏轎車制動(dòng)踏板時(shí)所獲得車制動(dòng)踏板位移和踏板力所形成的感覺(jué)再加上轎車在制動(dòng)的過(guò)程中車輛的制動(dòng)減速、車輛的運(yùn)行動(dòng)態(tài)等共同構(gòu)成了轎車制動(dòng)踏板感覺(jué)。

1.2影響轎車制動(dòng)踏板感的因素分析

1.2.1制動(dòng)系統(tǒng)的效能

踏板的工作情況是影響踏板感的根本因素，而制動(dòng)系統(tǒng)的效能各不相同，這就需要駕駛員用不同力度操作踏板。

制動(dòng)系統(tǒng)的效能由多個(gè)因素決定，以卡鉗的制動(dòng)有效半徑為例，當(dāng)該參數(shù)偏小時(shí)，駕駛員應(yīng)用更大的力踩踏板，才能讓車輛達(dá)到有效制動(dòng)狀態(tài)，這說(shuō)明此時(shí)的制動(dòng)效果較差，踏板感很差。

1.2.2整車真空度

踩下制動(dòng)踏板時(shí)，整車提供的真空會(huì)通過(guò)真空助力器對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行輔助，從而降低駕駛員對(duì)踏板操作的困難程度。整車的真空度不足會(huì)影響真空助力器的輸出特性曲線，車輛的表現(xiàn)為達(dá)到同一減速度需要更大的踏板力。另外，當(dāng)車輛行駛到高原地區(qū)時(shí)，更低的大氣壓力使得整車真空度更小，會(huì)導(dǎo)致乘用車制動(dòng)效果下降。解決真空度問(wèn)題的傳統(tǒng)解決方案是在制動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用機(jī)械或電動(dòng)真空泵。

1.2.3踏板的行程

踏板的行程包括兩個(gè)方面：空行程情況和踏板行程的變化量。當(dāng)空行程過(guò)大時(shí)，駕駛員若想減速，要踩下更大的踏板行程，踏板感覺(jué)質(zhì)量差。對(duì)于踏板行程的變化量，包括摩擦片壓縮和制動(dòng)管路變形等，當(dāng)這些零部件的變形量過(guò)大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生更大的踏板變形量，降低踏板感覺(jué)。另外，各零部件，如制動(dòng)踏板、制動(dòng)主缸、制動(dòng)管路等在一定壓力下的剛性，也會(huì)影響踏板行程。

除此之外，增加制動(dòng)踏板杠桿比可減小踏板力，但是會(huì)增加踏板行程，也是影響踏板感的一個(gè)因素。

2優(yōu)化制動(dòng)感覺(jué)的方法

2.1提高制動(dòng)效能優(yōu)化制動(dòng)踏板感覺(jué)

通過(guò)測(cè)試競(jìng)品車可以獲得車輛的踏板力與實(shí)車減速度的關(guān)系曲線，此曲線是評(píng)價(jià)踏板感覺(jué)的一個(gè)重要評(píng)價(jià)指標(biāo)。在踏板力與減速度的曲線優(yōu)化中，主要考慮的因素包括以下幾點(diǎn)：摩擦片的摩擦系數(shù)、卡鉗的缸徑及制動(dòng)有效半徑等。例如在某SUV的踏板感覺(jué)優(yōu)化過(guò)程中，大多數(shù)主觀評(píng)價(jià)人員反映此轎車的踏板感較差，需要的踏板力過(guò)大。經(jīng)商討后，采用了如下的優(yōu)化方法：車輛的前卡鉗缸徑從54mm提升至57mm，后卡鉗缸徑從32mm提升至38mm。前卡鉗的制動(dòng)有效半徑115mm提高到123mm，后卡鉗的制動(dòng)有效半徑120mm提高到130mm，摩擦系數(shù)也由前0.38后0.32提高到前0.4后0.34。經(jīng)過(guò)此方案進(jìn)行調(diào)整后，車輛的制動(dòng)踏板感得到了良好改善。

2.2優(yōu)化助力器特性

2.2.1調(diào)整真空助力器的助力比

如圖1所示，在保持輸入力不變的基礎(chǔ)上，要想提高轎車的踏板感，可以通過(guò)提高助力器的助力比，使得輸出壓力增大，即可在踏板力不變的情況下提高制動(dòng)系統(tǒng)管路壓力，進(jìn)而增大制動(dòng)減速度。實(shí)際上，在保證拐點(diǎn)壓力的前提下，只要保證助力器的能力足夠，助力比越大越能提高制動(dòng)踏板感，從而保證駕駛安全。

2.2.2調(diào)整真空助力器的始動(dòng)力和跳躍值

調(diào)整真空助力器的始動(dòng)力和跳躍值，可以調(diào)整初始的踏板感覺(jué)，提高初期制動(dòng)反應(yīng)速度，并能降低初期踏板力。然后，通過(guò)降低始動(dòng)力可以降低初期的踏板力，從而提升制動(dòng)初始踏板感，為后期的良好踏板感奠定基礎(chǔ)。一般情況下，結(jié)合目前的助力器的制造能力，始動(dòng)力最好控制在40～70N之間。另外，通過(guò)提高跳躍值可以提高初始的管路壓力，從而為初始的制動(dòng)減速度提供良好的基礎(chǔ)，最終提高踏板感。當(dāng)然，跳躍值不要過(guò)高，否則很容易產(chǎn)生制動(dòng)兩段感，使前期的踏板減速度過(guò)高，從而產(chǎn)生較差的制動(dòng)踏板感。

2.3調(diào)整制動(dòng)踏板杠桿比

一般情況下，不會(huì)通過(guò)增加制動(dòng)踏板杠桿比來(lái)減小踏板力;相反，在制動(dòng)系統(tǒng)匹配過(guò)程中，通常會(huì)選擇較小的制動(dòng)踏板杠桿比控制踏板行程。一般，制動(dòng)踏板杠桿比定義為3.2～4.0較好。

2.4其他優(yōu)化制動(dòng)踏板感覺(jué)方法

除了提高制動(dòng)系統(tǒng)的效能、優(yōu)化助力器特性外，還可以通過(guò)提高發(fā)動(dòng)機(jī)真空度、改善踏板與防火墻的剛度、減少踏板與助力器連接的間隙、提高助力器的剛度、減少軟管的膨脹量、減少系統(tǒng)空行程與間隙等方法來(lái)優(yōu)化制動(dòng)踏板感覺(jué)。但是這些方法也存在一定弊端，比如：加速磨損、提高成本等，所以，在優(yōu)化踏板感的過(guò)程中需要多方面權(quán)衡，擇優(yōu)選取。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，制動(dòng)踏板感直接影響駕駛員的制動(dòng)操作以及駕駛信心，從而影響駕駛舒適性和安全性。整車真空度、制動(dòng)系統(tǒng)效能等都會(huì)影響汽車的制動(dòng)踏板感，所以若想提高制動(dòng)踏板感應(yīng)從這幾方面入手進(jìn)行調(diào)整，使車輛更適合市場(chǎng)的需求和用戶的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]程海波.基于某種車型的制動(dòng)踏板感覺(jué)特性分析與優(yōu)化研究[D].吉林大學(xué).

[2]童成前，鄭素云，王華拓.汽車制動(dòng)系統(tǒng)踏板感優(yōu)化分析[J].北京汽車，219（06）：5-8.

[3]繆佳宇，姚明，陳浩杰，etal.基于電磁鐵的線控制動(dòng)踏板模擬器及其“制動(dòng)感覺(jué)”研究[J].重慶理工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)），2019（11）.

[4]陳秋琳，馮永明，林小慰.制動(dòng)踏板回位扭簧斷裂分析及改善[J].內(nèi)燃機(jī)與配件，2019（13）.

[5]李善緣，謝海波，徐仁春.制動(dòng)踏板輕量化技術(shù)應(yīng)用[J].輕型汽車技術(shù)，2019（Z3）.