淺談制動系統(tǒng)的正向設(shè)計

1、淺談制動系統(tǒng)的正向設(shè)計我這里所說的制動系統(tǒng)只包括轎車的制動系統(tǒng)，也就是液壓制動系統(tǒng)。制動系統(tǒng)的重要性我就不多講了，有個別公司為了強調(diào)制動系統(tǒng)的重要性，把制動系統(tǒng)和底盤分開劃分。制動系統(tǒng)是與汽車動力性能、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)密切相關(guān)的一個系統(tǒng)。再舉個案例，南京依維克在上市最初的兩年里賣的非常火，我們幾乎可以在全國各個城市看到這款車，后來這款車銷量大幅下跌，其中一個重要原因就是它的制動性能不太好，這款車的動力性能非常好，但是制動不好就限制了動力性能的發(fā)揮，在有些山區(qū)地帶，有的交通管理部門甚至在陡峭的山坡下豎起一牌子：依維克禁止上山。包括目標市場，車型定位制動系統(tǒng)一般由四大裝置組成，即供能裝置、控制裝

2、置、傳能裝置和制動器，說的通俗一點就是腳踏板、制動主缸、管路和制動器，其它的零部件可以劃到制動系統(tǒng)附件里面。正向設(shè)計時制動系統(tǒng)的制動系統(tǒng)設(shè)計任務(wù)書開發(fā)流程大致為：參考車型相關(guān)結(jié)構(gòu)及總體布置及相關(guān)尺寸數(shù)據(jù)匯總分析對比軸距、輪距、重心高度、重量分配等， 整車制動力分配初步方案 設(shè)計計算數(shù)模制作模擬裝配 OTS認可PPAP認證試裝試制樣件實驗驗證（臺架、道路） Y關(guān)于制動系統(tǒng)的計算，有太多的資料和書籍講述這方面的知識，我也就不多說了。我今天提一下咱們81的制動系統(tǒng)，我一直認為咱們81制動系統(tǒng)的同步附著系數(shù)計算有誤，關(guān)于同步附著系數(shù)的概念，汽車理論是這樣定義的：理想的前后制動力分配曲線和實際的前后制動

3、力分配曲線交點處的附著系數(shù)為同步附著系數(shù)，也就是常說的I曲線和ß線的交點，理論上來講，滿載的I曲線永遠在空在的I曲線上面，也就是滿載的同步附著系數(shù)永遠比空載的同步附著系數(shù)大。但是咱們81的滿載同步附著系數(shù)比空載的要小，所以我認為81的制動系統(tǒng)計算結(jié)果有誤。但是這并不代表咱們81制動系統(tǒng)方案有誤，因為81的制動系統(tǒng)是逆向開發(fā)的，逆向做的方案和計算報告聯(lián)系并不大，這也是逆向設(shè)計的優(yōu)點。如果是正向設(shè)計，計算報告錯的話，制動系統(tǒng)方案一定是錯的。下面講一些具體的方案設(shè)計，首先從踏板開始：踏板機構(gòu)涉及到人體工程學(xué)，既要滿足操縱性能的要求，又要滿足人體運動學(xué)原理，給人以操縱的方便性和舒適性，這就要

4、求許多相關(guān)尺寸有相應(yīng)范圍規(guī)定，力求適合于絕大多數(shù)人對操縱性的需求相關(guān)的尺寸及規(guī)定1,離合器踏板左側(cè)邊緣至R點的距離 C=>>1002,制動踏板右側(cè)邊緣至R點的距離 D=>>1003,制動踏板右側(cè)至油門踏板左側(cè)距離 E=>>604,離合踏板左側(cè)邊緣至踏板墊右側(cè) G=>>60 制動踏板右側(cè)邊緣至通道距離 H=>>137 油門踏板右側(cè)至通道的距離 K=>>155,制動踏板寬度(機械變速/自動變速) L=>>50/1006,離合器踏板寬度 M=>>50 踏板墊寬度 N=>>607,制動踏板下邊緣

5、至地毯上邊緣的高度 Q=145+88,油門踏板下邊緣至地毯上邊緣的高度 O=>>110+109,離合器踏板下邊緣至地毯上邊緣的高度 S=>>145+810,制動踏板,離合器踏板在最大行程時至油門踏板參考點A的距離 X=13512,制動踏板至方向盤的下邊緣 L13=MIN590離合器踏板至制動踏板 0-1013,油門踏板至制動踏板的高度差 L52=大約50咱們公司用的都是大眾的踏板設(shè)計標準，他們編寫的這個標準的數(shù)據(jù)大多來源于捷達轎車，其實大眾的標準中的有的參數(shù)已經(jīng)過時，比如制動踏板和離合踏板高度，現(xiàn)在的踏板高度一般都達不到145mm。離合器踏板和制動踏板高度差也沒有嚴格規(guī)

6、定，賓法曾給我發(fā)過一個關(guān)于離合制動踏板高度的調(diào)查報告，當時他們調(diào)查了近20個車型，包括奔馳寶馬阿爾法 等車型，我印象中離合比制動高16mm的車都有，也有離合比制動低的。在ABC三踏板布置時，首先確定的是A踏板，如何確定A踏板的位置取決于邢孔歸，也就是有人機工程來定的，其次是制動踏板。制動踏板和油門踏板的間距要求是大于60mm，我個人認為設(shè)計狀態(tài)最好定為65mm，原因是制造偏差，一般的供應(yīng)商能把這個間距誤差控制在5mm左右，最好的供應(yīng)商也只能把這個誤差控制在2mm或者3mm，離合踏板相對于制動和油門，地位就低下得多，可以做成70，也可以設(shè)計成100，原因是離合是由左腳來控制的，而制動和油門是同一

7、只腳，間隙太大換腳時容易踩空，間隙小時容易誤踩車型數(shù)據(jù)（mm）abcdefghI適用范圍1752156010075125355565±560以上60以上3050沒有標準支架總成 支架根據(jù)結(jié)構(gòu)及空間需求，設(shè)計成不同的形狀，可以采用整體式或分離式（離合器踏板支架，制動踏板支架，油門踏板支架）再連接成總成。從目前來看，主要采取沖壓成型或全塑件，鋁合金壓鑄結(jié)構(gòu)，在滿足強度同時，盡可能減輕重量，以提高整車的經(jīng)濟性。對于安裝各類開關(guān)的位置，設(shè)計支架時要考慮安裝方便性，一般采用卡接形式，簡單可靠。 設(shè)計開關(guān)支架位置時，要考慮到開關(guān)的工作行程是靠踏板臂上下運動的來實現(xiàn)的。所以設(shè)計位置時，首先要確定開

8、關(guān)行程，協(xié)調(diào)開關(guān)同踏板臂的運動關(guān)系。（制動燈開關(guān)，離合器開關(guān)等） 踏板銷軸是支架設(shè)計中關(guān)鍵部位，要滿足踏板在自重作用下100%地自動回落，不用回位彈簧，以便降低成本。其軸向間隙設(shè)計成最大0.5mm,徑向間隙0.1mm.為了提高壽命,軸上涂以油脂.但,目前采取更為先進的技術(shù),在襯套上涂以聚四氟乙稀薄膜,它含有石墨等潤滑材料,不再涂油脂ABC三個踏板分管三個獨立的系統(tǒng)，也各有各的特性，油門踏板行程比較小，一般為60左右，踏板力在30N左右，踏板面曲率和角度要求比較高，有的油門踏板除了在運動過程中圍繞安裝點公轉(zhuǎn)，踏板墊本身也自轉(zhuǎn)，就是為了踩起來更舒適。制動踏板杠桿比曾變小的趨勢，真空助力器膜片直徑曾

9、變大趨勢。以前的杠桿比一般在3.5到4.65之間，現(xiàn)在的一般在3左右，離合的踏板行程在三個踏板中是最大的，杠桿比也比較大，在4到5之間的比較多。由于離合的行程一般都比制動踏板大，所以在設(shè)計時，離合踏板面與地板的角度要比制動小，是為了離合踏板在踩到底的時候腳掌和小腿的角度變化不是太大。真空助力氣部分：真空助力器從膜片數(shù)量上分單膜片和雙膜片兩種, 根據(jù)布置的需要來選擇相應(yīng)規(guī)格的助力器。單膜片助力器常用規(guī)格有6、7、8、9、10、11英寸的，雙膜片的有7+8、8+9、8+8等組合。做制動系統(tǒng)設(shè)計時，真空助力器基本上都是選型件，最重要的是和根據(jù)制動系統(tǒng)需要設(shè)計它的性能參數(shù)。真空助力器是對踏板感覺影響非

10、常大的一個件，關(guān)鍵參數(shù)有始動力，跳躍值，助力比和最大助力點，在這里需要糾正的是很多同事都認為助力器的助力比越大越好，其實不然。比如說9英寸的助力器助力比設(shè)為7.5，對踏板的影響是助力范圍小，剎車來的急，一旦真空度降低較多后，助力器失效非常明顯，第二是小助力器大助力比對助力器的壽命影響非常大。常用的制動主缸分為補償孔式和中心閥式兩種，補償孔價格便宜，技術(shù)含量比較低，和非ABS制動系統(tǒng)對應(yīng)，中心閥用在ABS車上（也可用在非ABS車上），制動主缸常用的規(guī)格有20.6422.2223.8125.4。儲液罐的設(shè)計材料：PP(聚丙烯)單腔失效容積的確定:(1) 計算方法:制動主缸單腔活塞行程×活

11、塞截面積×(3-5),(2) 要求: 單腔失效容積要保證汽車傾斜45°時還能有3-5次制動,制動儲液罐最小容積的確定：單腔失效容積是制動儲液罐最小容積確定時的一個很重要的參數(shù),根據(jù)經(jīng)驗公式,制動儲液罐的最小容積一般是單腔失效容積的2-3倍,制動儲液罐最大容積的確定: 制動儲液罐的最大容積一般是單腔失效容積的3-5倍,制動儲液罐的報警裝置:采用液壓制動的機動車，其儲液罐的加注口必須易于接近，從結(jié)構(gòu)設(shè)計上必須保證在不打開容器的條件下就能很容易地檢查液面。若不能滿足此條件，則必須安裝制動液面過低報警裝置。現(xiàn)在儲液罐不管透明不透明基本上都有報警裝置，只有極個別的車沒有最低液面報警，

12、如捷達。 設(shè)計制動儲液罐應(yīng)該注意的一些事項:1,在制動儲液罐最小容積已經(jīng)確定的前提下,加注口的位置毫無疑問是首先要考慮的2,儲液罐重心盡量和制動主缸進油口在一個平面內(nèi),防止極限工況下,制動儲液罐上下?lián)u擺太厲害,從制動主缸中脫開3,和主缸的連接方式.若是儲液罐容積較小,而且重心和儲液罐出油口基本在一個平面內(nèi),可以不考慮其他的輔助連接方式.相反,則必須考慮.4,由于制動儲液罐的開發(fā)周期較長,而且模具幾乎沒有改動的余地,所以在車型開發(fā)期間要盡可能早的確定制動儲液罐的方案制動管路：制動管路材質(zhì)轎車一般都采用剛性管，剛性管以前采用無縫鋼管、單層焊接鋼管和銅管，現(xiàn)已為雙層卷焊鋼管所取代。按照GB11611

13、-1989汽車液壓制動系金屬管、內(nèi)外螺紋管接頭和軟管端部接頭的規(guī)定，汽車液壓制動系所用的雙層卷焊鋼管的規(guī)格列于下表：外徑D1（mm）（未經(jīng)表面處理）管外徑D1(mm) (最大)（經(jīng)表面處理）爆破壓力（Mpa）（最?。┵|(zhì) 量（kg/m）基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差4.75±0.070.7±0.074.87 110 0.076.00 6.12 85 0.098.00 8.12 67.5 0.1210.00 10.12 55 0.16由于制動管大部分位于底盤下方，使用環(huán)境惡劣，對其表面防腐和保護要非常嚴格。目前普遍采用鍍鋅25um、鉻酸鹽鈍化、涂覆聚氟乙烯(PVF)15um的

14、表面防腐層，同時在關(guān)鍵部位套裝雙層熱收縮管，以防石擊或摩擦損壞。布置設(shè)計基本要求a 最小間隙要求與不動件與動件與轉(zhuǎn)向機中間軸與排氣管5152551 b、工藝要求 在設(shè)計布置的過程中需要留意的是在國內(nèi)制動管中心線倒角半徑均為15mm，兩個倒角之間距離最小不能小于10mm，另外就是制動管兩端為了考慮裝配，應(yīng)該預(yù)留至少一個制動管螺母高度那么長的距離，也就是16mm，如下圖所示c.設(shè)計要求l 在裝配的時候需要有足夠的工具空間，滿足裝配人機工程l 制動管必須用制動管夾可靠固定，不允許與其它部件有干涉l 沒有固定點的管夾在制動管上的固定點需要能夠易于識別l 三通必須與車身固定l 管夾之間距離不超過300m

15、m在滿足使用要求的同時，兼顧美觀設(shè)計管路前首先要先布置管嘉，管夾根據(jù)安裝形式大致分為兩種，第一種是與焊接螺栓配合，第二種是與孔配合，一般情況下不推薦使用第二種形式，因為這樣需要車身開孔，降低了車身強度，并且容易導(dǎo)致灰塵和雨水進入車身設(shè)計制動管路時我個人喜歡用CATIA或者PRO-E做然后備份，因為管路在設(shè)計過程中的改動非常頻繁，需要不斷的改拐點更新數(shù)模，最好是在增加、刪除或者替換某個拐點后管路數(shù)模能夠自動更新，這樣就節(jié)省了很大的工作量。關(guān)于汽車制動管路的布置形式，汽車工程手冊上提到了五種不同的布置形式，分別是：II型、X型，HI型、LL型和HH型。以前的轎車用II型和X型的比較多，現(xiàn)在比較流行

16、的X型和H型，II在轎車上逐漸淘汰，比如夏利最早是II型管路布置，現(xiàn)在已經(jīng)改成了X型，H型的在非承載式車身的的SUV上用的比較多，比如帕杰羅，路霸。用X型還是用H型是由懸家系統(tǒng)的主銷偏距決定的，當主銷偏距為負的時候用X型，主銷偏距為正用H型。原因是X型布置在單回路失效時前輪的制動力是不均衡的，雖然X型的在單回路時效時汽車還保持一定的轉(zhuǎn)向能力和抗側(cè)滑能力，但是制動力的不均衡對汽車的方向穩(wěn)定性有不良影響，主銷負偏距可以對此有所緩解。以前曾經(jīng)和馬顯討論過R08的管路布置形式，后來我查了一下R08的注銷偏距是負12點多，所以R08的管路布置是X型的。制動軟管的設(shè)計液壓制動軟管總成由制動軟管和制動軟管接頭組成，制動軟管與軟管接頭之間是永久性聯(lián)接，該連接是靠接頭部分相對于軟管壓皺或冷擠變形來實現(xiàn)的。在設(shè)計制動軟管的長度時要綜合考慮車輪跳動的上下兩個極限位置，轉(zhuǎn)向輪還應(yīng)該考慮轉(zhuǎn)向的極限位置。長度要適中，不能太短，否則在車輪跳動或車輪轉(zhuǎn)向時會造成軟管脫落；也不能太長，如果太長會導(dǎo)致軟管的膨脹過大，影響制動性能。數(shù)摸設(shè)計時首先確定制動軟管的上安裝點，制動軟管的長度要大于上下兩個固定點的直線距離加上車論的下跳極限，在此基礎(chǔ)上軟管