全制動系統的匹配設計

魏樹林 張慧君（長城汽車股份有限公司技術中心 河北省汽車工程技術研究中心，河北 保定 071000）

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全制動系統的匹配設計

魏樹林 張慧君
（長城汽車股份有限公司技術中心 河北省汽車工程技術研究中心，河北 保定 071000）

摘 要：本文通過對制動系統的標桿測試，明確系統的性能指標，進行全制動系統的匹配設計，并將性能指標分解到關鍵零部件，通過DVP試驗確認設計目標是否達成。

關鍵詞：汽車；制動系統；設計

隨著汽車行業的發展，對制動系統的安全性和舒適性的要求越來越高，汽車制動性能作為車輛安全的重要部分一直被關注。在車輛驗證及市場問題反饋中，汽車制動方面的問題比較多，如制動硬、制動軟等，制動系統問題頻發，如何降低系統問題的發生率，就需要進行全制動系統的匹配設計，識別關鍵零部件的特性缺失項目，優化制動系統的設計開發過程，從而提升車輛的制動性能。

1　前期策劃階段

前期策劃階段，需明確制動系統性能的標桿車型，進行標桿車型的制動系統數據測試，依據標桿數據分析，制定設計車輛制動系統性能指標。

1.1明確制動系統標桿

依據產品策劃，按照設計車輛市場定位及顧客人群喜好偏重，確定標桿車。

1.2測試標桿數據

1.2.1踏板感覺測試

踏板行程—減速度測試；

制動主缸壓力/輪缸壓力—制動減速度測試；

制動系統空行程測試；

踏板行程—踏板力測試。

根據以上測試數據，記錄主缸壓力、輪缸壓力、制動踏板力、制動踏板行程、制動減速度等數據，繪制出如圖1所示的關系曲線圖。

圖1　關系曲線圖

圖2　 AMS測試數據

表1　制動系統性能指標

表2　邊界條件分析

圖3　制動踏板影響因素

表3　全制動系統關鍵零部件性能分解

1.2.2法規項目測試

ECE-R13H附著系數利用率試驗；

單回路失效試驗；

真空失效試驗；

HBA試驗；

正弦停滯試驗。

以上項目按照ECE-R13H法規要求進行測試，記錄測試數據。

1.2.3AMS測試

因其測試條件的嚴格性、苛刻性以及測試結果的公正性和可靠性，在歐洲很受公眾或者消費者認可。

測試方法：車輛滿載，以105km/h的初速度，連續十次緊急制動，初速度以100km/h開始算起，測量每次的減速度、制動距離以及制動盤的溫度。其目的是測試制動系統的抗熱衰退性能。記錄測試結果如圖2所示。

1.3明確制動系統性能指標

綜合產品策劃定義、標桿車制動系統測試數據及現有產品的性能參數，按照標準規范制定設計車輛制動系統性能指標，見表1。

圖4　試驗設備原理圖

圖5　 AMS測試結果

2　制動系統匹配設計階段

依據前期策劃階段制定系統性能量化指標，進行制動系統匹配設計，對性能指標進行分解。

2.1整車參數及邊界條件

確定整車參數（空、滿載整車質量，質心位置等），分析影響制動效果的邊界，見表2。

2.2制動踏板感覺指標

根據測試的標桿數據，明確設計車型制動系統的性能指標，主要包含0.2g、0.5g、0.8g、1.0g減速度時制動踏板力、制動踏板行程、減速度的以及百公里的制動距離等，制動踏板影響因素如圖3所示。

2.3制動系統匹配設計

根據整車參數、配置和系統的邊界條件進行系統的匹配設計，在此階段中將制動系統的性能指標進行分解，分解到系統關鍵零部件：真空助力器帶制動泵總成、制動輪缸、制動盤、制動軟管、制動踏板等，主要性能參數見表3。

3 設計確認階段

3.1系統DVP

利用測試設備對試驗車進行全制動性能測試，試驗車輛及測試環境要求：

（1）試驗車輛至少進行100次制動盤磨合試驗；

（2）試驗前進行3次初速度100kph的緊急制動以提高制動盤和輪胎溫度；

（3）坡度<3%的平直瀝青路面，附著系數>0.8；

（4）在風速不影響測試結果的前提下進行測試（GB21670-2008）；

測試設備原理如圖4所示。

3.1.1靜態測試

制動踏板力、制動踏板行程和主缸壓力測試；

測試系統真空度。

3.1.2動態測試

踏板力－踏板行程－管路壓力-輪缸壓力-制動減速度測試。

測試系統真空度。

3.1.3基于ECER13H的法律法規測試

行車制動測試；

應急制動測試。

3.1.4AMS測試

用連續制動后的制動距離來評價整個制動系統的效能，測試結果如圖5所示。

3.2主觀評價

進行制動踏板感覺的主觀評價，確認是否可以滿足顧客需求。

綜合以上系統的DVP測試和主觀評價確認系統設計匹配是否可行。

結語

通過制動系統各個階段的標桿確定、標桿性能測試、明確系統的性能指標，進行系統的設計匹配，并將系統的性能指標分解到關鍵零部件的關鍵性能；運用DVP進行試驗的驗證，記錄客觀數據，同時進行全制動系統的主觀評價，確認設計目標是否達成。對全制動系統的綜合評價同時檢驗制動系統各零部件開發的合理性和系統匹配設計的合理性，結合客觀數據和顧客需求，全制動系統的發展更能滿足市場的需求。

參考文獻

[1]張元才，余卓平，熊璐.制動系統發展現狀與趨勢[J].汽車研究與開發，2005 （09）.

[2]劉濤.汽車設計[M].北京：北京大學出版社，2008.

中圖分類號：TM933

文獻標識碼：A