淺談汽車制動踏板的型面設(shè)計

張煥平

（廣州汽車集團(tuán)股份有限公司汽車工程研究院，廣東 廣州 511434）

前言

汽車制動踏板是汽車的重要部件之一，其功能是使駕駛員通過踩制動踏板來降低車速，為駕駛員安全行車提供了保證。因此如何布置制動踏板和設(shè)計踏板型面，讓駕駛員獲得舒適的踩踏感、踩踏空間是制動踏板設(shè)計過程中需要考慮的重要原則［1］。

駕駛員踩踏制動踏板進(jìn)行制動是行車過程中經(jīng)常進(jìn)行的操作，因此必須使制動踏板面的尺寸、位置、角度、行程、型面、紋路等滿足踩踏舒適性的要求。

1 確定制動踏板尺寸

制動踏板分手動擋（MT）踏板和自動（AT）擋踏板，如圖1、表1 所示。

圖1 制動踏板尺寸定義

表1 制動踏板尺寸建議值

2 確定制動踏板的位置

2.1 確定制動踏板的X 向位置

通過圖2 的流程和圖3 的尺寸鏈L103=L104+A+B+C+ L105，A=L+M+N 確定制動踏板的X 向位置。

圖2 制動踏板X 向位置確定流程

圖3 制動踏板X 向尺寸鏈

2.2 確定制動踏板的Y 向位置

踏板間距以兩個踏板在參考平面P 上投影之間的最小距離來測量，如圖4 所示；

加速踏板中心與主駕中心距PW98［2］，如圖5 所示，建議值180±5mm；

加速踏板寬度PW11，如圖5 所示，建議值60mm；

制動踏板與加速踏板距離PW21，如圖5 所示，建議值≥65mm。

圖4 P 平面的定義

圖5 制動踏板Y 向間距定義

2.3 確定制動踏板的Z 向位置

制動踏板初始位置中心離地高 H2=200+0.04*H30- 0.0004* H302（±5mm），如圖6 所示；制動踏板與油門踏板落差PL52，建議值30～35mm，如圖6 所示。

圖6 制動踏板Z 向間距定義

3 確定制動踏板面角度

從對標(biāo)結(jié)果得出：踏板面傾角與人體坐高H30 密切相關(guān)，H30 越大，傾角越小，但有一定的取值范圍，如表2 所示。

表2 踏板角對標(biāo)分析

建議參考a=77deg-0.08*H30(±2deg)公式設(shè)定制動踏板面角度，如圖7 所示。

圖7 踏板角a 定義

4 確定制動踏板的行程

制動踏板的行程直接影響踩踏踏板時腳踝的舒適性，經(jīng)實車評審，制動踏板的行程在110mm 得分最高，如表3 所示。制動踏板極限位置與地毯間距，建議值≥10mm。

表3 制動踏板行程評分

5 確定制動踏板面的型面

踩踏制動踏板時， PCP 點會隨著踏板行程的變化在踏板面上移動，不同型面的踏板在同一行程時PCP 點與BOF 點間距（定義： PCP 點在BOF 點下方為負(fù)值）是不一樣的，如圖8 所示。通過實車評審、對比分析，如表4 所示，建議通過以下方法對踏板面的型面進(jìn)行約束：

（1）將踵點與設(shè)計假人的踵點重合。

（2）踵點不動，鞋底分別與初始位置、1/3 行程位置、2/3 行程位置、極限位置的踏板面相切。

在初始位置時，PCP 點與BOF 點間距-30～-20mm；

在1/3 行程位置時，PCP 點與BOF 點間距-10～10mm；

在2/3 行程位置時，PCP 點與BOF 點間距20～30mm；

在極限位置時，PCP 點與BOF 點間距40～50mm；

在全行程中，PCP 點的滑移距離建議在80mm 內(nèi)。

圖8 制動踏板型面約束定義

表4 制動踏板踏點對標(biāo)分析

6 確定制動踏板臂的型面

制動踏板臂的型面設(shè)計時，要避免在踏板踩踏過程中鞋尖碰到踏板臂，通過實車評審、對比分析，如表5 所示，建議通過以下方法對踏板面進(jìn)行約束，如圖9 所示。

（1）將踵點與設(shè)計假人的踵點重合。

（2）踵點不動，鞋底與2/3 行程位置的踏板面相切。

圖9 制動踏板臂約束定義

表5 鞋尖與制動踏板臂間距對標(biāo)分析

7 確定制動踏板面的紋路

踏板面的紋路直接影響踩踏踏板時鞋底與踏板面的摩擦力，從對標(biāo)結(jié)果得出：兩種紋路疊加、網(wǎng)格是制動踏板面紋路的主流，如表6 所示。

表6 制動踏板面紋路對標(biāo)分析

8 結(jié)論

制動踏板的設(shè)計是一項復(fù)雜而細(xì)致的工作，也是汽車設(shè)計的重要組成部分。設(shè)計人員必須在設(shè)計過程中權(quán)衡利弊，多方位思考，使其既能充分滿足駕駛員的操作舒適性要求，又要滿足操作空間的要求。