汽車制動系統管路設計

張雪一　任峰　李龍海

摘 要：為了保障車輛安全，更好地優化完善制動系統，應重視研究制動管路的設計。首先根據在全國大學生方程式賽車中的設計經驗對制動管路進行概括總結，然后通過將在實踐中遇到的問題進行分類，最后根據各類問題進行橫向對比。通過對所需管路的性能要求及工況條件不同，管路有各自不同的優勢及劣勢。在設計制動系統管路時，應根據車輛條件，具體情況具體分析選擇適用的制動管路。

關鍵詞：制動系統;制動管路

1 引言

大家在設計車輛結構或者優化車輛性能時除了要注重制動主缸、制動器的選擇和制動踏板的設計安裝，制動系統的管路也是一門學問。本文通過在參與FSEC方程式電動賽車的過程中，在設計車輛制動系統時對制動管路方面進行了一定的學習，最終選取了合適的制動管路材料、尺寸。選用的制動管路要滿足制動性能的基本條件之外，還要保證與車體不發生干涉，安裝布置牢靠。同時盡量做到降低成本，拆卸、安裝方便。

2 制動管路的發展

在汽車相關科技的提高和行駛速度的大幅提升的現在，行駛車輛的安全問題引起大家注意。制動的發展不僅要在主要配件上進行優化，管路設計也起著一定的作用。在節能環保問題的大趨勢下，制動管路生產制造行業將向著高質量，低污染的方向發展。

3 制動管路的材料對比

制動管路的各種材料的參數不同必然會影響到制動效果。目前市場上多數汽車的制動大概分為鋼管、膠管和尼龍管三種管路。三者之間有些許區別，下面進行逐個介紹：

鋼管：具有金屬的普遍特點這是其它兩種管路比不了的，耐磨性好，耐高溫，壽命長，其管道內壁光滑，制動液流動阻力小，制動液可以順利流動，散熱性能好。不能任意彎折且管路成型加工工藝十分困難，成本高。一旦安裝后，管路兩端不可拆卸，這對于日后的檢查是不利的。

膠管：最明顯的優勢就是可以彎曲，安裝在哪里都可以，且有一定范圍內的旋轉角度。還有就是膠管的直徑很大，制動液可以快速流動，流量大，所以制動能力比較好。膠管和尼龍管相比是比較耐磨的，但是使用久了會有疲勞現象。耐熱性不如鋼管，且要按照所需長度進行加工，所以價格較高但要比鋼管低。和鋼管一樣膠管的兩端一旦安裝是不可拆卸的。膠管是有彈性的，行駛過程中可以配合懸架有一定的伸展，但是在制動液壓力作用下管徑會有一定的變化，這會影響壓力傳遞效果。

尼龍管：價格最低，密封性好。相比之下尼龍管的加工成型也是最簡單的，可以根據不同要求在現場進行剪裁，剪裁工藝也比較簡單。且管路兩端可以拆卸，方便進行清洗更換、檢查。尼龍管內壁光滑，減小了制動液流動阻力，使流動順利。但是不耐磨，散熱性較差。

4 制動管路材料的選取

在汽車中要針對不同位置不同條件的情況以及應該滿足的性能要求，應該選取不同的，合適的管路：

鋼管主要應用于從制動主缸到汽車底盤的一部分，因為其強度較高，變形小。

膠管主要應用在汽車底盤到前橋左、右輪邊制動器上，因為汽車進行轉向時前左、前右車輪將發生轉動，制動器上的管路也可以隨之運動。

尼龍管的密封性好，一般用在制動系統中的各種閥類輸入、輸出口的連接管路。受到不耐磨和散熱性不好的缺點限制，只能應用于不受磨和對散熱性能要求不高的管路中，一般汽車制動系統中除了某些部位安裝鋼管和膠管外，都是采用尼龍管。

5 制動管路的尺寸

制動管路越長制動力釋放所需時間會越長，就增加了制動系統響應的延遲，直接降低了制動效能。管徑影響管路內的制動液流速，管徑大，流速快，則減壓速度就快。在制動全過程中，如圖1，管路對制動效果的作用分析如下：

從式中可以得出，上述的就是受制動管路和制動器的作用。可以得出結論，制動管路設計的長，制動液傳遞的時間就長，制動器的響應時間慢，影響了汽車的制動效能。

6 制動管路的安裝

制動系統設計完成后，制動器件在車體上都有相應的位置安裝，需要考慮的是制動管路的安裝。影響制動管路布置安裝的因素有很多，比如汽車的軸距，發動機、變速箱位置等等。為了減小制動液在制動管路當中流動的阻力，要減少制動管路的彎折，減少管路的長度。管路不要承受摩擦和高溫。還需強調的是，制動管路與制動系統其它配件的連接處應注意密封性。

為了使汽車底盤更加整齊有序，也為了與底盤其它部分的線束混雜，要將制動管路捆扎成束。先集中布置底盤管束，一些管束尺寸過長這時就需要選擇合適的分接頭，管束中有需要連接到其它地方的短的管路就不必都捆扎在管束中，這樣不僅不好捆扎，也不容易安裝定位。將整理好的管束合理地確定其位置進行固定，如圖2。這里也需滿足減少彎曲的原則，如果有彎曲的情況應放寬管束的位置尺寸。要保證管路都可以和相應元器件和接頭相連。

7 結語

在一套制動系統中管路的材料選擇、尺寸設計和安裝固定會影響整個制動系統性能。所以制動管路不是一個簡單的內容。但我堅信在新時代下，制動管路方面的技術會飛速發展。

參考文獻：

[1]栗明英，李榮梅，王丹丹，黨星.制動管束的設計要點及在裝配中的優點[J].汽車實用技術，2018（19）：173-174.

[2]姜于亮，顧平林.汽車制動系統常見故障原因分析[J].時代農機，2018，45（04）：73.

[3]張哲，陳玉忠，董紅磊，韓宗奇.制動管路尺寸對制動系統性能影響的研究[J].機械設計與制造，2018（01）：188-191.

[4]周健.新型汽車電子機械制動系統設計與仿真研究[J].居舍，2019（16）：193.

[5]賈癸卯.汽車制動系統實驗分析報告[J].汽車實用技術，2019（09）：125-127.

[6]劉晏宇，喻凡，郭中陽.汽車制動助力系統研究進展綜述[J].汽車文摘，2019（04）：35-43.

[7]丁雪迎.淺析汽車制動系統故障及維修策略[J].山東工業技術，2019（04）：73.

[8]余志生.汽車理論（第五版）[M].北京：機械工業出版社，2004.