輕型客車制動系統匹配計算準確性提升分析

邱金泉

摘 要：文章介紹輕客客車制動系統匹配計算準確性提升。首先進行介紹制動系統匹配計算公式與輸入參數，再通過輸入參數調整重新計算結果。最終通過實測數據來確定計算公式的輸入參數，提升理論匹配計算與實際值符合性。

關鍵詞：制動系統計算 準確性 輕型客車

1 引言

新車型制動系統的設計開發，制動性能方面會進行制動器制動力分配系數、四輪抱死時的液壓、空載和滿載同步附著系數、利用附著系數與制動強度的關系曲線、制動減速度對應的制動踏板力、制動距離、駐車操縱力、制動主缸行程、制動踏板行程、制動器容量、失效制動效能、應急制動效能、真空助力器最小真空度。如果理論計算值與實際值差異越小，對掌握整車的實際制動性能越準確，并且其中一些制動性能項目是國家法規項目，故提升制動系統匹配計算準確性意義重大。

2 制動系統匹配計算準確性提升項目

制動器制動力分配系數β，理論計算公式如公式①。影響該計算結果因數有制動器因數、制動器缸徑、制動有效半徑。制動器缸徑和制動有效半徑確定參數后將不允許變更，并且這兩個參數容易控制，實際與理論符合性高。故制動器制動力分配系數β計算值存在變量較大的因數是制動器因數，計算時采用制動器因數實測值代入校核。

四輪抱死時的液壓ρ、理論計算公式如公式②。影響該計算結果因數有車輛軸荷、軸距、質心高度、車輪滾動半徑、制動有效半徑、制動器因數、制動器缸徑。與理論值存在較大變量的因數有車輛軸荷、軸距、質心高度、車輪滾動半徑、制動器因數，這幾項在計算時采用實測值代入校核。

空載和滿載同步附著系數φ，理論計算公式如公式③。影響該計算結果因數有制動器因數、制動器缸徑、制動有效半徑、軸距、質心高度。與理論值存在較大變量的因數有制動器因數、軸距、質心高度，這幾項在計算時采用實測值代入校核。

利用附著系數與制動強度的關系曲線，前軸理論計算公式如公式④，后軸理論計算公式如公式⑤。影響該計算結果因數有制動器因數、制動器缸徑、制動有效半徑、軸距、車輛軸荷、質心高度。與理論值存在較大變量的因數有制動器因數、軸距、車輛軸荷、質心高度，這幾項在計算時采用實測值代入校核。

制動減速度對應的制動踏板力F，理論計算公式如公式⑥、⑦。兩個公式差異在于四輪同時抱死時的液壓是否在于助力器拐點液壓，當液壓小于等于助力器拐點液壓，采用公式⑥，當液壓大于助力器拐點液壓，采用公式⑦。影響該計算結果因數有制動主缸內徑、四輪同時抱死液壓、制動踏板杠桿比、真空助力器助力比、制動踏板和助力器及液壓傳動系統效率、助力器拐點輸入力和輸出壓力。四輪抱死液壓該項極為重要，并且該項對最重計算值有著很大的影響，那如何取值。依照《GB 7258-2017 機動車運行安全技術條件》定義了路試道路條件，輪胎與地面間的附著系數大于或等于0.7。故計算時依照地面最大附著系數為0.7計算。其它與理論值存在較大變量的因數有制動踏板杠桿比、制動踏板和助力器及液壓傳動系統效率、助力器拐點輸入力和輸出壓力，這幾項在計算時采用實測值代入校核。

制動距離s，理論計算公式如公式⑧。定義初速度后，影響因為為制動減速度，制動減速度取決于輪胎與地面附著系數。故先測得附著系數后確定制動減速度，代入公式計算。

駐車操縱力FP，理論計算公式如公式⑨。影響該計算結果因數有輪胎滾動半徑、車輛軸荷、駐車手柄杠桿比、駐車制動器杠桿比、駐車連接機構杠桿比、駐車制動器因數、駐車制動有效半徑、系統效率。輪胎滾動半徑、車輛軸荷、駐車手柄杠桿比、駐車制動器杠桿比、駐車連接機構杠桿比、駐車制動器因數均可將實測值代入公式計算，系統效率再通過不同駐車角度實測值來確定系統效率。

制動主缸行程δm，理論計算公式如公式⑩。通過該公式計算結果與實際值差異較大，該項可采用前后制動器所需要的液量試驗報告、制動軟管膨脹系數報告、制動輔助主機液量消耗試驗報告數據計算制動主缸行程，在實例中進行詳細說明。

制動踏板行程SB，理論計算公式如公式。影響該計算結果因數有制動主缸行程、制動主缸空行程、助力器空行程、制動踏板杠桿比、制動踏板空行程、制動踏板剛度。制動主缸行程可通過上式取得，各項空行程可依照試驗報告數據取得，制動踏板剛度通過測試取得、制動踏板踏板杠桿比通過三維模擬仿真測得。以上數據進行計算。

3 實例說明

通過某輕型客車的制動主缸最大行程實例計算說明。首先計算四輪同時抱死液壓值，定義輪胎與地面附著系數0.9，將車輛滿載狀態的前后軸荷、軸距、質心高度、車輪滾動半徑、制動有效半徑、制動器因數、制動器缸徑以上實測值代入計算四輪同時抱死液壓10MPa。其次計算四輪同時抱死液壓時各零件所需要的液量。圖1為前制動器所需要液量測試報告，對應10MPa所需液量為3.04ml，即3040mm2。圖2為前制動器活塞回位量測試報告，取最大值0.34mm，計算其所需要消耗液量1192mm2。對應10MPa所需液量為1.1ml，即1100mm2。圖3為后制動器活塞回位量測試報告，取最大值0.51mm，計算其所需要消耗液量741mm2。圖4為制動軟管膨脹量測試報告，前制動軟管長度為260mm，對應膨脹量為153mm2。后制動軟管長度為265mm，對應膨脹量為156mm2。取其最大值0.65ml，即650mm2。最后計算所有消耗液量，即兩件前制動器抱死壓力液量及回位消耗量、兩件后制動器抱死壓力液量及回位消耗量、兩件前制動軟管膨脹消耗量、兩軟件后制動軟管膨脹消耗量、制動輔助主機液量消耗量共計13414mm2。最后，將所有消耗量轉換為制動主缸行程40mm。與理論計算值29.9mm比較存差異達到33.78%。

4 結語

提高新車型制動系統匹配計算的準確性，計算使用的參數值首先選用零件的測試報告數據。如果零件為新開發狀態尚無零件測試數據，則采用相當產品的測試數據。隨著零件和整車開發推進，陸續將實際產品的測報報告數據代入計算，更新車型的制動系統匹配計算。當匹配計算值與實際符合性越高，計算值意義越大。

參考文獻：

[1]GB 7258-2017 機動車運行安全技術條件，2017.09.29.

[2]劉惟信.汽車設計，清華大學出版社，2001.07.