某新能源車型制動踏板行程長問題分析及處理

郭宋平

摘要：文章介紹了某款新能源廂式貨車整車制動踏板行程長問題分析及處理方式，同時通過制動系統(tǒng)計算及試驗標(biāo)定對解決措施加以驗證，有效實現(xiàn)了制動行程踩至2/4時無制動介入，在行程至3/4時有輕微的制動介入感，在行程至4/4時制動介入明顯的制動效果。

Abstract： This paper introduces the analysis and treatment of the brake pedal length of a new energy van. The brake system calculation and test calibration verify the solution， effectively achieving the brake stroke of 2/4. Without brake intervention， there is a slight brake intervention when the stroke reaches 3/4， and the brakes intervene in the obvious braking effect when the stroke reaches 4/4.

關(guān)鍵詞：剎車;踏板;貨物

Key words： brake;pedal;cargo

0 ?引言

隨著新能源汽車的普遍推廣，新能源廂式運(yùn)輸車作為城市貨運(yùn)的綠色先鋒也逐漸代替了傳統(tǒng)燃油物流車，市場銷量節(jié)節(jié)攀升。制動系統(tǒng)作為新能源汽車的重要安全指標(biāo)也得到了越來越多的關(guān)注。除了需滿足相關(guān)法規(guī)要求，客戶對駕駛舒適性及車輛的人機(jī)工程也提出更高的需求。在客戶的對制動舒適性的反饋中，制動力踏板行程長、制動力不足、剎車偏軟成為了問題反映的焦點(diǎn)。所以本文就某車型制動踏板行程長問題做出分析，提出行之有效的解決辦法。

1 ?簡述剎車基本原理

制動液體（剎車油）充滿于儲氣室和制動液管路中，當(dāng)腳踏制動踏板時，作用力通過制動推桿推動主缸活塞運(yùn)動，通過制動液傳遞到輪缸活塞，推動制動蹄向外張開，利用制動蹄與制動輪間的摩擦起到制動作用（見圖1）。

2 ?汽車制動踏板行程長主要原因

制動踏板行程過大會使制動作用遲緩，制動效能降低，甚至喪失，造成這種現(xiàn)象的主要原因分析如下：①制動系統(tǒng)中制動液儲液罐內(nèi)缺油，制動管路破裂，油管接頭漏油等;②制動系統(tǒng)內(nèi)有空氣。當(dāng)空氣溶解于制動液中時，會影響制動系統(tǒng)的效能，因為空氣在油中的溶解度與壓力和溫度有關(guān)，當(dāng)踩制動踏板時，系統(tǒng)內(nèi)壓力增大，再加上溫度高，造成制動失靈;③制動踏板自由行程過大，使制動總泵有效作用行程減小;④制動盤（或鼓）與摩擦片間隙太大;⑤摩擦片上沾有抽污，使制動效果變差，感覺制動踏板雖踩到底，制動距離卻比正常時長;⑥制動分泵漏油。

3 ?案例分析

我們對一臺新能源廂式運(yùn)輸車進(jìn)行了測試，發(fā)現(xiàn)其制動踏板空行程長，制動不線性，存在不安全感。

首先，我們通過計算進(jìn)行驗證：

3.1 制動踏板力的計算

式中：Pp：制動踏板力;Sm：制動總泵活塞面積;P0：制動管路壓力;I：踏板杠桿比;η：傳動效。

總泵直徑為：

0.02381m ?Sm=0.000445255 ?I=4.20 ?η=0.90

故：Pp=0.0001177922900 P0（N）

因制動系統(tǒng)采用真空助力機(jī)構(gòu)，所以實際踏板力取決于真空助力器的助力因數(shù)K，故實際推力為PF=PP/K，現(xiàn)該車型真空助力器的K=7.30在66.7kPa時助力器的最大輸出拐點(diǎn)壓力為Po=8.40MPa。此時助力器推桿的輸入力為：F=490.00N，最大輸出拐點(diǎn)對應(yīng)的踏板力：129.63N。

3.2 總泵容量及踏板行程的計算

3.2.1 總泵容量計算

3.2.1.1 前制動器所需液量計算

其中：前制動器所需液量（ml）：6.36ml;δ1：活塞行程（m）=0.0010;Δ：軟管膨脹系數(shù)（ml/m）=1.38;L1：前軟管總長度（m）=0.796;V1=7.460ml。

3.2.1.2 后制動器所需液量計算

其中：后制動器所需液量（ml）：2.86ml;δ2：活塞行程（m）=0.0025;L2：后軟管總長度（m）=0.796;V2=3.959ml。

3.2.1.3 實際總泵排量

總泵的行程為：一腔=0.016m ? ?二腔=0.016m

前腔：V前=S×L前=7.1205ml≥5.7097ml

后腔：V后=S×L后=7.1205ml≥5.7097ml

總泵的排量足夠。

3.2.2 踏板行程的計算

踏板杠桿比：I=4.2 ? 總泵最大空行程：2.5

踏板總行程：268.00mm 4/5的踏板總行程：201mm

制動踏板行程符合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定和要求。

4 ?整改優(yōu)化

雖然設(shè)計合格但是在實際使用時客戶反饋制動行程過長，體驗不好，需對制動系統(tǒng)相關(guān)零部件進(jìn)行優(yōu)化。

整改分析：經(jīng)過分析，鎖定故障原為由于前制動器制動力預(yù)留不足，造成前輪抱死油壓過大，低油壓時，制動力不足，制動減速度不明顯。使駕駛員從主觀評價感覺減速慢，剎車無信心。

優(yōu)化方案：

①調(diào)整制動踏板杠桿比，由杠桿比4.2調(diào)整為3（見圖2）;

②調(diào)整真空助力器助力比，由7.5調(diào)整為10（見圖3）;

③調(diào)整制動總泵缸徑，由25.4調(diào)整為22.22（見圖3）。

全新開發(fā)制動離合踏板總成，在原離合踏板保持不變的情況下，調(diào)整制動踏板。將杠桿比4.2調(diào)整為3，同時原制動踏板面保持位置不動（見圖4）。

調(diào)整主缸缸徑至22.22，調(diào)整助力比為10;真空助力器撥叉與踏板連接孔中心到底板距離由157.5±1調(diào)整為145.5±1。

經(jīng)過方案驗證及試驗，可明顯看出優(yōu)化后制動踏板前半腳行程（0～25mm），制動減速度明顯改善（見圖5）。

5 ?結(jié)語

本文簡要說明了制動系統(tǒng)工作原理、制動踏板行程長的主要原因，并針對某款新能源廂式貨車整車制動踏板行程長問題進(jìn)行了分析及方案優(yōu)化，同時通過制動系統(tǒng)計算及試驗標(biāo)定對解決措施加以驗證，有效的改善了制動性能，提升了駕駛員對制動的信心。

參考文獻(xiàn)：

[1]余志生.汽車?yán)碚揫M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1989.

[2]方泳龍.汽車制動理論與設(shè)計（專家系統(tǒng)）[M].吉林：吉林大學(xué)汽車學(xué)院汽車系，2004.3.

[3]海森英.汽車行駛動力學(xué)性能的主觀評價[M].石曉明，陳禎福，譯.北京：人民交通出版社，2010.

[4]劉少軍，羅以嬌.商用車常規(guī)制動踏板感覺研究[J].汽車科技，2013（3）：36-39.