助力器主缸建壓行程對(duì)制動(dòng)腳感影響淺析

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1、助力器主缸建壓行程對(duì)制動(dòng)腳感影響淺析 　　摘 要：相同車輛的制動(dòng)系統(tǒng)，為獲得一定的減速度，如要使得制動(dòng)踏板輸入行程相對(duì)減小，在制動(dòng)器、輪胎等已達(dá)標(biāo)的情況下，可通過(guò)助力器主缸建壓行程的縮小及管控來(lái)優(yōu)化，本文針對(duì)助力器主缸建壓行程縮短對(duì)制動(dòng)腳感影響進(jìn)行分析、驗(yàn)證。 　　關(guān)鍵詞：踏板行程;建壓行程;減速度;腳感 　　引言 　　隨著國(guó)內(nèi)汽車行業(yè)發(fā)展，整車制動(dòng)性能僅以國(guó)家及行業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為基準(zhǔn)的設(shè)計(jì)理念，已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了終端市場(chǎng)需求，也不能更好的拓展汽車的駕駛體驗(yàn)。提升整車制動(dòng)性能及制動(dòng)腳感，不但能夠使駕駛員獲得更好的駕

2、駛體驗(yàn)，也是提高行車安全的重要措施。而為獲得相同車輛減速度，縮短對(duì)應(yīng)的制動(dòng)踏板行程，可以有效提高車輛安全性能。車輛輪胎、制動(dòng)器等確定達(dá)標(biāo)的情況下，通過(guò)對(duì)助力器主缸的建壓行程的縮短及管控，也是縮短車輛踏板行程的一個(gè)重要措施。本文將對(duì)此進(jìn)行探討、分析。 　　1 現(xiàn)狀把握 　　1.1 判斷指標(biāo) 　　整車制動(dòng)腳感的行程長(zhǎng)或短，可通過(guò)"踏板輸入行程―車輛獲得減速度";曲線評(píng)價(jià)，而該曲線其中一個(gè)重要判斷指標(biāo)，就是針對(duì)具體的車輛制動(dòng)系統(tǒng)，為獲得一定的車輛減速度，需要輸入制動(dòng)踏板行程具體的大小。 　　1.1.1 參數(shù)說(shuō)明 　　針對(duì)具體車型，假定匹配的輪胎抓地性

3、能，以及制動(dòng)系統(tǒng)的助力器主缸出油口以后部分在制動(dòng)過(guò)程中，需求制動(dòng)液量是可控制在工程設(shè)計(jì)范圍以內(nèi)的，則助力器主缸建壓行程曲線的變化，將相應(yīng)影響整車制動(dòng)系統(tǒng)腳感曲線，此時(shí)，助力器主缸建立起一定的液壓時(shí)，對(duì)應(yīng)的助力器輸入行程的長(zhǎng)或短，就成為控制整車制動(dòng)腳感踏板行程長(zhǎng)或短的一個(gè)重要因素。 　　1.1.2 量化指標(biāo) 　　目前國(guó)內(nèi)針對(duì)助力器主缸建壓行程特征曲線，還沒有明確的國(guó)家級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，汽車行業(yè)QC/T311標(biāo)準(zhǔn)要求的建壓行程定義為無(wú)負(fù)載建壓行程液壓制動(dòng)主缸的第一、第二制動(dòng)腔液壓為0.1MPa時(shí)，主缸第一活塞行程不大于4mm[1]。而助力器主缸總成的空行程，還應(yīng)包含助力器本身空行程，此處

4、假定助力器本身空行程為0.5mm，則助力器主缸總成的建壓行程在0.1MPa時(shí)，只要不大于4.5mm，即可滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求[2]。 　　1.2 特征點(diǎn)對(duì)比分析 　　1.2.1 達(dá)到0.1MPa需要行程分析 　　助力器主缸的建壓行程，主要由助力器空行程、主缸空行程和主缸皮碗處張開及內(nèi)漏組成，參見表1。 　　1.2.2 液壓在8MPa以下行程分析 　　乘用車制動(dòng)系統(tǒng)，在制動(dòng)主缸液壓繼續(xù)增大過(guò)程中，皮碗處繼續(xù)張開及制動(dòng)液內(nèi)漏增加，假定為斜率相對(duì)穩(wěn)定的曲線，乘用車制動(dòng)系統(tǒng)腳感對(duì)助力器主缸的建壓行程要求，主要體現(xiàn)在8MPa以下區(qū)間，采集其中1MPa和5MP

5、a特征點(diǎn)進(jìn)行分析，見表2。 　　2 曲線對(duì)比 　　2.1 曲線設(shè)定前提 　　基于同一車型相同配置的車輛，影響制動(dòng)腳感的所有因子(參數(shù))均不變的情況下，針對(duì)助力器主缸這個(gè)產(chǎn)品的輸入行程―輸 　　出液壓特性曲線(無(wú)負(fù)載)做對(duì)應(yīng)設(shè)變，優(yōu)化參數(shù)情況參見表1、表2。 　　車輛的制動(dòng)踏板輸入行程-減速度特性曲線變化趨勢(shì)如下： 　?、佼?dāng)車輛制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)踏板杠桿比為2.7時(shí)，按照表1、表2分析優(yōu)化助力器主缸輸入行程-輸出液壓特性曲線，腳感特性曲線在相同減速度下，需要的踏板輸入行程減短最大可達(dá)8.4mm。 　?、诋?dāng)車輛制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)踏板杠桿

6、比為4.0時(shí)，按照表1、表2分析優(yōu)化助力器主缸輸入行程-輸出液壓特性曲線，腳感特性曲線在相同減速度下，需要的踏板輸入行程減短最大可達(dá)12.4mm。 　　2.2 理論曲線繪制及初步分析 　　某款乘用車，通過(guò)對(duì)車輛參數(shù)設(shè)計(jì)計(jì)算，當(dāng)助力器主缸輸入行程-輸出液壓曲線按照建壓行程0.1MPa時(shí)4.5mm來(lái)設(shè)定時(shí)，踏板行程-減速度特性曲線與腳感行程曲線上極限相近(見圖1)。 　　當(dāng)初始建壓行程參數(shù)按照表1推薦值設(shè)定時(shí)，針對(duì)踏板杠桿比為2.7和4.0的制動(dòng)系統(tǒng)，踏板行程-減速度特性曲線如圖1。 　　通過(guò)對(duì)圖1曲線進(jìn)行分析，可以有兩個(gè)初步結(jié)果。 　　①控制好助

7、力器主缸建壓行程，可以有效縮短踏板行程-減速度腳感曲線行程，參考經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，針對(duì)整車制動(dòng)系統(tǒng)，該行程縮短5mm以上，一般駕駛員即可明顯感覺到腳感變化。因此，控制助力器主缸建壓行程，是改善制動(dòng)腳感的一個(gè)有效方法。 　?、谲囕v的制動(dòng)系統(tǒng)踏板杠桿比越小，縮短踏板行程相對(duì)小些。 　　圖1 踏板行程-減速度曲線變化 　　3 測(cè)試驗(yàn)證 　　3.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備工作 　　為了有針對(duì)性的驗(yàn)證，抽取不同批次若干個(gè)樣品，在"真空助力器帶制動(dòng)主缸總成測(cè)試臺(tái)";設(shè)備上，通過(guò)臺(tái)架測(cè)試篩選建壓行程特性曲線符合驗(yàn)證要求的真空助力器主缸總成，選取建壓特性曲線特征點(diǎn)符合表1、表2設(shè)定

8、的兩套產(chǎn)品，分別編號(hào)如下： 　?、?#產(chǎn)品：建壓行程特征點(diǎn)數(shù)據(jù)為(0.1MPa，4.5mm)，(1MPa，6.5mm)，(5MPa，8mm)，曲線見圖2a; 　?、?#產(chǎn)品：建壓行程特征點(diǎn)數(shù)據(jù)為(0.1MPa，2.7mm)，(1MPa，3.3mm)，(5MPa，5.1mm)，曲線見圖2b。 　　針對(duì)制動(dòng)踏板改制樣品，如下： 　?、僭囂ぐ甯軛U比為4.0，設(shè)定編號(hào)為3#產(chǎn)品; 　?、谠谠囍苿?dòng)踏板總成基礎(chǔ)上，改制杠桿比為2.7的制動(dòng)踏板，編號(hào)為4#產(chǎn)品。 　　3.2 測(cè)試及特性曲線繪制 　　第一步：測(cè)試車輛裝配3#產(chǎn)品制動(dòng)踏板

9、，1#產(chǎn)品助力器主缸總成，制動(dòng)系統(tǒng)其他零部件不變，排凈制動(dòng)系統(tǒng)空氣，同一駕駛員、相同路面，多次測(cè)試采集踏板行程、車輛減速度參數(shù)，繪制制動(dòng)踏板輸入行程-車輛加速度曲線。 　　第二步：測(cè)試車輛換裝3#產(chǎn)品制動(dòng)踏板，2#產(chǎn)品助力器主缸總成，重復(fù)第一步測(cè)試采樣過(guò)程。 　　第三步：測(cè)試車輛換裝4#產(chǎn)品制動(dòng)踏板，2#產(chǎn)品助力器主缸總成不變，重復(fù)第一步測(cè)試采樣過(guò)程。 　　以上三步采集數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，實(shí)測(cè)腳感曲線的踏板輸入行程-車輛減速度特性曲線整理匯總見圖3。 　　圖3 實(shí)測(cè)腳感曲線對(duì)比 　　3.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析 　　對(duì)圖3腳感曲線進(jìn)行分析。

10、 　　3.3.1 在踏板杠桿比為4.0的前提下，真空助力器帶主缸總成的輸入行程-輸出液壓特性曲線優(yōu)化(行程縮短見圖2a、b)，反映到腳感曲線有以下表現(xiàn)： 　?、僭谲囕v減速度為0.1g時(shí)，踏板行程相應(yīng)縮短約10mm，該踏板行程縮短可以使普通駕駛員察覺到。改善有效。 　?、谠谲囕v減速度為0.6g時(shí)，踏板行程相應(yīng)縮短約10mm;該踏板行程縮短可以使普通駕駛員察覺到。改善有效。 　　3.3.2 在踏板杠桿比為2.7的前提下，真空助力器帶主缸總成的輸入行程-輸出液壓特性曲線優(yōu)化(行程縮短見圖2a、b)，反映到腳感曲線有以下表現(xiàn)： 　?、僭谲囕v減速度為0.1g

11、時(shí)，踏板行程相應(yīng)縮短約6mm，該踏板行程縮短可以使普通駕駛員察覺到。改善有效。 　　②在車輛減速度為0.6g時(shí)，踏板行程相應(yīng)縮短約5mm;該踏板行程縮短可以使普通駕駛員察覺到。改善有效。 　　4 小結(jié) 　　對(duì)指定的車輛的制動(dòng)系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)真空助力器帶制動(dòng)主缸總成的輸入行程-輸出液壓特性曲線進(jìn)行管控，縮短相同液壓的輸入行程，是有效改善制動(dòng)腳感的一個(gè)方法。當(dāng)原車制動(dòng)系統(tǒng)踏板杠桿比越大，改善效果越明顯。 　　參考文獻(xiàn)： 　　[1]QC/T311-2008汽車液壓制動(dòng)主缸性能要求及臺(tái)架試驗(yàn)方法.國(guó)家發(fā)展和改革委員會(huì)，2006-06-04. 　　[2]SAE-China J0301-2011汽車液壓制動(dòng)主缸帶真空助力器總成性能要求及臺(tái)架試驗(yàn)規(guī)范.中國(guó)汽車工程學(xué)會(huì)，2011-07-17.