淺談制動(dòng)系統(tǒng)的正向設(shè)計(jì)

1、淺談制動(dòng)系統(tǒng)的正向設(shè)計(jì)我這里所說的制動(dòng)系統(tǒng)只包括轎車的制動(dòng)系統(tǒng)，也就是液壓制動(dòng)系統(tǒng)。制動(dòng)系統(tǒng)的重要性我就不多講了，有個(gè)別公司為了強(qiáng)調(diào)制動(dòng)系統(tǒng)的重要性，把制動(dòng)系統(tǒng)和底盤分開劃分。制動(dòng)系統(tǒng)是與汽車動(dòng)力性能、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、懸架系統(tǒng)密切相關(guān)的一個(gè)系統(tǒng)。再舉個(gè)案例，南京依維克在上市最初的兩年里賣的非?；穑覀儙缀蹩梢栽谌珖鱾€(gè)城市看到這款車，后來這款車銷量大幅下跌，其中一個(gè)重要原因就是它的制動(dòng)性能不太好，這款車的動(dòng)力性能非常好，但是制動(dòng)不好就限制了動(dòng)力性能的發(fā)揮，在有些山區(qū)地帶，有的交通管理部門甚至在陡峭的山坡下豎起一牌子：依維克禁止上山。包括目標(biāo)市場(chǎng)，車型定位制動(dòng)系統(tǒng)一般由四大裝置組成，即供能裝置、控制裝

2、置、傳能裝置和制動(dòng)器，說的通俗一點(diǎn)就是腳踏板、制動(dòng)主缸、管路和制動(dòng)器，其它的零部件可以劃到制動(dòng)系統(tǒng)附件里面。正向設(shè)計(jì)時(shí)制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)任務(wù)書開發(fā)流程大致為：參考車型相關(guān)結(jié)構(gòu)及總體布置及相關(guān)尺寸數(shù)據(jù)匯總分析對(duì)比軸距、輪距、重心高度、重量分配等， 整車制動(dòng)力分配初步方案 設(shè)計(jì)計(jì)算數(shù)模制作模擬裝配 OTS認(rèn)可PPAP認(rèn)證試裝試制樣件實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證（臺(tái)架、道路） Y關(guān)于制動(dòng)系統(tǒng)的計(jì)算，有太多的資料和書籍講述這方面的知識(shí)，我也就不多說了。我今天提一下咱們81的制動(dòng)系統(tǒng)，我一直認(rèn)為咱們81制動(dòng)系統(tǒng)的同步附著系數(shù)計(jì)算有誤，關(guān)于同步附著系數(shù)的概念，汽車?yán)碚撌沁@樣定義的：理想的前后制動(dòng)力分配曲線和實(shí)際的前后制動(dòng)

3、力分配曲線交點(diǎn)處的附著系數(shù)為同步附著系數(shù)，也就是常說的I曲線和ß線的交點(diǎn)，理論上來講，滿載的I曲線永遠(yuǎn)在空在的I曲線上面，也就是滿載的同步附著系數(shù)永遠(yuǎn)比空載的同步附著系數(shù)大。但是咱們81的滿載同步附著系數(shù)比空載的要小，所以我認(rèn)為81的制動(dòng)系統(tǒng)計(jì)算結(jié)果有誤。但是這并不代表咱們81制動(dòng)系統(tǒng)方案有誤，因?yàn)?1的制動(dòng)系統(tǒng)是逆向開發(fā)的，逆向做的方案和計(jì)算報(bào)告聯(lián)系并不大，這也是逆向設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)。如果是正向設(shè)計(jì)，計(jì)算報(bào)告錯(cuò)的話，制動(dòng)系統(tǒng)方案一定是錯(cuò)的。下面講一些具體的方案設(shè)計(jì)，首先從踏板開始：踏板機(jī)構(gòu)涉及到人體工程學(xué)，既要滿足操縱性能的要求，又要滿足人體運(yùn)動(dòng)學(xué)原理，給人以操縱的方便性和舒適性，這就要

4、求許多相關(guān)尺寸有相應(yīng)范圍規(guī)定，力求適合于絕大多數(shù)人對(duì)操縱性的需求相關(guān)的尺寸及規(guī)定1,離合器踏板左側(cè)邊緣至R點(diǎn)的距離 C=>>1002,制動(dòng)踏板右側(cè)邊緣至R點(diǎn)的距離 D=>>1003,制動(dòng)踏板右側(cè)至油門踏板左側(cè)距離 E=>>604,離合踏板左側(cè)邊緣至踏板墊右側(cè) G=>>60 制動(dòng)踏板右側(cè)邊緣至通道距離 H=>>137 油門踏板右側(cè)至通道的距離 K=>>155,制動(dòng)踏板寬度(機(jī)械變速/自動(dòng)變速) L=>>50/1006,離合器踏板寬度 M=>>50 踏板墊寬度 N=>>607,制動(dòng)踏板下邊緣

5、至地毯上邊緣的高度 Q=145+88,油門踏板下邊緣至地毯上邊緣的高度 O=>>110+109,離合器踏板下邊緣至地毯上邊緣的高度 S=>>145+810,制動(dòng)踏板,離合器踏板在最大行程時(shí)至油門踏板參考點(diǎn)A的距離 X=13512,制動(dòng)踏板至方向盤的下邊緣 L13=MIN590離合器踏板至制動(dòng)踏板 0-1013,油門踏板至制動(dòng)踏板的高度差 L52=大約50咱們公司用的都是大眾的踏板設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，他們編寫的這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)大多來源于捷達(dá)轎車，其實(shí)大眾的標(biāo)準(zhǔn)中的有的參數(shù)已經(jīng)過時(shí)，比如制動(dòng)踏板和離合踏板高度，現(xiàn)在的踏板高度一般都達(dá)不到145mm。離合器踏板和制動(dòng)踏板高度差也沒有嚴(yán)格規(guī)

6、定，賓法曾給我發(fā)過一個(gè)關(guān)于離合制動(dòng)踏板高度的調(diào)查報(bào)告，當(dāng)時(shí)他們調(diào)查了近20個(gè)車型，包括奔馳寶馬阿爾法 等車型，我印象中離合比制動(dòng)高16mm的車都有，也有離合比制動(dòng)低的。在ABC三踏板布置時(shí)，首先確定的是A踏板，如何確定A踏板的位置取決于邢孔歸，也就是有人機(jī)工程來定的，其次是制動(dòng)踏板。制動(dòng)踏板和油門踏板的間距要求是大于60mm，我個(gè)人認(rèn)為設(shè)計(jì)狀態(tài)最好定為65mm，原因是制造偏差，一般的供應(yīng)商能把這個(gè)間距誤差控制在5mm左右，最好的供應(yīng)商也只能把這個(gè)誤差控制在2mm或者3mm，離合踏板相對(duì)于制動(dòng)和油門，地位就低下得多，可以做成70，也可以設(shè)計(jì)成100，原因是離合是由左腳來控制的，而制動(dòng)和油門是同一

7、只腳，間隙太大換腳時(shí)容易踩空，間隙小時(shí)容易誤踩車型數(shù)據(jù)（mm）abcdefghI適用范圍1752156010075125355565±560以上60以上3050沒有標(biāo)準(zhǔn)支架總成 支架根據(jù)結(jié)構(gòu)及空間需求，設(shè)計(jì)成不同的形狀，可以采用整體式或分離式（離合器踏板支架，制動(dòng)踏板支架，油門踏板支架）再連接成總成。從目前來看，主要采取沖壓成型或全塑件，鋁合金壓鑄結(jié)構(gòu)，在滿足強(qiáng)度同時(shí)，盡可能減輕重量，以提高整車的經(jīng)濟(jì)性。對(duì)于安裝各類開關(guān)的位置，設(shè)計(jì)支架時(shí)要考慮安裝方便性，一般采用卡接形式，簡(jiǎn)單可靠。 設(shè)計(jì)開關(guān)支架位置時(shí)，要考慮到開關(guān)的工作行程是靠踏板臂上下運(yùn)動(dòng)的來實(shí)現(xiàn)的。所以設(shè)計(jì)位置時(shí)，首先要確定開

8、關(guān)行程，協(xié)調(diào)開關(guān)同踏板臂的運(yùn)動(dòng)關(guān)系。（制動(dòng)燈開關(guān)，離合器開關(guān)等） 踏板銷軸是支架設(shè)計(jì)中關(guān)鍵部位，要滿足踏板在自重作用下100%地自動(dòng)回落，不用回位彈簧，以便降低成本。其軸向間隙設(shè)計(jì)成最大0.5mm,徑向間隙0.1mm.為了提高壽命,軸上涂以油脂.但,目前采取更為先進(jìn)的技術(shù),在襯套上涂以聚四氟乙稀薄膜,它含有石墨等潤(rùn)滑材料,不再涂油脂ABC三個(gè)踏板分管三個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，也各有各的特性，油門踏板行程比較小，一般為60左右，踏板力在30N左右，踏板面曲率和角度要求比較高，有的油門踏板除了在運(yùn)動(dòng)過程中圍繞安裝點(diǎn)公轉(zhuǎn)，踏板墊本身也自轉(zhuǎn)，就是為了踩起來更舒適。制動(dòng)踏板杠桿比曾變小的趨勢(shì)，真空助力器膜片直徑曾

9、變大趨勢(shì)。以前的杠桿比一般在3.5到4.65之間，現(xiàn)在的一般在3左右，離合的踏板行程在三個(gè)踏板中是最大的，杠桿比也比較大，在4到5之間的比較多。由于離合的行程一般都比制動(dòng)踏板大，所以在設(shè)計(jì)時(shí)，離合踏板面與地板的角度要比制動(dòng)小，是為了離合踏板在踩到底的時(shí)候腳掌和小腿的角度變化不是太大。真空助力氣部分：真空助力器從膜片數(shù)量上分單膜片和雙膜片兩種, 根據(jù)布置的需要來選擇相應(yīng)規(guī)格的助力器。單膜片助力器常用規(guī)格有6、7、8、9、10、11英寸的，雙膜片的有7+8、8+9、8+8等組合。做制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，真空助力器基本上都是選型件，最重要的是和根據(jù)制動(dòng)系統(tǒng)需要設(shè)計(jì)它的性能參數(shù)。真空助力器是對(duì)踏板感覺影響非

10、常大的一個(gè)件，關(guān)鍵參數(shù)有始動(dòng)力，跳躍值，助力比和最大助力點(diǎn)，在這里需要糾正的是很多同事都認(rèn)為助力器的助力比越大越好，其實(shí)不然。比如說9英寸的助力器助力比設(shè)為7.5，對(duì)踏板的影響是助力范圍小，剎車來的急，一旦真空度降低較多后，助力器失效非常明顯，第二是小助力器大助力比對(duì)助力器的壽命影響非常大。常用的制動(dòng)主缸分為補(bǔ)償孔式和中心閥式兩種，補(bǔ)償孔價(jià)格便宜，技術(shù)含量比較低，和非ABS制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)應(yīng)，中心閥用在ABS車上（也可用在非ABS車上），制動(dòng)主缸常用的規(guī)格有20.6422.2223.8125.4。儲(chǔ)液罐的設(shè)計(jì)材料：PP(聚丙烯)單腔失效容積的確定:(1) 計(jì)算方法:制動(dòng)主缸單腔活塞行程×活

11、塞截面積×(3-5),(2) 要求: 單腔失效容積要保證汽車傾斜45°時(shí)還能有3-5次制動(dòng),制動(dòng)儲(chǔ)液罐最小容積的確定：?jiǎn)吻皇莘e是制動(dòng)儲(chǔ)液罐最小容積確定時(shí)的一個(gè)很重要的參數(shù),根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式,制動(dòng)儲(chǔ)液罐的最小容積一般是單腔失效容積的2-3倍,制動(dòng)儲(chǔ)液罐最大容積的確定: 制動(dòng)儲(chǔ)液罐的最大容積一般是單腔失效容積的3-5倍,制動(dòng)儲(chǔ)液罐的報(bào)警裝置:采用液壓制動(dòng)的機(jī)動(dòng)車，其儲(chǔ)液罐的加注口必須易于接近，從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上必須保證在不打開容器的條件下就能很容易地檢查液面。若不能滿足此條件，則必須安裝制動(dòng)液面過低報(bào)警裝置?，F(xiàn)在儲(chǔ)液罐不管透明不透明基本上都有報(bào)警裝置，只有極個(gè)別的車沒有最低液面報(bào)警，

12、如捷達(dá)。 設(shè)計(jì)制動(dòng)儲(chǔ)液罐應(yīng)該注意的一些事項(xiàng):1,在制動(dòng)儲(chǔ)液罐最小容積已經(jīng)確定的前提下,加注口的位置毫無疑問是首先要考慮的2,儲(chǔ)液罐重心盡量和制動(dòng)主缸進(jìn)油口在一個(gè)平面內(nèi),防止極限工況下,制動(dòng)儲(chǔ)液罐上下?lián)u擺太厲害,從制動(dòng)主缸中脫開3,和主缸的連接方式.若是儲(chǔ)液罐容積較小,而且重心和儲(chǔ)液罐出油口基本在一個(gè)平面內(nèi),可以不考慮其他的輔助連接方式.相反,則必須考慮.4,由于制動(dòng)儲(chǔ)液罐的開發(fā)周期較長(zhǎng),而且模具幾乎沒有改動(dòng)的余地,所以在車型開發(fā)期間要盡可能早的確定制動(dòng)儲(chǔ)液罐的方案制動(dòng)管路：制動(dòng)管路材質(zhì)轎車一般都采用剛性管，剛性管以前采用無縫鋼管、單層焊接鋼管和銅管，現(xiàn)已為雙層卷焊鋼管所取代。按照GB11611

13、-1989汽車液壓制動(dòng)系金屬管、內(nèi)外螺紋管接頭和軟管端部接頭的規(guī)定，汽車液壓制動(dòng)系所用的雙層卷焊鋼管的規(guī)格列于下表：外徑D1（mm）（未經(jīng)表面處理）管外徑D1(mm) (最大)（經(jīng)表面處理）爆破壓力（Mpa）（最?。┵|(zhì) 量（kg/m）基本尺寸極限偏差基本尺寸極限偏差4.75±0.070.7±0.074.87 110 0.076.00 6.12 85 0.098.00 8.12 67.5 0.1210.00 10.12 55 0.16由于制動(dòng)管大部分位于底盤下方，使用環(huán)境惡劣，對(duì)其表面防腐和保護(hù)要非常嚴(yán)格。目前普遍采用鍍鋅25um、鉻酸鹽鈍化、涂覆聚氟乙烯(PVF)15um的

14、表面防腐層，同時(shí)在關(guān)鍵部位套裝雙層熱收縮管，以防石擊或摩擦損壞。布置設(shè)計(jì)基本要求a 最小間隙要求與不動(dòng)件與動(dòng)件與轉(zhuǎn)向機(jī)中間軸與排氣管5152551 b、工藝要求 在設(shè)計(jì)布置的過程中需要留意的是在國內(nèi)制動(dòng)管中心線倒角半徑均為15mm，兩個(gè)倒角之間距離最小不能小于10mm，另外就是制動(dòng)管兩端為了考慮裝配，應(yīng)該預(yù)留至少一個(gè)制動(dòng)管螺母高度那么長(zhǎng)的距離，也就是16mm，如下圖所示c.設(shè)計(jì)要求l 在裝配的時(shí)候需要有足夠的工具空間，滿足裝配人機(jī)工程l 制動(dòng)管必須用制動(dòng)管夾可靠固定，不允許與其它部件有干涉l 沒有固定點(diǎn)的管夾在制動(dòng)管上的固定點(diǎn)需要能夠易于識(shí)別l 三通必須與車身固定l 管夾之間距離不超過300m

15、m在滿足使用要求的同時(shí)，兼顧美觀設(shè)計(jì)管路前首先要先布置管嘉，管夾根據(jù)安裝形式大致分為兩種，第一種是與焊接螺栓配合，第二種是與孔配合，一般情況下不推薦使用第二種形式，因?yàn)檫@樣需要車身開孔，降低了車身強(qiáng)度，并且容易導(dǎo)致灰塵和雨水進(jìn)入車身設(shè)計(jì)制動(dòng)管路時(shí)我個(gè)人喜歡用CATIA或者PRO-E做然后備份，因?yàn)楣苈吩谠O(shè)計(jì)過程中的改動(dòng)非常頻繁，需要不斷的改拐點(diǎn)更新數(shù)模，最好是在增加、刪除或者替換某個(gè)拐點(diǎn)后管路數(shù)模能夠自動(dòng)更新，這樣就節(jié)省了很大的工作量。關(guān)于汽車制動(dòng)管路的布置形式，汽車工程手冊(cè)上提到了五種不同的布置形式，分別是：II型、X型，HI型、LL型和HH型。以前的轎車用II型和X型的比較多，現(xiàn)在比較流行

16、的X型和H型，II在轎車上逐漸淘汰，比如夏利最早是II型管路布置，現(xiàn)在已經(jīng)改成了X型，H型的在非承載式車身的的SUV上用的比較多，比如帕杰羅，路霸。用X型還是用H型是由懸家系統(tǒng)的主銷偏距決定的，當(dāng)主銷偏距為負(fù)的時(shí)候用X型，主銷偏距為正用H型。原因是X型布置在單回路失效時(shí)前輪的制動(dòng)力是不均衡的，雖然X型的在單回路時(shí)效時(shí)汽車還保持一定的轉(zhuǎn)向能力和抗側(cè)滑能力，但是制動(dòng)力的不均衡對(duì)汽車的方向穩(wěn)定性有不良影響，主銷負(fù)偏距可以對(duì)此有所緩解。以前曾經(jīng)和馬顯討論過R08的管路布置形式，后來我查了一下R08的注銷偏距是負(fù)12點(diǎn)多，所以R08的管路布置是X型的。制動(dòng)軟管的設(shè)計(jì)液壓制動(dòng)軟管總成由制動(dòng)軟管和制動(dòng)軟管接頭組成，制動(dòng)軟管與軟管接頭之間是永久性聯(lián)接，該連接是靠接頭部分相對(duì)于軟管壓皺或冷擠變形來實(shí)現(xiàn)的。在設(shè)計(jì)制動(dòng)軟管的長(zhǎng)度時(shí)要綜合考慮車輪跳動(dòng)的上下兩個(gè)極限位置，轉(zhuǎn)向輪還應(yīng)該考慮轉(zhuǎn)向的極限位置。長(zhǎng)度要適中，不能太短，否則在車輪跳動(dòng)或車輪轉(zhuǎn)向時(shí)會(huì)造成軟管脫落；也不能太長(zhǎng)，如果太長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致軟管的膨脹過大，影響制動(dòng)性能。數(shù)摸設(shè)計(jì)時(shí)首先確定制動(dòng)軟管的上安裝點(diǎn)，制動(dòng)軟管的長(zhǎng)度要大于上下兩個(gè)固定點(diǎn)的直線距離加上車論的下跳極限，在此基礎(chǔ)上軟管