助力器主缸建壓行程對制動腳感影響淺析

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

2、駛體驗，也是提高行車安全的重要措施。而為獲得相同車輛減速度，縮短對應(yīng)的制動踏板行程，可以有效提高車輛安全性能。車輛輪胎、制動器等確定達標(biāo)的情況下，通過對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重要措施。本文將對此進行探討、分析。 　　1 現(xiàn)狀把握 　　1.1 判斷指標(biāo) 　　整車制動腳感的行程長或短，可通過"踏板輸入行程―車輛獲得減速度";曲線評價，而該曲線其中一個重要判斷指標(biāo)，就是針對具體的車輛制動系統(tǒng)，為獲得一定的車輛減速度，需要輸入制動踏板行程具體的大小。 　　1.1.1 參數(shù)說明 　　針對具體車型，假定匹配的輪胎抓地性

3、能，以及制動系統(tǒng)的助力器主缸出油口以后部分在制動過程中，需求制動液量是可控制在工程設(shè)計范圍以內(nèi)的，則助力器主缸建壓行程曲線的變化，將相應(yīng)影響整車制動系統(tǒng)腳感曲線，此時，助力器主缸建立起一定的液壓時，對應(yīng)的助力器輸入行程的長或短，就成為控制整車制動腳感踏板行程長或短的一個重要因素。 　　1.1.2 量化指標(biāo) 　　目前國內(nèi)針對助力器主缸建壓行程特征曲線，還沒有明確的國家級標(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負載建壓行程液壓制動主缸的第一、第二制動腔液壓為0.1MPa時，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，只要不大于4.5mm，即可滿足行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求[2]。 　　1.2 特征點對比分析 　　1.2.1 達到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 　　乘用車制動系統(tǒng)，在制動主缸液壓繼續(xù)增大過程中，皮碗處繼續(xù)張開及制動液內(nèi)漏增加，假定為斜率相對穩(wěn)定的曲線，乘用車制動系統(tǒng)腳感對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特征點進行分析，見表2。 　　2 曲線對比 　　2.1 曲線設(shè)定前提 　　基于同一車型相同配置的車輛，影響制動腳感的所有因子(參數(shù))均不變的情況下，針對助力器主缸這個產(chǎn)品的輸入行程―輸 　　出液壓特性曲線(無負載)做對應(yīng)設(shè)變，優(yōu)化參數(shù)情況參見表1、表2。 　　車輛的制動踏板輸入行程-減速度特性曲線變化趨勢如下： 　?、佼?dāng)車輛制動系統(tǒng)的制動踏板杠桿比為2.7時，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8.4mm。 　?、诋?dāng)車輛制動系統(tǒng)的制動踏板杠桿

6、比為4.0時，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12.4mm。 　　2.2 理論曲線繪制及初步分析 　　某款乘用車，通過對車輛參數(shù)設(shè)計計算，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4.5mm來設(shè)定時，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，針對踏板杠桿比為2.7和4.0的制動系統(tǒng)，踏板行程-減速度特性曲線如圖1。 　　通過對圖1曲線進行分析，可以有兩個初步結(jié)果。 　?、倏刂坪弥?/p>

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)驗數(shù)據(jù)，針對整車制動系統(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，是改善制動腳感的一個有效方法。 　?、谲囕v的制動系統(tǒng)踏板杠桿比越小，縮短踏板行程相對小些。 　　圖1 踏板行程-減速度曲線變化 　　3 測試驗證 　　3.1 試驗準(zhǔn)備工作 　　為了有針對性的驗證，抽取不同批次若干個樣品，在"真空助力器帶制動主缸總成測試臺";設(shè)備上，通過臺架測試篩選建壓行程特性曲線符合驗證要求的真空助力器主缸總成，選取建壓特性曲線特征點符合表1、表2設(shè)定

8、的兩套產(chǎn)品，分別編號如下： 　?、?#產(chǎn)品：建壓行程特征點數(shù)據(jù)為(0.1MPa，4.5mm)，(1MPa，6.5mm)，(5MPa，8mm)，曲線見圖2a; 　?、?#產(chǎn)品：建壓行程特征點數(shù)據(jù)為(0.1MPa，2.7mm)，(1MPa，3.3mm)，(5MPa，5.1mm)，曲線見圖2b。 　　針對制動踏板改制樣品，如下： 　?、僭囂ぐ甯軛U比為4.0，設(shè)定編號為3#產(chǎn)品; 　?、谠谠囍苿犹ぐ蹇偝苫A(chǔ)上，改制杠桿比為2.7的制動踏板，編號為4#產(chǎn)品。 　　3.2 測試及特性曲線繪制 　　第一步：測試車輛裝配3#產(chǎn)品制動踏板

9、，1#產(chǎn)品助力器主缸總成，制動系統(tǒng)其他零部件不變，排凈制動系統(tǒng)空氣，同一駕駛員、相同路面，多次測試采集踏板行程、車輛減速度參數(shù)，繪制制動踏板輸入行程-車輛加速度曲線。 　　第二步：測試車輛換裝3#產(chǎn)品制動踏板，2#產(chǎn)品助力器主缸總成，重復(fù)第一步測試采樣過程。 　　第三步：測試車輛換裝4#產(chǎn)品制動踏板，2#產(chǎn)品助力器主缸總成不變，重復(fù)第一步測試采樣過程。 　　以上三步采集數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，實測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 實測腳感曲線對比 　　3.3 試驗數(shù)據(jù)分析 　　對圖3腳感曲線進行分析。

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，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，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，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。 　?、谠谲囕v減速度為0.6g時，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) 　　對指定的車輛的制動系統(tǒng)，通過對真空助力器帶制動主缸總成的輸入行程-輸出液壓特性曲線進行管控，縮短相同液壓的輸入行程，是有效改善制動腳感的一個方法。當(dāng)原車制動系統(tǒng)踏板杠桿比越大，改善效果越明顯。 　　參考文獻： 　　[1]QC/T311-2008汽車液壓制動主缸性能要求及臺架試驗方法.國家發(fā)展和改革委員會，2006-06-04. 　　[2]SAE-China J0301-2011汽車液壓制動主缸帶真空助力器總成性能要求及臺架試驗規(guī)范.中國汽車工程學(xué)會，2011-07-17.