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液压制动踏板行程的计算与分析
作者: 见下文 来源: 汽车零部件 日期: 2013年10月刊

谢桃新
南京依维柯汽车有限公司
张艳君
广州机械科学研究院有限公司
 
【摘要】 论述了制动踏板行程的影响因素与计算方法,提出了制动踏板行程的三个主要评价指标:制动踏板的自由行程、常规制动的踏板行程及紧急制动的踏板行程。结合具体案例,通过详细的理论分析与计算、静态与动态性能试验,得出制动踏板行程还与制动踏板的速率、载荷状态等有关的结论。
 
关键词:制动踏板行程  计算方法  影响因素  评价指标
 
引言
随着汽车市场的发展,客户不仅关注车辆的整车性能,而且对驾驶的舒适度及人机工程提出了更高的要求。制动系统作为车辆的安全系统,除了满足相关的法规要求,还必须符合客户提出的要求。对于制动踏板行程,在常规设计中,一般仅规定了制动踏板的全行程,而很少关注制动刚刚触发状态下的制动踏板行程(即所谓的制动踏板的自由行程)及常规制动下制动踏板行程。作者通过典型案例分析了制动踏板行程影响因素及制动踏板行程的评判指标,从理论上提供了制动踏板行程的计算与分析方法。
 
液压制动踏板的行程是对整车制动性能的一个评价指标,制动踏板行程过长,客户会明显感觉制动性能差,对整车制动能力没有信心,同时会增加驾驶员的疲劳感且不符合人机工程的设计要求;制动踏板行程过短,整车制动粗暴,制动时乘客的前倾感严重,舒适感下降。针对制动踏板行程,日本、美国、俄罗斯等国家都做出了相应的规定要求,美国在FMVSS l05标准中针对新生产车辆的制动性能明确提出制动踏板行程的要求,即用227 N的力将踏板从自由位置踩到底时,踏板所移动的距离不应大于踏板自由位置到地板(或其他踏板行程限位件)距离的80%;而在FIAT标准02714/37中,对制动踏板行程作出了更加具体的说明,如图l所示,良好的制动踏板行程为110~120mm,而制动踏板的最大可接受行程不得大于150mm。
 
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可以看出:制动踏板的行程与制动系统中是否有空气及制动器与制动鼓的间隙值密切相关,排尽空气后制动踏板的行程比排尽空气前的制动踏板行程长16~18 mm;而磨合到制动鼓与制动蹄正常间隙值时,制动踏板的行程又缩短5~6 mm。该车的最终踏板行程与理论值相接近,制动踏板的空行程为62 mm,常规制动(4MPa)时制动踏板行程为80mm,紧急制动时制动踏板行程为105 mm,与计算值相吻合。
 
(2)在不同速率下踩制动踏板,在该车空载状态下进行制动踏板行程静态测量,其数据见表4。
 
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从试验数据可以看出:相同的制动踏板力,其踩下制动踏板的速率越大,制动系统建压越慢,而制动踏板的行程越短。
 
2.3  整车的动态测量
分别测量整车处于空载及满载状态下,在减速度0.2g,0.4g,0.6g的情况下,其制动踏板的行程见表5。
 
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从动态测量数据可以看出:
(1)相同制动减速度情况下,空载制动踏板行程比满载制动踏板行程短,是因为要达到相同的制动减速度,满载制动管路所需压力比空载管路所需压力大,而对于液压感载阀的车型,其满载状态下后轴制动管路压力比空载后轴管路压力大;
 
(2)当制动减速度达到0.6g时,其实测值比静态测量值小10mm左右。制动减速度越大,其踩下制动踏板的速率越大,从而导致制动管路建压滞后,这会影响制动踏板的行程。
 
结论
通过对制动踏板行程的计算分析及典型车型的实测数据分析,可以得出以下几点结论:
(1)制动踏板行程与各个零部件的刚性有关,不同压力下,零部件的变形量不相同,压力越大,零部件刚性变形引起的制动踏板行程越长;
 
(2)带液压感载阀的车型,空载状态下的制动踏板行程比满载状态下的短,因为空载状态下,后轴引起的刚性变形小;
 
(3)制动踏板的行程与踩制动踏板的速率成反比,相同的制动踏板力,踩制动踏板的速率越大,其制动踏板的行程越短,因此静态的制动踏板行程要比动态制动踏板行程短;
 
(4)制动踏板行程的理论计算结果与制动踏板行程静态测试的慢踩状态(一般为5 MPa/s)结果相一致;
 
(5)制动踏板行程可以用制动踏板的空行程、常规制动踏板行程及紧急制动踏板行程进行评判。

(转载请注明来源: 汽车制动网/chebrake.com 责任编辑:elizabeth)

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