某皮卡车型制动系统优化分析

卫 锋

Wei Feng

（北汽福田汽车股份有限公司 南海汽车厂，广东 佛山 528200）

0 引 言

随着国民生活水平的提高，汽车逐步走进了中国的千家万户，作为交通工具给我们带来了极大的便利。特别是在国家汽车下乡政策逐年推动下，城乡居民对汽车的渴望和购买力也逐年提升，皮卡作为客货两用型汽车，更加受到城乡居民的青睐，同时对皮卡整车操控性能和精细化设计也在不断提升。制动系统是汽车最重要系统之一，是为使高速行驶的汽车减速或停车而设计的，如果此系统不能正常工作，车上的驾驶员和乘客的安全无法保证。文中所介绍的就是优化提升某皮卡车型制动系统的制动性能。

1 皮卡车型制动系统的典型结构

目前国内皮卡车型的制动系统操纵机构以液压制动为主，主要由制动踏板、制动主缸、助力装置、制动轮缸和管路系统组成[1]。

2 制动系统的基本构造及工作

汽车制动系统是一套用来使 4个车轮减速或停止的部件（如图1）。当驾驶员踩下制动踏板时，制动动作开始。踏板与制动总泵推杆通过销轴连接，踏板的运动促使总泵推杆移向主缸或离开主缸。

助力器安装在驾驶室前围板上，并通过驾驶员操纵踏板工作。

制动主缸与助力器连接，通过助力器的工作，主缸使有压力的制动液通过液压管路传递到 4个车轮的每个制动器。这些液压管路由钢管与软管组成，它们将压力从主缸传递到车轮制动器[1]。

皮卡车型目前盘式制动器多数用于前轮，后轮多采用鼓式制动器。制动盘装在轮毂上，与车轮及轮胎一起转动，当驾驶员进行制动时，主缸的液压力传递到盘式制动器，液压力推动摩擦衬片到制动盘上，阻止制动盘转动。

3 制动系统的设计与计算

结合该皮卡车型的设计输入要求来计算改进前制动系统性能参数。

3.1 该车型的设计输入数据

整车的设计输入数据如表1、表2所示。

3.2 Excle自动计算程序

为了计算的方便和快速，设计中用Excle软件编制了自动计算表格程序，如表3所示。

表2 制动器和其他参数值设计输入数据

假设制动系统中没有制动力调节装置，则前后制动液压P1=P2=P0。

在不同的减速度下，前、后轴实际动轴荷和制动力分配计算，其中减速度 jt为了计算方便，通常取为重力加速度的若干倍。

相关数据计算见表4～表7和图2、图3。

表3 Excle软件编制的制动系统自动计算程序

表4 根据不同制动强度jt/g值计算空载/满载动轴荷分配值

表5 前、后轴实际制动力分配计算

表7 比例阀计算

3.3 踏板力计算

制动踏板力可用下式验算：压；ip为踏板机构传动比；η为踏板机构及制动主缸机械效率。踏板力计算见表8，前后制动器所需制动液见表9。

其中，dm为主缸活塞直径；p为制动管路液

表8 踏板力计算

表9 前、后制动器所需制动液

3.4 总泵容量及踏板行程的计算

前、后回路管路所需的排量如下：

进一步计算总泵容积满足制动时前、后轮分泵容量，理论设计制动液容量可满足要求。

4 与标杆车各参数的对比分析

相关分析见图4～图6。

从相关分析结果初步判断：前轮制动力的峰值与标杆车型差异不大，但当前轮制动力达到最大时踏板力与标杆车差距很大，同时静态测量需改进车型的踏板力与踏板行程的关系，可以看到制动踏板行程与标杆车差距较大。

经过理论制动性能设计校核与实际整车制动性能测量，减小踏板力和空行程是本次改进的重点。

5 改进措施及优化结果

改进方案见表10和图7。

表10 改进方案

扭转弹簧改进见表11。

表11 扭转弹簧改进前、后数据

踏板力与踏板行程关系见图8，前轮制动力与踏板力关系见图9。

6 总 结

文中较为概括地对某皮卡车型制动系统的优化设计方案进行了阐述，通过主观评价试验和整车制动系统性能试验，证明改进后此车型与标杆车的制动性能差异不大，在性能上有明显的提升。

[1]肖生发.汽车构造[M].北京：北京大学出版社.

[2]王望予.汽车设计[M].北京：机械工业出版社.

[3]成大先.机械设计手册[M].北京：化学工业出版社.