汽车制动系统管路设计

张雪一　任峰　李龙海

摘 要：为了保障车辆安全，更好地优化完善制动系统，应重视研究制动管路的设计。首先根据在全国大学生方程式赛车中的设计经验对制动管路进行概括总结，然后通过将在实践中遇到的问题进行分类，最后根据各类问题进行横向对比。通过对所需管路的性能要求及工况条件不同，管路有各自不同的优势及劣势。在设计制动系统管路时，应根据车辆条件，具体情况具体分析选择适用的制动管路。

关键词：制动系统;制动管路

1 引言

大家在设计车辆结构或者优化车辆性能时除了要注重制动主缸、制动器的选择和制动踏板的设计安装，制动系统的管路也是一门学问。本文通过在参与FSEC方程式电动赛车的过程中，在设计车辆制动系统时对制动管路方面进行了一定的学习，最终选取了合适的制动管路材料、尺寸。选用的制动管路要满足制动性能的基本条件之外，还要保证与车体不发生干涉，安装布置牢靠。同时尽量做到降低成本，拆卸、安装方便。

2 制动管路的发展

在汽车相关科技的提高和行驶速度的大幅提升的现在，行驶车辆的安全问题引起大家注意。制动的发展不仅要在主要配件上进行优化，管路设计也起着一定的作用。在节能环保问题的大趋势下，制动管路生产制造行业将向着高质量，低污染的方向发展。

3 制动管路的材料对比

制动管路的各种材料的参数不同必然会影响到制动效果。目前市场上多数汽车的制动大概分为钢管、胶管和尼龙管三种管路。三者之间有些许区别，下面进行逐个介绍：

钢管：具有金属的普遍特点这是其它两种管路比不了的，耐磨性好，耐高温，寿命长，其管道内壁光滑，制动液流动阻力小，制动液可以顺利流动，散热性能好。不能任意弯折且管路成型加工工艺十分困难，成本高。一旦安装后，管路两端不可拆卸，这对于日后的检查是不利的。

胶管：最明显的优势就是可以弯曲，安装在哪里都可以，且有一定范围内的旋转角度。还有就是胶管的直径很大，制动液可以快速流动，流量大，所以制动能力比较好。胶管和尼龙管相比是比較耐磨的，但是使用久了会有疲劳现象。耐热性不如钢管，且要按照所需长度进行加工，所以价格较高但要比钢管低。和钢管一样胶管的两端一旦安装是不可拆卸的。胶管是有弹性的，行驶过程中可以配合悬架有一定的伸展，但是在制动液压力作用下管径会有一定的变化，这会影响压力传递效果。

尼龙管：价格最低，密封性好。相比之下尼龙管的加工成型也是最简单的，可以根据不同要求在现场进行剪裁，剪裁工艺也比较简单。且管路两端可以拆卸，方便进行清洗更换、检查。尼龙管内壁光滑，减小了制动液流动阻力，使流动顺利。但是不耐磨，散热性较差。

4 制动管路材料的选取

在汽车中要针对不同位置不同条件的情况以及应该满足的性能要求，应该选取不同的，合适的管路：

钢管主要应用于从制动主缸到汽车底盘的一部分，因为其强度较高，变形小。

胶管主要应用在汽车底盘到前桥左、右轮边制动器上，因为汽车进行转向时前左、前右车轮将发生转动，制动器上的管路也可以随之运动。

尼龙管的密封性好，一般用在制动系统中的各种阀类输入、输出口的连接管路。受到不耐磨和散热性不好的缺点限制，只能应用于不受磨和对散热性能要求不高的管路中，一般汽车制动系统中除了某些部位安装钢管和胶管外，都是采用尼龙管。

5 制动管路的尺寸

制动管路越长制动力释放所需时间会越长，就增加了制动系统响应的延迟，直接降低了制动效能。管径影响管路内的制动液流速，管径大，流速快，则减压速度就快。在制动全过程中，如图1，管路对制动效果的作用分析如下：

从式中可以得出，上述的就是受制动管路和制动器的作用。可以得出结论，制动管路设计的长，制动液传递的时间就长，制动器的响应时间慢，影响了汽车的制动效能。

6 制动管路的安装

制动系统设计完成后，制动器件在车体上都有相应的位置安装，需要考虑的是制动管路的安装。影响制动管路布置安装的因素有很多，比如汽车的轴距，发动机、变速箱位置等等。为了减小制动液在制动管路当中流动的阻力，要减少制动管路的弯折，减少管路的长度。管路不要承受摩擦和高温。还需强调的是，制动管路与制动系统其它配件的连接处应注意密封性。

为了使汽车底盘更加整齐有序，也为了与底盘其它部分的线束混杂，要将制动管路捆扎成束。先集中布置底盘管束，一些管束尺寸过长这时就需要选择合适的分接头，管束中有需要连接到其它地方的短的管路就不必都捆扎在管束中，这样不仅不好捆扎，也不容易安装定位。将整理好的管束合理地确定其位置进行固定，如图2。这里也需满足减少弯曲的原则，如果有弯曲的情况应放宽管束的位置尺寸。要保证管路都可以和相应元器件和接头相连。

7 结语

在一套制动系统中管路的材料选择、尺寸设计和安装固定会影响整个制动系统性能。所以制动管路不是一个简单的内容。但我坚信在新时代下，制动管路方面的技术会飞速发展。

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