基于同步附着系数的优化改进整车制动性能的案例

沙雷 郭瑞玲 杨畅

摘 要：在整车制动系统开发过程中，同步附着系数是整车制动性能表现出的重要参数。通过理论分析与计算，调整前后制动器参数，使其搭配更合理，实现了同步附着系数的优化，从而改善了整车制动性能的表现，并通过制动性能客观测试的手段进行了验证，据此给出了类似车型同步附着系数的参考值。

关键词：同步附着系数;车辆;制动性能

1 前言

汽车的制动性能是汽车的主要性能之一。制动性能直接关系到交通安全，是汽车安全行驶的重要保障[1]。而且随着时代的发展进步，车辆使用人越来越重视车辆使用时的舒适性、便利性等。制动作为日常行车常用的功能，其性能表现是驾驶人与乘坐人的重要的易感知因素。

在传统的整车制动系统开发中，汽车制动系统的设计多采用经验和静态的设计方法[2]。但随着用户对车辆的认知及性能需求的不断提升，现在越来越多的主机厂在新项目开发时，对制动的要求已经从“刹得住”向“刹得舒适”、甚至向形成本公司制动性能DNA的方向发展。

整车制动性能的开发通常由制动性能目标确定、制动性能理论分析与研究、制动系统零部件工程化开发、骡车基础制动性能方案实车开发与匹配、电子制动系统开发与匹配、工装车整车制动性能匹配与验证、制动NVH匹配与验证等组成。其中制动性能的理论分析与研究是项目制动性能开发的基础，决定了整车制动系统的成本、开发周期等。

在进行整车制动性能的理论分析时，同步附着系数是反应汽车制动性能的一个参数，它是由汽车结构参数决定的。在无ABS等系统的情况下，在同步附着系数路面上制动时车辆前、后轮同时抱死，使其在制动安全性和制动效能得到最优化结果;在具备ABS等系统时，选择合适的同步附着系数，可以使车辆的前、后轮制动力分配更均衡，亦可使前、后制动器及轮胎的磨损更均匀，从而延长相关部件的使用寿命。

同步附着系数计算公式：

本文通过实际项目开发案例的理论分析与客观测试结果，说明优化改进制动系统零部件关键参数、从而调整同步附着系数，使整车制动系统设计更合理。

2 项目输入与初始方案的分析

项目定位为小型纯电动SUV，初始输入整车和质量等相关参数如表1所示。

在满足项目制动性能要求的前提下，从节约成本等角度出发，项目计划采用供应商目前正在量产的前、后制动器，制动器的主要参数如表2所示。

通过设定制动系统其他部件的常见性能参数，对初始方案进行制动性能的理论分析与研究。经过分析计算，该项目车型的制动踏板感觉、法规符合性等均能满足项目性能目标和法规要求。

但在分析过程中，发现本项目初始方案存在的最主要问题是后制动器能力偏弱。主要表现为2人载、满载的工况时均存在同步附着系数明显过大，其中2人载的同步附着系数接近0.95、满载的同步附着系数远远超过了1（如图1、图2所示）。该现象会导致车辆在制动时其制动器的制动力在整车中占比过高，进而会使前制动器的摩擦片和制动盘磨损加快;同时也可能存在整车最大制动效能时制动踏板力偏重等现象。

3 改进方案的分析与实车验证结果

针对初始方案发现的问题，在整车参数和制动系统参数不做较大改变的情况下，根据同步附着系数的计算公式，改进的方向应着手于改进制动器制动力分配系数，即公式中的β。

结合现有供应商的产品序列，计划按照表3改进方案进行后制动器能力的提升。

在整车参数和制动系统其他参数未变化的情况下，通过增大后制动器能力，改变制动器的制动力分配系数，初始方案存在的后制动器能力偏弱的现象得到了明显的改善，其中2人载的同步附着系数约0.7、满载的同步附着系数约0.9（如图3、图4所示）。

为了验证理论分析的结论，项目为此制作了骡车进行基础制动系统的制动性能主观评价和实车测试，评价和测试的方案包括初始方案与改进方案。

主观评价两种方案的差异点主要在于制动中后期：初始方案前轮在很大踏板力作用下可以抱死，后輪无抱死倾向;改进方案在较大踏板力时车辆出现了较为明显的甩尾现象，此时前轮尚未抱死。由此证明改进方案的后制动器能力明显提升，对整车重度制动时的制动踏板力改善较为明显。

客观测试结果（如图5、图6所示）可以得出两种方案的差异可以量化为：

（1）从制动踏板力来判断：初始方案的稳定制动时的制动踏板力平均值超过950N，而改进方案的稳定制动时的制动踏板力平均值不到450N;

（2）从横摆角速度来判断：在骡车无制动力分配装置的情况下，初始方案未发生明显的横摆，而改进方案有较为明显的横摆，证明改进方案后制动器能力得到了明显的提升。

4 结论

通过以上分析与试验结果，可以看出同步附着系数可以作为整车制动性能理论分析的合理性的重要判断参数。

根据现在乘用车的安全配置和全国道路情况，在追求制动系统性价比的基础上，推荐满载工况时同步附着系数为0.85～0.95。

参考文献：

[1]余志生.汽车理论（第六版）.

[2]田万仓.同步附着系数的动态优化设计.汽车技术，1991，24（6）.