液压制动系统制动踏板机构设计

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1、万方数据设计·研究汽车科技增刊2008年2月一液压?制j动’系统制动踏板祈构。’设计黼～～“¨¨制蛐“船越艄m4如‰mm埘一乩铋涵融蜘．岫“抽·Fd‘褂。删‘”一阮仁新，彭刚(东风汽车公司技术中心，武汉430056)摘要：踏板行程是决定车辆制动减速度的重要参数之一。制动踏板机构应具有足够的行程，但储备行程过大，当一个回路失效时，踏板行程增加较大，制动器起作用的时间会延长，引起制动距离增加。而且驾驶员可能会因为不熟悉的踏板位置而感到紧张。通过对车辆减速度与制动踏板行程关系的推导，阐述了液压制动系统制动踏板机构设计的一般方法。关键词：踏板行程；制动；减速度；储备行程中图分类号：U463．

2、52+1文献标识码：A文章编号：1005—2550(2008)S1-0042-03液压制动系统中．制动踏板机构的行程对制动性能有非常大的影响．踏板机构应当具有恰当的行程。行程偏小，则达不到预期的制动性能要求．但储备行程如果设计得过大，当一回路失效时。踏板行程增加幅度较大．容易导致驾驶员紧张而发生事故。因此．有必要对制动踏板行程的设计加以深入分析与研究。本文对制动踏板行程与制动减速度的关系进行了推导．并以某越野车为例简要介绍制动踏板行程的设计方法。1踏板行程与减速度关系图1为典型的液压制动系统。施加的踩踏力昂引起制动踏板位移距离y。踏板杆系引起主缸活塞产生位移X，其值小于踏板的位移y。

3、工作面积为A眦的主缸将制动液压入制动管路，从而形成液压制动的管路压力B。制动主缸总成助力嚣总威图1液压制动系统简图液压制动管路中的压力只为：难竽业(1)AE式中，AK为主缸活塞面积；B为踏板力；工I为踏板机构杠杆比；％为踏板机构的效率；口为助力器助力比。收稿日期：2007—12—27·42·汽车前轴产生的制动力如为：肛2(P1．儡)柑吼．，b(})(2)式中，R为制动器的推出压耗；仉为主缸之后的机械效率；AWC．，为前制动器轮缸面积；k1．，为前制动器的制动效能因数；r为制动器作用半径；R为轮胎的有效半径；汽车后轴产生的制动力‰为：Fxat=2(学只-Po)柑仉以．R(寺)(3)式中

4、，卢为制动力分配系数；A耽J为后制动器轮缸面积；毛．。为后制动器的制动效能因素。式(2)和式(3)的下标F和R分别代表前轴和后轴．假定车辆装有四个完全相同的制动器。车辆的惯性力等于由制动器一轮胎系统产生的制动力．当忽略推出压耗R时，有如下关系式：胙2孛州矗t(每)(4)式中，m为汽车总质量；A吼为制动器活塞面积。要求主缸产生的制动液排量．可以用各车轮分泵容积和制动软管损失的函数来表示，该关系式为：V．c=2,4“(1切)(5)式中。口为补偿软管膨胀所需制动液占V．-的比例．一般取t，=0．3；d为分泵活塞行程。对于盘式制动器．制动效能因数和分泵活塞行程的对应关系可用下列近式关系式表示

5、：d=(0．9-1)‰(6)将d=k。代入式(5)有：Vm=2A14,．(1切)(7)联立式(7)和式(4)得：只y庐訾(8)式中，仉的保守取值为0．8。式(8)左边压力和容积的乘积其实就是主缸输出的液力功。由主缸输出的液力功等于助力器所做万方数据液压制动系统制动踏板机构设计，阮仁新．彭刚设计一硼究的功与踏板功之和有：f’曰脚By庐业(9)J。曰僻Ply庐詈(9)为计算简化起见，我们假定随y值的增加，昂从零按照线性关系增加到最大值，昂的最大值一般取400N，如果制动力分配系数JB不为定值，可取昭0．8g时的JB值。在车辆参数及助力比都已知的情况下，由式(9)容易求得y。2行程利用率P

6、的选取分析制动踏板装置需有一定储备行程．GB7258和GBl2676都规定：制动器装有间隙自动调整机构时，储备行程不得小于总行程的1，5。由式(9)计算出的y值只是用于产生所需制动减速度的行程．没有考虑空行程与储备行程。定义y值与全部可能产生制动作用的行程之比为行程利用率P．则制动踏板行程的组成部分可表示如下：(1)空行程yl一0．08YIp(10)(2)制动主缸推杆活塞产生制动压力所需的踏板行程Y2一-KYIp(11)(3)制动主缸浮动活塞产生制动压力所需的踏板行程Y3一(1-K)YIp(12)式中，K为推杆活塞所需踏板行程y’与踏板机构能用于产生制动压力的行程之比；系数K一般在0

7、．96与1．256之问取值，其中，6为后轴制动力与车辆总制动力的比值。制动踏板的最大行程由y。、y2及y3组成，即：sp．。Fyl+l，●y严1．08r／O(13)在正常制动情况中．推杆活塞和浮动活塞引起的实际踏板行程小于最大设计值y：和y，。则在制动管路系统无故障和有故障的情况下制动时．踏板行程可由下式表示：(1)制动系统无故障时：S产yl+pkr／pW(1-K)Y／p=(O．08／m-1)l，(14)(2)推杆活塞腔失效后Sp=YI+kr／pw(1一r