邱金泉

摘 要：文章介紹輕客客車制動(dòng)系統(tǒng)匹配計(jì)算準(zhǔn)確性提升。首先進(jìn)行介紹制動(dòng)系統(tǒng)匹配計(jì)算公式與輸入?yún)?shù)，再通過(guò)輸入?yún)?shù)調(diào)整重新計(jì)算結(jié)果。最終通過(guò)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)確定計(jì)算公式的輸入?yún)?shù)，提升理論匹配計(jì)算與實(shí)際值符合性。

關(guān)鍵詞：制動(dòng)系統(tǒng)計(jì)算 準(zhǔn)確性 輕型客車

1 引言

新車型制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，制動(dòng)性能方面會(huì)進(jìn)行制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)、四輪抱死時(shí)的液壓、空載和滿載同步附著系數(shù)、利用附著系數(shù)與制動(dòng)強(qiáng)度的關(guān)系曲線、制動(dòng)減速度對(duì)應(yīng)的制動(dòng)踏板力、制動(dòng)距離、駐車操縱力、制動(dòng)主缸行程、制動(dòng)踏板行程、制動(dòng)器容量、失效制動(dòng)效能、應(yīng)急制動(dòng)效能、真空助力器最小真空度。如果理論計(jì)算值與實(shí)際值差異越小，對(duì)掌握整車的實(shí)際制動(dòng)性能越準(zhǔn)確，并且其中一些制動(dòng)性能項(xiàng)目是國(guó)家法規(guī)項(xiàng)目，故提升制動(dòng)系統(tǒng)匹配計(jì)算準(zhǔn)確性意義重大。

2 制動(dòng)系統(tǒng)匹配計(jì)算準(zhǔn)確性提升項(xiàng)目

制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)β，理論計(jì)算公式如公式①。影響該計(jì)算結(jié)果因數(shù)有制動(dòng)器因數(shù)、制動(dòng)器缸徑、制動(dòng)有效半徑。制動(dòng)器缸徑和制動(dòng)有效半徑確定參數(shù)后將不允許變更，并且這兩個(gè)參數(shù)容易控制，實(shí)際與理論符合性高。故制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)β計(jì)算值存在變量較大的因數(shù)是制動(dòng)器因數(shù)，計(jì)算時(shí)采用制動(dòng)器因數(shù)實(shí)測(cè)值代入校核。

四輪抱死時(shí)的液壓ρ、理論計(jì)算公式如公式②。影響該計(jì)算結(jié)果因數(shù)有車輛軸荷、軸距、質(zhì)心高度、車輪滾動(dòng)半徑、制動(dòng)有效半徑、制動(dòng)器因數(shù)、制動(dòng)器缸徑。與理論值存在較大變量的因數(shù)有車輛軸荷、軸距、質(zhì)心高度、車輪滾動(dòng)半徑、制動(dòng)器因數(shù)，這幾項(xiàng)在計(jì)算時(shí)采用實(shí)測(cè)值代入校核。

空載和滿載同步附著系數(shù)φ，理論計(jì)算公式如公式③。影響該計(jì)算結(jié)果因數(shù)有制動(dòng)器因數(shù)、制動(dòng)器缸徑、制動(dòng)有效半徑、軸距、質(zhì)心高度。與理論值存在較大變量的因數(shù)有制動(dòng)器因數(shù)、軸距、質(zhì)心高度，這幾項(xiàng)在計(jì)算時(shí)采用實(shí)測(cè)值代入校核。

利用附著系數(shù)與制動(dòng)強(qiáng)度的關(guān)系曲線，前軸理論計(jì)算公式如公式④，后軸理論計(jì)算公式如公式⑤。影響該計(jì)算結(jié)果因數(shù)有制動(dòng)器因數(shù)、制動(dòng)器缸徑、制動(dòng)有效半徑、軸距、車輛軸荷、質(zhì)心高度。與理論值存在較大變量的因數(shù)有制動(dòng)器因數(shù)、軸距、車輛軸荷、質(zhì)心高度，這幾項(xiàng)在計(jì)算時(shí)采用實(shí)測(cè)值代入校核。

制動(dòng)減速度對(duì)應(yīng)的制動(dòng)踏板力F，理論計(jì)算公式如公式⑥、⑦。兩個(gè)公式差異在于四輪同時(shí)抱死時(shí)的液壓是否在于助力器拐點(diǎn)液壓，當(dāng)液壓小于等于助力器拐點(diǎn)液壓，采用公式⑥，當(dāng)液壓大于助力器拐點(diǎn)液壓，采用公式⑦。影響該計(jì)算結(jié)果因數(shù)有制動(dòng)主缸內(nèi)徑、四輪同時(shí)抱死液壓、制動(dòng)踏板杠桿比、真空助力器助力比、制動(dòng)踏板和助力器及液壓傳動(dòng)系統(tǒng)效率、助力器拐點(diǎn)輸入力和輸出壓力。四輪抱死液壓該項(xiàng)極為重要，并且該項(xiàng)對(duì)最重計(jì)算值有著很大的影響，那如何取值。依照《GB 7258-2017 機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》定義了路試道路條件，輪胎與地面間的附著系數(shù)大于或等于0.7。故計(jì)算時(shí)依照地面最大附著系數(shù)為0.7計(jì)算。其它與理論值存在較大變量的因數(shù)有制動(dòng)踏板杠桿比、制動(dòng)踏板和助力器及液壓傳動(dòng)系統(tǒng)效率、助力器拐點(diǎn)輸入力和輸出壓力，這幾項(xiàng)在計(jì)算時(shí)采用實(shí)測(cè)值代入校核。

制動(dòng)距離s，理論計(jì)算公式如公式⑧。定義初速度后，影響因?yàn)闉橹苿?dòng)減速度，制動(dòng)減速度取決于輪胎與地面附著系數(shù)。故先測(cè)得附著系數(shù)后確定制動(dòng)減速度，代入公式計(jì)算。

駐車操縱力FP，理論計(jì)算公式如公式⑨。影響該計(jì)算結(jié)果因數(shù)有輪胎滾動(dòng)半徑、車輛軸荷、駐車手柄杠桿比、駐車制動(dòng)器杠桿比、駐車連接機(jī)構(gòu)杠桿比、駐車制動(dòng)器因數(shù)、駐車制動(dòng)有效半徑、系統(tǒng)效率。輪胎滾動(dòng)半徑、車輛軸荷、駐車手柄杠桿比、駐車制動(dòng)器杠桿比、駐車連接機(jī)構(gòu)杠桿比、駐車制動(dòng)器因數(shù)均可將實(shí)測(cè)值代入公式計(jì)算，系統(tǒng)效率再通過(guò)不同駐車角度實(shí)測(cè)值來(lái)確定系統(tǒng)效率。

制動(dòng)主缸行程δm，理論計(jì)算公式如公式⑩。通過(guò)該公式計(jì)算結(jié)果與實(shí)際值差異較大，該項(xiàng)可采用前后制動(dòng)器所需要的液量試驗(yàn)報(bào)告、制動(dòng)軟管膨脹系數(shù)報(bào)告、制動(dòng)輔助主機(jī)液量消耗試驗(yàn)報(bào)告數(shù)據(jù)計(jì)算制動(dòng)主缸行程，在實(shí)例中進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。

制動(dòng)踏板行程SB，理論計(jì)算公式如公式。影響該計(jì)算結(jié)果因數(shù)有制動(dòng)主缸行程、制動(dòng)主缸空行程、助力器空行程、制動(dòng)踏板杠桿比、制動(dòng)踏板空行程、制動(dòng)踏板剛度。制動(dòng)主缸行程可通過(guò)上式取得，各項(xiàng)空行程可依照試驗(yàn)報(bào)告數(shù)據(jù)取得，制動(dòng)踏板剛度通過(guò)測(cè)試取得、制動(dòng)踏板踏板杠桿比通過(guò)三維模擬仿真測(cè)得。以上數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。

3 實(shí)例說(shuō)明

通過(guò)某輕型客車的制動(dòng)主缸最大行程實(shí)例計(jì)算說(shuō)明。首先計(jì)算四輪同時(shí)抱死液壓值，定義輪胎與地面附著系數(shù)0.9，將車輛滿載狀態(tài)的前后軸荷、軸距、質(zhì)心高度、車輪滾動(dòng)半徑、制動(dòng)有效半徑、制動(dòng)器因數(shù)、制動(dòng)器缸徑以上實(shí)測(cè)值代入計(jì)算四輪同時(shí)抱死液壓10MPa。其次計(jì)算四輪同時(shí)抱死液壓時(shí)各零件所需要的液量。圖1為前制動(dòng)器所需要液量測(cè)試報(bào)告，對(duì)應(yīng)10MPa所需液量為3.04ml，即3040mm2。圖2為前制動(dòng)器活塞回位量測(cè)試報(bào)告，取最大值0.34mm，計(jì)算其所需要消耗液量1192mm2。對(duì)應(yīng)10MPa所需液量為1.1ml，即1100mm2。圖3為后制動(dòng)器活塞回位量測(cè)試報(bào)告，取最大值0.51mm，計(jì)算其所需要消耗液量741mm2。圖4為制動(dòng)軟管膨脹量測(cè)試報(bào)告，前制動(dòng)軟管長(zhǎng)度為260mm，對(duì)應(yīng)膨脹量為153mm2。后制動(dòng)軟管長(zhǎng)度為265mm，對(duì)應(yīng)膨脹量為156mm2。取其最大值0.65ml，即650mm2。最后計(jì)算所有消耗液量，即兩件前制動(dòng)器抱死壓力液量及回位消耗量、兩件后制動(dòng)器抱死壓力液量及回位消耗量、兩件前制動(dòng)軟管膨脹消耗量、兩軟件后制動(dòng)軟管膨脹消耗量、制動(dòng)輔助主機(jī)液量消耗量共計(jì)13414mm2。最后，將所有消耗量轉(zhuǎn)換為制動(dòng)主缸行程40mm。與理論計(jì)算值29.9mm比較存差異達(dá)到33.78%。

4 結(jié)語(yǔ)

提高新車型制動(dòng)系統(tǒng)匹配計(jì)算的準(zhǔn)確性，計(jì)算使用的參數(shù)值首先選用零件的測(cè)試報(bào)告數(shù)據(jù)。如果零件為新開(kāi)發(fā)狀態(tài)尚無(wú)零件測(cè)試數(shù)據(jù)，則采用相當(dāng)產(chǎn)品的測(cè)試數(shù)據(jù)。隨著零件和整車開(kāi)發(fā)推進(jìn)，陸續(xù)將實(shí)際產(chǎn)品的測(cè)報(bào)報(bào)告數(shù)據(jù)代入計(jì)算，更新車型的制動(dòng)系統(tǒng)匹配計(jì)算。當(dāng)匹配計(jì)算值與實(shí)際符合性越高，計(jì)算值意義越大。

參考文獻(xiàn)：

[1]GB 7258-2017 機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件，2017.09.29.

[2]劉惟信.汽車設(shè)計(jì)，清華大學(xué)出版社，2001.07.