摘要：通過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 12676中有關(guān)條款對(duì)行車(chē)制動(dòng)距離、制動(dòng)減速度和制動(dòng)時(shí)間的數(shù)據(jù)表現(xiàn)進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析，并針對(duì)其分析結(jié)果，利用過(guò)程方法對(duì)車(chē)輛的配置進(jìn)行優(yōu)化策略的制定，從而有的放矢地提升車(chē)輛的制動(dòng)效能，最終形成閉環(huán)改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：法規(guī)；商用車(chē)；行車(chē)制動(dòng)性能分析；過(guò)程方法性?xún)?yōu)化；閉環(huán)

中圖分類(lèi)號(hào)：U463.5 收稿日期：2023-12-28

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2024.04.026

1 前言

制動(dòng)效能是汽車(chē)制動(dòng)性能三大評(píng)價(jià)指標(biāo)之一，指制動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的制動(dòng)減速度、所經(jīng)過(guò)的制動(dòng)距離和制動(dòng)時(shí)間，對(duì)行車(chē)制動(dòng)效能的評(píng)價(jià)是各國(guó)商用車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)里的重要部分，對(duì)評(píng)價(jià)方法的多層次分解分析，能夠幫助數(shù)據(jù)所有者更好地了解車(chē)輛性能在某一具體參數(shù)的表現(xiàn)。制動(dòng)性能關(guān)系到交通安全，重大交通事故部分與制動(dòng)距離太長(zhǎng)有關(guān)，故作為商用車(chē)設(shè)計(jì)生產(chǎn)廠家，需要從理論、試驗(yàn)、系統(tǒng)改進(jìn)等方面保證商用車(chē)的制動(dòng)基本性能，在滿(mǎn)足相關(guān)法規(guī)的基礎(chǔ)之上，按照市場(chǎng)需求進(jìn)行配置優(yōu)化，最終將安全、可靠產(chǎn)品交付用戶(hù)。

2 公式解讀

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 12676［1］中對(duì)制動(dòng)效能的評(píng)價(jià)指標(biāo)的定義：

行車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)功能：行車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)能控制車(chē)輛行駛，使車(chē)輛無(wú)論車(chē)速高低、載荷大小、車(chē)輛上坡還是下坡，其能夠安全、迅速、有效的停住。參見(jiàn)4.1.2.1條。

制動(dòng)距離S：從駕駛員促動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)的控制裝置開(kāi)始至車(chē)輛停住所駛過(guò)的距離。參見(jiàn)5.1.1.3條。

充分發(fā)出的平均減速度：制動(dòng)過(guò)程中0.1v0～0.8v0時(shí)對(duì)應(yīng)的減速度，具體符號(hào)意義見(jiàn)5.1.1.3，以下簡(jiǎn)稱(chēng)減速度。

在法規(guī)中，考慮其常用車(chē)速，將駕駛員制動(dòng)過(guò)程呈現(xiàn)在簡(jiǎn)化公式中，并使評(píng)價(jià)結(jié)果盡量合理。以N3類(lèi)車(chē)型、發(fā)動(dòng)機(jī)脫開(kāi)的O型試驗(yàn)為例，相關(guān)法規(guī)項(xiàng)規(guī)定見(jiàn)表1。

其中，制動(dòng)距離S的公式引用原始公式為：

S0=（τ2[′]+τ2[″]）ua0/3.6+ua02/25.92/a （1）

將式（1）轉(zhuǎn)化為法規(guī)中的制動(dòng)距離公式，可以寫(xiě)為

S=（τ2[′]+τ2[″]+c）ua0/3.6+ua02/a/25.92 （2）

（τ2[′]+τ2[″]+c）/3.6對(duì)應(yīng)系數(shù)0.15，假定勻速時(shí)間τ2[′]+τ2[″]+c為0.54 s，得到的公式系數(shù)。

式中，τ2[′]=0.2 s，為促動(dòng)制動(dòng)踏板時(shí)所需時(shí)間；τ2[″]=0.3 s，為法規(guī)規(guī)定的0.6 s車(chē)輛達(dá)到最大壓力的75%所使用時(shí)間的1/2；c=0.04 s，法規(guī)規(guī)定的響應(yīng)時(shí)間的圓整方法對(duì)應(yīng)的時(shí)間。例如，0.64 s圓整為0.6 s。

公式后半部分的系數(shù)：130為假定減速度為5 m/s2時(shí)，得到的公式系數(shù)；25.92為單位換算得到的系數(shù)。

即，公式前半部分與時(shí)間和τ2[′]+τ2[″]有關(guān)，后半部分與制動(dòng)減速度dm有關(guān)；公式中有3個(gè)具體設(shè)定值，將此3個(gè)設(shè)定值分別代入試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得具體的制動(dòng)距離S數(shù)值與試驗(yàn)值的差距；當(dāng)試驗(yàn)中得到整車(chē)dm、S響應(yīng)時(shí)間的真實(shí)值時(shí)，就可以將公式中其中一組數(shù)值代入，即可得到另外一個(gè)改進(jìn)項(xiàng)的數(shù)值，并判斷是否在設(shè)計(jì)范圍內(nèi)或?qū)Υ隧?xiàng)運(yùn)用過(guò)程性方法進(jìn)行優(yōu)化。

3 過(guò)程方法性?xún)?yōu)化

本文依據(jù)《ISO9000：2015/GBT19001—2016質(zhì)量管理體系要求》［2］對(duì)過(guò)程方法進(jìn)行研究，通過(guò)建立、實(shí)施整車(chē)優(yōu)化體系以提高過(guò)程方法的效率，通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)要求的把控來(lái)提高設(shè)計(jì)滿(mǎn)意度，將相互關(guān)聯(lián)的過(guò)程作為一個(gè)體系加以理解和管理，這些有助于高效地實(shí)現(xiàn)整車(chē)性能，從而達(dá)到預(yù)期結(jié)果。這種方法能夠?qū)w系過(guò)程之間相互關(guān)聯(lián)和相互依賴(lài)的關(guān)系進(jìn)行有效控制，以提高改進(jìn)后整車(chē)的整體效能。以行車(chē)制動(dòng)過(guò)程中的氣路流向?yàn)榫€(xiàn)索，對(duì)響應(yīng)時(shí)間、制動(dòng)減速度dm、制動(dòng)距離進(jìn)行因素拆解及分析。

試驗(yàn)車(chē)整車(chē)制動(dòng)性能中，氣路流向建模見(jiàn)圖1，氣路走向流程圖從三個(gè)板塊顯示了整車(chē)氣路走向：a.踩下踏板到整車(chē)停止的動(dòng)作板塊；b.整車(chē)氣路流向經(jīng)過(guò)的整車(chē)部件的過(guò)程板塊；c.上述兩個(gè)板塊的整車(chē)板塊所對(duì)應(yīng)的法規(guī)影響因素板塊（表2）。從流程圖中可以找到法規(guī)影響因素對(duì)應(yīng)的整車(chē)部件及連接件（表3），并針對(duì)各部件的結(jié)構(gòu)、性能進(jìn)行改進(jìn)［3］。

以JH6某款8×4載貨車(chē)定型試驗(yàn)為例，60 km/h，O型脫開(kāi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表4。按照對(duì)公式的解讀，改進(jìn)前數(shù)據(jù)分析：

a.將改進(jìn)前初速度代入式（2），得到車(chē)輛的法規(guī)要求制動(dòng)距離為36.8 m，則有如下公式：

性能表現(xiàn)=試驗(yàn)值/規(guī)定值×100%=97.0%

b.將制動(dòng)距離S、初速度ua0、減速度dm數(shù)據(jù)代入式（1），可得τ2[′]+τ2[″]=0.506 s。假定τ2[′]為0.2 s，則τ2[″]=0.306 s，整車(chē)建壓時(shí)間為0.306×2=0.612 s，從而有：

性能表現(xiàn)=試驗(yàn)值/規(guī)定值×100%=95.9%

在計(jì)算結(jié)果中，設(shè)計(jì)者按照?qǐng)D1、表2、表3對(duì)整車(chē)進(jìn)行過(guò)程化逐項(xiàng)對(duì)比，最終改進(jìn)項(xiàng)目如下：

a.制動(dòng)閥曲線(xiàn)斜率變大，在壓力起始點(diǎn)及最大壓力不變的條件下，縮短踏板行程5%，縮短建壓時(shí)間。

b.制動(dòng)氣室支架結(jié)構(gòu)采用三維拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)優(yōu)化，在質(zhì)量不變的基礎(chǔ)上加強(qiáng)支架強(qiáng)度，支架中心點(diǎn)上下位移變形量減小2 mm，減少制動(dòng)推桿行程3 mm，處于60%總行程范圍以?xún)?nèi)。

c.通過(guò)多次試驗(yàn)，調(diào)整調(diào)壓閥氣壓為0.9 MPa，進(jìn)行全制動(dòng)時(shí)通過(guò)ABS的瞬間調(diào)節(jié)能夠達(dá)到最優(yōu)。

下面進(jìn)行改進(jìn)后的數(shù)據(jù)分析：

a.將改進(jìn)后初速度代入式（2），得到車(chē)輛的法規(guī)要求制動(dòng)距離為38 m，則有：

性能表現(xiàn)=試驗(yàn)值/規(guī)定值×100%=92.4%

b.將制動(dòng)距離S、初速度ua0、減速度dm數(shù)據(jù)代入式（1），可得τ2[′]+τ2[″]=0.466 s。假定τ2[′]為0.2 s，則τ2[″]=0.266 s，整車(chē)建壓時(shí)間0.266×2=0.53 s，從而有：

性能表現(xiàn)=試驗(yàn)值/規(guī)定值×100%=83.1%

c.制動(dòng)距離縮短比例：（97.0%-92.4%）/97.0%=4.74%。

d.響應(yīng)時(shí)間提高比例：（95.9%-83.1%）/95.9%=13.34%。

e.制動(dòng)減速度提高比例：（5.3-5.1）/5.3=3.77%。

通過(guò)改進(jìn)，整車(chē)制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間提高了13.34%，制動(dòng)距離縮短了4.47%，制動(dòng)減速度提高了3.77%，對(duì)整車(chē)行車(chē)制動(dòng)性能進(jìn)行了過(guò)程性分析、改進(jìn)，最終實(shí)現(xiàn)了制動(dòng)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)—試驗(yàn)改進(jìn)的閉環(huán)改進(jìn)。

4 結(jié)語(yǔ)

商用車(chē)的制動(dòng)效能關(guān)系到整車(chē)的制動(dòng)性能及安全性，需要在滿(mǎn)足法規(guī)的基礎(chǔ)上，對(duì)車(chē)型進(jìn)行目的性改進(jìn)，通過(guò)對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)過(guò)程方法性的優(yōu)化及分析，保證了整車(chē)在每個(gè)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)環(huán)節(jié)進(jìn)行累計(jì)改善，最終達(dá)到最優(yōu)設(shè)計(jì)效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]余志生.汽車(chē)?yán)碚揫M].北京.機(jī)械工業(yè)出版社，2003.

[2]GB 12676—2014 商用車(chē)輛和掛車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)要求及試驗(yàn)方法[S].

[3]ISO9000：2015/GBT19001-2016 質(zhì)量管理體系要求[S].

作者簡(jiǎn)介：

王曉靜，女，1982年生，高級(jí)工程師，研究方向?yàn)橹苿?dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、專(zhuān)用車(chē)數(shù)據(jù)分析。