某款轿车制动偏软现象分析及处理方法.docx
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某款轿车制动偏软现象分析及处理方法
某款轿车制动偏软现象分析及处理方法
【摘要】汽车制动系统各相关零部件均为汽车的安全部件,制动性能的状况会直接影响到车辆的安全使用,汽车制动偏软将影响汽车的行车安全。
因此必须认真分析、妥善处理,通过对制动系统的匹配计算可以确定匹配是否合理,再结合实际的检测数据对比分析进行验证,最后分析结果表明真空助力器特性参数是引起制定偏软的原因,对特性参数进行改进后制动偏软现象得以消除。
【关键词】制动真空助力器制动偏软故障
Softbrakingofacar,paragraphanalysisandtreatmentofthephenomenon
Abstrack:
Softeningphenomenonofautomobilebrakecontinuousfeedbackinthemarket,automotiveproductstothecompany'sreputationcausedbytheadverseeffects,duetothebrakingsystemaretherelevantpartsofthesafetycarparts,brakingperformancewilldirectlyaffectthestatusofthevehiclesafety,itmustbecarefullyanalyzedandproperlydealtwithbythematchingcalculationofthebrakingsystemtodeterminewhetherornotareasonablematch,andthentheactualtestdatacombinedwithcomparativeanalysistoverifythefinalresultsoftheanalysisshowthatthevacuumboosteriscausedbythecharacteristicparametersofthecharacteristicsofparameterstotheeliminationoftheimprovedfault.
Keyword:
brakingvacuumboostersoftbrakefault
1引言
汽车制动偏软即车辆在刹车时不能快速地达到车辆制动的效果,操作时的感觉是车辆刹不住车。
汽车制动偏软将导致驾驶人员错误估计刹车距离,从而容易造成事故,因此有必要分析制动偏软的原因,消除制动偏软现象,以保证行车安全。
本文以某款轿车(以下简称试验车)为例,对该车整个制动系统进行匹配计算,并与实际检测结果进行对比分析,从而找到导致制动骗软的原因,并得出解决的方法和措施。
2故障原因分析
为使故障得到有效的解决,需要对故障的成因作系统性的分析,现就以下方面进行探讨。
2.1制动系统管路系统中影响制动的因素
试验车使用液压制动系统,制动系统管路部分影响制动的因素主要有:
制动系统管路中空气未排尽而存在空气、制动管路泄漏制动液、制动系统管路有堵塞现象、制动系统管路部分变形引起制动液流动不畅。
2.2制动系统机械部分中影响制动的因素
制动系统机械部分影响制动的主要因素有:
各制动蹄片接触面积过小影响制动性能、制动系统各活塞密封不好存在内部泄漏、制动系统中分泵、制动钳活塞或者制动主缸发卡、真空助力器泄漏后无助力或助力不明显等引起制动时整车制动力不足产生。
2.3整车制动系统匹配因素
对于整车匹配的因素,对车辆制动系统产品影响的也即车辆实际制动力分配曲线的合理性,设计的制动力分配曲线越合理则制动时能发挥最佳的制动能力。
2.3.1制动力分配曲线设计方面的因素
对试验车进行理论制动车分配曲线及实际制动力分配曲线的计算,从理论上进行分析制动力分配情况。
表1和表2分别为试验车车辆和该车制动系统的主要参数。
表3为计算结果。
表1车辆的主要参数
尺寸
轴距
mm
2440
空载质心高
mm
573
满载质心高
mm
553
质量参数
整车整备质量
kg
940±25
空载
质量
前轴
550±15
后轴
390±10
最大总质量
1290
满载
质量
前轴
655±15
后轴
605±15
表2车辆制动系统主要参数
序号
参数
代号
数据
1
车轮滚动半径m
Rd
0.283
2
前制动盘有效半径mm
Rf
94.5
3
后制动鼓半径mm
Rr
90
4
前制动衬片摩擦系数
uf
0.37
5
后制动衬片摩擦系数
ur
0.38
6
前盘式制动衬片面积cm
Sf
76
7
后鼓式制动衬片宽度mm
Br
25
8
制动主缸直径cm
Dm
22.22
9
前制动轮缸直径cm
Dwf
51
10
后制动轮缸直径cm
Dwr
1.746
11
制动踏板杠杆比
ib
4.42
12
空载时比例阀斜率无阀输入1
tga
0.25
13
空载时比例阀起始点油压Kgf/cm无阀输入0
Pob
35
14
满载时比例阀斜率无阀输入1
tg’a
0.25
15
满载时比例阀起始点油压Kgf/cm无阀输入0
Po’b
35
16
真空助力器伺服比无助力器输入1
iz
4.6
表3理论计算的结果
参数
计算数据
附着系数
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
空载前轴附着力
560.633
1164.53
1811.7
2502.13
3235.83
4012.79
4833.02
5696.5
6603.28
空载后轴附着力
359.642
674.17
943.582
1167.88
1347.06
1481.13
1570.08
1613.9
1612.64
前轴满载附着力
670.552
1388.61
2168.87
3006.43
3901.29
4853.46
5862.94
6929.7
8053.79
后轴满载附着力
564.248
1041.79
1476.73
1854.37
2174.71
2437.74
2643.46
2791.9
2883.01
空载前轴制动力
560.633
1164.53
1811.7
2502.13
3235.83
4012.79
4833.02
5696.5
6603.28
空载后轴制动力
201.035
418.104
651.208
900.346
1165.52
1310.7
1385.01
1463.3
1545.66
满载时前轴制动力
671.588
1392.75
2178.19
3023.01
3927.2
4890.77
5913.71
6996
8137.73
满载时后轴制动力
231.999
481.125
752.454
1044.3
1288.18
1371.4
1459.74
1553.2
1651.81
通过计算得到路面附着系数为0.7时的空载及满载时制动力与整车质量的比值分别为65%及57%,满足GB7258规定不小于60%与50%的要求。
表4为GB7258-2004对车辆台试检验制动力要求,试验车属于乘用车,应满足乘用车的相关要求。
表4GB7258-2004对车辆台试检验制动力要求
机动车类型
制动力总和与整车重量的百分比
轴制动力与轴荷的百分比
空载
满载
前轴
后轴
三轮汽车
≥45
—
≥60b
乘用车、总质量不大于3500kg的货车
≥60
≥50
≥60b
≥20b
其它汽车、汽车列车
≥60
≥50
≥60b
——
摩托车
—
—
≥60
≥55
轻便摩托车
—
—
≥60
≥50
a用平板制动检验台检验乘用车时应按动态轴荷计算。
b空载和满载状态下测试均应满足此要求。
将相关的计算数值绘制成曲线如图1所示,三条曲线分别为空载附着力曲线、满载附着力曲线及空载实际制动力分配曲线。
图1计算的制动力分配曲线
从制动力分配曲线分析,整车的制动力分配理论计算的结果为较合理,实际制动力分配曲线接近理论空载附着力曲线,两曲线相交点在附着力系数约0.9的位置,其余部位没有相交的情况,在实际中不存在此附着系数,车辆从理论上不存在后轮先于前轮抱死的情况。
为了验证实际情况,分别抽取了与试验车相同车型分别匹配四缸和三缸两款发动机的制动力检测数据作为分析对比。
分别如表5和表6所示。
表5试验车型配四缸发动机的实际检测数据
序号
前轴重
后轴重
总质量
左前制动力
左后制动力
右前制动力
右后制动力
整车制动(%)
1
578
375
953
254
131
221
150
79.3
2
685
116
801
216
120
208
126
83.6
3
606
398
1004
235
123
277
139
77.1
4
577
377
954
222
173
184
121
73.4
5
603
396
999
211
124
232
129
69.7
6
610
398
1008
239
124
216
129
70.2
7
621
404
1025
223
120
195
125
64.7
8
622
403
1025
230
130
222
107
67.2
9
619
407
1026
209
98
228
92
61.1
10
626
406
1032
223
130
163
111
60.8
11
621
405
1026
231
116
212
113
65.5
12
622
407
1029
212
126
209
129
65.7
13
609
398
1007
216
129
206
130
67.6
14
699
484
1183
278
162
268
158
73.2
15
626
409
1035
228
103
230
94
63.3
16
615
400
1015
271
127
219
127
73.3
17
607
394
1001
235
122
221
116
69.3
18
616
405
1021
230
124
217
122
67.9
19
625
405
1030
239
111
229
113
67.2
20
614
400
1014
228
129
216
142
70.5
21
623
407
1030
233
82
228
98
62.2
22
574
407
981
234
110
222
126
70.5
23
612
397
1009
212
127
208
139
68
24
624
404
1028
238
86
225
105
63.6
25
604
396
1000
217
114
185
125
64.1
26
607
398
1005
230
129
202
117
67.5
27
628
407
1035
229
93
222
100
62.2
28
614
403
1017
202
123
203
121
63.8
29
615
400
1015
222
131
210
140
69.3
30
615
403
1018
231
143
185
136
68.3
31
614
399
1013
226
128
209
127
68.1
32
618
405
1023
217
159
217
96
67.4
33
595
396
991
237
137
224
137
74.2
34
586
391
977
230
134
223
134
73.8
35
597
394
991
223
138
223
136
72.7
36
607
400
1007
213
140
197
138
68.3
37
597
394
991
228
137
192
137
70
38
593
391
984
281
133
250
136
81.3
39
604
399
1003
232
133
199
132
69.4
40
591
393
984
219
141
194
138
70.3
41
595
394
989
228
140
199
138
71.3
42
602
396
998
233
134
213
135
71.6
43
619
399
1018
290
120
272
128
79.6
44
625
396
1021
236
136
237
136
73
45
620
399
1019
232
134
222
132
70.7
46
628
396
1024
203
143
213
138
68.1
47
620
377
997
244
141
231
148
76.6
平均
613.3617
394.2128
1007.574
230.8511
127.4043
216.5532
126.5106
69.71277
表6试验车型配三缸发动机的实际检测数据
序号
前轴重
后轴重
总质量
左前制动力
左后制动力
右前制动力
右后制动力
整车制动(%)
1
588
414
1002
228
145
220
155
74.7
2
624
435
1059
232
124
216
127
66
3
586
411
997
201
137
200
128
66.8
4
581
374
955
242
128
218
115
73.6
5
576
404
980
208
136
200
136
69.4
6
442
406
848
229
124
206
120
80.1
7
572
398
970
230
119
221
108
69.9
8
579
406
985
220
135
203
117
68.5
9
575
399
974
212
133
197
117
67.7
10
588
414
1002
223
153
212
136
72.3
11
578
407
985
210
131
204
122
67.7
12
600
366
966
258
160
215
117
77.6
13
590
565
1155
229
142
144
145
57.1
14
574
405
979
208
142
225
146
73.6
15
579
407
986
0
71
0
80
15.3
16
584
412
996
219
144
233
154
75.3
17
577
407
984
228
159
216
125
74
18
571
398
969
226
121
231
130
73.1
19
590
414
1004
250
155
233
156
79.1
20
592
409
1001
206
94
226
100
62.5
21
571
402
973
144
117
194
136
60.7
22
517
406
923
231
150
226
169
84.1
23
588
405
993
234
137
213
160
74.9
24
584
404
988
206
120
238
124
69.6
25
585
407
992
203
149
222
167
74.7
26
576
400
976
253
121
237
120
74.9
27
591
412
1003
224
84
224
82
61.2
28
586
407
993
220
137
214
139
71.5
29
606
435
1041
179
66
180
80
48.5
30
569
399
968
206
126
202
117
67.3
31
582
406
988
198
132
206
121
66.5
32
570
396
966
214
120
216
130
70.4
33
574
401
975
208
120
201
118
66.4
34
579
403
982
219
123
198
120
67.2
35
572
404
976
222
111
201
138
68.9
36
574
405
979
212
135
169
130
66
37
564
398
962
213
125
164
125
65.2
38
573
403
976
224
150
206
161
75.9
39
567
405
972
217
139
181
141
69.8
40
559
395
954
200
130
174
128
66.2
41
539
409
948
215
167
210
145
77.7
42
560
403
963
215
145
213
135
73.5
43
571
410
981
221
138
232
143
74.8
44
568
414
982
218
128
211
134
70.4
45
560
406
966
250
154
208
136
77.4
46
553
400
953
243
124
237
141
78.2
47
561
406
967
230
106
191
138
68.8
48
568
411
979
219
158
226
145
76.4
49
550
379
929
223
142
213
163
79.8
50
559
390
949
238
134
221
140
77.2
平均
572.44
407.44
979.88
215.16
130.82
204.96
131.2
69.768
从表5和表6可以看出,该款车分别匹配两种发动机车的制动力均符合GB7258的规定要求,所有车辆在检测线检测的制动力占整车重的比值均在70%以上。
由此可得,该车型理论设计与实际的情况相符,车辆的制动力符合相关要求,车辆制动偏软的问题不是由于整车制动力匹配的原因所引起的。
2.3.2制动主缸的排量及踏板行程
首先计算汽车全制动时需要的最少制动液的容量。
将相应数据代入公式2,得到需要的最少制动液量为6264mm3,制动主缸的排量为5.15+5.56=10.71cm3=10710mm3,再根据考虑制动主缸要有足够的储备系数,即使在管路系统中浸入极微量的空气时,还可以有足够的排量予以补偿,以确保制动系统的安全可靠性,设计安全系数为1071/6264=1.71,超过了1.6的安全系数的设计参考上限,故车辆的制动液的总量是符合设计要求的。
根据制动液的最少量来计算制动踏板的行程,将主缸直径Φ22.22及制动踏板的杠杆比4.42代入得到,在制动管路中无空气的情况下,车辆完全制动时的制动踏板行程为71.4mm,此时的储备行程为176-71.4-7=97.6,此数据大于规定的80mm的最小储备行程要求。
由以上分析可得,制动系统匹配不是造成制动偏软的原因。
造成驾驶人员制动偏软感觉的真正原因为从车辆开始制动至达到使车辆完全制动时所需的制动力的制动力上升阶段时间偏长,从而给驾驶员造成制动慢及制动偏软的感觉,通俗的说法就是制动脚感不佳。
3处理措施
3.1制动系统管路系统中影响制动的因素排除
对于制动管路中有空气及制路管路堵塞的现象可以很容易发现并排除,至于制动系统管路部分变形引起制动液流动不畅的问题则对现有的所有制动油管进行检查,发现制动油管各拐弯处没有发现变形等现象,同时检查装配后的状态发现各处的制动油管装配后不存在因形状不符而引起装配后管路变形的情况,引类问题在日常的过程控制中可以很方便解决。
3.2制动系统机械部分中影响制动的因素排除
对于制动系统机械部分影响制动的因素若存在则车辆的动总力在一般的情况下是不足的,也就是说达不到国家相关强制性的法规的要求,达不到要求则过不了检测线,因此此类问题在出厂前均可以发现并加以排除。
市场上的车辆若因使用过程中产生此类故障也同样可以容易发现并排除。
3.3整车制动系统匹配因素的解决
根据先前的理论计算及实际的抽查结果,整车制动系统的设计上不存在问题,整车的制动力完全可以满足法规的要求,需要重点解决的是从车辆开始制动至达到使车辆完全制动时所需的制动力的制动力上升阶段时间偏长的问题。
要解决制动力上升速度加快的问题有以下的途径:
1)加大制动主缸直径。
加大制动主缸的直径可以使同样的制动踏板行程的条件下排出的制动液的量增加,但增加主缸直径在达到相同的制动压力的情况下会增加制动踏板力。
2)增加真空助力器总成的助力比,增加真空助力器的助力比可以达到在相同的踏板力时制动主缸产生更大的制动液压从而达到加快制动力提升的速度的目的。
3)调整真空助力器总在助力器的曲线,将助力器起助力作用的点提前,从而使制动力提升速度加快。
4)加大真空助力器总成的直径,加大真径后可以使真空助力器总成的推杆的行程缩短,可以起到在更小的行程内推动制动主缸活塞运动
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