基于汽车制动系统的匹配设计要点研究

唐菲

摘 要： 汽车制动系统以及车辆之间的匹配性关乎着整体安全性。分析交通事故发现，汽车制动环节的稳定性不足或制动距离偏远是引发交通事故的基本原因。本文将参照制动系统，着重探究匹配设计这一问题，希望能够在某一层面改善汽车的安全性。

关键词：汽车制动系统；匹配设计；要点；研究

生活品质的改善，促使汽车保有量逐步提升。在日常行驶、临时停车和突然转弯中均会应用到制动系统，至关重要，具有重要功效。一项调查统计显示，交通安全事故出现几率呈现递增走向，且由制动系统造成的安全事故达到了一半。由此而知，一定要重视匹配设计，增加车辆运行的安全性，以此来促进汽车制造业，实现可持续发展。

1 汽车制动系统概述

当前所用汽车制动系统主要是液压制动系统，具体由制动踏板、关联管路、 ABS以及制动器等不同部分共同组成。无论是哪种制动系统均包含下述四部分：其一，供能装置，由供给、优化传能介质状态所需部件以及调节制动涉及的能量共同组成；其二，控制装置，由引起制动动作部件与调整制动效果部件一起组成；其三，传动装置，由把制动能量转移至制动器的所有部件组成；其四，制动器，形成制约运动的部件，主要涉及辅助系统内部的缓速装置。另外，部分汽车还存在辅助以及应急制动，其中应急制动装置通过机械力源完成制动。对于动力制动汽车而言，若出现蓄压装置压力不高的问题，则可通过应急制动装置完成汽车制动。另外，经由人力控制，还能够充当驻车制动。而辅助制动能够在汽车下长坡环节稳步减速，也可维护稳定车速，同时，降低行车制动装置自身的负荷。无论是行车制动，还是驻车制动均通包含制动器与驱动机构这个部分。

在常规行驶环节，制动系统除能够进行减速处理，实现停车操作。由此发现，制动系统属于安全装置。其基本原理为：驾驶员接触制动踏板时，汽车的踏板能够将力量转移给助力器，此时，增加助力器的力量，并转换至制动泵，变成液压，制动液经由连接管路驱使制动器，达成摩擦式制动，以此来控制车辆的实际行驶速度，让车辆减速，也可停止。

2 汽车制动系统基本设计要求

对汽车而言，自动系统自身的匹配设计关乎着车辆的整体安全性。制动系统一般包含行车、驻车以及紧急制动这三部分。行车制动系统为基本系统，能够减速和停车，也能够让车辆顺利地行驶在坡度中。由此可知，对于行车制动系统，在其实际设计过程，应选取双回路系统，增加制动性能的有效性。而驻车制动系统一般应用在长时间停止中，区别于行车制动系统，它能够增加车辆停放的优良性。对于应急制动，一般应用在行车制动不工作的条件下，借助机械力量完成车辆制动，此系统并非独立。同时，驻车制动具有紧急制动功效。不管应用何种制动系统，主要通过动力设施作用制动器来完成制动操作。由此可知，制动系统设计需增加动力设施的合理性，提升制动器的可靠性。另外，制动系统还应符合下述要求：迎合相关标准、满足法律规范。每一项性能指标符合设计任务书中提出的规范，并思量用户的实际要求；具备优良的制动效能，实际上指代驻坡制动以及行车制动效能。其中行车制动效能主要通过特殊制动初速度条件下对应的制动减速度以及制动距离进行评定。

3 匹配设计基本程序和参数选择

3.1

匹配设计基本程序

3.1.1

前提条件

（1）汽车参数

满载质量、实际重量、满载状态下的轴负荷、轴距以及轮胎尺寸；

（2）法规科学性

制动系统以及构造参数等均应满足法规，且这也是最低要求。

3.1.2 制动操纵方式落实与制动系统明确

制动控制主要包含气压和液压这两种形式，应结合实际情况选择适宜的控制方式；制动系统构成包含双回路及多回路这两种形式，需明确部件的基本构成，绘制示意图；当前提条件落实后，探索汽车的实际制动力，且将其合理分配至前后轴，清楚各车轮制动器要求的制动力。另外，还应落实制动力，明确摩擦片的实际使用寿命，掌握构造参数。

3.2

参数选择

3.2.1

初步挑选每一项系统参数

对汽车而言，正式着手制动匹配设计工作钱，应勾画制动力分布曲线。大致布设制动力系数，以此来减小工作压力，其中分布曲线见图 1。

制动力分布曲线以及制动系统对应的压力

满载曲线空载曲线

系数呈现正比例关系，且制动力分布应思量制动器的大小、摩擦系数等内容，权衡车轮宽度及地表附着力之间的关系，在车辆制动过程避免出现因制动力不合理而引发车轮抱死现象。若想达到制动性能的最大化，则应降低系统制动力以及地面附着力这两者的差距，其中差距和制动效果呈现负相关。

3.2.2 关键参数挑选及计算

在匹配设计过程，关键参数挑选及计算为最主要问题，求解车辆前后轴对应的最大动力、明确制动系统内部连接管路对应的工作压力，并参照参数挑选理想的制动器以及恰当的缸体直径。

（1）制动器

制动器通常包含鼓式及盘式这两种类型，其中鼓式制动器由于结构相对紧凑，具有良好的制动效果，因此，其在制动系统中得到了大力应用。鼓式制动器主要包含增力式以及双领蹄式等不同类型，当落实制动器后，应清楚制动器半径，其中制动鼓直径关乎着汽车的整体制动性能。然而，在该环节，务必要调整制动鼓以及外侧轮辋，让这两部分保持适宜间隙，提升散热性能；

（2）制动踏板

旨在通过制动踏板来保障踏板行程，不允许踏板壁碰到车辆围板。同时，在提升踏板刚性的基础上，还应防范弹性变形问题的出现。在汽车的具体装配过程，若制动总泵不碰触辅

力器，则将会制约踏板行程。对于制动踏板，

其踩踏力一般可依据

这一公式进行核验。在该公式中， Fp是制动踏板的实际踩踏力，在常规行驶过程，应严格控制踩踏力量，禁止高于 500N；dm是制动主缸的具体直径大小； p是制动环节的管路压力；对于 k和η分别为真空助力比和液压传动实际效率；

（3）制动主缸以及助力器

制动主缸作为制动系统形成制动力的基本结构，它能够把助力器转移的动力加压，且作用于制动液，以此来达成液压制动。另外，助力器通常为单膜片结构，并是真空的。通过膜片能够把真空结构划分为真空腔以及大气腔。大多数条件下，上述两腔压力近乎平衡，然而，当制动踏板逐步下压时，真空阀门将慢慢关闭，空气涌向大气腔，形成压力差，同时，压力差表现在助力器外圈中，并制动主缸，产生效果；

（4）驻车装置

从汽车制动系统层面来说，驻车装置为后轮制动装置。它主要位于汽车后轮，因此，有时也将其称为车轮制动器。其余驻车装置主要设置于汽车传动轴中，它也有传动轴驻车器的称谓。配备驻车装置有利于汽车停放，可增加停放可靠性。因此，我国面向汽车驻车装置提出了硬性规定，要求车辆空载时，应停靠在坡度超过 20度的坡面，且车辆轮胎以及路面附着系统禁止小于 0.7，同时，固定时间应控制在二十分钟之外。

3.2.3 极限制动减速度求解与制动距离计算

当制动器自身的制动力适宜、制动装置满足质量标准时，车轮以及路面之间的附着系数关乎着车辆的极限制动减速度。对汽车而言，当配备 ABS系统后，其制动系统能够借助路面附着峰值能够让制动减速效果趋于理想化。

若制动力不满足极限附着力，当车轮可稳步运转的条件下，应依据 Jmax=Fnlm求解极限制动减速度；若车轮完全抱死，则参照 Jmax=Φs*g求解极限制动减速度；若制动力高于路面附着力，同时，车轮可稳步转动，则参照 Jmax=Φp*g求解极限制动速度。参照求解制动距离，在该公式中， t1是制动装置自身

时代汽车 www.cnautotime.com

的延时时间， t2是制动力提高过程的时间，而 v是制动过程车辆对应的初速度。

4 结语

对汽车而言，研究制动性能，掌握制动稳定性，明确制动部件的基本参数能够让车辆制动系统符合该车。探讨制动结构，解析制动特点，能够增加制动设计的科学性和可行性，让车辆制动系统满足车辆特性，获得优良的制动效果，以此来增加制动稳定性，强化制动的可靠性。

参考文献：

[1]周新亚 .探讨汽车制动系统的匹配设计要点[J].科技与创新，2016，（2）：84-85.

[2]胡东海，何仁 .电子液压制动系统的安全设计与匹配分析 [J].农业工程学报，2015，（9）：77-84.

[3]张继红，宗长富，郑宏宇等 .基于MATLAB/GUI的制动系统设计与评价软件开发 [J].汽车技术，2014，（8）：18-21.

[4]YangKun，李静，GuoLishu等 .汽车电子机械制动系统设计与仿真 [J].农业机械学报，2015，39（8）：24-27.

[5]王良模，曾小平，于鹏晓等 .汽车液压制动系统设计与分析软件的开发 [J].南京理工大学学报，2015，25（3）：247-251.

[6]金智林，赵曰贺，赵峰等 .汽车电控机械制动系统设计及性能分析 [J].机械设计与制造，2015，（6）：28-30.

[7]李骏，胡宗梅 .汽车制动力分配比的优化与分析 [J].农业装备与车辆工程，2016，（11）：18-19，30.