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浅谈汽车制动踏板的型面设计

2019-09-21张焕平

汽车实用技术 2019年17期
关键词:型面纹路踏板

张焕平

(广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院,广东 广州 511434)

前言

汽车制动踏板是汽车的重要部件之一,其功能是使驾驶员通过踩制动踏板来降低车速,为驾驶员安全行车提供了保证。因此如何布置制动踏板和设计踏板型面,让驾驶员获得舒适的踩踏感、踩踏空间是制动踏板设计过程中需要考虑的重要原则[1]。

驾驶员踩踏制动踏板进行制动是行车过程中经常进行的操作,因此必须使制动踏板面的尺寸、位置、角度、行程、型面、纹路等满足踩踏舒适性的要求。

1 确定制动踏板尺寸

制动踏板分手动挡(MT)踏板和自动(AT)挡踏板,如图1、表1 所示。

图1 制动踏板尺寸定义

表1 制动踏板尺寸建议值

2 确定制动踏板的位置

2.1 确定制动踏板的X 向位置

通过图2 的流程和图3 的尺寸链L103=L104+A+B+C+ L105,A=L+M+N 确定制动踏板的X 向位置。

图2 制动踏板X 向位置确定流程

图3 制动踏板X 向尺寸链

2.2 确定制动踏板的Y 向位置

踏板间距以两个踏板在参考平面P 上投影之间的最小距离来测量,如图4 所示;

加速踏板中心与主驾中心距PW98[2],如图5 所示,建议值180±5mm;

加速踏板宽度PW11,如图5 所示,建议值60mm;

制动踏板与加速踏板距离PW21,如图5 所示,建议值≥65mm。

图4 P 平面的定义

图5 制动踏板Y 向间距定义

2.3 确定制动踏板的Z 向位置

制动踏板初始位置中心离地高 H2=200+0.04*H30- 0.0004* H30²(±5mm),如图6 所示;制动踏板与油门踏板落差PL52,建议值30~35mm,如图6 所示。

图6 制动踏板Z 向间距定义

3 确定制动踏板面角度

从对标结果得出:踏板面倾角与人体坐高H30 密切相关,H30 越大,倾角越小,但有一定的取值范围,如表2 所示。

表2 踏板角对标分析

建议参考a=77deg-0.08*H30(±2deg)公式设定制动踏板面角度,如图7 所示。

图7 踏板角a 定义

4 确定制动踏板的行程

制动踏板的行程直接影响踩踏踏板时脚踝的舒适性,经实车评审,制动踏板的行程在110mm 得分最高,如表3 所示。制动踏板极限位置与地毯间距,建议值≥10mm。

表3 制动踏板行程评分

5 确定制动踏板面的型面

踩踏制动踏板时, PCP 点会随着踏板行程的变化在踏板面上移动,不同型面的踏板在同一行程时PCP 点与BOF 点间距(定义: PCP 点在BOF 点下方为负值)是不一样的,如图8 所示。通过实车评审、对比分析,如表4 所示,建议通过以下方法对踏板面的型面进行约束:

(1)将踵点与设计假人的踵点重合。

(2)踵点不动,鞋底分别与初始位置、1/3 行程位置、2/3 行程位置、极限位置的踏板面相切。

在初始位置时,PCP 点与BOF 点间距-30~-20mm;

在1/3 行程位置时,PCP 点与BOF 点间距-10~10mm;

在2/3 行程位置时,PCP 点与BOF 点间距20~30mm;

在极限位置时,PCP 点与BOF 点间距40~50mm;

在全行程中,PCP 点的滑移距离建议在80mm 内。

图8 制动踏板型面约束定义

表4 制动踏板踏点对标分析

6 确定制动踏板臂的型面

制动踏板臂的型面设计时,要避免在踏板踩踏过程中鞋尖碰到踏板臂,通过实车评审、对比分析,如表5 所示,建议通过以下方法对踏板面进行约束,如图9 所示。

(1)将踵点与设计假人的踵点重合。

(2)踵点不动,鞋底与2/3 行程位置的踏板面相切。

图9 制动踏板臂约束定义

表5 鞋尖与制动踏板臂间距对标分析

7 确定制动踏板面的纹路

踏板面的纹路直接影响踩踏踏板时鞋底与踏板面的摩擦力,从对标结果得出:两种纹路叠加、网格是制动踏板面纹路的主流,如表6 所示。

表6 制动踏板面纹路对标分析

8 结论

制动踏板的设计是一项复杂而细致的工作,也是汽车设计的重要组成部分。设计人员必须在设计过程中权衡利弊,多方位思考,使其既能充分满足驾驶员的操作舒适性要求,又要满足操作空间的要求。

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