轿车制动踏板感影响因素分析及优化措施

肖鹏 罗红杰 俱伟涛

摘要：伴随着我国经济迅猛发展，人们对汽车的需求量越来越多，而且对汽车驾驶的舒适性、安全性要求很高。而汽车的制动系统是保证汽车平稳、安全行驶的基础，制动系统中的制动踏板感觉也紧密关系着汽车驾驶的舒适性，基于此，本文针对轿车制动踏板感的影响因素进行了研究，并提出了改善方法，以供参考。

关键词：轿车;制动踏板感;影响因素;优化

引言

通过对轿车发动机真空度、踏板与防火墙的刚度等措施，可以很好地改善轿车的制动踏板感，但是其虽然有优化作用，但是其在轿车车辆磨损等方面的功能还有待提升，所以在实行优化方案时，应从整体性方面进行综合考虑，从而最大程度提升汽车驾驶性能。

1轿车踏板感的几个影响因素

1.1轿车制动踏板感简介

轿车的制动系统是刹车踏板通过杠杆机构与真空助力器及制动主缸连接在一起而构成的。轿车制动时，车辆驾驶员踩下制动踏板，在此过程中，在克服制动踏板机构间隙和阻力的同时，还可带动真空助力器，从而控制制动主缸，使得管路油压升高推动制动分泵，之后摩擦片与制动盘间会产生制动力矩，从而增大轮胎、路面间摩擦力，增大进而实现轿车的减速。在这一整套的制动控制中，驾驶员踩踏轿车制动踏板时所获得车制动踏板位移和踏板力所形成的感觉再加上轿车在制动的过程中车辆的制动减速、车辆的运行动态等共同构成了轿车制动踏板感觉。

1.2影响轿车制动踏板感的因素分析

1.2.1制动系统的效能

踏板的工作情况是影响踏板感的根本因素，而制动系统的效能各不相同，这就需要驾驶员用不同力度操作踏板。

制动系统的效能由多个因素决定，以卡钳的制动有效半径为例，当该参数偏小时，驾驶员应用更大的力踩踏板，才能让车辆达到有效制动状态，这说明此时的制动效果较差，踏板感很差。

1.2.2整车真空度

踩下制动踏板时，整车提供的真空会通过真空助力器对制动系统进行辅助，从而降低驾驶员对踏板操作的困难程度。整车的真空度不足会影响真空助力器的输出特性曲线，车辆的表现为达到同一减速度需要更大的踏板力。另外，当车辆行驶到高原地区时，更低的大气压力使得整车真空度更小，会导致乘用车制动效果下降。解决真空度问题的传统解决方案是在制动系统中应用机械或电动真空泵。

1.2.3踏板的行程

踏板的行程包括两个方面：空行程情况和踏板行程的变化量。当空行程过大时，驾驶员若想减速，要踩下更大的踏板行程，踏板感觉质量差。对于踏板行程的变化量，包括摩擦片压缩和制动管路变形等，当这些零部件的变形量过大时，会导致制动过程中产生更大的踏板变形量，降低踏板感觉。另外，各零部件，如制动踏板、制动主缸、制动管路等在一定压力下的刚性，也会影响踏板行程。

除此之外，增加制动踏板杠杆比可减小踏板力，但是会增加踏板行程，也是影响踏板感的一个因素。

2优化制动感觉的方法

2.1提高制动效能优化制动踏板感觉

通过测试竞品车可以获得车辆的踏板力与实车减速度的关系曲线，此曲线是评价踏板感觉的一个重要评价指标。在踏板力与减速度的曲线优化中，主要考虑的因素包括以下几点：摩擦片的摩擦系数、卡钳的缸径及制动有效半径等。例如在某SUV的踏板感觉优化过程中，大多数主观评价人员反映此轿车的踏板感较差，需要的踏板力过大。经商讨后，采用了如下的优化方法：车辆的前卡钳缸径从54mm提升至57mm，后卡钳缸径从32mm提升至38mm。前卡钳的制动有效半径115mm提高到123mm，后卡钳的制动有效半径120mm提高到130mm，摩擦系数也由前0.38后0.32提高到前0.4后0.34。经过此方案进行调整后，车辆的制动踏板感得到了良好改善。

2.2优化助力器特性

2.2.1调整真空助力器的助力比

如图1所示，在保持输入力不变的基础上，要想提高轿车的踏板感，可以通过提高助力器的助力比，使得输出压力增大，即可在踏板力不变的情况下提高制动系统管路压力，进而增大制动减速度。实际上，在保证拐点压力的前提下，只要保证助力器的能力足够，助力比越大越能提高制动踏板感，从而保证驾驶安全。

2.2.2调整真空助力器的始动力和跳跃值

调整真空助力器的始动力和跳跃值，可以调整初始的踏板感觉，提高初期制动反应速度，并能降低初期踏板力。然后，通过降低始动力可以降低初期的踏板力，从而提升制动初始踏板感，为后期的良好踏板感奠定基础。一般情况下，结合目前的助力器的制造能力，始动力最好控制在40～70N之间。另外，通过提高跳跃值可以提高初始的管路压力，从而为初始的制动减速度提供良好的基础，最终提高踏板感。当然，跳跃值不要过高，否则很容易产生制动两段感，使前期的踏板减速度过高，从而产生较差的制动踏板感。

2.3调整制动踏板杠杆比

一般情况下，不会通过增加制动踏板杠杆比来减小踏板力;相反，在制动系统匹配过程中，通常会选择较小的制动踏板杠杆比控制踏板行程。一般，制动踏板杠杆比定义为3.2～4.0较好。

2.4其他优化制动踏板感觉方法

除了提高制动系统的效能、优化助力器特性外，还可以通过提高发动机真空度、改善踏板与防火墙的刚度、减少踏板与助力器连接的间隙、提高助力器的刚度、减少软管的膨胀量、减少系统空行程与间隙等方法来优化制动踏板感觉。但是这些方法也存在一定弊端，比如：加速磨损、提高成本等，所以，在優化踏板感的过程中需要多方面权衡，择优选取。

结束语

综上所述，制动踏板感直接影响驾驶员的制动操作以及驾驶信心，从而影响驾驶舒适性和安全性。整车真空度、制动系统效能等都会影响汽车的制动踏板感，所以若想提高制动踏板感应从这几方面入手进行调整，使车辆更适合市场的需求和用户的需求。

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