摘要：通過國家標(biāo)準(zhǔn)GB 12676中有關(guān)條款對行車制動距離、制動減速度和制動時間的數(shù)據(jù)表現(xiàn)進(jìn)行關(guān)聯(lián)性分析，并針對其分析結(jié)果，利用過程方法對車輛的配置進(jìn)行優(yōu)化策略的制定，從而有的放矢地提升車輛的制動效能，最終形成閉環(huán)改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：法規(guī)；商用車；行車制動性能分析；過程方法性優(yōu)化；閉環(huán)

中圖分類號：U463.5 收稿日期：2023-12-28

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2024.04.026

1 前言

制動效能是汽車制動性能三大評價指標(biāo)之一，指制動時所產(chǎn)生的制動減速度、所經(jīng)過的制動距離和制動時間，對行車制動效能的評價是各國商用車制動系統(tǒng)法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)里的重要部分，對評價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輛性能在某一具體參數(shù)的表現(xiàn)。制動性能關(guān)系到交通安全，重大交通事故部分與制動距離太長有關(guān)，故作為商用車設(shè)計生產(chǎn)廠家，需要從理論、試驗、系統(tǒng)改進(jìn)等方面保證商用車的制動基本性能，在滿足相關(guān)法規(guī)的基礎(chǔ)之上，按照市場需求進(jìn)行配置優(yōu)化，最終將安全、可靠產(chǎn)品交付用戶。

2 公式解讀

國家標(biāo)準(zhǔn)GB 12676［1］中對制動效能的評價指標(biāo)的定義：

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

制動距離S：從駕駛員促動制動系統(tǒng)的控制裝置開始至車輛停住所駛過的距離。參見5.1.1.3條。

充分發(fā)出的平均減速度：制動過程中0.1v0～0.8v0時對應(yīng)的減速度，具體符號意義見5.1.1.3，以下簡稱減速度。

在法規(guī)中，考慮其常用車速，將駕駛員制動過程呈現(xiàn)在簡化公式中，并使評價結(jié)果盡量合理。以N3類車型、發(fā)動機(jī)脫開的O型試驗為例，相關(guān)法規(guī)項規(guī)定見表1。

其中，制動距離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)中的制動距離公式，可以寫為

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

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

式中，τ2[′]=0.2 s，為促動制動踏板時所需時間；τ2[″]=0.3 s，為法規(guī)規(guī)定的0.6 s車輛達(dá)到最大壓力的75%所使用時間的1/2；c=0.04 s，法規(guī)規(guī)定的響應(yīng)時間的圓整方法對應(yīng)的時間。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，得到的公式系數(shù)；25.92為單位換算得到的系數(shù)。

即，公式前半部分與時間和τ2[′]+τ2[″]有關(guān)，后半部分與制動減速度dm有關(guān)；公式中有3個具體設(shè)定值，將此3個設(shè)定值分別代入試驗數(shù)據(jù)，可得具體的制動距離S數(shù)值與試驗值的差距；當(dāng)試驗中得到整車dm、S響應(yīng)時間的真實值時，就可以將公式中其中一組數(shù)值代入，即可得到另外一個改進(jìn)項的數(shù)值，并判斷是否在設(shè)計范圍內(nèi)或?qū)Υ隧椷\用過程性方法進(jìn)行優(yōu)化。

3 過程方法性優(yōu)化

本文依據(jù)《ISO9000：2015/GBT19001—2016質(zhì)量管理體系要求》［2］對過程方法進(jìn)行研究，通過建立、實施整車優(yōu)化體系以提高過程方法的效率，通過對設(shè)計要求的把控來提高設(shè)計滿意度，將相互關(guān)聯(lián)的過程作為一個體系加以理解和管理，這些有助于高效地實現(xiàn)整車性能，從而達(dá)到預(yù)期結(jié)果。這種方法能夠?qū)w系過程之間相互關(guān)聯(lián)和相互依賴的關(guān)系進(jìn)行有效控制，以提高改進(jìn)后整車的整體效能。以行車制動過程中的氣路流向為線索，對響應(yīng)時間、制動減速度dm、制動距離進(jìn)行因素拆解及分析。

試驗車整車制動性能中，氣路流向建模見圖1，氣路走向流程圖從三個板塊顯示了整車氣路走向：a.踩下踏板到整車停止的動作板塊；b.整車氣路流向經(jīng)過的整車部件的過程板塊；c.上述兩個板塊的整車板塊所對應(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)影響因素對應(yīng)的整車部件及連接件（表3），并針對各部件的結(jié)構(gòu)、性能進(jìn)行改進(jìn)［3］。

以JH6某款8×4載貨車定型試驗為例，60 km/h，O型脫開試驗數(shù)據(jù)見表4。按照對公式的解讀，改進(jìn)前數(shù)據(jù)分析：

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

性能表現(xiàn)=試驗值/規(guī)定值×100%=97.0%

b.將制動距離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，整車建壓時間為0.306×2=0.612 s，從而有：

性能表現(xiàn)=試驗值/規(guī)定值×100%=95.9%

在計算結(jié)果中，設(shè)計者按照圖1、表2、表3對整車進(jìn)行過程化逐項對比，最終改進(jìn)項目如下：

a.制動閥曲線斜率變大，在壓力起始點及最大壓力不變的條件下，縮短踏板行程5%，縮短建壓時間。

b.制動氣室支架結(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，支架中心點上下位移變形量減小2 mm，減少制動推桿行程3 mm，處于60%總行程范圍以內(nèi)。

c.通過多次試驗，調(diào)整調(diào)壓閥氣壓為0.9 MPa，進(jìn)行全制動時通過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），得到車輛的法規(guī)要求制動距離為38 m，則有：

性能表現(xiàn)=試驗值/規(guī)定值×100%=92.4%

b.將制動距離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，整車建壓時間0.266×2=0.53 s，從而有：

性能表現(xiàn)=試驗值/規(guī)定值×100%=83.1%

c.制動距離縮短比例：（97.0%-92.4%）/97.0%=4.74%。

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

e.制動減速度提高比例：（5.3-5.1）/5.3=3.77%。

通過改進(jìn)，整車制動響應(yīng)時間提高了13.34%，制動距離縮短了4.47%，制動減速度提高了3.77%，對整車行車制動性能進(jìn)行了過程性分析、改進(jìn)，最終實現(xiàn)了制動系統(tǒng)開發(fā)設(shè)計—試驗改進(jìn)的閉環(huán)改進(jìn)。

4 結(jié)語

商用車的制動效能關(guān)系到整車的制動性能及安全性，需要在滿足法規(guī)的基礎(chǔ)上，對車型進(jìn)行目的性改進(jìn)，通過對制動系統(tǒng)過程方法性的優(yōu)化及分析，保證了整車在每個設(shè)計、試驗環(huán)節(jié)進(jìn)行累計改善，最終達(dá)到最優(yōu)設(shè)計效果。

參考文獻(xiàn)：

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

[2]GB 12676—2014 商用車輛和掛車制動系統(tǒng)技術(shù)要求及試驗方法[S].

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

作者簡介：

王曉靜，女，1982年生，高級工程師，研究方向為制動系統(tǒng)設(shè)計、專用車數(shù)據(jù)分析。