汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编制日期：

5、制动部分设计指南

5.1简要说明

5.1.1 内容概括

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 1 -

● 制动系统包括行车制动系统，驻车制动系统，应急制动系统;

 行车制动：使行驶中的汽车减速甚至停车,使下坡行驶的汽车的速度保持稳定的一套装置 ；

 驻车制动:使已停使的汽车驻留原地不动的一套装置；

 应急制动:在行车制动系统部分失效或完全失效的情况下保证汽车仍能实现减速或停车的一套装置；

● 制动系统的开发流程:

如下图所示：

参考车型的制动

制动系统评审

输

车辆参数 目标市场

输同类车型 法律法规

入

系统目标值的确定

主要是：

1，法规要求值：

2，奇瑞目标值：不同附着系数下的制动减速度、制动距离、系统油压、踏板力、踏板行程

参考车型的制动制动系统的关键参数

系统参数 系统参数

前制动器的参数

后制动器的参数

真空助力器的参数

踏板的参数

驻车制动操纵机构参数

驻车制动操纵机构参数

出

编制日期：

5.1.2适用范围

适用于所有奇瑞公司所开发的车型.

5.1.3 设计目的

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 2 -

合理设计汽车的制动系统，其目的在于:在满足国家法规要求的同时,具有良好的舒适性,满足用户的要求.

5.1.4 零件结构图

制动系统主要分为三部分:1行车制动系统:包括基础制动器,真空助力器,制动管路,踏板,2.驻车制动系统,包括驻车操纵机构总成,制动拉索,驻车制动器3.压力调节装置包括包括ABS控制器总成或比例阀,ABS传感器等,

5.2设计构想

5.2.1 设计原则

5.2.1.1 制动系统的功能要求

●行车制动必须保证驾驶员在行车过程中能控制机动车安全、有效地减速和停车。行车制动必须是可控制的，且必须保证驾驶员在其座位上双手无须离开方向盘（或方向把）就能实现制动; 驻车制动应能使机动车即使在没有驾驶员的情况下，也能停在上、下坡道上。驾驶员必须在座位上就可以实现驻车制动。

编制日期：

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次：

●制动效能要满足法规要求

●有良好的制动稳定性

●驾驶感好（包括踏板力，踏板行程）

●有良好的热衰退性能（通过AMS试验来验证,详见试验部分）

5.2.1.2 制动系统的顾客要求

页次：- 3 -

在满足制动性能的前提下,还应该满足舒适性要求, 如:操作方便,行车制动在产生最大制动效能时的踏板力，对于乘用车不应大于230N ；手握力不应大于 250 N,除了这些力的要求,尽量避免有制动点头,制动时摩擦片尖叫等不良现象,同时在行车制动系统失效的情况下,还应具有应急制动的功能.

5.2.1.3 制动系统的性能要求

制动系统性能要满足法规GB/T12676要求,GB/T12676等同于欧洲法规ECER13-09，ECER13H-00及美国法规FMVSS 135

5.2.2 制动系统设计计算

5.2.2.1 ●决定制动系统关键参数的因素:详见下表

决定制动系统参数的整车调查表

Laden Weight [kg] : 满载质量

Laden Weight [%] :满载前轴轴荷比重

Laden Height [mm] :满载重心高度(hg)

Unladen weight [kg] : (kerb Weight)空载质量

Unladen Weight perc. Front [%] :空载前轴轴荷比重

Unladen height [mm] :空载重心高度

Wheelbase[mm] :轴距

Split F/R, X, L, HI, or HH):管路布置型式

编制日期：

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 4 -

Maximum axle load front [kg] :前轴最大轴载

Maximum axle load rear [kg] :后轴最大轴载

Maximum speed [km/h] :最高车型

Engine Power [ kW] :发动机功率

Engine stroke volume [ccm]:发动机排量

Laden acceleration 0 to 100 km/h [s] :满载车速从0到100的加速时间

Half laden acceleration 80km/h to 90% vmax [s] :半载车速从80到最大车速的90%的加速时间

Power Transmission (Front, Rear or 4 wheels) :驱动型式

Tire rolling radius front [mm] : 前轮滚动半径

Tire rolling radius rear [mm] :后轮滚动半径

Rim Size [in] :轮辋规格

Tire size front : 前轮胎规格

Tire size rear :后轮胎规格

●计算过程

汽车制动时，地面作用于车轮的切线力称为地面制动力Fxb，它是使汽车制动而减速行驶的外力。在轮胎周缘克服制动器摩擦力矩Mu所需的力称为制动器制动力Fu。

地面制动力是滑动摩擦约束反力，其最大值受附着力的限制。附着力FΦ与Fxbmax的关系为Fxbmax＝FΦ＝Fz²Φ。Fz为地面垂直反作用力，Φ为轮胎—道路附着系数，其值受各种因素影响。若不考虑制动过程中Φ值的变化，即设为一常值，则当制动踏板力或制动系压力上升到某一值，而地面制动力达最大值即等于附着力时，车轮将抱死不动而拖滑。踏板力或制动系压力再增加，制动器制动力Fu由于制动器摩擦力矩的增长，仍按直线关系继续上升，但是地面制动力达到附着力的值后就不再增加了。制动过程中，这三种力的关系，如图1所示。

汽车的地面制动力首先取决于制动器制动力，但同时又受轮胎。道路附着条件的限制。所以只有当汽车具有足够的制动器摩擦力矩，同时轮胎与道路又能提供高的附着力时，汽车才有足够的地面制动力而获得良好的制动

编制日期：

性。

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 5 -

图2是汽车在水平路面上制动时的受力情形 (忽略了汽车的滚动阻力偶矩、空气阻力以及旋转质量减速时产生的惯性力偶矩) 。此外，下面的分析中还忽略制动时车轮边滚边滑的过程，附着系数只取一个定值Φ，惯性阻力为：

图1： 制动过程中，地面制动力、制动器制动力及附着力的关系

编制日期：

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 6 -

FjFxb2FZ2

图2 制动时的汽车受力图

a.地面对汽车的法向反作用力：

Fxb2GFZ1

b.制动距离

编制日期：

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 7 -

图3 典型制动过程

汽车的制动能力常用制动效能反映。制动效能是指汽车以一定初速迅速制动到停车的制动距离或制动过程中的制动减速度。制动过程中典型的减速度与时间关系曲线如图3所示。其中，ta为制动系反应时间，指制动时踏下制动踏板克服自由行程、制动器中蹄与鼓的间隙等所需时间。一般液压制动系的反应时间为0.015—0.03s，气压制动系为0.05—0.06；tb为减速度增长时间，液压制动系为0.15—0.3s，气压制动系为0.3—0.8s。制动距离与汽车的行驶安全有直接的关系。制动距离是指在一定制动初速度下，汽车从驾驶员踩着制动踏板开始到停住为止所驶过的距离。根据图3所示的典型制动过程，可求得制动距离S：

S＝v(ta+1tb)+2v2

2jmax理想的制动力分配曲线

在任何轮胎－地面附着系数之下，汽车在水平路面制动时均能使双轴汽车前、后轮同时接近抱死状态的前、后制动器制动力分配曲线称之为理想制动器制动力分配曲线，通常称为I曲线。此时，前后轮制动器制动力分别等于各自的附着力。

编制日期：

Fu1

FZ1

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 8 -

hg

Fu FZ2

图4

编制日期：

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 9 -

理想制动器制动力分配曲线与实际线性制动器制动力分配曲线（单位汽车重力）

制动踏板力与制动力的关系

在制动踏板上加力F，在车轮刹车上就会产生如下的制动力

制动器主缸

制动主缸

活塞

制动盘

真空助力器

制动踏板

图6

PBSBiF

SM

编制日期：

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次：

PB：活塞压强

SB：活塞端面面积

SM：制动主缸活塞端面面积

i ：真空助力器增益系数

γ：制动踏板杠杆比（R/r）

页次：- 10 -

F：踏板输入力

●输出制动系统参数见下表

PEDAL（踏板）

1

2

3

4

5

Pedal Ratio (nominal) :踏板杠杆比(γ)

Available Pedal Travel [mm] :有效的踏板行程

Pedal return spring preload [N] :踏板回位弹簧预紧力

Pedal return spring prate [N/mm] :踏板回位弹簧刚度

Bulkhead deflection [mm/N] :回位弹簧单位力下的变形量

PARKING BRAKE（驻车制动）

1

2

3

4

5

Parking brake operating on (Front or Rear):驻车（前或后）

Parking brake operating by (Hand, foot or motor) :驻车操纵（手，脚，电子）

Cabin lever ratio :驻车操纵杠杆比

Cable ratio :拉索传动比

Cable Efficiency [%] :拉索传递效率

HOSE

1

2

3

Number of hoses front :前软管的数量

Number of hoses rear :后软管的数量

Length of one hose front [mm] :一个前软管的长度

编制日期：

4

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次：

Length of one hose rear [mm] :一个后软管的长度

页次：- 11 -

Brake Components Summary 制动部件的概况

1

2

3

4

5

6

7

8

Brake Front Axle :前制动器规格

Disk / Drum Front Axle :盘/鼓式制动器

Brake Rear Axle :后制动器规格

Disk / Drum Rear Axle :盘或鼓式制动器

Master Cylinder :主缸规格

Servo :真空助力器规格

Brake Approtioning Rear Axle :比例阀规格

ABS :

If Disc Brake 如果是盘式制动器

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Cylinder Diameter 1 [mm] :轮缸直径1

Cylinder Diameter 2, if dual piston [mm] :轮缸直径2，如果是双轮缸的

Effctive radius [mm] :有效半径

Lining  nominal :摩擦系数

Threshold pressure [Bar] :起跳点压力

Lining area per brake [cm2] :每个制动块的摩擦面积

Radius to centre lining height [mm] :车轮中心到摩擦片中心的距离

Clearance total per brake [mm] :每次制动时的间隙

Fluid disp. at 50 Bar without clearance [ml] :在50Bar时的彭胀量

Fluid disp. at 100 Bar without clearance [ml] : 在100Bar时的彭胀量

Maximum braking torque :最大制动力矩

If Drum Brake 如果是鼓式制动器

1

2

Wheel Cylinder diameter [mm] :轮缸直径

Brake factor C* :制动效能因素

编制日期：

3

4

5

6

7

8

9

10

11

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次：

Threshold pressure [Bar] :起跳点压力

Leading shoe factor / mean shoe factor :领蹄效能因素

Lining area per brake [cm2] :每个制动片的摩擦面积

Lining arc 1 [Degree] :摩擦片包角1

Lining arc 2 [Degree] :摩擦片包角2

Clearance total per brake [mm] :每次制动时的间隙

Fluid disp. at 50 Bar without clearance [ml] :在50Bar时的彭胀量

Fluid disp. at 100 Bar without clearance [ml] :在100Bar时的彭胀量

Maximum braking torque :最大制动力矩

页次：- 12 -

11. Brake Rear Axle 后制动器

If Disc Brake 如果是盘式

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

Cylinder Diameter 1 [mm] :轮缸直径

Cylinder Diameter 2, if dual piston [mm] :轮缸2的直径,如果是双缸的

Effctive radius [mm] :有效半径

Lining  nominal :摩擦系数

Threshold pressure [Bar] :起跳压力

Lining area per brake [cm2] :每个摩擦片的面积

Radius to centre lining height [mm] :车轮中心到摩擦片中心的高度

Clearance total per brake [mm] :每次制动时的间隙总合

Fluid disp. at 50 Bar without clearance [ml] :在50Bar时的彭胀量

Fluid disp. at 100 Bar without clearance [ml] :在100Bar时的彭胀量

Maximum braking torque :最大制动扭矩

If Drum Brake 如果是鼓式

1

2

Wheel Cylinder diameter [mm] :轮缸直径

Brake factor C* :制动效能因素

编制日期：

3

4

5

6

7

8

9

10

11

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次：

Threshold pressure [Bar] :起跳压力

Leading shoe factor / mean shoe factor :领蹄效能因素

Lining area per brake [cm2] :每个摩擦片的面积

Lining arc 1 [Degree] :衬片包角1

Lining arc 2 [Degree] :衬片包角2

Clearance total per brake [mm] :每次制动时的间隙总合

Fluid disp. at 50 Bar without clearance [ml] :在50Bar时的彭胀量

Fluid disp. at 100 Bar without clearance [ml] :在100Bar时的彭胀量

Maximum braking torque :最大制动扭矩

页次：- 13 -

12. Parking Brake Rear Axle 驻车制动

If Disc Brake 如果是盘式

1

2

3

4

5

6

Fitted Load inner spring [N] :内弹簧的预紧力

Lining static  :摩擦系数

Brake lever ratio :制动杠杆比

Brake lever ratio effeciency[%] :杠杆传递效率

Threshold load at brake lever [N]:起跳压力

Maximum Clamp load [N] :最大回位力

If Drum Brake如果是鼓式

1

2

3

4

5

6

7

Brake factor C* (mech, forward sticking ) :制动效能因素

Brake factor C* (mech, backward sticking ) : 制动效能因素

Brake factor C* (mech, forward normal ) : 制动效能因素

Brake factor C* (mech, backward normal ) : 制动效能因素

Brake lever ratio :杠杆比

Brake lever ratio effeciency[%] : 杠杆传递效率

Threshold load at brake lever [N]:起跳压力

编制日期：

8

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次：

Maximum Clamp load [N] :最大回位力

页次：- 14 -

13. Master Cylinder 主缸

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

14. Servo 助力

1

2

3

4

5

Nominal Boost ratio :助力比

Operating cut off [mm] :空行程

Threshold load [N] :起跳压力

Output force at knee point [N] :在拐点的输出力

Input force at knee point [N] :在拐点的输入力

Diameter primary piston [mm] :第一主缸直径

Diameter secondary piston [mm] :第二主缸直径

Nominal stroke [mm] :名义上行程

Stroke Primary piston [mm] :第一主缸行程

Stroke Secondary piston [mm] :第二活塞行程

Cut off primary piston [mm] :第一活塞的空行程

Cut off secondary piston [mm] :第二活塞的空行程

Fitted load primary piston spring [N] :第一活塞的预载荷

Fitted load secondary piston spring [N] :第二活塞的预载荷

Type ( AS/AS, CV/CV, AS/CV) :类型(补偿孔式,中心阀式,补偿孔/中心阀式)

15. Brake force control device 制动力控制装置

1

2

3

4

16. ABS

1 Volume disp. Modulator at 50 Bar [ml] :在50Bar时调节器所需液量

Unladen cut in pressure [Bar] :空载拐点的压力

Valve ratio :阀的杠杆比

Cut in Deceleration (for G valve) :减压系数

Laden cut in pressure ( for LCRV) : 满载拐点的压力

编制日期：

2

3

4

5

6

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 15 -

Volume disp. Modulator at 100 Bar [ml] :在100bar时调节器所需液量

LPA volume primary cicuit [ml] :第一回路的容积

LPA volume secondary cicuit [ml] :第二回路的容积

Efficiency front axle [%] :前轮的效能

Efficiency rear axle [%] :后轮的效能

/ Drum Front Axle 盘式/鼓式

If Disc, 如果是盘式

1

2

3

4

5

6

Type (solid or ventilated, iron or aluminium)类型（实心，通风或铝制）

Outer Disc diameter [mm]:外盘直径

Inner Disc diameter [mm] :内盘直径

Disc thickness [mm] : 制动盘厚度

Disc pot diameter [mm] :

Disc pot width [mm] :

If Drum Brake 如果是鼓式

1

2

3

Drum Diameter [mm] :鼓径

Drum width [mm] :鼓的宽度

Drum thickness [mm] :鼓的厚度

5.2.3 环境条件

5.2.3.1制动系统的工作温度范围

制动系统的工作温度范围取决于系统内各具体零部件的工作温度范围。

制动盘的工作温度≤500°

摩擦片的工作温度≤400°

制动钳的工作温度≤100°

轴承的工作温度≤120°

编制日期：

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 16 -

真空管的工作温度范围：-40℃~+120℃；

5.2.3.2制动系统的工作压力范围

制动系统的工作压力≤10MPa

5.2.3.3 其它注意事项

对于没有报警装置,罐体透明的制动储液罐用户应该经常检查制动储液罐液面高度,当液面高度低于罐上的MIN线时,应加注制动液.对于有报警装置的制动储液罐当报警装置报警时用户应该马上检查制动储液罐液面高度.

用户从生产日期来算应该每隔一年或者一年半更换一次制动液,以保证制动系统的良好工作

5.2.4 测试的基本参数及方法

5.2.4.1 性能测试

5.2.4.1.1行车制动器总成性能试验按标准QC/T564执行

5.2.4.1.2制动钳总成性能试验按标准QC/T592执行

5.2.4.1.3驻车制动器性能试验按标准QC/T237执行

5.2.4.1.4转向节疲劳试验按下列要求执行:

5.2.4.1.4.1侧向力试验： 1)按实车状态连接，转向节和球销用成品，其余允许用替代品进行连接;2）侧向力作用在车轮替代杆的接地点上，连续双向施力，力的大小由奇瑞公司确定;3）试验频率2~3Hz

5.2.4.1.4.2纵向力试验： 1）按实车状态连接，转向节和球销用成品，其余允许用替代品进行连接;

2）纵向力作用在车轮替代杆的接地点上，连续双向施力，力的大小由奇瑞公司确定;3）试验频率≤10Hz

5.2.4.1.4.3制动力试验： 1）按实车状态连接,转向节、制动钳、球销用成品，其余允许用替代品进行连接;2）制动力作用在车轮替代杆的接地点上，连续双向施力，力的大小由奇瑞公司确定;3）试验频率≤10Hz

5.2.4.1.5手制动拉索的性能试验按标准Q/SQR.04.285

5.2.4.1.6真空助力器总成性能试验按标准QC/T307执行,制动主缸总成性能试验按标准QC/T311执行

5.2.4.1.7单向阀试验要求:1.开启压力：真空软管总成中真空单向阀的开启真空度在常温下应不大于

编制日期：

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 17 -

2.0Kpa(15mmHg);2.密封性能：真空软管总成中单向阀的密封性，在66.7Kpa(500 mmHg)真空度时，常温下15s内真空度下降值应不大于1.3Kpa(10mmHg)低温开启性能：在-25ºC低温下，单向阀开启真空度不大于9.3Kpa(70mmHg)

5.2.4.2 耐久性测试

5.2.4.2.1制动器疲劳强度试验按标准QC/T316执行;

5.2.4.2.2手制动操纵的耐久性试验按下列要求执行:

5.2.4.2.2.1空载下，试验循环20万次后仍能满足求；

5.2.4.2.2.2加载1000N作用下，试验循环10万次后仍能满足使用要求。

5.2.4.2.3 制动踏板总成疲劳强度试验按标准Q/SQR.04.283执行

5.2.4.3盐雾试验:制动系统盐雾试验按材料科编制的Q/SQR.04.028执行

5.2.4.3 AMS试验

5.2.4.3.1AMS试验简介:AMS试验是欧洲汽车杂志上所提出的制动系统的试验方法,该试验通过比常规制动更苛刻的试验方法来检查各车型制动系统的弱点.

5.2.4.3.2 AMS试验的准备工作:

●车辆要求整车整备带一个驾驶员和30kg的行李

●试验的路面要求是干燥的水平路面

●使摩擦片的工作温度达到100°C

●车速是148km/h时以最大减速度制动两次(要求ABS工作),测量制动距离

●车速是108 km/h时以最大减速度制动两次(要求ABS工作),测量制动距离

●车速以最大车速的80%制动一次(要求ABS工作), 测量制动距离

5.2.4.3.3 AMS试验方法

●要求车辆满载

●使摩擦片的工作温度达到100°C

●车速是108 km/h时以最大的减速度连续制动十次(要求ABS工作),测量每次的制动距离

5.2.4.3.4检查结果

●检查摩擦片是否起火

编制日期：

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 18 -

●检查制动距离是否小于40m

5.2.4.3.5影响AMS的因素

●真空助力器及主缸

最普遍的导制AMS测试失败的原因就是制动主缸的容积不够。随着制动衬块可压缩性增加后鼓随温度的升高膨胀, 由于摩擦材料的衰退，就需要更高的压力，通常情况下制动主缸的液面在随后的制动中就会降到最低点。传统的计算制动主缸行程需要考虑修定热制动衬块压缩和后鼓膨胀。

踏板行程充分合理的利用就应该使用空行程为0的主缸和助力器。

●踏板

踏板必须有足够的强度抵抗变形，还应该具有足够的刚度以避免紧急制动时驾驶员施加的高强度载荷时踏板底部不致于脱落。在AMS测试中，踏板受力达到2000N都是很正常的情况。在2000N力作用下，踏板偏转不得大于20mm，并且永久的偏转不得大于10 mm。

●摩擦材料

摩擦材料是取得良好，持久的AMS性能的关键。为了满足40 m的制动距离，前后制动都必须满足高强度减速度时他们应该达到的性能要求。

※ 稳定的摩擦材料衰退不超过30%；

※ 在3秒中内快速的建立起摩擦力来满足达到最大减速度的要求，这对于确保制动效能是非常重要的；

※ 稳定的压缩性能

※ 合适的强度

※ 承受热量的能力在试验的最后10秒钟内

制动鼓或盘的材料必须满足：

※ 稳定的摩擦性能在高温时不能减少30%

※ 在高温高压下要有足够的强度

●制动盘

大的通风盘对于抗热衰退和摩损是非常有好处的。制动盘的尺寸必须满足10次连续制动后温度不得大于390度。保时捷推荐了在AMS测试中的最大温度--500度，基本上可以和390度对等

●制动鼓

编制日期：

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 19 -

热容量和硬度是关键因素。通过增加鼓的厚度可以使AMS性能得到提升。这对于增加鼓的热容量及刚度都非常有用。一些竞争厂家（如VW）指定更硬的鼓材料也取得同样的效果。

●冷却

热容量由于AMS测试周期持续时间比较短就显得非常重要。良好的冷却条件可以使温度保持在控制温度以下，并且可以明显的改善制动盘，摩察衬块的损耗以及制动液的温度。

考虑到以下原因：

与钢制轮辋相比， 合金轮辋有更好的通风性，可以减小制动盘的温度。

较大的通风孔，在车轮里分布，塑料轮罩

空气由前缓冲器导向车轮圈弧

去掉前盘式制动器挡尘板

●卡钳

高强度的卡钳支架以及良好性能的密封圈对AMS测试性能都非常重要。制动衬块的面积必须足够大，以确保高强度的夹紧力和保持力量吸收

●后鼓式制动器

除了最小的汽车外，所有的想取得最短制动距离和AMS性能的车都需要用盘式制动器。但是，用鼓式制动器的车型通过优化制动设计在冷、热制动时也能达到40m 的制动距离。必须调整自调装置以避免制动

蹄片间隙过大，否则的话可能引起高制动液消耗和制动主缸内制动液不足以及当轮毂冷却后制动的约束。增加调节装置必须有热切断的特点以防止过多调节。轮毂的膨胀应该对制动蹄和调节装置都最小，可以防止先前的制动约束和在随后的制动中的间隙过大。

●轮胎

达到40m的制动距离要求接近1 g 制动减速度。假如ABS可以起95%的作用（好的ABS系统）要求轮胎与地面的摩擦系统至少1.05。测试显示不同的轮胎制动距离有4到5米的差距。如果同一级别中最好的车的制动距离和AMS性能测试是客观的，对比轮胎测试就应该做为制动设计计划的一部分。轮胎对于制大制动性能非常重要。

●ABS

要达到AMS测试要求的低于40m的制动距离，基本上要达到完美的前后制动力分配。即使是周围环境温

编制日期：

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 20 -

度平衡很好的系统，不同的前后衰退就意味着在接下来的制动过程中不会是完美的平衡。另外，驾驶员必须在每次制动的开始就能达到最大减速度？对于非ABS系统是非常困难的。

这就意味着要满足40m的制动距离，汽车都必须装上4轮ABS系统并且还应该具备前后制动力电子分配（EBD），还不能是机械式的压力控制阀。这就要驾驶员在制动的开始阶段就施加高强度的踏板力确保最大制动强度（ABS工作）。在每次制动过程中，前后轴制动都必须由ABS控制。

ABS在前后轴上至少能达到90%的作用。

●软管

为了减少踏板空行程， 前后都应该指定低膨胀量的软管。对于在AMS测试过程中产生系统压力（超过150bar）来说尤为重要。

●真空度

低膨胀真空软管和低起跳值，无弹性，单向阀都是在连续制动过程中要迅速建立真空的组成条件。在B级轿车上进行的试验显示当真空管直径是12mm时,对于AMS制动距离有非常积极的作用。通过消除弯管安装也可减少制动距离.

●制动力分配

为了达到同级车中最好的制动距离，前后轴都必须充分利用轮胎的地面附着系数。制动器大小必须保证提供足够大的制动力矩使前后轴在满载温度500时能够抱死。带ABS的汽车在后轴载荷变化较大时通常还

指定配备EBD。

●整车参数

外形，汽车类型和竞争者的相关规范通常决定汽车的结构（轴距，轮距载荷分配，重心高度）这些参数对制动距离和AMS性能都起着非常重要的作用。换句话说，更好的制动性能要求：

更长的轴距和更宽的轮距（稳定）

更低的重心

载荷分配在空、满载时前后各50%最理想。

更低的Z方向上的惯性

前轮辋通风性更好

编制日期：

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 21 -

●为通过AMS试验的系统检查清单如下表：

零件

制动主缸

要求

在热的摩擦衬块及制动毂的时候主缸里的制动液不会0，空行程为0

助力器 无空行程

确认,验证

CAE，AMS

设计

设计

CAE，整车

CAE，整车

Dyno

Dyno,AMS

Lab

Lab

CAE，整车

CAE，AMS

CAE、AMS

设计

设计

设计

踏板和踏板支架 2000N时最大偏移20mm

2000N时永久变形10mm

摩擦材料 在500度/350度时摩擦力减小不得〈30%

0． 3秒内达到最大制动力

500度时压缩量〈35%

在600度时结构完整

在AMS测试过程中10秒内不得产生火花

制动盘 10次连续制动温度不大于390

在AMS测试中温度不大于500

制动毂

制动冷却

AMS测试中温度不大于300

合金制轮辋

缓冲空气传导

制动盘挡尘板

卡钳 刚度〉87KN/mm

密封圈0.3到0.6 mm

在0.85g时成线性压力〈4.0N/mm

线性动力分配〈1.9KW/cm2

毂式制动器 自调装置避免AMS测试后制动约束

热切断

Lab

设计

设计

设计

AMS

设计

编制日期：

轮胎

ABS

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次：

优化干燥路面摩擦因素

4轮ABS带EBD

前后轴效率〉90%

页次：- 22 -

整车

设计

整车

设计

Lab

Lab

设计

CAE，AMS

CAE，AMS

软管 低膨胀量

膨胀量〈0.25cc 100bar时

真空分配 单向阀门限〈TBD bar

提供12管径的真空管

制动力分配 前制动力矩在500度时能使满载时车轮抱死

后制动力矩在350度时能使满载时车轮抱死

5.3分系统—行车制动系统

5.3.1行车制动系统包括制动器,真空助力器,储液罐,制动踏板,制动管路,ABS控制器及传感器.

5.3.1.1制动器部分

编制日期：

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 23 -

5.3.1.1.1制动器类型有钳式、鼓式和盘加鼓式

鼓式制动器 盘式制动器 盘加鼓式制动器

5.3.1.1.2制动原理

●鼓式制动器的工作原理:通过制动系统的压力推动活塞或是在拉索的拉力下使制动蹄片张开,制动鼓内表面与摩擦片摩擦产生制动力矩.制动鼓的工作面是圆柱面,

●盘式制动器的工作原理:通过制动系统的压力推动活塞使制动盘端面与摩擦片摩擦产生制动力矩,制动盘的工作面是圆柱的端面,

●盘加鼓式制动器的工作原理:盘式用于行车,原理同盘式制动器,鼓式用于驻车,原理同鼓式制动器.

编制日期：

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 24 -

5.3.1.1.3鼓式制动器的结构

1.制动蹄带摩擦衬片总成;2.调隙拨板3.自调机构;4轮缸;5.制动底板;6.驻车拉臂;7.回位弹簧

5.3.1.1.4卡钳的结构

编制日期：

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 25 -

1.导向螺栓;2.卡钳支架,3.卡钳本体,4.消音片,5.蹄片报警线,6.摩擦片7.放气螺钉,8.矩开密封圈,9.活塞,10.密封圈,11.隔热片,12.连接螺栓

5.3.1.1.5制动盘的设计

●制动盘有通风式和实心盘两种

●制动盘的材料一般均为HT250

●制动盘设计的注意事项

制动盘端面的圆跳度要小于0.03

5.3.1.1.6制动器设计的注意事项

●摩擦片摩擦系数的选择要低于0.4,因为如果摩擦系数过高会导致热衰退性能不良,硬度高,噪音大,在满足制动工况的前提下,刹车片的硬度以低为好,对降低对偶摩损,改善制动平稳和舒适性有益。硬度过高,制动打滑,有噪音;硬度过低,强度差,摩擦时掉块会加速摩损,同时伴有强噪音。任何一种摩擦材料,它的摩擦性能都会随使用

编制日期：

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 26 -

循环周期增长而出现不同程度的减退,原因主要是摩擦面表层及内在经历了高温烧蚀,产生了物理与化学变化。

●卡钳与制动盘配合的圆弧的圆心要尽量与车轮中心重合,减少干涉的可能性

●卡钳与制动盘配合时摩擦片要全部与制动盘接触

5.3.2真空助力器带制动主缸总成

5.3.2.1真空助力器,制动主缸以是汽车制动系统的重要的传动部件.其作用是利用发动机上的真空源，使驾驶员用很小的踏板力，就能产生很大的制动力；

5.3.2.2真空助力器从膜片数量上分单膜片和双膜片两种,可以根据布置的需要来选择相应规格的助力器,单膜片在径向上空间较大，轴向上相对较短；双膜片在径向上相对较短，在轴向上占用的空间较大

单膜片 双膜片

5.3.2.3真空助力器内部结构简图

编制日期：

5.3.2.4制动主缸

●制动主缸分为补偿孔式和中心阀式两种

●补偿孔串联式双腔制动主缸原理图

●补偿孔式制动主缸特点：

1）结构简单；

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 27 -

2）工作时主皮碗每次都必须经过补偿孔，会减少主缸皮碗的使用寿命。

●中心阀串联式双腔制动主缸原理图

中心阀式制动主缸特点

1） 耐高压

编制日期：

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 28 -

●由于ABS系统中液压泵的作用，使制动系统的制动液压发生波动，正是这种作用使制动主缸内的液压产生波动，且活塞同时发生相对移动，其液压的变化频率可达每秒15次左右，液压可达20Mpa高压，对于补偿孔式主缸，当活塞相对缸体移动时，由于高压的作用，在补偿孔和回油孔处就会发生密封皮碗的过度摩损或切削现象，这样就会造成制动主缸失效，从而造成制动失效，所以，在ABS系统中应采用中心阀式制动主缸，克服了以上不足，从而提高了制动系统的安全可靠性，所以在ABS系统中不应配用补偿孔式主缸。

5.3.3储液罐的设计

●功能：储存制动液，向制动主缸及制动系统供油；手动档配备液压操纵装置时向离合器主缸及传动系统供油(说明:离合器主缸也可以单独开发一个小储液罐)；过滤制动液,保证制动液的清洁度

●材料：PP(聚丙烯)

●单腔失效容积的确定:

(1) 计算方法:制动主缸单腔活塞行程³活塞截面积³(3-5),

(2) 要求: 单腔失效容积要保证汽车倾斜45°时还能有3-5次制动,

●制动储液罐最小容积的确定：单腔失效容积是制动储液罐最小容积确定时的一个很重要的参数,根据经验

公式,制动储液罐的最小容积一般是单腔失效容积的2-3倍,

●制动储液罐最大容积的确定: 制动储液罐的最大容积一般是单腔失效容积的3-5倍,

●制动储液罐的报警装置:

采用液压制动的机动车，其储液罐的加注口必须易于接近，从结构设计上必须保证在不打开容器的条件下就能很容易地检查液面。若不能满足此条件，则必须安装制动液面过低报警装置。

●制动储液罐的安装要求：

① 储液罐固定方式：

制动储液罐一般固定在制动主缸上，有些由于布置需要直接把油罐固定在车身上，此种固定方式增加了吸油管,而且增加了制动系统失效的可能性

②储液罐固定要求：

制动储液罐在汽车上应该竖直安装。外置制动储液罐安装的高度应比制动主缸进油口高，以保证有一定的进油压力，有利于制动主缸工作。

●设计制动储液罐应该注意的一些事项:

编制日期：

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 29 -

1,在制动储液罐最小容积已经确定的前提下,加注口的位置毫无疑问是首先要考虑的

2,储液罐重心尽量和制动主缸进油口在一个平面内,防止极限工况下,制动储液罐上下摇摆太厉害,从制动主缸中脱开

3,和主缸的连接方式.若是储液罐容积较小,而且重心和储液罐出油口基本在一个平面内,可以不考虑其他的辅助连接方式.相反,则必须考虑.

4,由于制动储液罐的开发周期较长,而且模具几乎没有改动的余地,所以在车型开发期间要尽可能早的确定制动储液罐的方案

5.3.4踏板的设计

●产品结构

1. 支架总成

1.1 开关支架（安装制动刹车灯开关，离合器开关等）

1.2 踏板销轴（用于安装制动踏板及机械 油门踏板，离合踏板）

1.3 固定电子油门踏板的支架

1.4 油门踏板限位块

1.5 加强板

编制日期：

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 30 -

1－踏板支架总成

2－销轴

3－离合器踏板

4－制动踏板总成

5－开关

6－电子油门踏板

图1（踏板机构总成）

2，油门操纵

2 . 1 油门踏板

2.1.1机械式油门踏板

2.1.2电子式油门踏板

2.2油门拉线

2.3支架

3 制动操纵

3.1制动踏板

3.2安装真空助力器推杆的支架

3.3 回位弹簧

编制日期：

3.4 支架

4. 离合器操纵

4.1 离合器踏板

4.2离合器拉线

4.3支架

4.4离合器主泵

4.5离合器分泵

4.6管路

4.7助力弹簧及支架

4.8 离合器分离系统

●按操纵形式分:

（1）机械式操纵

a． 离合器拉线

b． 离合器踏板

c． 离合器分离系统

（2）液压式操纵

a． 主泵

b． 离合器踏板

c． 离合器硬管

d． 离合器分泵

e． 离合器分离系统

f． 软管

g． 储液罐

（3）电子式操纵

●功能及结构设计

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 31 -

编制日期：

1． 踏板机构人体工程学

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 32 -

踏板机构涉及到人体工程学，既要满足操纵性能的要求，又要满足人体运动学原理，给人以操纵的方便性和舒适性，这就要求许多相关尺寸有相应范围规定，力求适合于绝大多数人对操纵性的需求

●相关的尺寸及规定

1,离合器踏板左侧边缘至R点的距离 C=>>100

2,制动踏板右侧边缘至R点的距离 D=>>100

3,制动踏板右侧至油门踏板左侧距离 E=>>60

4,离合踏板左侧边缘至踏板垫右侧 G=>>60

制动踏板右侧边缘至通道距离 H=>>137

油门踏板右侧至通道的距离 K=>>15

5,制动踏板宽度(机械变速/自动变速) L=>>50/100

6,离合器踏板宽度 M=>>50

踏板垫宽度 N=>>60

7,制动踏板下边缘至地毯上边缘的高度 Q=145+8

8,油门踏板下边缘至地毯上边缘的高度 O=>>110+10

9,离合器踏板下边缘至地毯上边缘的高度 S=>>145+8

10,制动踏板,离合器踏板在最大行程时

至油门踏板参考点A的距离 X=135

12,制动踏板至方向盘的下边缘 L13=MIN590

离合器踏板至制动踏板 0-10

编制日期：

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 33 -

13,油门踏板至制动踏板的高度差 L52=大约50

该尺寸的规定也并非能够满足所有的人的操纵运动的需求,因此,与操纵运动相关的零部件也设计成可调节的因此，在设计踏板机构时，首先必须确定出相关的尺寸范围，在这个范围内，合理地确定尺寸，尽可能的使性能优化，符合人体工程学原理

2．支架总成

●支架根据结构及空间需求，设计成不同的形状，可以采用整体式或分离式（离合器踏板支架，制动踏板支架，油门踏板支架）再连接成总成。

●从目前来看，主要采取冲压成型或全塑件，铝合金压铸结构，在满足强度同时，尽可能减轻重量，以提高整车的经济性。

●对于安装各类开关的位置，设计支架时要考虑安装方便性，一般采用卡接形式，简单可靠。

● 设计开关支架位置时，要考虑到开关的工作行程是靠踏板臂上下运动的来实现的。所以设计位置时，首先要确定开关行程，协调开关同踏板臂的运动关系。（制动灯开关，离合器开关等）

● 踏板销轴是支架设计中关键部位，要满足踏板在自重作用下100%地自动回落，不用回位弹簧，以便降低成本。其轴向间隙设计成最大0.5mm,径向间隙0.1mm.

●为了提高寿命,轴上涂以油脂.但,目前采取更为先进的技术,在衬套上涂以聚四氟乙稀薄膜,它含有石墨等润滑材料,不再涂油脂.

3油门操纵及设计

根据发动机的需要,有机械式油门操纵(拉线)和电子式油门操纵(E-GAS)

油门踏板材料要求不高,一般为非金属材料,对材料的弹性变形量有所要求,一般不允许超过2mm/100N

3.1机械式油门操纵(拉线)

●油门踏板与油门操纵(拉线)分开,拉线布置于发动机仓内布置较为复杂,允许拉线最大弯曲180度

●这种布置有很大的缺点,拉线随发动机一起振动,把发动机的振动通过拉线传递到油门踏板上,有的会形成共振,在一定的发动机转速下会使司机感到“打脚”，所以有的油门踏板上增加了配重块，以避开共振。有的为了缓冲振动，在拉线与油门踏板连接处，采取增加减振缓冲零件。这种操纵方式较为简单，司机直接操纵油门踏板，通过拉线调节节气门开启度，决定给油量大小，来满足司机的愿望。至于发动机工作状态，完全凭驾驶经验。

编制日期：

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 34 -

●而E-GAS则是把每个变化的油门位置（司机的愿意）用电信号的形式输入给发动机控制器，发动机控制器来识别油门位置，同时收集当时速度，当前挡位等信息，进行油量调节，输出电信号给节气门控制电机，完成司机愿望，又能满足汽车行驶性能。

●这种布置简单，用线带连接，布置走向较容易。

3.2电子油门操纵(E-GAS)

●目前,把操纵和油门踏板做成一体化,形成一个电子油门踏板,也有电位计同踏板分开的,用较短拉线来对电位计进行操纵.

●下面介绍电子油门踏板构成

1踏板

2电位计

3怠速开关

4强制低档开关

5其他附件

怠速开关:

●在E-GAS中,它为一个常开开关,滑块处于间断的位置上,电阻无限大,发动机控制器直接进行识别,无需操纵.

※踏板:

编制日期：

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 35 -

为主要运动部件,首先要满足空间尺寸及操纵舒适性的要求,同时又要对电位计的电压输出有运动位移比例的要求，如下图所示：

※电位计:

通过踏板的运动,带动滑快,输出不同的电压信号给发动机控制器.输出的信号曲线应同发动机控制器相适应.

※ 强制低档开关:

应用于自动变速箱的强制低档开关,是通过自动变速箱的液压阀来实现的.当司机在发动机低转速,车速不够高的情况下,加油到满负荷状态,强制低档开关找开,输出电信号给发动机控制器.发动机控制器对车速等状态进行识别,打开变速箱的节流阀来进行低档位操纵

● 下面简单地介绍一下自动变速箱对强制低档的操纵过程

自动变速箱由三部分

(1)液力藕合器

(2)变速箱

(3)液压控制器

与强制低档开关相关的是液压控制器

4制动操纵及设计

制动操纵包括真空助力器,管路和制动踏板。制动力受法规约束，目前，我国法规规定最大制动动力小于500N，这个值较大，比较容易满足，一般采取较大的杠杆比（真空助力器主泵，分泵面积比乘以制动踏板杠杆比），

编制日期：

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 36 -

制动踏板杠杆比一般为3.5到4.65之间.

4.1制动踏板支架

●支架为制动踏板提供不同的杠杆比所需的销轴位置,满足强度要求的同时,提供良好的操纵性能,为了减少噪音,轴向间隙公差一般在±1mm之内.

4.2连接真空助力器的支架

●设计制动踏板臂时,就要考虑好与助力器的连接方式及位置,该位置与支架销轴决定杠杆比大小,一般与支架销轴位置同时给出。

●连接方式以前采用推杆叉连接,用螺栓固定,这种方式安装不方便,而且助力器推杆运动又受限制,还需涂以润滑脂。

4.2回位弹簧

●这要根据制动系统性能要求是否增加回位弹簧,一般情况下,制动踏板靠自身及助力器.

●的回位而自动回位,如果回位较慢,则增加助力回位弹簧,以便快速回位。但是带有助力弹簧，制动踏板操纵力要有相应增加，对制动操纵有影响。

●踏板机构中制动部分的设计，是在满足制动性能的前提下，根据人机工程学原理，按相应的的连接结构进行设计和开发的。

5,离合器踏板及操纵性

●从目前来看,离合器的操纵主要分三大类.

(1)机械式操纵

●把离合器踏板运动通过离合器拉线传递到分离杠杆臂上,使分离轴承运动,使离合器分离,但是这种形式机械效率损失较大,踏板力需要较高,容易使司机疲劳,且不易布置等缺点.

●优点:简单,可靠,成本低

(2)液压式操纵

●液压系统有以下部分组成:

离合器分离主泵,分泵,软管硬管,及辅助支架,储液罐一般与制动储液罐共用一个.如使用离合器油,则需要单独

编制日期：

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 37 -

设计储液罐.它是通过踏板运动,带动主泵工作,通过硬管把工作介质推向分泵.是分泵运动,从而把力传递到分离轴承上.完成离合器的分离工作.

●优点是一般以布置,硬管在发动机舱内形状较为灵活,并且传递效率高.

●缺点:比拉线式涉及零件多,制造较为复杂,成本有所增加

(3) 电子操纵式

●电子离合器操纵和液压式操纵

●一般电子系统适用于小型汽车上,液压系统适用于大型汽车上,跑车和特殊用途的车辆上

●优点是:操纵轻巧

●缺点:成本大.

●离合器操纵系包括所有的与压盘运动有关的机构件.当司机认为离合器比较舒适的分离时,踏板力和踏板行程不准许超过一定范围.

●最重要的一点是不能产生噪音和保持分离状态时,减小司机疲劳感.满足腿部及脚部运动规律,其行程一般为120-140mm。

●踏板行程符合人体运动规律，踏板力在80N至120N之间较为舒适，它是通过上止点弹簧来调整大小的

6,行程及杠杆比计算

●LEVER比的设定

编制日期：

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 38 -

设定LEVER比时，要先决定PEDAL的踏面位置，根据CABLE的摇动角、贯通孔设定PEDAL的旋转中心（支点）

●回复弹簧力的设定

※设定符合操作力的弹簧常数及力矩。

※ 要防止回复弹簧力在很大程度上对PEDAL的操作力的影响。

※ 保证SPRING力足够大，可以准确回复到SET位置。

踏板空行程

●油门踏板空行程（CABLE调整）的设定为1～ 2mm，但是2nd HOLD MODE的A/T车，应设定为3～ 5mm.

●设定的理由:2nd HOLD MODE的A/T车是通过安装在PEDAL上的IDLE SW来控制A/T的，所以，必须要有能使SW作动的空行程。并且，如果空行程比目标值大的话，汽车的动力性就会变差，影响到车的商品性。所以制定本规定值。

●制动踏板的空行程设定按照目标值设定为3～ 8mm

●设定的理由:脚踩在制动踏板上的紧急停车对策（防止紧急刹车时后面车辆的突然相撞）

如果空行程量比目标值大的话，汽车的制动能力会变弱，有可能会与前面的车相撞。所以制定本规定值。

●离合器踏板空行程的设定按照目标值设定为15 ～ 20mm

●设定的理由:离合器踏板的空行程小的话，会导致离合器板的早期摩损。所以踏板侧设定为15 ～ 20mm(离合器主缸侧：索式3 ～ 4mm,油压式2.5 ～ 3mm)

●本空行程的设定是根据变速箱侧的设定及踏板杠杆比的设定而设定的。

5.5.3.5真空管的设计

●功能：连接于发动机进气歧管和真空助力器之间，在发动机工作时，使真空助力器前腔有一定的真空度。

●结构：真空制动软管总成根据材料通常分两种。一种由成型橡胶管组成，胶管是由内胶层、外胶层及编织层组成。另一种是尼龙胶管。但有些时候根据布置或成本需要也可以由胶管部分、钢管组成。

●设计的几个要素：

※合理利用发动机罩上的有效空间,不应与其它零部件发生运动干涉

※应防止真空管弯曲半径过小或者过大，一般情况下，橡胶软管的弯曲半径是30mm，尼龙管的弯曲半径是

编制日期：

50mm或者80mm。

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 39 -

① 发动机前倾时,橡胶管发生弯曲,但不应发生严重的扭转和拉伸。（以S11RHD为例）

※对于较长的真空管应加支架或夹子固定；

※尼龙真空管的规格是12³1.25mm，橡胶真空管的外径一般为17.5mm，内径为9mm，必要时可以做成异型管。

※根据空调，CBR，真空罐等总成的不同需求选择不同形式的真空管。真空管总成包含单向阀，橡胶真空管

和内置单向阀相匹配，尼龙真空管和外置单向阀相匹配

5.5.3.6制动软管的设计

●液压制动软管总成由制动软管和制动软管接头组成，制动软管与软管接头之间是永久性联接，该连接是靠接头部分相对于软管压皱或冷挤变形来实现的。

●在设计制动软管的长度时要综合考虑车轮跳动的上下两个极限位置，转向轮还应该考虑转向的极限位置。长度要适中，不能太短，否则在车轮跳动或车轮转向时会造成软管脱落；也不能太长，如果太长会导制

软管的膨胀过大，影响制动性能。

●因为在汽车行驶的过程中，制动软管的位置随着车轮位置的变化而变化，所以在容易与其它部件干涉或容易刮伤的软管处加上档圈或护簧等保护装置，如A21前制动软管就加上了护簧。

●制动软管的接头型式如下图所示：在设计中我们要统一软管的接头型式：

编制日期：

5.5.3.7制动硬管的设计

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 40 -

●制动硬管以前采用无缝钢管、单层焊接钢管和铜管，现已为双层卷焊钢管所取代。这种钢管由两面镀铜的冷轧钢带横向卷轧两圈成管形后，通过钎焊炉在还原体中沿管壁结合面进行钎焊，使结合面结合为Cu—Fe合金。

●双层卷焊钢管的主要优点是耐振动和疲劳，具有很高的防渗漏和爆破性能，尺寸精确，内表面清洁、光

滑，易于成形加工等。

●按照GB11611-1989《汽车液压制动系金属管、内外螺纹管接头和软管端部接头》的规定，汽车液压制动系所用的双层卷焊钢管的规格列于下表：

外径D1（mm）

（未经表面处理）

基本尺寸 极限偏差 基本尺寸

4.75

6.00

8.00

10.00

●由于制动管大部分位于底盘下方，使用环境恶劣，对其表面防腐和保护要非常严格。目前普遍采用镀锌25um、铬酸盐钝化、涂覆聚氟乙烯(PVF)15um的表面防腐层，同时在关键部位套装双层热收缩管，以防石击或摩擦损坏。

●在布置制动管路的时候要注意：

※尽量与车身附贴

※不能与其它部件发生干涉，制动管路之间也不能相互干涉。在容易发生变形的地方加上管夹。一般在200-300mm就应该有一个管夹及管夹支架。

●制动硬管的接头型式见下图，设计时要统一接头尺寸

管外径D1(mm)

(最大)

极限偏差

0.7 ±0.07

（经表面处理）

4.87

6.12

8.12

10.12

爆破压力

（Mpa）

（最小）

110

85

67.5

55

质 量

（kg/m）

±0.07

0.07

0.09

0.12

0.16

编制日期：

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 41 -

5.4分系统—驻车制动系统

5.4.1驻车制动系统包括手制动操纵机构,手制动拉索,驻车制动器

5.4.1.1手制动操纵机构的组成:手制动操纵机构的主要组成部分有齿板;操纵杆,护板,手制动开关总成,手制动护套,

棘爪,压簧等.

●手制动操纵机构设计的注意事项:

※ 由于手制动操纵是外观件,手制动护套的造型,色板及皮纹是由造型确认;

※ 注意设计时考虑手制动操纵与扶手箱的对中问题,由于手制动操纵机构与扶手箱左右间隙很小,因此如果设计时不考虑制造误差,尤其是多个件配合的累计误差就会导致手制动不对中,

※ 手制动操纵的起始位置定义:在设计时或确认设计公司数模或图纸时要充分考虑手制动操纵的起始位置定义,是否存在过低或过高的情况,这个主要是由人机工程学来确定的

5.4.1.2手制动拉索的设计

●在设计和布置制动拉索时,要充分考虑到拉索的走向是否顺畅,是否与周围的件有干涉,间隙是否充足,因为制造精度问题往往会导致本来从数模上检查没问题,但是实际做出来的样件确会和周围的件有干涉情况,因此在设

计时最好留有充分的余量

●回位弹簧是使拉索回位的重要件,在制动拉索的设计过程中,一定要加回位弹簧

5.4.1.3驻车制动器的设计:驻车制动器的设计必须满足法规GB12676中的要求,对于普通的轿车应使其在空载的

编制日期：

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 42 -

情况下能够驻在20%的坡道上,但对于特种车型,如越野车应使其驻在30%的坡道上,驻车制动系统的计算以B14为例:

●驻车制动器计算说明：

根据奇瑞汽车有限公司提供的B14整车参数及制动性能要求，制动系统采用前、后盘加鼓式制动器结构。驻车制动器布置于后制动盘中。

根据GB12676标准对驻车坡度不小于20%（11.310）的要求，手制动比6.4，计算驻车制动手柄的操纵力。

1. 计算参数：

表1

Ga

项目

(Kg)

空载

满载

1375

1750

(Kg)

825

910

(Kg)

550

840

(cm)

54.6

51.7

(cm)

260

260

(cm)

104

124.8

(cm)

28.9

28.9

G1

G2

Hg L L1

Rk

3.驻车制动力及手柄操纵力的计算：

汽车驻车能力取决于汽车能产生的道路附着力和驻车制动器能产生的制动力。本车型的驻车制动器采用盘中鼓结构。根据整车参数，计算出汽车后轴的路面附着力及可能的最大爬坡度。

根据B14车型的整车参数计算该车型的最大爬坡度为：

α上max=tg-1[φ·L1/（L-φ·hg）]

= tg-1[0.7³124.8/（260-0.7³51.7）]

=21.30（39%）

α下max=tg-1[φL1/（L+φhg）]

= tg-1[0.7³124.8/（260+0.7³51.7）]

=16.4（29%）

计算表明，整车设计满足GB7258标准对最大爬坡度（11.31）20%的要求。

B14车型驻车制动器的主要结构参数：

制动鼓直径:：Φ173(mm)； rd =86.5mm（制动蹄半径）；

00

编制日期：

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 43 -

摩擦片包角： β=110˚ 。

推板推力作用线与摩擦片包角平分线夹角： Q=0˚

。

蹄支反力作用线与摩擦片包角平分线夹角： δ=0

制动器中心至蹄支反力作用线距离： a=69.5 mm 。

制动器中心至推板推力作用线距离：C1 =45.5mm 。

制动器中心至拉臂支销推力作用线距离：C2 =63 mm 。

领蹄制动效能因数: U1/F1

从蹄制动效能因数: U2/F1

（2）根据整车最大爬坡度性能要求分别计算上、下坡时的驻车制动器效能因数：

a）汽车下坡时的驻车制动器效能因数Kp：

领蹄1在B1点推力F1作用时的效能因数按下式计算：

M2=(sinβ+β)/4sinβ/2

=(sin110+1.92)/4sin55

=0.8727

U1/F2=[(acosθ+C1cosδ)-μ(asinθ+C1sinδ)]/[M2.a(μ+1/μ)+rd(μsinδ-cosδ)]

=[（69.5cos0˚ +45.5cos0˚ ）-0.35（69.5sin0˚+45.5sin0˚ ）]/

[0.8727³69.5（0.35+1/0.35）+86.5（0.35 sin0˚-cos0˚）]

=115/108

=1.0646

换算到在A点拉力F1作用时的效能因数为：

U1/F1= U1/F2³ι/（C2 –C1）=1.0646³117.5/（63-45.5）=7.148

式中：U1/F2

、U1/F1-——分别为领蹄1在B1点推力F2作用时和在A点拉力F1作用时的效能因数。

从蹄2在D2点推力F4作用时的效能因数按下式计算：

M4=[sin2α2- sin2α1+2（α2-α1）]/4(sinα2-sinα1)

=[sin110˚- sin（-110˚）+2（55˚+55˚）]/4（sin55˚+sin55˚）

=（1.879+3.84）/6.5532

˚˚˚

编制日期：

=0.8727

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 44 -

U2/F4=（μּh/rd）/{M4·α0/ rd-μ[（1-α0/2 rd）]³(sinα2+sinα1)}}

=（0.35³139/86.5）/{0.8727³69.5/86.5-0.35[1-69.5/173(sin55-sin55)]}

=0.5624/0.3512

=1.6015

而D2点推力F4是当量力，其值为：

F4=P+F3（a0-C2）/h

= F2[（U1/F2）³rd]+C1]/a+（a0-C2）· F2/h³（L-C2+C1）/ι

˚˚= F2[1.065³86.5+45.5]/69.5+（69.5-63）/139³（117.5-63+45.5）F2/117.5

=（1.98+0.0398）F2

=2.0195 F2

所以换算到在A点拉力F1作用时的效能因数为：

U2/F1 =U2/F4³2.0195³ι/（C2-C1）

=1.6015³2.0195³117.5/（63-45.5）

=21.7

所以换算到在A点拉力F1作用时的一个驻车制动器的总效能因数为：

Kp = U1/F1 + U2/F1

=7.148+21.7

=28.86

b）汽车上坡时的驻车制动器效能因数Kp΄：

汽车在上坡时，制动鼓的旋转方向与图一相反，即蹄2变成领蹄，蹄1变成从蹄。则驻车制动器的效能

因数不同。

领蹄2在C点推力F3作用时的效能因数按下式计算：

M3= M2=0.8727

U1/F3=[(acosθ+C2cosδ)-μ(asinθ+C2sinδ)]/[M3.a(μ+1/μ)+rd(μsinδ-cosδ)]

=[（69.5cos0˚ +63cos0˚ ）-0.35（69.5sin0˚+63sin0˚ ）]/

编制日期：

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 45 -

[0.8727³69.5（0.35+1/0.35）+86.5（0.35 sin0˚-cos0˚）]

=132.5/108

=1.227

换算到在A点拉力F1作用时的效能因数为：

U1/F1 =（U1/F3）³（ι- C2+C1）/（C2-C1）

=1.227³（117.5-63+45.5）/（63-45.5）

=1.227³100/17.5

=7

从蹄2在D1点拉力F1作用时的效能因数为：

M4´= M4=0.8727

U2/F4´= U2/F4=1.6015（因μ、h1 、 rd 、α0、α1、α2相同）

但F4´与F4的当量力不同F4´的值为：

F4=P+ F2 ·b/h

= F3 · [（U1/F3·rd+ C2 ）/a]+ F2 ·b/h

= F2 ·{ [（Li-C2 + C1）/ι]³[rd（U1/F3）+ C2 ] /a + 24/h}

= F2 ·{[（117.5-63+45.5）/117.5]³[1.227³86.5+63]/69.5+24/139}

=2.24F2

换算到在A点拉力F1作用时的效能因数为：

U2/F1= U2/F4´³2.24³ι/（C2 -C1 ）

=1.6015³2.24³117.5/（63-45.5）

=24

所以汽车在上坡时，换算到在A点推力F1作用时的一个驻车制动器的总效能因数为：

Kp= U1/F1 + U2/F1

=7+24

=31

（3）驻车制动力及手柄操纵力的计算：

΄´΄

编制日期：

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 46 -

驻车制动器在后轮上能产生的制动力矩为：

下式中：Fp —驻车手柄操纵力。

Kp —驻车制动器总效能因数。

倒车时：Kp΄ =31 前进时：Kp =28.86

ηB—驻车制动器传动效率（0.9）。

ηc—操纵手柄和拉线总传动效率（0.6）。

Ip—操纵传动比6.4。

Mp=

Ip•ηc ·ηB ·rd

•Fp·Kp

=6.4³0.6³0.9³0.0865Fp· Kp

a）

上坡时驻车时的手柄操纵力：

按20%（11.310）的坡度计算。

Fp20上=Ga·φ·RK·（L

1cosα+hgsinα）³9.81/

L·Ip· Kp΄·ηc·ηB·rd

=1750³0.7³0.289（1.248cos11.310+0.517sin11.310）9.81/

2.6³6.4³31³0.6³0.9³0.0865

=194（N）

b）

下坡时驻车时的手柄操纵力：

Fp20下=Ga·φ·RK·（L

1cosα-hgsinα）9.81/

L·Ip•ηc·Kp·ηB·rd

=1750³0.7³0.289（1.248cos11.310-0.517sin11.310）9.81/

2.6³6.4³28.86³0.6³0.9³0.0865

=174（N）

编制日期：

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 47 -

5.5转向节设计

5.5.1转向节分为铸件和锻件两种

5.5.1.2铸件转向节的材料是QT450

5.5.1.3锻件转向节又分为锻钢件和锻铝件两种

●锻钢件的材料主要是45#钢和40Cr

●锻铝件的材料主要是6082H112

5.5.1.4转向节设计的注意事项

●转向节,轮毂及传动轴固定节与轴承的配合保证不能压到轴承的密封圈上,详细情况见下图所示:

5.6轴承的设计

编制日期：

5.6.1轴承选用的参数

●参数调查表

Axle load轴载

Track width of axle轮距

Height of the gravity center重心高度

Dynamic tyre radius动力半径

Brake disk thickness制动盘厚度

Wheel offset车轮偏置距

Camber angle车轮外倾角

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 48 -

Max. design lateral acceleration最大横向加速度的设计值

Bearing position with respect to the wheel轴承相对于车轮的位置

是否是驱动轮drive wheel

轴承的偏置距bearing offset

示意图如下:

编制日期：

汽车底盘部分制动系统设计开发指南

编者： 制动室 版次： 页次：- 49 -

5.6.2轴承寿命与轴承偏置距的关系,以M车型为例: