021 5783 1113
021 5783 1113

制动跑偏?一文带你搞定!

发布日期:2023-05-18 浏览次数:572

制动系统是汽车安全的核心之一,每一次“刹车失灵事件”,几乎都会成为社会热点,足见人们对制动的重视以以及制动系统的重要性。我们除了要提高驾驶员的安全意识,有些安全隐患,从开发设计之初就要考虑到。影响制动的因素实际上很多,这里主要想谈一下“制动跑偏”现象。


车辆在制动过程中维持直线行驶或者按预定方向行驶的能力是汽车的方向稳定性,有时会出现制动时不受控的向左或者向右行驶,我们叫做“制动跑偏”,当车辆在高速行驶、路面湿滑、弯道等场景下出现制动跑偏,会有非常严重的安全隐患。在GB 21670和GB 7258标准中均对制动稳定性提出了相应的要求;同时,GB 7258 标准中,对制动力平衡性台架检验做了要求,车辆出厂和年检均需满足该要求。


制动跑偏影响因素多,包括了制动、悬架、转向,轮胎,车身系统以及底盘硬件的设计。以下是各个部件系统对制动跑偏的一些简要分析。


一、悬架:



首先是制动时悬架的的受力分析:


首先是制动力作用下的悬架K特性引起的bump steer的左右差异 ;K(kinematic)特性即悬架运动学特性,是指车轮在垂直方向上往复运动的过程中,由于悬架导向机构的作用,而导致车轮平面和轮心产生角位移和线位移变化的特性;需要考虑轮跳转向-前bump steer,轮跳转向-后bump steer,轮跳外倾-前Bump camber,后轮跳外倾-后Bump camber。Bump steer影响制动跑偏,单位deg/mm。


其次时制动力作用下的悬架C特性引起的brake force steer的左右差异 ;C(compliance)特性即悬架弹性运动学特性,是指地面作用于轮胎上的力和力矩所导致的车轮平面和轮心产生角位移和线位移变化的特性,施加力导致的变形跟悬架系统的弹簧、橡胶衬套以及零部件的变形有关,如前后轮心的刚度;Brake force steer影响制动跑偏,单位deg/KN。


从悬架和车身布局上,需要考虑从悬架的左右尺寸是否对称,如上摆臂和下摆臂Y向尺寸,副车架尺寸对称性,上摆臂、下摆臂和副车架的衬套的刚度。车身尺寸对称性要考虑前副车架后安装点,下摆臂安装点,右侧上摆臂安装点。


从悬架参数设计上,需要考虑主销内倾角,主销后倾角,主销偏置拖距等。


二、轮胎:



首先是单轮受力分析:制动时,轮胎在xy平面上的受力有四个个力:向后的纵向制动力、三角臂的拉力(主销到摆臂前点连线)、三角臂的推力(主销到摆臂后点连线)、转向横拉杆的推力(转向梯形后置)。一个力臂:主销偏置拖距。制动时四个力的合力方向向后,合力乘以力臂形成力矩,该力矩会导致轮胎toe in趋势;且摆臂前后连接点均有衬套,衬套刚度将影响力矩的大小,进而影 响toe in大小。


那么轮胎是怎样影响制动跑偏的呢?


首先是PRAT(残余回正力矩):指车辆方向盘处于正中位置时,由于轮胎花纹形状和带束层原因,而产生的固有残余回正力矩;它能用来帮助抵消驾驶中,由于其他原因,如公路边坡等产生的转矩;左舵一般为负值;大的PRAT 可以抑制制动跑偏。


其次时轮胎锥度:轮胎制造时因尺寸的差异产生轮胎似锥体状, 造成车辆向一边作用的横向力,产生车辆跑偏,跑偏方向沿左右轮胎横向力总和的方向。需要做好轮胎锥度方向管理,装配左右轮胎时,保证轮胎锥度相反,从而而左右锥度产生的横向力互相抵消。其次轮胎锥度分级管理,锥度差值小的装配同一轴。


最后就是要检测左右胎压的差距。


三、转向系统:



转向标定也会影响制动跑偏。


转向中位标0:转向中间位置即为转角传感器零度(中位),理想状态为转角传感器零度对应的车辆为直行状态;但由于转角传感器的制造、装配和标定存在不可避免的误差,使转角传感器零度和车辆直行存在偏差。此偏差过大会减弱转向中心感清晰度,导致车辆直行时不易找到方向盘中间位置,即直行制动时方向盘存在转角或转向器存在转向扭矩,会影响直线行驶能力。


转向中位自学习:中位自学习原理同手动标0一致,中位自学习门限值设定过小或过大,会影响直线行驶能力。


四、左右制动力不均匀不同步:


从整车受力来分析,左右制动力大小不同,在车辆质心位置,产生一个横摆力矩,方向为制动力大的一侧;当主销偏置拖距值为负时,左右车轮分别产生一个方向向内侧的,大小不同的转向力矩,综合后形成一个总的转向力矩,方向为制动力小的一侧;转向力矩与整车的横摆力矩相抵消,因此具有抑制车辆的制动跑偏效应;同理,当主销偏置拖距为正时,转向效应会放大制动跑偏趋势。


那么哪些因素会影响到左右制动力呢?以下是一些常见的原因:左右摩擦片摩擦系数不一致,左右制动器制动力不均,主缸两腔压力不一致,左右制动压力不一致,压力经过管路后不一致,压力经过ESC阀后不一致。

在线报名