低温冷机初始制动性能的分析与优化

·低温冷机初始制动性能的分析与优化·

北 京 汽 车

文章编号：1002-4581（2015）01-0021-03

低温冷机初始制动性能的分析与优化

王龙波，赵严玲，卢生林，高玉振，荣 军

Wang Longbo ，Zhao Yanling ，Lu Shenglin ，Gao Yuzhen ，Rong Jun

（奇瑞汽车股份有限公司 汽车工程技术研发总院，安徽 芜湖 241009）

摘 要：汽车的制动性能对于行驶安全至关重要，而极端低温下的制动性能日益受到用户的关注。文中针对汽车

低温冷机初始制动性能进行了研究，通过对比分析不同车辆在此工况下的测试数据，找出影响制动性能的原因，并进行不同方案的优化和验证，为后续汽车制动性能的改善提供参考和指导。

关键词：汽车；制动性能；低温

中图分类号：U461.3 文献标志码：A

DOI ：10.14175/j.issn.1002-4581.2015.01.006

0 引 言

近年来，随着汽车行业的迅猛发展，汽车已经成为人们生活和工作的一个重要组成部分。制动性能作为汽车的主要性能之一，是汽车安全行驶的重要保障[1]。汽车数量和汽车品牌的日益增多，使得用户对汽车提出了越来越高的要求。特别是在低温环境下，制动性能的重要性也显得越来越明显，改善汽车的制动性能，是工程研发人员的重要任务。

我国高寒地区冬季温度可以达到零下40℃左右，车辆行驶环境恶劣。随着制动技术的愈加成熟，紧急制动性能已不再是技术难题，但在一些用户常用的工况下，如低温冷机启动后，进行移库操作时，初始制动性能差，制动踏板力非常大。文中将针对此工况下的制动性能进行测试、分析和优化。测试地点选取在黑龙江省黑河市，测试阶段的温度范围：零下35℃～零下19℃。测试车辆的简要信息如表1所示。

表1 测试车辆的简要信息

车辆编号

发动机排量/L

变速箱类型

A 1.6 自动挡

B 1.6

自动挡 C （国内热销车型）

1.6

自动挡

1 数据采集

将车辆熄火放置于室外8 h 以上，然后冷机启动，进行前进制动，反复几次操作并采集数据，A ，B ，C 车辆测试数据分别如图1～图3。

图1 A 车制动测试数据

图2 B 车制动测试数据

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图3 C车制动测试数据

2 原因分析与优化

根据上述测试数据进行对比可知，在获得同

样的制动减速度的情况下，A，B两辆车所需的

制动踏板力非常大，而C车所需的制动踏板力

较轻便舒适。通过检测进气歧管真空度和真空助

力器的真空度数据，可以看出，A，B车的真空

度较小，而C车的真空度较大，故C车所能提

供的真空助力大于A，B车，所以C车的制动踏

板力较小。

真空助力器的真空度大小是影响制动性能的

重要因素，在没有辅助真空装置的情况下，它与

进气歧管的真空度有直接关系。对于电控标定的

发动机，当驾驶员在踩下加速踏板的时候，发动

机进气管中的节气门开度会随之变大，节气门后

方的进气歧管处的真空度也会随之变化，进而影

响真空助力器的真空度，故发动机ECU标定数据

对制动性能有一定影响。

3 优化测试

针对以上的原因分析，提出2种优化方案提

高真空助力器真空度。

1）将A车更换了新的发动机ECU，此ECU

主要针对怠速转速从 1 200 r/min调整为 1 400

r/min。测试数据如图4。

2）将B车加装了电子真空泵，测试数据如图5。

从测试数据可以看出，A车经过ECU怠速转

速提高后，真空助力器的真空度有了较大提升，

故在同等情况下，获得相同的制动减速度所需的

制动踏板力更小。此方案对此工况下的制动性能

优化有一定效果。

图4 A车（新ECU）的制动测试数据

图5 B车（加装电子真空泵）的制动测试数据

另外，B车经过加装电子真空泵，虽然进气

歧管的真空度变化不大，但是真空助力器的真空

度有非常大的提高，在同等情况下，获得相同的

制动减速度所需的制动踏板力更小，基本与C车

处于同等水平。此方案对此工况下的制动性能优

化有非常大的改善效果。

4 结论

通过提升发动机怠速转速和加装真空助力

泵2种优化方案，可以看出对提升低温冷机初

始制动有很大的改善。其根本目的就是增加真

空助力器的真空度，从而提升车辆的制动性能

[2]。制动系统的助力系统通过助力器来实现，

整车真空源的真空度大小直接影响助力效果及

制动踏板感觉，出于制动系统性能及整车安全

考虑，特对整车真空源真空度做出要求，如图

6所示。

对于满足以上真空度要求的车辆，基本可以

保障在低温冷机情况下的初始制动效果，缓解或

者消除用户对于此工况下使用的抱怨。

（下转第30页）

·发动机冷却系统性能敏感性分析·

北京汽车

确定了从名义最大温度的设计转换到3σ最大温度

的设计方法并不能显著地提高发动机冷却系统的性

能，反而带来了明显的负面后果。这主要是由于3σ

设计没有考虑实际使用中的安全系数。

参考文献

[1]Sadek Rahman，Richard Sun. Robust Engineering of Engine

Cooling System，SAE Paper 2003-01-0149.

[2]R.K. Shah. Compact Heat Exchangers for Automotive Applications，

SAE International Professional Development Course，2004.

[3]袁侠义. 汽车发动机舱热管理研究与改进[D]. 长沙：湖南大

学，2010.

[4]高青，钱妍，戈非，等. 汽车动力舱多热力系统模型分析方法

[J]. 汽车工程学报，2012 (1)：8-15.

[5]顾宁，倪计民，仲韵，等. 基于KULI的发动机热管理瞬态模

型的参数设置与仿真[J]. 计算机应用，2009，29（7）：1963-1977. （上接第24页）

图2 BP神经网络训练误差曲线

3 结论

Matlab神经网络工具箱功能比较强大，具有

丰富的神经网络设计训练和仿真的函数，根据需

要，用户可以调用相关的函数，从而使神经网络

设计与仿真更加方便有效。利用BP神经网络可

以快速、准确地诊断出故障。因此，BP神经网络

可以运用于诊断工程领域，具有一定的实用价值。

参考文献

[1]周开利，康耀红. 神经网络模型及其Matlab仿真程序设计[M].

北京：清华大学出版社，2005.

[2]张德丰. MATLAB神经网络应用设计[M]. 北京：机械工业出

版社，2009.

[3]孙祥，徐流美，吴清.Matlab 7.0[M]. 北京：清华大学出版社，

2005.

[4]康健，左宪章，吴彩华，等. 基于神经网络的柴油发动机故障

预测研究[J]. 计算机测量与控制，2006（8）：987-989.

[5]孙帆，施学勤.基于Matlab的BP神经网络设计[J]. 计算机与

数字控制，2007（8）：124-126.

[6]邓日青，傅晓林.基于BP神经网络的电喷发动机故障诊断研

究[J]. 北京汽车，2007（6）：7-10.

20140807

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收稿日期：

（上接第22页）

图6 整车真空源真空度要求

参考文献

[1]余志生. 汽车理论[M]. 北京：机械工业出版社，2000.

[2]杨维和. 汽车制动真空助力器的工作原理与性能计算[J]. 汽

车技术，1991(10)：8-13.

[3]陈家瑞. 汽车构造[M]. 北京：机械工业出版社，2000.