１６现代制造技术与装备２０１７第６期 总第２４７期脚驻车制动系统布置李 虎（浙江吉利汽车研究院有限公司，宁波 315336）摘 要：本文对脚驻车制动系统布置进行总结，对脚驻车制动踏板机构的布置、控制脚驻车制动系统布置中的关键尺寸进行详细讲解，从人机操纵方便性、舒适性以及安全性方面进行分析论证，并讨论脚驻车制动系统等零部件的设计和布置，为脚驻车制动系统的合理布置提供参考。关键词：脚驻车制动系统 关键尺寸 方便性 舒适性引言程效率不低于70%；驻车拉线总成组装前，芯轴需均匀涂上脚驻车制动系统操纵简单，完全具有手驻车制动功能适量锂基润滑脂；总成组装后芯轴在软管内运动自如，无的驻车制动装置，目前在自动档轿车上广泛应用，且市场阻滞现象发生[2]。上越来越多的轿车采用这种驻车方式。脚驻车制动系统因２ 脚驻车制动系统布置取消了副仪表手刹位置，从而增加了副仪表台更多的储物２．１ 脚驻车制动系统总成及驻车拉线布置空间，但脚驻车制动机构复杂，占用空间大，不易布置，脚驻车制动机构总成如图1所示。脚驻车制动系统机成本高。构总成：（1）脚驻车踏板机构总成；（2）前驻车拉线总成；１ 脚驻车制动系统的设计要求（3）左后轮驻车拉线总成；（4）右后轮驻车拉线总成。汽车在正常行驶停车后，驾驶员可将脚驻车制动踏板踩下，使车辆停靠在合适位置，防止汽车遛坡。脚驻车制动装置能够保证汽车在原地停驻，并在任何情况下不致自动滑行。脚驻车制动系统一般采用后轮制动形式。脚驻车制动系统的驻车原理与传统的手刹驻车制动原理一样，故本文不再对驻车原理进行阐述。１．１ 脚驻车制动机构设计要求脚驻车制动踏板机构强度设计，要满足脚驻车机构静态强度、耐久性试验要求。脚驻车踏板机构包括脚驻车机构、图１ 脚驻车制动整车位置踏板臂、摇臂轴、棘爪轴等，各部件设计与配合件要考虑脚驻车制动系统踏板机构布置在搁脚板上方或右上方，其加工制造及装配公差。脚驻车制动踏板操纵力要满足驾尽量靠近左A柱下护板。脚驻车机构踏板位置确定好后，驶员操纵舒适性要求，操纵力不能过大，脚驻车踏板机构仪表台下体根据脚驻车机构踏板位置进行设计。脚驻车制杠杆比最好控制在4:1范围。脚驻车制动踏板机构杠杆比动踏板安装支架可根据周边环境进行设计，总布置提供脚越大，对操纵力越有好处。脚驻车制动踏板杠杆比和踏板驻车踏板面自由状态和极限状态两个位置，脚驻车机构周操纵力由后制动器拉线末端输入力和行程决定。如果要改边部件可根据脚驻车的位置进行设计。脚驻车拉线参考手变踏板操纵力的大小，就要改变后制动器的行程，重新开刹拉线布置方法进行布置，本文不再赘述。发后制动器。脚驻车机构在全行程内应活动平滑无卡滞、２．２ 脚驻车制动系统布置要求异响等现象，脚驻车踏板放松后回位彻底。脚驻车制动机脚驻车制动系统布置主要是针对脚驻车制动踏板位置构组装后，运行平稳不能有不良噪音，棘爪组件和棘轮的进行布置。驻车制动踏板布置位置遵循的依据：以驾驶员R牙齿啮合安全（相对偏移量最大1mm）可靠，摇臂轴和棘轮点、驾驶员踵点、方向盘中心点为参考，同时考虑与搁脚板、铆钉须能承受最小2000N的剪切力[1]。制动踏板、加速踏板、前围板之间的关系，对脚驻车制动１．２ 脚驻车制动拉线设计要求踏板进行布置。脚驻车踏板位置直接影响驾驶员的操纵舒驻车拉线按GB/T 14451-2008《操纵用钢丝绳》、适性、方便性以及安全性，所以脚驻车制动踏板机构的布QC/T 29101-1992《汽车操纵拉索总成》标准设计，钢丝置十分重要。脚驻车制动踏板的布置以以人为本的原则为绳与钢丝绳接头拉脱力≥3500N，软管与软管接头拉脱力前提，布置需要从人机、安全等方面进行考虑。脚驻车制≥200N，钢丝绳的破断拉力在7.53kN以上[1]；驻车拉线动踏板机构布置，如图2所示。在使用温度-40～80℃范围内，负载效率不低于75%，行从图2可以看出，驾驶员R点对脚驻车制动踏板的位设 计 与 研 究１７置影响很大。对脚驻车制动踏板的布置，需要对图2中的A、B、C、D、E、F、G等尺寸进行控制：（1）A值：驾驶员H点到脚驻车制动踏板中心点（自由状态）Z向距离，推荐值60～80mm；图２ 脚驻车制动踏板机构布置（2）B值：驾驶员H点到脚驻车制动踏板中心点（极限状态）Z向距离，推荐值80～270mm；（3）C值：驾驶员H点到脚驻车制动踏板中心点（自由状态）X向距离，推荐值770～850mm；（4）D值：驾驶员H点到脚驻车制动踏板中心点（极限状态）X向距离，推荐值890～960mm；（5）E值：脚驻车制动踏板行程，推荐值130～160mm；（6）F值：方向盘下边缘与脚驻车制动踏板中心点（自由状态），推荐值490～560mm；（7）G值：方向盘下边缘与脚驻车制动踏板中心点（极限状态），推荐值640～720mm； （8）H值：方向盘中心与脚驻车制动踏板中心点（自由状态）Z向距离，推荐值350～440mm；（9）I值：方向盘中心与脚驻车制动踏板中心（极限状态）Z向距离，推荐值430～640mm；（10）J值：仪表台下体与脚驻车制动踏板中心点（极限状态）Z向距离，推荐值75～85mm；（11）K值：制动踏板中心与脚驻车制动踏板中心距离，推荐值150～220mm；（12）L值：驾驶员中心与脚驻车制动踏板中心距离，推荐值140～290mm；（13）M值：脚驻车制动踏板与左A柱下护板距离，推荐值15～40mm。通过对以上关键尺寸进行控制，可确定脚驻车的位置。搁脚板的位置对脚驻车制动踏板的行程有很大影响。目前，各主流汽车公司为解决此问题，搁脚板基本上采用了隐藏式布置方式。采用隐藏式搁脚板，即在搁脚板位置地毯下面放置支撑泡沫，此处地毯上可做出或不做出防滑垫，防滑垫尺寸一般为300mm×100mm。搁脚板的位置与加速踏板有一定关系，无论手动挡或自动挡车型，无论是落地式电子油门踏板或普通机械油门踏板，搁脚板踏板面都比油门踏板面低10～30mm，这样大大提高了驾驶员的左腿舒适性。２．３ 脚驻车制动系统与周边部件要求脚驻车制动机构及踏板与周边部件间隙需要进行校核，应做出脚驻车制动机构踏板的运动包络，通过其运动包络检查其与周边的间隙。要求它与刚性件之间的距离不小于15mm，与柔性件之间的距离不小于20mm，其运动全行程的最小距离不小于150mm。为了防止脚驻车制动踏板运动过程中与其他周边部件干涉，脚驻车制动踏板机构布置过程中应考虑与前围板、前围隔音隔热垫、搁脚板、仪表板线束、继电器盒的最小安全距离。脚驻车制动机构安装在前围板及仪表台横梁上。前围板及仪表台横梁需增加脚驻车制动机构安装支架，脚驻车机构与前围板隔音隔热垫的安全距离应不小于10mm。脚驻车制动踏板机构布置时，主要考虑与仪表台下部Z向间隙、与左A柱下装饰板Y向间隙、与制动踏板Y向间隙、与搁脚板间隙（脚驻车踏板踩到极限状态）。脚驻车制动机构位置与周边部件间隙均要满足要求。２．４ 脚驻车制动系统人机校核分析脚驻车制动机构踏板布置位置，对驾驶员上下车方便性和操纵空间影响较大。脚驻车制动踏板与驾驶员小腿之间应保证有足够的空间。脚驻车制动机构的踏板位置直接影响驾驶员腿部空间。正常驾驶过程中，驾驶员将脚放在搁脚板位置，与脚驻车踏板X向间隙不小于40mm。此间隙不仅满足了驾驶员与脚驻车踏板的间隙要求，还保证了驾驶员上下车的方便性要求。脚驻车制动踏板与驾驶员腿部位置，如图3所示。图３ 脚驻车踏板与驾驶员腿部位置脚驻车制动机构布置位置确定后，总布置应进行上下车方便性、脚驻车操纵方便性校核。脚驻车踏板机构位置状态处于１８现代制造技术与装备２０１７第６期 总第２４７期工作状态（驻车制动状态），用RAMSIS软件人体模型模拟驾驶员上下车过程，脚驻车机构踏板位置对上下车方便性没有影响，即满足要求。脚驻车踏板使用操纵力大小和操纵方便性也可用RAMSIS软件分析，即模拟驾驶员踩脚驻车动作过程，软件会给出驾驶员操纵力和操纵方便性评价范围。此评价指标范围可作为评价脚驻车制动踏板位置是否满足设计要求的一个参考，为脚驻车踏板机构位置进行优化布置提供依据。脚驻车制动踏板机构布置位置最好不要正对着驾驶员小腿处。在正常驾驶过程中，驾驶员习惯将左脚放到搁脚板位置。如果脚驻车制动踏板布置位置在驾驶员小腿正前方，在车辆碰撞过程中，驾驶员小腿会直接碰撞脚驻车制动踏板，从而给驾驶员腿部带来伤害。如果脚驻车制动踏板位置受仪表台、前围板及搁脚板位置空间所限，脚驻车制动踏板设计可采用脱落式方案，从而减小脚驻车制动踏板对驾驶员小腿的碰撞伤害。２．５ 脚驻车制动系统的性能要求脚驻车制动踏板机构从自由状态到极限状态的旋转角度最好大于35deg，最少不小于30deg，驻车满足斜坡20deg要求。使用过程中，脚驻车制动机构不能与周边部件（如仪表线束、仪表台下部、A柱下护板等）发生干涉现象。脚驻车制动踏板本体位置不能倾斜，一旦倾斜，会对脚驻车制动踏板机构带来较大的侧向力，从而减小机构的强度。脚驻车本体支架位置上下固定牢固，脚驻车制动踏板强度应根据相关试验标准进行校核分析。脚驻车机构踏板及踏板臂强度可利用现在功能强大的CAE技术做初步的仿真分析，分析标准按照Q/JLY J711046-2009《脚驻车操纵踏板总成技术条件》。加载工况下，制动踏板臂对应最大变形为4.06mm，小于目标值5mm，即满足要求。卸载工况下，制动踏板臂最大变形量为0.33mm，小于目标值1mm，即满足要求[3]。脚驻车制动踏板机构强度分析，如图4所示，踏板臂的载荷与位移情况，更可直观反应出踏板臂在使用过程中的受力及踏板变形情况，如图5所示。CAE软件对脚驻车制动踏板的强度、踏板臂的载荷与位移分析，可作为脚驻车踏板机构设计参考依据，从而提高脚驻车踏板机构的设计效率。图４ 脚驻车踏板机构强度分析图５ 脚驻车系统踏板臂载荷、位移分析２．６ 脚驻车制动系统工艺性检查脚驻车制动系统关键零部件包括脚驻车踏板、驻车踏板臂、棘爪机构、棘轮、摇臂、拉索导引支架、驻车拉线、驻车拉线固定支架等，需严格按照相关设计标准进行检验、装配。３ 结语在某款乘用车匹配AT自动变速器项目中，采用了上述脚驻车制动系统的布置方法和原则对其进行布置。设计开发的新产品车型通过可靠性及耐久性试验，且整车驻车系统未发生故障，驻车系统操纵性、可靠性均工作正常，满足设计要求。本文脚驻车制动系统相关布置尺寸适用于A-B级乘用车，在不同车型环境中，脚驻车制动系统踏板机构布置位置均有所不同。因此，要综合考虑其位置与驾驶员、周边部件的合理性，追求最佳合理的布置位置，从而满足最优的操纵方便性、舒适性以及安全性。参考文献[1]GB/T 14451-2008.操纵用钢丝绳[S].2008.[2]QC/T 29101-1992.汽车操纵拉索总成[S].1992.[3]Q/JLY J711046-2009.脚驻车操纵踏板总成技术条件[S].2009.Foot Parking System for Brake SystemＬＩ Ｈｕ（Ｚｈｅｊｉａｎｇ Ｇｅｅｌｙ Ａｕｔｏｍｏｂｉｌｅ Ｒｅｓｅａｒｃｈ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｎｉｎｇｂｏ ３１５３３６）Abstract: Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｓｕｍｍａｒｉｚｅｓ ｔｈｅ ａｒｒａｎｇｅｍｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｒｋｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｔｈｅ ｆｏｏｔ ｐａｒｋｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ， ａｎｄ ｅｘｐｌａｉｎｓ ｔｈｅ ｋｅｙ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎｓ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｒｋｉｎｇ ｂｒａｋｅ ｐｅｄａｌ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎｄ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｒｋｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｔｈｅ ｐａｒｋｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ． Ｔｈｅ ｍａｎｅｕｖｅｒａｂｉｌｉｔｙ ａｎｄ ｃｏｍｆｏｒｔ Ａｓ ｗｅｌｌ ａｓ ｔｈｅ ｓａｆｅｔｙ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ， ａｎｄ ｄｉｓｃｕｓｓ ｔｈｅ ｆｏｏｔ ｐａｒｋｉｎｇ ｂｒａｋｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｏｔｈｅｒ ｐａｒｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｄｅｓｉｇｎ ａｎｄ ｌａｙｏｕｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐａｒｋｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｒｋｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｔｏ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｒｅａｓｏｎａｂｌｅ ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ．Key words： ｆｏｏｔ ｐａｒｋｉｎｇ ｂｒａｋｅ ｓｙｓｔｅｍ， ｋｅｙ ｓｉｚｅ， ｃｏｎｖｅｎｉｅｎｃｅ， ｃｏｍｆｏｒｔ