摘要：本文通过对制动系统不同类型的对比试验，确定踏板制动行程与操纵力关系曲线，并结合不同制动类型固有特点，为不同制动性能要求的三轮摩托车进行合理的制动系统选型；同时，结合不同制动类型本身固有特点，对减小制动系统无效行程，提升整车制动性能进行分析研究。
 
    随着车速的提高以及车流密度的日益增大，为了国内还没有通过对不同制动类型进行对比分析，合理选择制动系统，减少制动系统无效行程，提升制动性能的研究，为此，根据某课题项目组的工作要求，对现有国内市场常见的三轮摩托车后制动类型进行了试验研究。
    目前，国内市场常见的三轮摩托车后制动类型主要有3种：1）机械拉杆式，主要通过拉杆连接制动踏板和制动器进行机械式制动（简称机械鼓制动）；2）液压鼓式制动，通过液压油进行制动力传递（简称液压鼓制动）；3）液压盘式制动，通过液压油进行制动力传递（简称液压盘制动）。
    不同的制动类型，制动踏板操纵力和制动踏板行程的对应关系不同，根据GB 7258-2012《机动车运行安全技术条件》“正三轮摩托车检验时，踏板力应≤500 N”标谁要求，整车设计时，根据人机工程的要求，制动踏板也有合理的运动范围。本文主要目的是：通过试验，确定不同制动类型的三轮摩托车踏板制动行程与踏板操纵力关系曲线；结合踏板制动行程与踏板操纵力关系曲线，为不同制动性能要求的三轮摩托车进行合理的制动系统选型；结合不同制动类型本身固有特点，对减小制动系统无效行程，提升整车制动性能进行分析研究。机械式鼓式制动如图1所示，液压鼓式制动如图2所示，液压盘式制动如图3所示。





    1 试验原理
    主要试验车辆及仪器设备：机械鼓式制动、液压鼓式制动、液压盘式制动三轮摩托车各1辆，高度尺，推拉计、各种不同的金属垫块。推拉计如图4所示，试验问题及应对措施如下。

    a）一般踏板运动轨迹为绕踏板转轴的1条曲线，踏板制动行程的基准面很难确定；本试验通过测量踏板中心点距地面的高度变化，并通过踏板中心点的轨迹曲线，进一步确定踏板具体的制动行程。
    b）一般三轮摩托车在使用推拉计进行踏板操纵力操作时（人不在车上），制动转轴中心出现上下移动，将对踏板行程变化量的测量产生影响；本试验通过各种不同的金属垫块，保证三轮摩托车制动转轴中心与地面距离为定值。
    c）为使机械拉杆式三轮摩托车踏板操控力满足推拉计300 N要求，对该三轮摩托车制动系统进行调整，降低制动初始空行程距离。
    根据测试目的，试验原理为：通过推拉计推动制动踏板运动，记录推拉计对应的制动踏板操纵力数值，同时读取踏板中心距标准测量平面的高度数值，并通过草图模拟确定踏板行程，绘制踏板操纵力与踏板行程的关系曲线。

    2 踏板操纵力与制动行程关系曲线的测定
    2.1踏板行程测定
    踏板制动行程确定示意图如图5所示，外圈大圆为制动踏板的踏板中心轨迹曲线，通过测量制动踏板中心距标准测量平面的高度，可以确定踏板的实际制动行程。

    2.2关系曲线
    根据试验测定的制动踏板操纵力及测算的踏板制动行程数据，可以得到如图6曲线，由该曲线看到，三轮摩托车踏板制动行程与操纵力曲线明显分为2个部分。

    a）曲线中最初一段明显折线之前部分，为制动踏板的空行程区域，踏板操纵力克服制动系统回位力（包括制动踏板回位弹簧拉力、制动器蹄块回位弹簧拉力等），使制动系统中各零件间的间隙、制动器蹄块与制动鼓间的间隙减小至零的曲线段，该阶段的操纵力不产生实际的制动效果。
    b）曲线中明显折线之后部分，为制动踏板的工作行程区域，踏板操纵力克服制动系统各零部件变形量而进行制动的行程曲线段，产生变形量的零部件包括：制动拉杆、制动转换轴、液压系统管路的膨胀等；该阶段的操纵力使整车产生实际制动效果。
    在踏板操纵力为300 N时，机械鼓式制动的踏板行程高达145 mm，分别达到了液压鼓式制动踏板行程的2.23倍，液压盘式制动踏板行程的2.54倍。

    3 结果分析
    从踏板制动行程与操纵力关系曲线看到，不同的制动类型对应不同的踏板制动行程与操纵力区间；在擎车制动系统设计时，根据整车制动性能的不同要求，选择合理的制动行程与操纵力区间，选定合适的制动系统类型。第2部分曲线的工作行程区域，主要是踏板操纵力克服制动系统各零件变形量而进行的制动行程。不同制动系统对应的空行程与工作行程数据如表1所示。

    根据上述分析可知，机械鼓式制动制动系统，当踏板操纵力为300 N时，工作行程可达139.4 mm，该部分行程主要来自系统零部件的变形量。机械鼓式制动过大的工作行程，会使骑乘者感觉制动疲软，同时延长了制动协调时间，成为了制动的无效行程。减小制动系统零部件的变形量，可以降低制动踏板的无效行程，同时提升制动系统总杠杆比，进而提升整车制动性能。不同的制动器结构类型，摩擦片和制动鼓（或制动盘）之间的间隙有不同的要求，该间隙对应的制动踏板行程关系如表2所示。

    由表2看到，鼓式制动器与盘式制动器在初始空行程上存在明显差距：18.9～29.4 mm，在制动踏板制动行程和操纵力一定时，盘式制动器初始空行程更低，制动更灵敏；同时，系统也可以采用更大的杠杆比，使整车具有更好的制动效果。