日本新型Dua1-CBS制动系统.pdf

国外摩托车 4 谚 日本 新 型 Du a 1 一 C B S制动 系统 Ne w Du a l CB S Br a k i n g S y s t e m o f J a p a n 薛天经(天津摩托 车技术 中 )_-_-_一 摘 要D u a l CB S双联制动 系统，将手和脚两个操作 系统并为一体 并同时制动 前、后轮。其 中手和脚的操 作 系统是两个 独立 的系统 其 中手操 作 系统前轮比 后轮先 抱 住j 脚操作 系境是后轮比前轮先抱 住。通过试验得 出，在直线行驶 制动时产生的减 速度 和传兢制动 系统相 比，不论 手、脚单独操作还是手脚并用操 作，Du a l CB S产生的 最大减速度 的平均值均较 高，制动时车体稳定，易于掌握。Th e Du a l CB S i s a b r a k i n g s y s t e m i n t e g r a t i n g h a nd a n d f o o t o p e n i n g s y s t e ms t o g e t h e r a n d c a n g e t t h e f r o n t a n d r e a r wh e e l s b r a k e d s i mu l t a n e o u s l y Th e h a n d a n d f o o t o p e r a t i n g s y s t e ms a r e i n d e p e n d e n t r e s p e c t i v e l y W h e n t h e h a n d s y s t e m wo r k s，t h e f r o n t wh e e I i s b r a ke d e a r l i e r t h a n t h e r e a r；wh i l e f o r f o O t s y s t e m t h e c a s e i s 0 n mu c h h i g h e r a n d t h e mo t o r c y c l e k e e p s s t a b l e wh e n b r a k e d ：一：动 u 一 目前，两轮 车制动 系统不论在 国 内还 是 国外，一般都是 用手和 脚独立地操纵 前后 的 制动。为了获得最大减速度并使车身保持稳 定，同时最大限度地发 挥出制动性能，必须很 好地控制手和脚所加力 的平衡。日本现在研 究了一种称之为 Du a l Co mb i n e d B r a k e S y s t e rn(Du a l c B s)双联制动系统。这种系 统 将手和脚 的操作 系统连为 一体，能 同时制 动前、后轮。同时，这种系统对于那些习惯 了 传统制动系操作 的骑乘者来说，也 容易掌握。如果使用手操作的 CB S肘，前轮 比后 轮先发 生制动，用脚 操 作的 C B S时，后轮 比前 轮 先 发 生制 动，这 就是 骑乘 者 容 易操纵 的 Du a l C B S。同时，用手单独操作时 的纵 向颤动速度 3O 和用脚单 独操 作 时的横 向摆 动速度都 减小，与以前的制动系统 比，制动时韵车体状态趋 于稳定。比较 一下用手、脚单独操作时所产生 的减速 度值，使用 C B S要 比传统 制动 系高。另外，由 骑乘者 技术水平 不 同造 成的操 作 和制动效果的差异将会减小。众所周知，摩托车制动器有鼓式制动器 和盘式制动器，鼓式广泛用于中小排量的摩 托车上，盘式则用于大排量和中等排量摩托 车的前 轮制 动。盘式优点是制动扭 矩大，散热 性 和制动稳定性 好。我国虽然摩托 车产量 已 跃 居世界前 列，但 设计、工艺、试验检 测等 总 的水平仍然 不高，尤其是 集缩 了高、精、尖 技 术的大排 量、豪华型、运 动型、专用型的摩托 摩托 车技 术】9 9 6年 弟 7期 维普资讯 国外摩托车 车生产 仍然是 空 白，随着 国民经济的发展 和 人 民生活水平 的提高，对摩托 车产 品品质和 使用 性、舒 适性、平 顺性 的要求 也将 越 来越 高，对制动 系统的要求也将会提高，尤其是 一 些先进的制动系统将会迎运而生。目前盘式 制动器在我国应用较少，长江 7 5 o j l型警用 摩托车、洪都 1 2 5、五羊 WY1 2 5的前轮制动 是 采用液压盘式制 动器，也是 最简单的形式。为了满 足 日益 迅速 发 展 的摩托 车 市场 的 需 求，提 高制 动系统 的理 论及设计水平，现将 日 本的有关 研究作一 简介。1 传统制动系统分析 历来的两轮车制动系统都是用手操纵前 轮制动，用脚操纵后轮制动。而且如 图 1所示 那样，随着 减速 度 的增 加，前、后 轮的分 配载 荷 完全不葡。前轮制 动时，因为随着减速度 的增 加，前 轮分配载荷增加，所 以能得到 高的减速度。但 是 在两轮 车 中，因为在 前轮抱住 状态下 车体 状态不稳定，所以要求对后轮有细微的操作 相配合。相反，因为后轮制动时随着减速度的 增加，后轮的分配载荷减小，所以不能获得高 的减速度。但是，即使在后轮抱住状态下，与 前轮相比，车体的状态也比较稳定。骑乘者通 过操作这 些特性 不 同的两种制动，可得 到适 合自己行驶的前、后轮制动力分配。为了最大 限度发 挥两轮 车所具有 的制动力，有必 要根 据减速度 分配 前、后轮的制动力。2 早期 cB s 本 田公司在大型旅行式 GL 1 5 0 0摩托车 上 已装有 CB S，如 图 2所示。该 C B S的脚操 作系统可制动前、后轮，后轮比前轮先抱住，而手操作 系统仅 用来制动前轮 这 种型式 的 C B S，目的是减轻手制 动 操 作的负担，1 1 年前在 R C B 1 0 0 0车上使用过，但是由于在这种运动车型中，前轮制动的使 用频 率 高，仅 用脚 操作 的 CB S优越 性不 大，因此，着手研 究了手、脚操 作可台为一起 罚时 摩 托 车技术 1 9 9 6年 第 7期 制动前、后轮 的 D u a l C B S(X 联制 动)。t 棹 2 隶 5 l 0 硪建度，m s。圈 1 前 后轮的分配藏荷与碱速度的关系 前制动钳 PCV 冒 Z馕 巯 CB S 鹤 不 毫 髓 3 Du a l CB S(系统 一1)图 3所示为试 验时使用 的 Du a l C B S(系 统 一1)的结构 工作原理 由手的 加力动作，在 前主 液压缸中产生液 压，它直接传到左、右的前制 动钳 两端 的活塞上，从而在前轮 产生制动力。这个制动 力通过连杆作 用到 副液压缸上，产 生液 压，该 液 压 由 P C V(P r o p o r t i o n a l C o n t r o l Va l v e比例 控 制 阀)控 制，传 到 后 制 动 钳，在后轮上也产生制 动力。脚操作系统 也和 手操作系统是同样的动作原理。由后主液压 缸 产生 的液 压传给手 操 作 系和 另一 支 系的 左、右前制 动钳 中央 的活塞。脚和手 的操作 系 统成为独立的两个 系统 在 D u a l CB S上使 用 的 P C V 由三 个 功 能部 件构 成，即一 般 四轮 车使 厝 的 P C V、切 断阀及减 压活塞。它符合轴 距短、质心高的两 31 维普资讯 国外摩托车 轮车特有尺寸所要求的理想制 动力分配特性 如图 4 所示。为了能得到各种特性，其工作压 力及工作特性应能调整 田 3 Draft C BS(幂缝-1)简 圈 b 试验车辆是排气量为 1 0 0 0 mL的公 路运动型车，它的前、后轮分配载荷和主要尺 寸如图 5所示。d 2 皇 薯 毒。l O 精藏 压 MP a 田 4 H1 v的特性 c 计 算 和 检 测 当求 Du a l C B S的制 动 力分 配 时，首 先 算 出试 验 车的 理想 制 动力分 配 特性 的 理论 值。然后检测试验车的各个减速度的每个分 配载荷，验证理想制动力分配特性如图 6 所 示。可看出计算和检测结果很近似。两者的 微小差别可认为是由于悬架动作和骑乘者姿 势的变化引起了质心位置和前，后轮分布载 荷的变化产生的。同时，由熟练骑乘者使用以前的制动系 统，在(摩镣 系数)一1 0和 一0 5的路面 上，进行了手 脚单独及并用操作，而且不使 3 用发动机制动(断开离台器)的制动试验，得 到最大减速度 值 将 它与用 Du a l C B S的最 大 减速度计算结果进行 比较，如图 7所示。从 图可知，虽然传统的制动系统在手、脚同时操 作 时能得 到 比 Du a l C B S高的 减 速度，但 在 手、脚 单 独操 作 时，不 论 在 何种 路 面，Du a l C B S都能得到高的减速度。L 5。om m 圈 5 试验车辆的麓荷分布和主蔓尺寸 c B s 手脚手和 弹c B$手脚手和 弹 r一 -传坑箭动 传统倒动 围 7 使用 D u c (襄蔬一1)和传统1 _ If 动 所得量太t童鹰计算值的比较 图 8中对使用 Du a l C B S和 传统制动 系 统，在直线行驶制动试验中所樽到的最大减 速度值进行 了比较 摩 托 丰技 术 H9 9 6阜第 7期 葺 稃桀妲 目 毯麓茸 维普资讯 国外摩托车 另外，在弯 曲路上，往往 是制 动操作和发 动机 制动并用，在这种情况下，D u a l C B S在用手 单独操作时，后幸 鲁 办发生跳动，可以断定，习 惯了传统制动系统的骑乘者会感到难 以控 制。4 D a a l-CB S(系统-2)将前述试验中使用的系统一1改造，和 前系统同样还使用三个活塞型制动钳，从后 主液压缸直接连管路到后制动钳中央活塞，这就是如 图 9所示 的系统 一2的结 构。这种 结构 的制 动力分配特性如 图 1 o所示。手操作 系是前轮 比后轮先抱住的分配特性，脚操作 系是后轮 比前轮先抱住的分配特性，手、脚并 用时的制动力分配特性处于手、脚单独操作 的特性线所包围的范围内。图 l 1示 出了在：1 0和 u-：0 5的路 面 上，使用 这种 结 构 的 Du a l d 2 B S和 传 统制 动系统在车轮抱住时的最大减速度计算结 果。由此可知不论在 哪种路面上，用手、脚单 独操作所产生的减速度都比传统制动系统产 摩托 车技 术$1 9 9 6年苇 7期 田 9馥遗 后结 构(暴统-2)圉 1 0 一 动力 丹配特性 在该项研究中，还进行了 D u a l C B S(系 统 一2)的有效性 试验，包括 不 同技 术水 平骑 乘者的制 动试验 和车体的 动态检 测，和 传统 制动系统 比较在直线行驶制动时车体的纵向 颤 动和 横 向摆 动。在手 单 独操 作 中，Du a l c B s(系统 一2)比传统制 动 系统 的纵 向颤 动 和横向摆动都小，车体更稳定。在脚 单独 操作 时，系统 一2虽然 纵 向颤 动大，但横 向摆 动和 手单独操作 一样还 是较 小，特别是在后轮抱住后，差别更大。这意味 着后轮抱住后车体也是比较稳定的。图 l 2中 维普资讯 国外摩托车 的 C B S的脚单独操作的检测值 比图 1 1中的 C B S计算 值大，这 可解释 为骑乘 者为免 除担 心，用超 过 了后轮抱 住所需 力的过 力操作 所 致。必 1 l 口 口 0 田 1 1 使用 D u a l C B S(系统-2)和传统制动所得到的量大 减速度计算位的比较 离台器斯开 冉台器接台手脚手 嘣 田 1 2 在干燥柏油路面上，使用 D u a I B S(幕统一2)和传 统捌动蕞维所鲁到的量大蠢逮重的比较 5 结论 a 作为手、脚两个操作 系统在一起 的 C B S，即 Du a l-C B S 其制 动力 的分 配特性，对 于 习惯用 传统制动系统的初学 者或熟练骑乘 者来说，都是容易操纵 的制 动系统。手操 作系统 的制动力分 配特性 是直到跳 动不发生时 后轮的制动力下洚 和传统制动 系统一样 前轮 比后轮先抱住。脚操作 系统 的制 动力分配特性是 后轮 比 前轮先抱住。b 从 初学 者到 熟练 者的不 同技 术 水平 的 骑 乘者 使用 D u a l CB S和 传统 制 动系统 在直线行驶制动时产生的减速度进行 比较 后，可知不论手、脚单独操作还是手脚井用操 作，Du a l-C B S产生 的最大减速度平均值均较 高。尤其是脚单独操作时，最大减速度极大提 高 即使初学者，也超过了使用传统制动系统 的熟练者所产生的减速度。另外，最大减速度 的离散范围也有缩 小的趋势。C 使用 Du a C B S和 传统制 动系 统制动 时的车体动态变化后，可知 D u a l C B S在手 单独操作制动时其纵向颤动、横向摆 动都变 化很小。在脚单独操作制动时，虽然纵向颤动 变大，但横向摆动变小，制动啬 寸 车体稳定 这 个研究 成果 应用到 1 9 9 3年 1月推 出 的 C B R 1 0 0 0 F摩托车的制动系统。通 过 上 介绍，也可 能会有 人认 为这 样 的制动系统在我国生产的绝大部分摩托车上 应用还 为时尚早，但是不论 从发展的眼光看，还是从减小车体制动时的纵向觑动和横向摆 动 的要求分析 这 种对于 不论 初学者 或熟练 者都易掌握 并且制动时车体稳定，能充分发 挥制动 统性能的 D u a l C B S系统会给我们 启迪，会对提高我们的制动系统设计、试验水 平有所 帮助，有助 于联 想和开 发出适合 我 国 国情的新型制动系统。(收稿日 期 1 9 9 9 0 4 o 9)摩托车导行系统 据 4 月 3 0日 日经产业新闻”报道，日本 9 0 0 mm，宽 1 8 0 mm，高 3 5 0 mm。零售 价 专营摩托车用品的塔 纳克 斯公司 已向市场投 1 6万 日元(约合人 民币 1 9 4 0元)。采用带和 放一 摩托 车 导行 系统。该 系统 主体部 分 长 磁性 紧固在油箱盖上。(肖叶)3 4 摩 托 车技术 1 9 9 6阜 第 7期 维普资讯