CN105857275A - 汽车制动踏板装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了汽车制动踏板装置，包括踏板及踏板臂，还包括主安装支架，所述踏板臂一端端部伸到踏板底端和踏板连接，所述踏板后端边部和踏板臂焊接，所述踏板臂的另一端和主安装支架上端通过设于所述主安装支架上的转轴相连接；所述主安装支架下端设有和车身连接的支撑座；所述主安装支架上端端部设有和车身连接的副安装支架；本发明不仅强度刚度满足要求，具有较高安全性；且装配维护方便，满足轻量化及降低成本的要求。
Description
技术领域
本发明涉及汽车构造技术领域，涉及汽车车身结构，更具体地说，涉及制动踏板装置。
背景技术
随着汽车行业的飞速发展和人民生活水平的不断提高，汽车需求和持有量在不断的增加，汽车行驶的速度也越来越快，汽车事故越来越多，人们对汽车操作的舒适性和安全性也越来越关注。
汽车制动踏板是汽车驾驶五大操作件之一，是汽车和驾驶员进行人机交互最为频繁的部分。制动踏板是为了让行驶的车辆能够及时停止而设置的装置。通常整个制动系统有四大功能：1、汽车高速或转向行驶的主动安全措施；2、行驶中减速直到停车；3、汽车下坡时稳定车速；4、汽车停驶时驻车。
在汽车装配领域，为了提高汽车的生产效率，则要在每个零件的装配环节上尽量缩短时间，而传统的制动踏板装置结构复杂，组成构件较多，制造工艺及生产困难，成本较高，也无法实现制动踏板装置的通用化，存在安装程序复杂，装配定位不准确的问题。这样不仅增加了研发设计的时间，增加了零部件成本，同时增加了验证试验的时间。
汽车制动系统结构的复杂程度以及设计的合理性，对于汽车制动踏板稳固安装以及制动踏板与汽车整体的连接固定有着重要影响，并进一步影响汽车的行驶安全。如果制动踏板安装支架设计不够合理且结构过于复杂，有可能造成汽车制动系统安装困难，出现制动踏板与车身连接不牢固的问题，无法保证汽车行驶的安全性，存在重大安全隐患。由于制动踏板的可靠性直接关系到车辆行驶的安全性和经济性，如果制动踏板结构失效则很容易导致车毁人亡，因此必须要保证制动踏板结构满足工作性能要求。
驾驶员通过踩踏制动踏板实现汽车制动，同时制动踏板也对脚产生一定的反作用力。随着人们对驾驶舒适性要求的不断提高，汽车制动时对制动踏板的感觉的要求也在不断的提高。现有技术中，制动踏板存在诸多技术问题。
现有制动踏板一般是由多个钣金件焊接构成，安装支架的安装孔或者螺栓孔位于不同的钣金件上，为了保证制动踏板总成能够顺利装配到位，就必须提高汽车防火墙过孔的精度要求。因此，传统的制动踏板总成存在装配工艺性差的缺陷，使得制动踏板支架的整体性能差，刚度强度不足，而且复杂的结构容易导致各种各样的异常噪音的产生，而且很难判断，影响整车NVH性能。
通常紧急制动时制动力比较大，制动踏板既要满足操作性能的要求，又要满足强度刚度的要求，然而传统的制动踏板通常为了保证强度刚度性能，设计的比较保守，这样不仅浪费了材料，增加了加工成本，同时也增加了整车自身的重量。
现有汽车制动踏板装置结构和连接关系复杂，固定点比较多，使得制动踏板的安装和维修变得困难。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供强度刚度满足要求，具有较高安全性的制动踏板装置；本发明进一步的目的在于提供装配维护方便，满足轻量化及成本要求的制动踏板装置。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
该汽车制动踏板装置，包括踏板及踏板臂，还包括主安装支架，所述踏板臂一端端部伸到踏板底端和踏板连接，所述踏板后端边部和踏板臂焊接，所述踏板臂的另一端和主安装支架上端通过设于所述主安装支架上的转轴相连接；所述主安装支架下端设有和车身连接的支撑座；所述主安装支架上端端部设有和车身连接的副安装支架。
所述主安装支架包括底板及底板两侧延伸出的两侧板，还包括连接两侧板及底板上端部的连接板。
所述踏板臂上焊接有套筒，所述套筒套装在所述转轴上，所述套筒和转轴之间设有套装在所述转轴上的橡胶衬套。
所述主安装支架的侧板上设有安装转轴的转轴安装孔，所述侧板上位于转轴安装孔的边缘设有凸台；所述转轴两端伸入转轴安装孔和转轴安装孔焊接。
所述副安装支架上端和主安装支架的连接板面贴合，副安装支架上端和连接板焊接。
所述主安装支架的侧板边缘设有侧部翻边。
所述主安装支架的侧板上设有侧部减重孔，侧板上位于侧部减重孔边缘设有加强翻边。
所述主安装支架的底板上端设有上部减重孔。
所述主安装支架的底板下端设有底面凸台。
所述支撑座设在底板下端上，支撑座和车身通过螺栓连接；所述副安装支架下端和车身通过螺栓连接。
本发明的优点在于：本发明将传统的制动踏板支架整合为一体式主支架，提高了制动踏板的强度刚度，减少了零件数量，降低了装配难度，简化了制动踏板装置的结构。制动踏板主支架整体设计一体化，呈流线型造型，具有结构简洁流畅，刚度强度性能高，重量轻，可靠性好的特点。一体化主支架保证了支撑部位和底面稳定部位连接顺畅，改善了整体的刚度强度，大大降低了生产成本，使得制动踏板结构重量轻，工作性能可靠，加工工艺简单，易于装配和拆卸。此外，整体式设计减少了焊缝，能够有效控制设计和生产的一致性，容易保证生产质量，降低生产加工的操作难度，利用成本控制。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明汽车制动踏板装置的结构示意图。
图2为本发明汽车制动踏板装置的主安装支架与副安装支架的连接结构示意图。
图3为本发明汽车制动踏板装置的主安装支架的局部结构示意图。
图4及图5为本发明汽车制动踏板装置的主安装支架的结构示意图。
上述图中的标记均为：
1、踏板，2、踏板臂，3、副安装支架，4、转轴，5、主安装支架，6、支撑座，7、套筒，8、橡胶衬套，9、转轴和主安装支架缝焊，10、副支架螺栓孔，11、副安装支架和主安装支架缝焊，12、侧部翻边，13、凸台，14、侧部减重孔，15、加强翻边，16、上部减重孔，17、底面凸台，18、主支架螺栓孔，19、底板，20、侧板，21、连接板。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1所示，该汽车制动踏板装置，包括踏板1及踏板臂2，还包括主安装支架5，踏板臂2一端端部伸到踏板1底端和踏板1连接，踏板1后端边部和踏板臂2焊接，踏板臂2的另一端和主安装支架5上端通过设于主安装支架5上的转轴4相连接；主安装支架5下端设有和车身连接的支撑座6；主安装支架5上端端部设有和车身连接的副安装支架3。
本发明制动踏板结构是基于整车平台开发项目，在布置空间受限的前提下，最大程度的利用有限的空间，设计出较长的制动的踏板臂2，从而获得了较大的杠杆比和有效的制动力。本发明将传统的制动踏板支架整合为一体式主安装支架5，提高了制动踏板的强度刚度，减少了零件数量，降低了装配难度，简化了制动踏板装置的结构。踏板1后端边部和踏板臂2焊接，踏板臂2与踏板1采用整圈缝焊连接，保证了结构的安全可靠性。主安装支架5与车身通过支撑座6连接，保证了连接的可靠性。副安装支架3和主安装支架5焊接，副安装支架3与车身通过螺栓连接，保证了制动踏板装置侧向刚度性能，使得整体结构具有很好的稳定性。
如图1-图5所示，主安装支架5包括底板19及底板19两侧延伸出的两侧板20，还包括连接两侧板20及底板19上端部的连接板21。底板19、两侧板20及连接板21为一体式结构。主安装支架5结构可靠，稳定性好。
踏板臂2上焊接有套筒7，套筒7套装在转轴4上，套筒7和转轴4之间设有套装在转轴4上的橡胶衬套8。踏板臂2与套筒7两端焊接，结构稳定可靠。套筒7与转轴4之间有一对橡胶衬套8，可以有效起到缓冲的作用，保证了制动踏板1的可操作性能。
主安装支架5的侧板20上设有安装转轴4的转轴安装孔，侧板20上位于转轴安装孔的边缘设有凸台13；转轴4两端伸入转轴安装孔和转轴安装孔焊接。转轴4与主安装支架5之间采用缝焊连接，转轴4两端分别与主安装支架5两侧板20的转轴安装孔边缘采用整圈缝焊焊接，保证了制动踏板1整体连接的有效性，同时保证了整体结构的稳定性。主安装支架5与转轴4连接的部位边缘设置有凸台13，提高了局部结构的刚度强度性能，大大加强了转轴4与主安装支架5连接的稳定性，保证了此处的强度性能。
副安装支架3上端和主安装支架5的连接板21面贴合，副安装支架3上端和连接板21焊接。副安装支架3与主安装支架5相互贴合的面边缘采用缝焊连接，保证了制动踏板1结构整体的可靠性和稳定性。
主安装支架5的侧板20边缘设有侧部翻边12。主安装支架5的两侧板20边缘设置有较大的侧部翻边12，保证了主安装支架5整体结构的刚度和强度。
主安装支架5的侧板20上设有侧部减重孔14，侧板20上位于侧部减重孔14边缘设有加强翻边15。主安装支架5两侧板20上设置有较大的侧部减重孔14，并且在侧部减重孔14边缘设置有加强翻边15，不仅达到了降低整体重量的目的，同时保证了结构的强度刚度性能。
主安装支架5的底板19上端设有上部减重孔16。上部减重孔16为方形减重孔，主安装支架5上设置了较大的方形减重孔，有效减少材料，减轻了制动踏板装置的重量，节约了制造成本，很好的体现了结构轻量化设计理念，有效降低了汽车制动踏板的制造成本，从而减轻车身重量，提高整车燃油经济性。
主安装支架5的底板19下端设有底面凸台17。在主安装支架5的底板19下端设置有大型的底面凸台17，增强了主安装支架5的底面的刚度强度，保证了其与车身连接的稳定性。
支撑座6设在底板19下端上，支撑座6和车身通过螺栓连接。底板19下端的支撑座6为四个，四个支撑座6分布在底板19下端的底面凸台17的外侧上，主安装支架5的四个支撑座6上设有主支架螺栓孔18，四个支撑座6通过螺栓与车身连接，保证了制动踏板1安装的稳定性和可靠性。
副安装支架3下端和车身通过螺栓连接。副安装支架3下端设有副支架螺栓孔10，副安装支架3下端的副支架螺栓孔10和车身通过螺栓连接。
本发明将传统的制动踏板支架整合为一体式主支架，提高了制动踏板的强度刚度，减少了零件数量，降低了装配难度，简化了制动踏板装置的结构。本发明制动踏板主支架具有设计新颖，结构合理，制造方便，易于形成大工业批量生产等特点。制动踏板主支架整体设计一体化，呈流线型造型，具有结构简洁流畅，刚度强度性能高，重量轻，可靠性好的特点。一体化主支架保证了支撑部位和底面稳定部位连接顺畅，改善了整体的刚度强度，大大降低了生产成本，使得制动踏板结构重量轻，工作性能可靠，加工工艺简单，易于装配和拆卸。此外，整体式设计减少了焊缝，能够有效控制设计和生产的一致性，容易保证生产质量，降低生产加工的操作难度。
随着汽车行业竞争越来越激烈，汽车零部件设计要求也越来越严格。汽车制动踏板装置也必须考虑车身轻量化的因素。本发明在保证制动踏板主支架稳定性、刚度强度可靠性的前提下，采用拓扑优化和形貌优化技术，对制动踏板主支架进行了多次优化分析，从而得到了强度刚度性能更好，材料分布更加科学合理的结构设计方案。
本发明制动踏板主支架为拓扑优化后的最佳材料分布方案。根据拓扑优化结果，在主安装支架5的两侧板20设置了两个减重孔，材料分布科学合理，在满足强度刚度要求的前提下，节省材料，节约成本。同时为了保证主安装支架5的刚度强度性能，在主安装支架5的两侧板20上的减重孔边缘设置了翻边，获得了符合轻量化设计和保证结构刚度强度性能双重有益效果。此外，在主安装支架5的底板19上端设置有较大的方形减重孔，此减重孔大大降低了结构的整体重量。
根据形貌优化结果，在主安装支架5与转轴4连接的部位，设置有凸台13，大大加强了转轴4与主安装支架5连接的稳定性，保证了此处的强度性能。同时在主安装支架5的底板19下端设置有大型的底面凸台17，增强了主安装支架5底面的刚度强度，保证了其与车身连接的稳定性。此外，在主安装支架5的两侧板20边缘设置有较大的侧部翻边12，大大增强了主安装支架5整体的刚度强度。
与现有技术相比，本发明具有结构简单，安装方便，性能可靠性好，稳定性好等优点。同时采用优化技术手段，不仅保证了结构的刚度强度，使其具有安全可靠的工作性能，而且还达到了结构轻量化的目的，可以有效降低汽车制动踏板的制造成本，减轻车身重量，提高整车燃油经济性。
制动踏板的可靠性直接关系到车辆行驶的安全性和经济性，如果制动踏板在使用过程中出现大的变形会影响到制动系统的使用性能。如尤其是在高速行驶的过程中，如果制动踏板结构失效很容易导致车毁人亡，必须要保证制动踏板结构满足强度刚度性能要求。本发明汽车制动踏板装置经过严格的CAE仿真分析计算进行强度刚度校核，侧向刚度强度和纵向强度均满足结构性能要求。
综上所述，本发明的有益效果体现在以下几个方面：
本发明具有结构设计新颖，主安装支架5采用整体设计，不仅结构强度好，能够满足强度及刚度要求，能大大提高车辆行驶安全性；通过能够避免出现异常噪音，不影响整体NVH性能。
主安装支架5呈流线型造型，制造方便，加工工艺简单，大大降低了生产成本，易于工业大批量生产等特点。整体式设计减少了焊缝连接，能够有效控制设计和生产的一致性，容易保证生产质量，降低生产加工的操作难度。
本发明采用拓扑优化技术，材料分布科学合理，有效减少材料，设计科学合理的制动踏板结构，减轻了制动踏板的重量，很好的体现了结构轻量化设计理念，有效降低了汽车制动踏板的制造成本，从而减轻车身重量，提高整车燃油经济性。
本发明采用形貌优化技术，根据优化结分析结果，在比较重要的部位设置了凸台结构和翻边结构等加强结构，使得制动踏板不仅满足了操作性能的要求，同时满足了强度刚度的要求，保证了制动踏板的工作性能，并且具有较高的安全性。
本发明制动踏板结构简单紧凑，制造成本和维护成本低，易于装配和拆卸。各个部件之间连接关系简单，不但提高了生产和安装的效率，同时还解决了安装准确性差的问题，有利于制动踏板装置的装配以及后续使用过程中的维修和更换。
本发明基于整车平台开发项目，通用性好，减少了开发周期，降低了研发成本，具有很好的实用性和市场应用价值。
显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.汽车制动踏板装置，包括踏板及踏板臂，其特征在于：还包括主安装支架，所述踏板臂一端端部伸到踏板底端和踏板连接，所述踏板后端边部和踏板臂焊接，所述踏板臂的另一端和主安装支架上端通过设于所述主安装支架上的转轴相连接；所述主安装支架下端设有和车身连接的支撑座；所述主安装支架上端端部设有和车身连接的副安装支架。
2.如权利要求1所述的汽车制动踏板装置，其特征在于：所述主安装支架包括底板及底板两侧延伸出的两侧板，还包括连接两侧板及底板上端部的连接板。
3.如权利要求1所述的汽车制动踏板装置，其特征在于：所述踏板臂上焊接有套筒，所述套筒套装在所述转轴上，所述套筒和转轴之间设有套装在所述转轴上的橡胶衬套。
4.如权利要求2所述的汽车制动踏板装置，其特征在于：所述主安装支架的侧板上设有安装转轴的转轴安装孔，所述侧板上位于转轴安装孔的边缘设有凸台；所述转轴两端伸入转轴安装孔和转轴安装孔焊接。
5.如权利要求2所述的汽车制动踏板装置，其特征在于：所述副安装支架上端和主安装支架的连接板面贴合，副安装支架上端和连接板焊接。
6.如权利要求4或5所述的汽车制动踏板装置，其特征在于：所述主安装支架的侧板边缘设有侧部翻边。
7.如权利要求6所述的汽车制动踏板装置，其特征在于：所述主安装支架的侧板上设有侧部减重孔，侧板上位于侧部减重孔边缘设有加强翻边。
8.如权利要求7所述的汽车制动踏板装置，其特征在于：所述主安装支架的底板上端设有上部减重孔。
9.如权利要求8所述的汽车制动踏板装置，其特征在于：所述主安装支架的底板下端设有底面凸台。
10.如权利要求9所述的汽车制动踏板装置，其特征在于：所述支撑座设在底板下端上，支撑座和车身通过螺栓连接；所述副安装支架下端和车身通过螺栓连接。
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |