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基于對(duì)汽車電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究
趙海龍 張?zhí)栍?/p>
(長(zhǎng)城汽車股份有限公司哈弗技術(shù)中心 河北 保定 071000)
科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步必然會(huì)影響著社會(huì)中各個(gè)行業(yè)的發(fā)展。我國(guó)甚至是世界范圍內(nèi)的汽車行業(yè)越來(lái)越多地受到了科學(xué)技術(shù)發(fā)展的影響。另一個(gè)方面科學(xué)技術(shù)的發(fā)展在很大程度上帶動(dòng)了汽車行業(yè)的進(jìn)一步繁榮。電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)是汽車中不可或缺的一個(gè)重要控制系統(tǒng),該系統(tǒng)的性能穩(wěn)定與否直接關(guān)系到車輛的運(yùn)行安全性。為此,在對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)當(dāng)充分考慮車輛的安全運(yùn)行需要,同時(shí)還要保證系統(tǒng)自身運(yùn)行的可靠性。
汽車;機(jī)械電子;制動(dòng)系統(tǒng)
在我國(guó)目前的汽車設(shè)計(jì)制造過(guò)程中,傳統(tǒng)形式的液壓控制制動(dòng)系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)越來(lái)越成熟。但是這種發(fā)展程度還不能滿足目前人們對(duì)汽車制動(dòng)安全以及性能的要求。因此在這樣的背景下,新型汽車在設(shè)計(jì)以及制造的過(guò)程中都會(huì)使用電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)來(lái)取代液壓制動(dòng)系統(tǒng)。最顯著的一個(gè)例子就是目前大多數(shù)的汽車在制動(dòng)系統(tǒng)中應(yīng)用了防抱死制動(dòng),這樣大大地提升了汽車在制動(dòng)過(guò)程中的性能以及安全保障。在汽車制動(dòng)線路的選擇上,目前更多的選擇設(shè)置附加結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)形式的液壓制動(dòng)控制系統(tǒng)已經(jīng)不能符合并且滿足復(fù)雜制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的要求。目前制動(dòng)系統(tǒng)的管路設(shè)計(jì)更加的復(fù)雜,更加的多樣化。這樣就導(dǎo)致了在汽車設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)過(guò)程中存在越來(lái)越大的難度,這樣也導(dǎo)致了一個(gè)非常明顯的缺點(diǎn)就是汽車的制動(dòng)安全性能得不到很好的保障,提升了汽車安全制動(dòng)的難度,這樣不符合人們對(duì)于汽車安全性能的要求。當(dāng)代的汽車需要的是制動(dòng)精準(zhǔn);反應(yīng)靈活并且功能全面的汽車制動(dòng)。因此在這樣的大背景下電機(jī)機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生,是目前汽車設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)的第一選擇。
在汽車制動(dòng)系統(tǒng)中,電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)和傳統(tǒng)的液壓制動(dòng)系統(tǒng)相比較有明顯的優(yōu)勢(shì)。首先,電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)在汽車機(jī)械制動(dòng)連接上非常的簡(jiǎn)便,程序更加的簡(jiǎn)化,便于操作,不同于傳統(tǒng)的液壓控制制動(dòng)系統(tǒng)的操作繁瑣;其次,電子機(jī)械制動(dòng)控制系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中不需要制動(dòng)液來(lái)進(jìn)行制動(dòng)操作,這樣就在很大程度上對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)油管進(jìn)行了簡(jiǎn)化,同時(shí)也很大程度上節(jié)約了制動(dòng)系統(tǒng)中的制動(dòng)油箱。電子機(jī)械制動(dòng)控制系統(tǒng)的體積小;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單并且便于維護(hù),能夠便于汽車內(nèi)部的設(shè)計(jì)。電子機(jī)械制動(dòng)控制系統(tǒng)在機(jī)械制造的過(guò)程中不存在油管泄露的狀況,有利于環(huán)境保護(hù)。電子機(jī)械制動(dòng)控制系統(tǒng)在汽車執(zhí)行制動(dòng)操作的過(guò)程中能夠?qū)崿F(xiàn)外部載荷的平穩(wěn)傳輸,同時(shí)在制動(dòng)的過(guò)程中噪音更小,制動(dòng)效果較好。電子機(jī)械制動(dòng)控制系統(tǒng)采用的是電線的方式來(lái)對(duì)外部能量進(jìn)行傳輸,這樣就讓能量的傳輸更加便捷和快速,電線傳輸能力能夠提升汽車的制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間,同時(shí)還具有良好的持久性能。
在汽車制動(dòng)系統(tǒng)中,電子機(jī)械制動(dòng)控制系統(tǒng)的運(yùn)行以及設(shè)計(jì)是非常復(fù)雜的。當(dāng)汽車進(jìn)行制動(dòng)操作的過(guò)程中,并且駕駛員踩踏制動(dòng)踏板時(shí),制動(dòng)踏板要及時(shí)地通過(guò)電子感應(yīng)得到相關(guān)的信息,了解制動(dòng)踏板的運(yùn)行狀況,包括運(yùn)行速度的大小。制動(dòng)過(guò)程中需要的外力的大小等等。此外制動(dòng)位移問(wèn)題也是一個(gè)在制動(dòng)設(shè)計(jì)過(guò)程中需要考慮和了解的問(wèn)題。只有這樣才能夠有效地判斷出汽車駕駛員操作制動(dòng)命令的真正意制動(dòng)氣室;繼動(dòng)閥以及氣壓管路等等。
首先,作為汽車制動(dòng)系統(tǒng)中的主要控制部分,雙腔制動(dòng)閥能夠在汽車駕駛員執(zhí)行制動(dòng)的時(shí)候?qū)⒅苿?dòng)踏板的制動(dòng)信號(hào)通過(guò)制動(dòng)閥的傳輸有效地轉(zhuǎn)化成為制動(dòng)壓力信號(hào)。雙腔制動(dòng)閥在工作的過(guò)程重主要經(jīng)過(guò)三個(gè)階段的力學(xué)過(guò)程。首先是增加壓力階段;其次是保壓階段;最后是減壓泄壓階段。在建立雙腔制動(dòng)閥模型的過(guò)程中,選取的建模參數(shù)主要是影響制動(dòng)閥力學(xué)動(dòng)態(tài)的基本相應(yīng)參數(shù)。主要包括了制動(dòng)閥門的彈簧剛度;活塞中回位彈簧剛度以及制動(dòng)過(guò)程中的排氣間隙等等。
其次,在汽車制動(dòng)系統(tǒng)中,繼動(dòng)閥的主要作用就是連接制動(dòng)閥以及制動(dòng)氣室。其組成部分包括了四個(gè)管路接口:出氣口,進(jìn)氣口,控制氣口以及排氣口。
最后,氣壓管路在汽車制動(dòng)系統(tǒng)中的作用是一種氣壓傳輸通道。優(yōu)化汽車制動(dòng)系統(tǒng)的主要目標(biāo)就是要不斷提升汽車制動(dòng)壓力;找出制動(dòng)最大相應(yīng)壓力和制動(dòng)速度之間的關(guān)系。建立設(shè)計(jì)模型的過(guò)程中要通過(guò)質(zhì)押制動(dòng)系統(tǒng)的基本優(yōu)化內(nèi)容進(jìn)行模型參數(shù)確定。
汽車制動(dòng)系統(tǒng)中氣壓動(dòng)力制動(dòng)的主要優(yōu)化設(shè)計(jì)
在汽車制動(dòng)系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的過(guò)程中要針對(duì)性地選擇3組模型仿真數(shù)據(jù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),然后對(duì)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比以及分析。主要分析數(shù)據(jù)有氣壓制動(dòng)對(duì)于充氣的時(shí)間延長(zhǎng);氣壓制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)排氣的時(shí)間延長(zhǎng)以及氣壓制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)最大穩(wěn)定氣壓的影響。
(1)壓力響應(yīng)速度優(yōu)化
目前,卡車壓力響應(yīng)速度通常為0.5~0.9s,這一速度使得卡車的制動(dòng)距離過(guò)長(zhǎng),對(duì)于車輛制動(dòng)的安全性具有一定的影響。
通過(guò)對(duì)氣壓制動(dòng)優(yōu)化模型參數(shù)的優(yōu)化分析,在充氣延長(zhǎng)時(shí)間上,制動(dòng)閥下腔回位彈簧剛度、繼動(dòng)閥回位彈簧剛度對(duì)充氣延時(shí)有重要影響,所以確定制動(dòng)閥下腔回位彈簧剛度值取10N/mm,繼動(dòng)閥回位彈簧剛度值取10N/mm。在排氣延長(zhǎng)時(shí)間上制動(dòng)閥下腔排氣間隙、繼動(dòng)閥排氣間隙對(duì)排氣延遲時(shí)間有重要影響,所以確定制動(dòng)閥下腔排氣間隙值取1.5mm、繼動(dòng)閥排氣間隙值取1.5mm。
(2)最大壓力響應(yīng)優(yōu)化
通過(guò)對(duì)氣壓制動(dòng)優(yōu)化模型參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì),氣壓制動(dòng)系統(tǒng)最大壓力響應(yīng)因素主要來(lái)自前制動(dòng)氣室容積、制動(dòng)閥平衡彈簧強(qiáng)度和制動(dòng)閥上腔排氣間隙。
經(jīng)過(guò)優(yōu)化模型演示經(jīng)過(guò)優(yōu)化的壓力響應(yīng)速度可降低到0.3~0.5s,起到了提升壓力響應(yīng)速度優(yōu)化的目的。
本文對(duì)電子機(jī)械的制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行了科學(xué)探究,從分析中可以看出,電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)具有自身的優(yōu)勢(shì),他打破了傳統(tǒng)的制動(dòng)液對(duì)環(huán)境的危害,而且其運(yùn)行速度與性能穩(wěn)定性都獲得了很大的提升,但是,由于這一系統(tǒng)是一項(xiàng)最新的研究項(xiàng)目,他需要更多的精力與技術(shù)來(lái)優(yōu)化其工作原理,降低其運(yùn)行成本,但是這一制動(dòng)系統(tǒng)具有廣闊的發(fā)展前景,必將成為人們的一項(xiàng)優(yōu)化培育項(xiàng)目。
[1]陳東強(qiáng),溫佐禮.汽車電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2017,14(11):129+131.
[2]楊許.汽車電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真[J].內(nèi)燃機(jī)與配件,2017,(07):10-11.
the progress of science and technology will inevitably affect the development of various industries in society. The automobile industry in China and even in the world is more and more affected by the development of science and technology. On the other hand, the development of science and technology has greatly promoted the further prosperity of the automobile industry. The electronic mechanical braking system is an important control system in automobile. The stability of the system is directly related to the safety of the vehicle. Therefore, in designing the system, the safety of the vehicle and the reliability of the system should be fully considered.
car; Mechanical electronics; Brake system
10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2017.10.049
U463.5
A
1672-9129(2017)10-0044-02