魏紅濤

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展以及需求的不斷增加，我國(guó)汽車的保有量在不斷地攀升。汽車是眾多系統(tǒng)所組成的復(fù)雜的有機(jī)體，在眾多的組成系統(tǒng)中，汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)是其中最重要也是最為核心的系統(tǒng)之一，汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)直接關(guān)系到車輛能夠安全運(yùn)行。良好的汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)能夠確保車輛在制動(dòng)的過程中具備一個(gè)較為良好、穩(wěn)定的減速過程進(jìn)而穩(wěn)定地停車，使得車輛在制動(dòng)的過程中不會(huì)受到道路坡度的影響，從而使得汽車能夠在一定坡度的坡道上進(jìn)行穩(wěn)定地停車。本文在分析汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)工作原理的基礎(chǔ)上對(duì)如何做好汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)進(jìn)行分析闡述。

關(guān)鍵詞：汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)；優(yōu)化設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U463 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)是車輛安全行駛的重要保證。現(xiàn)今在我國(guó)的陸上運(yùn)輸中，大型卡車、重型卡車是其中應(yīng)用較多也是應(yīng)用較為廣泛車輛，其在制動(dòng)系統(tǒng)中多采用的是氣壓制動(dòng)系統(tǒng)看，通過氣壓制動(dòng)系統(tǒng)在大型運(yùn)輸卡車中的應(yīng)用可以使卡車在制動(dòng)的過程中有一個(gè)有效的緩沖，從而減小卡車在緊急制動(dòng)時(shí)的慣性，從而使得卡車能夠更好地停車?？ㄜ囍苿?dòng)系統(tǒng)主要由制動(dòng)閥、卡車制動(dòng)踏板等部分組成，卡車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)主要是通過氣壓控制彈簧來控制汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)效果。

1.汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)工作原理分析

車輛在行駛的過程中需要依靠制動(dòng)系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)對(duì)于高速行駛車輛的減速，從而確保車輛的安全運(yùn)行。在現(xiàn)今的很多車輛中多采用的是氣壓制動(dòng)系統(tǒng)，為提高氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的可靠性，應(yīng)當(dāng)總結(jié)分析氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理和工作的特性，并對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化，從而提高氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的工作效率和工作的可靠性。汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)在駕駛員安全行駛的過程中并不使用汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)，在這一過程中汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)處于閑置狀態(tài)，氣壓制動(dòng)系統(tǒng)中的氣動(dòng)閥和快放閥整體處于關(guān)閉狀態(tài)。汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)中的前后兩個(gè)制動(dòng)氣室所處的狀態(tài)和外界空氣相同，但是氣室卻并不與儲(chǔ)氣罐的壓縮空氣相聯(lián)通。在車輛遭遇突發(fā)緊急狀況需要進(jìn)行緊急制動(dòng)時(shí)，車輛駕駛員通過踩壓汽車制動(dòng)踏板來對(duì)汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)中的制動(dòng)閥加以控制，當(dāng)汽車制動(dòng)閥動(dòng)作時(shí)，其將汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)中前后兩個(gè)制動(dòng)氣室中與外界相連通的路徑切斷，從而使得汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)中的前后兩個(gè)制動(dòng)氣室與外界大氣相隔斷，并同時(shí)開啟汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)中前后兩個(gè)制動(dòng)氣室和壓縮空氣罐相連通的路徑，使得兩者之間處于相互連通的狀態(tài)，而汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)依靠壓縮空氣的推動(dòng)作用使得汽車氣壓制動(dòng)器與車輪之間產(chǎn)生摩擦，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)于行駛車輛的制動(dòng)。在汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)工作的過程中其主要依靠的是將汽車在制動(dòng)時(shí)踩壓踏板時(shí)的信號(hào)依靠制動(dòng)閥轉(zhuǎn)換為壓力信號(hào)，汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)通過對(duì)這一制動(dòng)壓力信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的動(dòng)作而實(shí)現(xiàn)對(duì)于車輛的制動(dòng)。

汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)好壞與制動(dòng)可靠性主要從汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)效能、制動(dòng)的可靠性以及汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性等幾個(gè)方面來進(jìn)行評(píng)價(jià)的。在上述幾個(gè)特性中最基礎(chǔ)的是汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)效能，在汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)工作時(shí)汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)效能最主要的是確保汽車在緊急剎車或是停車的過程中能夠有一個(gè)較為穩(wěn)定的減速和緩沖過程中，從而確保車輛能夠在復(fù)雜的工況環(huán)境下進(jìn)行停車，甚至于在半坡之上進(jìn)行穩(wěn)定停車。評(píng)價(jià)汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)效能的直接標(biāo)準(zhǔn)是汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)距離和相應(yīng)的制動(dòng)時(shí)間。其次是汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的恒定性，這一評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)主要指的是汽車在長(zhǎng)距離的行駛過程中車輛的正常制動(dòng)、連續(xù)制動(dòng)以及汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)在長(zhǎng)時(shí)間制動(dòng)情況下的制動(dòng)性能。最后汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)需要具有足夠的穩(wěn)定性，汽車在緊急剎車或是停車啟動(dòng)的過程中需要確保汽車停車的穩(wěn)定性，車輛不會(huì)發(fā)生偏移、滑動(dòng)或是打轉(zhuǎn)等的問題，而上述要求則與汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性密切相關(guān)，只有在保證汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上才能夠有效地提升汽車在行駛過程中的安全性。上述3項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)是評(píng)價(jià)汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)能否安全、可靠工作的重要標(biāo)準(zhǔn)，汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)只有在滿足上述幾項(xiàng)指標(biāo)的情況下才能夠安全可靠地進(jìn)行工作。

2.做好汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)是在多數(shù)車輛中所采用的制動(dòng)系統(tǒng)，其具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用方便等的特點(diǎn)，但是汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)在制動(dòng)的過程中也存在著響應(yīng)較為緩慢的問題，為解決這一問題需要對(duì)汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行分析、優(yōu)化，提升汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)在一定壓力下的制動(dòng)響應(yīng)速度，從而確保車輛的制動(dòng)效果。

通過對(duì)汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行原理性分析，汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)在不考慮漏氣的情況下，汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)前后的兩個(gè)儲(chǔ)氣筒可以看做一個(gè)恒壓狀態(tài)，也可將其稱之為恒壓源。而后對(duì)汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)中的其他相關(guān)部件（如制動(dòng)閥、繼動(dòng)閥、前后兩個(gè)制動(dòng)氣室及氣壓管道）等進(jìn)行正確的建模分析，以便對(duì)汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化。汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)中的制動(dòng)閥是其中最為重要也是最為關(guān)鍵的部件，汽車駕駛員在啟動(dòng)汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的過程中，通過踩踏制動(dòng)踏板為汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)輸入一個(gè)制動(dòng)信號(hào)，這一壓力信號(hào)的輸入將使得汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)根據(jù)這一壓力信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的反饋制動(dòng)。汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)中的制動(dòng)閥動(dòng)的過程主要分為增壓、保壓以及減壓3個(gè)主要的階段，在汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)作模型的構(gòu)建中應(yīng)該以這幾個(gè)可以制約到制動(dòng)閥工作響應(yīng)參數(shù)來進(jìn)行有效地構(gòu)建，這些參數(shù)包括彈簧的強(qiáng)度、活塞回位后彈簧的強(qiáng)度以及排出壓力的時(shí)間間隔等。繼動(dòng)閥主要用于連接制動(dòng)閥和前后兩個(gè)制動(dòng)氣室，其包括有供氣口、出氣口、排氣口以及控制氣口等幾個(gè)管路接口，汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)中的前后兩個(gè)制動(dòng)氣室主要根據(jù)汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)的氣體壓力來推動(dòng)推桿來有效控制汽車氣壓制動(dòng)器的。為確保汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)的可靠性應(yīng)當(dāng)在對(duì)各部件進(jìn)行建模分析的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在優(yōu)化分析的過程中可以在仿真實(shí)驗(yàn)中選取3種具體的仿真實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來進(jìn)行對(duì)比分析以確保汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)效果。通過對(duì)汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)延長(zhǎng)補(bǔ)充氣體時(shí)間、有效排氣延長(zhǎng)時(shí)間、最大穩(wěn)定壓力等幾個(gè)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化對(duì)比分析從而找出最佳優(yōu)化數(shù)據(jù)。現(xiàn)今汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)中的壓力相應(yīng)速度一般控制在0.5s～0.9s之間，響應(yīng)時(shí)間過長(zhǎng)會(huì)增大車輛的制動(dòng)距離進(jìn)而影響到車輛制動(dòng)的安全性。通過建模分析后表明，制動(dòng)閥的彈簧強(qiáng)度以及活塞回位的彈簧強(qiáng)度等的參數(shù)會(huì)對(duì)汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)中補(bǔ)充氣體延長(zhǎng)時(shí)間造成極大的影響，通過實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析將汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)中制動(dòng)閥和活塞回位彈簧的彈簧強(qiáng)度都選用圍10N/mm的彈簧，而從排氣延長(zhǎng)的時(shí)間來看，制動(dòng)閥和繼動(dòng)閥兩個(gè)閥門的排氣間隙也會(huì)對(duì)排氣時(shí)間造成較大的影響，在制動(dòng)閥和繼動(dòng)閥的氣體間隙上選為1.5mm為宜，通過對(duì)上述參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)可以有效地提升汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)壓力的響應(yīng)速度，從而將汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間壓縮至<0.5s的范圍內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)于汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化。

結(jié)語

汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)是車輛中重要的組成部分，其工作可靠與否與車輛能夠正常剎車、停車甚至于半坡穩(wěn)定停車密切相關(guān)，本文在分析汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上通過對(duì)汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行建模分析，從快速性、穩(wěn)定性等方面對(duì)汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行分析并進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，有效地提升了汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)效能。

參考文獻(xiàn)

[1]劉成.汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)性能分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].科技資訊，2015，13（13）：91-91.

[2].彭龍，于德介，呂輝，等.汽車盤式制動(dòng)器的制動(dòng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)仿真，2016，33（8）：146-152.

[3]李沙峰.汽車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)性能分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)[J].工業(yè)b，2015（5）：66.