趙海龍 張?zhí)栍?/p>

?

基于對汽車電子機械制動系統(tǒng)的設(shè)計研究

趙海龍 張?zhí)栍?/p>

（長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)的進步必然會影響著社會中各個行業(yè)的發(fā)展。我國甚至是世界范圍內(nèi)的汽車行業(yè)越來越多地受到了科學(xué)技術(shù)發(fā)展的影響。另一個方面科學(xué)技術(shù)的發(fā)展在很大程度上帶動了汽車行業(yè)的進一步繁榮。電子機械制動系統(tǒng)是汽車中不可或缺的一個重要控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)的性能穩(wěn)定與否直接關(guān)系到車輛的運行安全性。為此，在對該系統(tǒng)進行設(shè)計時，應(yīng)當(dāng)充分考慮車輛的安全運行需要，同時還要保證系統(tǒng)自身運行的可靠性。

汽車；機械電子；制動系統(tǒng)

1 汽車電子機械制動控制系統(tǒng)的主要發(fā)展條件和要求

在我國目前的汽車設(shè)計制造過程中，傳統(tǒng)形式的液壓控制制動系統(tǒng)技術(shù)已經(jīng)越來越成熟。但是這種發(fā)展程度還不能滿足目前人們對汽車制動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)計以及制造的過程中都會使用電子機械制動系統(tǒng)來取代液壓制動系統(tǒng)。最顯著的一個例子就是目前大多數(shù)的汽車在制動系統(tǒng)中應(yīng)用了防抱死制動，這樣大大地提升了汽車在制動過程中的性能以及安全保障。在汽車制動線路的選擇上，目前更多的選擇設(shè)置附加結(jié)構(gòu)。傳統(tǒng)形式的液壓制動控制系統(tǒng)已經(jīng)不能符合并且滿足復(fù)雜制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的要求。目前制動系統(tǒng)的管路設(shè)計更加的復(fù)雜，更加的多樣化。這樣就導(dǎo)致了在汽車設(shè)計以及生產(chǎn)過程中存在越來越大的難度，這樣也導(dǎo)致了一個非常明顯的缺點就是汽車的制動安全性能得不到很好的保障，提升了汽車安全制動的難度，這樣不符合人們對于汽車安全性能的要求。當(dāng)代的汽車需要的是制動精準(zhǔn)；反應(yīng)靈活并且功能全面的汽車制動。因此在這樣的大背景下電機機械制動系統(tǒng)應(yīng)運而生，是目前汽車設(shè)計以及生產(chǎn)的第一選擇。

2 汽車電子機械制動控制系統(tǒng)的主要發(fā)展優(yōu)勢

在汽車制動系統(tǒng)中，電子機械制動系統(tǒng)和傳統(tǒng)的液壓制動系統(tǒng)相比較有明顯的優(yōu)勢。首先，電子機械制動系統(tǒng)在汽車機械制動連接上非常的簡便，程序更加的簡化，便于操作，不同于傳統(tǒng)的液壓控制制動系統(tǒng)的操作繁瑣；其次，電子機械制動控制系統(tǒng)在運行過程中不需要制動液來進行制動操作，這樣就在很大程度上對制動系統(tǒng)油管進行了簡化，同時也很大程度上節(jié)約了制動系統(tǒng)中的制動油箱。電子機械制動控制系統(tǒng)的體積小；結(jié)構(gòu)簡單并且便于維護，能夠便于汽車內(nèi)部的設(shè)計。電子機械制動控制系統(tǒng)在機械制造的過程中不存在油管泄露的狀況，有利于環(huán)境保護。電子機械制動控制系統(tǒng)在汽車執(zhí)行制動操作的過程中能夠?qū)崿F(xiàn)外部載荷的平穩(wěn)傳輸，同時在制動的過程中噪音更小，制動效果較好。電子機械制動控制系統(tǒng)采用的是電線的方式來對外部能量進行傳輸，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反應(yīng)時間，同時還具有良好的持久性能。

3 汽車電機機械制動系統(tǒng)的主要整體設(shè)計過程

在汽車制動系統(tǒng)中，電子機械制動控制系統(tǒng)的運行以及設(shè)計是非常復(fù)雜的。當(dāng)汽車進行制動操作的過程中，并且駕駛員踩踏制動踏板時，制動踏板要及時地通過電子感應(yīng)得到相關(guān)的信息，了解制動踏板的運行狀況，包括運行速度的大小。制動過程中需要的外力的大小等等。此外制動位移問題也是一個在制動設(shè)計過程中需要考慮和了解的問題。只有這樣才能夠有效地判斷出汽車駕駛員操作制動命令的真正意制動氣室；繼動閥以及氣壓管路等等。

首先，作為汽車制動系統(tǒng)中的主要控制部分，雙腔制動閥能夠在汽車駕駛員執(zhí)行制動的時候?qū)⒅苿犹ぐ宓闹苿有盘柾ㄟ^制動閥的傳輸有效地轉(zhuǎn)化成為制動壓力信號。雙腔制動閥在工作的過程重主要經(jīng)過三個階段的力學(xué)過程。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。在建立雙腔制動閥模型的過程中，選取的建模參數(shù)主要是影響制動閥力學(xué)動態(tài)的基本相應(yīng)參數(shù)。主要包括了制動閥門的彈簧剛度；活塞中回位彈簧剛度以及制動過程中的排氣間隙等等。

其次，在汽車制動系統(tǒng)中，繼動閥的主要作用就是連接制動閥以及制動氣室。其組成部分包括了四個管路接口：出氣口，進氣口，控制氣口以及排氣口。

最后，氣壓管路在汽車制動系統(tǒng)中的作用是一種氣壓傳輸通道。優(yōu)化汽車制動系統(tǒng)的主要目標(biāo)就是要不斷提升汽車制動壓力；找出制動最大相應(yīng)壓力和制動速度之間的關(guān)系。建立設(shè)計模型的過程中要通過質(zhì)押制動系統(tǒng)的基本優(yōu)化內(nèi)容進行模型參數(shù)確定。

汽車制動系統(tǒng)中氣壓動力制動的主要優(yōu)化設(shè)計

在汽車制動系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計的過程中要針對性地選擇3組模型仿真數(shù)據(jù)進行優(yōu)化設(shè)計，然后對結(jié)果進行對比以及分析。主要分析數(shù)據(jù)有氣壓制動對于充氣的時間延長；氣壓制動系統(tǒng)對排氣的時間延長以及氣壓制動系統(tǒng)對最大穩(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距離過長，對于車輛制動的安全性具有一定的影響。

通過對氣壓制動優(yōu)化模型參數(shù)的優(yōu)化分析，在充氣延長時間上，制動閥下腔回位彈簧剛度、繼動閥回位彈簧剛度對充氣延時有重要影響，所以確定制動閥下腔回位彈簧剛度值取10N/mm，繼動閥回位彈簧剛度值取10N/mm。在排氣延長時間上制動閥下腔排氣間隙、繼動閥排氣間隙對排氣延遲時間有重要影響，所以確定制動閥下腔排氣間隙值取1.5mm、繼動閥排氣間隙值取1.5mm。

（2）最大壓力響應(yīng)優(yōu)化

通過對氣壓制動優(yōu)化模型參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計，氣壓制動系統(tǒng)最大壓力響應(yīng)因素主要來自前制動氣室容積、制動閥平衡彈簧強度和制動閥上腔排氣間隙。

經(jīng)過優(yōu)化模型演示經(jīng)過優(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。

4 結(jié)束語

本文對電子機械的制動系統(tǒng)的設(shè)計進行了科學(xué)探究，從分析中可以看出，電子機械制動系統(tǒng)具有自身的優(yōu)勢，他打破了傳統(tǒng)的制動液對環(huán)境的危害，而且其運行速度與性能穩(wěn)定性都獲得了很大的提升，但是，由于這一系統(tǒng)是一項最新的研究項目，他需要更多的精力與技術(shù)來優(yōu)化其工作原理，降低其運行成本，但是這一制動系統(tǒng)具有廣闊的發(fā)展前景，必將成為人們的一項優(yōu)化培育項目。

[1]陳東強，溫佐禮.汽車電子機械制動系統(tǒng)的研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報，2017，14（11）：129+131.

[2]楊許.汽車電子機械制動系統(tǒng)設(shè)計與仿真[J].內(nèi)燃機與配件，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