葉華雄++伍文明

DOI：10.16660/j.cnki.1674-098X.2017.11.130

摘 要：伴隨著我國(guó)汽車行業(yè)逐漸受到國(guó)人的重視，更重要的是受到了我國(guó)相關(guān)部門的重視，在這種情況下，汽車行業(yè)的安全問題就顯得尤為突出。在汽車安全系統(tǒng)中。汽車制動(dòng)系統(tǒng)是一項(xiàng)非常重要的組成部分。汽車制動(dòng)系統(tǒng)最主要的作用就是要保障汽車在制動(dòng)的過(guò)程中有一個(gè)非常穩(wěn)定的減速過(guò)程。該文主要針對(duì)汽車制動(dòng)系統(tǒng)的性能進(jìn)行分析并通過(guò)分析來(lái)給出相關(guān)的優(yōu)化設(shè)計(jì)建議。

關(guān)鍵詞：汽車制動(dòng)系統(tǒng) 性能分析 優(yōu)化設(shè)計(jì) 氣壓動(dòng)力制動(dòng) 軸間制動(dòng)力的分配

中圖分類號(hào)：U463.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）04（b）-0130-02

汽車制動(dòng)系統(tǒng)主要的作用就是要對(duì)制動(dòng)過(guò)程中的汽車進(jìn)行穩(wěn)定的減速，同時(shí)還要保障汽車在制動(dòng)的過(guò)程中不受到地面坡道的干擾進(jìn)而能夠穩(wěn)定并且可靠地在坡道進(jìn)行汽車制動(dòng)停車。在汽車制動(dòng)系統(tǒng)中最常見的制動(dòng)方式是：氣壓動(dòng)力制動(dòng)。這種制動(dòng)方式主要應(yīng)用在重型汽車上。目前我國(guó)絕大多數(shù)的重型汽車制動(dòng)都是采用了氣壓動(dòng)力。應(yīng)用氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的重型汽車能夠有效地對(duì)汽車在停車過(guò)程中進(jìn)行緩沖，這樣能夠保障汽車在行駛過(guò)程中的慣性緩沖降低。在制動(dòng)系統(tǒng)中，氣壓動(dòng)力系統(tǒng)主要的組成部分為制動(dòng)閥及制動(dòng)踏板。通常情況下氣壓動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)的安裝位置在汽車的后輪處，氣壓控制系統(tǒng)通過(guò)對(duì)強(qiáng)力彈簧的控制來(lái)對(duì)汽車進(jìn)行有效的制動(dòng)。該文主要從汽車制動(dòng)系統(tǒng)重的氣壓動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)組成部分進(jìn)行分析，闡述其工作原理，通過(guò)闡述來(lái)分析汽車在制動(dòng)過(guò)程中的制動(dòng)性能，這樣就能夠很好地對(duì)汽車的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供資料，同時(shí)還能夠?qū)ζ囍苿?dòng)軸間制動(dòng)力進(jìn)行分配分析，進(jìn)而讓汽車在制動(dòng)過(guò)程中更加協(xié)調(diào)且可靠。

1 汽車制動(dòng)系統(tǒng)的主要工作原理

該文關(guān)于汽車制動(dòng)系統(tǒng)工作原理的闡述，主要以闡述氣壓動(dòng)力制動(dòng)為主。在重型汽車行駛的過(guò)程中，汽車駕駛員沒有進(jìn)行汽車制動(dòng)的時(shí)候，汽車的前制動(dòng)氣室以及后制動(dòng)氣室經(jīng)由汽車的制動(dòng)閥以及快放閥和外界大氣相通，這種狀態(tài)下制動(dòng)氣室和汽車儲(chǔ)氣罐中的壓縮空氣完全隔絕，這樣的狀態(tài)下汽車才能夠安全可靠地進(jìn)行行駛操作。一旦汽車駕駛員進(jìn)行汽車制動(dòng)，駕駛員通過(guò)踩動(dòng)汽車制動(dòng)踏板來(lái)有效地控制汽車制動(dòng)閥，這時(shí)汽車制動(dòng)閥就會(huì)有效地隔斷前制動(dòng)氣室，后制動(dòng)氣室同外界大氣的連接，與此同時(shí)讓前后啟動(dòng)氣室同汽車儲(chǔ)氣罐中的壓縮空氣相通。壓縮空氣這時(shí)候產(chǎn)生的氣流會(huì)讓汽車的前制動(dòng)器以及后制動(dòng)器和前后車輪產(chǎn)生摩擦效果，進(jìn)而產(chǎn)生制動(dòng)效果。

2 汽車制動(dòng)系統(tǒng)的主要性能

關(guān)于汽車制動(dòng)系統(tǒng)的主要性能闡述，該文主要從3個(gè)角度進(jìn)行闡述以及分析，首先是汽車制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)效能分析；其次是汽車制動(dòng)系統(tǒng)的恒定性分析；最后是汽車制動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析。

2.1 汽車制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)效能

汽車制動(dòng)系統(tǒng)中的制動(dòng)效能最主要的作用就是能夠讓汽車在正常行駛的狀態(tài)下快速地進(jìn)行制動(dòng)停止，并且能夠讓汽車在斜坡的狀態(tài)下停留。因此汽車制動(dòng)效能最主要的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)就是要最大限度地縮短汽車制動(dòng)所需的距離和汽車制動(dòng)所需要的時(shí)間，要完全符合汽車制動(dòng)的性能安全要求。

2.2 汽車制動(dòng)系統(tǒng)的恒定性

汽車制動(dòng)系統(tǒng)中的恒定性主要是指在汽車制動(dòng)的過(guò)程中能夠保障汽車長(zhǎng)時(shí)間地進(jìn)行制動(dòng)并且連續(xù)地進(jìn)行保持。因此汽車制動(dòng)的連續(xù)保持性能就是汽車制動(dòng)系統(tǒng)恒定性的設(shè)計(jì)評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。

2.3 汽車制動(dòng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性

汽車制動(dòng)系統(tǒng)中的穩(wěn)定性非常重要，主要是指在汽車制動(dòng)的過(guò)程中能夠保障汽車不出現(xiàn)偏移，打轉(zhuǎn)的問題。因此在汽車制動(dòng)系統(tǒng)中系統(tǒng)的穩(wěn)定性是要求非常高的，對(duì)于汽車的安全駕駛至關(guān)重要。因此在汽車制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中穩(wěn)定性是一項(xiàng)必須要保證并且達(dá)標(biāo)的性能。

3 汽車制動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)

重型汽車在制動(dòng)過(guò)程中最顯著的一個(gè)問題就是制動(dòng)壓力的相應(yīng)時(shí)間較慢。因此在制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中要對(duì)制動(dòng)壓力的相應(yīng)問題進(jìn)行專門的設(shè)計(jì)和研究。在設(shè)計(jì)過(guò)程中，要重點(diǎn)確定氣壓對(duì)于制動(dòng)速度的影響以及最大壓力對(duì)制動(dòng)時(shí)間的影響。關(guān)于汽車制動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)闡述，該文主要從以下兩個(gè)方面進(jìn)行闡述以及分析。

3.1 汽車制動(dòng)系統(tǒng)中氣壓動(dòng)力制動(dòng)主要優(yōu)化內(nèi)容

在汽車制動(dòng)系統(tǒng)中的氣壓動(dòng)力制動(dòng)優(yōu)化過(guò)程中，要對(duì)氣壓動(dòng)力系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行詳細(xì)的了解。通常情況下，在漏氣問題被忽略的情況下，汽車制動(dòng)系統(tǒng)的前儲(chǔ)氣筒和后儲(chǔ)氣筒之間的壓力視之為恒壓源。因此可以通過(guò)恒壓源來(lái)對(duì)基本的制動(dòng)部件進(jìn)行設(shè)計(jì)建模，這些部件包括了雙腔制動(dòng)閥；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。

3.2 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0.5～0.9 s，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10 N/mm，繼動(dòng)閥回位彈簧剛度值取10 N/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1.5 mm、繼動(dòng)閥排氣間隙值取1.5 mm。

（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0.3～0.5 s，起到了提升壓力響應(yīng)速度優(yōu)化的目的。

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