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汽车电子机械制动系统的设计与研究

发布时间:2021-03-20 08:32

  【摘要】科技的发展推动了汽车制造业的发展,当前,随着汽车速度的不断攀升,汽车的制动能力是影响着汽车驾驶安全的关键因素,对于汽车的制动系统的研发也是在更新换代。近些年来将电子技术和机械技术相结合的电子机械制动技术对于汽车整体制动能力的提升十分的迅速,在汽车的制动距离以及汽车的制动时间上都有很不错的表现。而继续深入研究电子机械制动系统,优化设计及成本以促成对汽车制造业的发展具有十分重要的意义。


  【关键词】汽车;电子机械制动系统;设计;研究


  引言


  当前汽车运输结构得到了动态优化,但仍处于人工实施阶段,自动进行相关的制动系统尚未完善,而且无法建立有效的、成体系的系统。随着现代化的发展,汽车的质量和汽车的样式、功能都有所增加,汽车进行制动的装置无法满足现实需要。在这种情况下,对原来的系统进行不断的改进和升级,建立了目前所使用的液压系统。长期以来,液压是汽车生产和发展的重要组成部分,随着智能化和自动化技术的发展,液压系统在某种程度上与汽车的发展前景是不兼容的,。


  1汽车制动系统特点


  对汽车来说,制动系统是关键,而制动系统中的关键是制动装置,即制动器和制动驱动机。几种常见的品牌汽车都有着自己独特的汽车制动特点。比亚迪汽车在制动方面,主要是依赖外界形成压力和一些部件来达到强制制动的目的。比如ABS泵、ABS传感器、前后制动片、ABS后轮传感器等一系统控制和感应装置,能实现汽车制动系统的多种功能,在行驶过程中,通过驾驶员的操作可以进行强制减速或停车。但是,在停车方面,比亚迪汽车依然不能达到理想的距离,在最高配速的情况下,刹车距离平均在47m左右。江淮汽车制动系统采用的是盘式制动器,液压真空助力制动,对角线分布,双回路系统,主要包括制动器、真空助力器、制动管路和踏板等部件,也配备了毂式驻车制动。同时,车辆整体的防抱死系统结合了微处理器,能对车轮的基本情况进行监测。通过对车轮信息的反馈,达到防抱死制动的效果。红旗作为国产汽车的代表性品牌,在制动系统上也有着不同于其他汽车品牌的特点。红旗汽车制动系统的工作原理与比亚迪汽车制动系统工作原理基本相同,主要由制动器和液压传动机构等组成。车轮制动器只要由旋转部分和固定部分组成制动鼓,以内圆面为工作面,固定在车轮轮毂上,随车轮一起转动。当制动系统不再进行工作的时候,制动鼓中的各个零件部位会留有一定的间隙,即内圆面和制动蹄摩擦衬片的外圆面之间的间隙,这一间隙能实现车轮和制动鼓相对自由的旋转。其他汽车的制动系统也基本与以上三种汽车的制动系统大致相同。


  2制动系统设计与优化


  首先是双腔制动阀的设计,该设计对于汽车制动时将汽车踏板经踩踏后发出的制动信号通过制动阀转化为压力信号。而该阀门总体要经过三个力学阶段,先增压,再保压,最后减压,此过程需要构建数学模型,建模的参数将直接影响阀力学动态参数,例如制动弹簧刚度、排气间隙、活塞回位弹簧刚度等等。其次再整个汽车制动系统的设计中,推动阀的设计也是至关重要的缓解之一,其主要作用是完成对制动气室和制动阀的连接,组成部分分为四个接口,出气口、进气口、控制气口、排气口。最后,该系统的部分就是气压管路,气压管路的设计是不断提升汽车压力的关键,找出与汽车制动速度和相应压力间的关系,需要设计相应的数学模型,完成制动系统模型的参数确定。模型的优化方面,首先是对整体数学模型的优化,其次就是对结果的分析。需要分析的数据包括制动系统对排气时间、充气时间延长和最大气压的影响。首先是对最大气压的影响的优化,首先通過对制动数学模型的优化,其主要条件包括对制动气室的容积、制动阀的排气间隙、制动阀平衡弹簧的强度,优化后的速度反馈可以达到0.3s左右。其次就是对压力速度的优化,依旧是对气压制动模型先进行优化,基础条件包括充气时间延长,继动阀回位弹簧刚度,制动阀下腔弹簧回位高度。通过对数据的具体分析,将制动阀下腔回位弹簧刚度设计为9n/mm,继动阀回位弹簧刚度取9n/mm,在排气延长时间上的制动阀间隙上设置为1.4mm,继动阀间隙设置为1.4mm,经过综合优化的压力反馈时间将从平时的0.6s左右削减至0.3s左右。


  3汽车电子机械制动系统中内部系统的构建设计及重点


  3.1车轮控制模块应用


  在外部环境中,外部温度和轮子磨损对计算发动机的使用产生重要影响。因此,在计算压力时,必须考虑到影响压力结果的外部因素。只有通过这种方式才能做到有效地保证发动机的动力计算准确性。计算固定强度需要对其他一些数据进行计算,其中尤其需要注意的是夹紧力矩的计算,并根据我们计算出的数据的数值对系统做出实时反馈,从而保证移动系统的安全和稳定性。


  3.2遵循标准体系的构建


  汽车制动系统产业标准体系的建设参照企业标准体系,其思路主要依据GB/T15496-2017《企业标准体系要求》、GB/T15498-2017《企业标准体系基础保障》和GB/T15497-2017《企业标准体系产品实现》等企业标准化工作系列标准。为了注重标准体系的应用,在搭建体系过程中,该产业标准体系也应遵循“PDCA”的方法构建、运行、评价和改进。体系应结构合理、层次清晰,应完整、协调,能满足相关方需求,构成有机整体。汽车制动系统产业标准体系在企业标准化工作系列标准的基础上做了调整,保留了产品实现标准体系和基础保障标准体系两大体系。其中,产品实现标准体系分为:产品标准子体系,设计和开发标准子体系和生产/服务提供标准子体系。其中产品标准子体系包括产品标准;设计和开发标准子体系包括产品设计标准和材料标准;生产/服务提供标准子体系包括工艺技术标准和监视、测量和检验标准。基础保障标准体系分为质量管理体系标准子体系和安全和职业健康标准子体系。质量管理标准子体系包括质量管理标准;安全和职业健康标准子体系包括安全标准和职业健康标准。


  3.3制动助力器模型设计


  在红外感应型汽车自动制动系统中,制动器工作时需要更大的制动力,故在系统中配置了制动助力器。助力器是红外感应型汽车自动制动系统中连接阀活塞推杆与摩擦衬片的必要物理元件,根据水平牵引力变化,更改设备头结构与中间柱身之间连接方式,降低制动吸盘旋转向心力实际效果。在不同行驶情况下,可借助汽车各种元件对加速踏板实施定向控制,缓解因过度制动对车体带来的物理伤害。常规的助力器模型不具备显著的应用实施环境,易导致加速踏板、制动踏板间出现不匹配行为。简化后的助力器模型可针对所有红外感应型车辆。协调各联动踏板间制动关系,抑制摩擦衬片出现不必要物理形变。常见制动助力器模型简化方法可总结为弹簧阻尼法、赫兹接触法、有限元法三大类,前两者制动效率相对较高,但严格限定了车体所承载牵引力数值范围,第三种方法的制动配合性最高,但总体实施流程相对复杂。


  结语


  总之,电子机械制动系统的研究虽然处于较为不成熟的阶段,但是从发展前景和潜力来考虑无疑是广阔和巨大的,因为无论是在制动性能还是在智能化方面该系统相较于传统的系统都有着极大的优势,但对于该系统的设计和装配需要极高的科学技术支持,需要经过多次实验和调整,以满足整个制动系统的性能的需要。

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