前言：本站為你精心整理了汽車(chē)電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)探究范文，希望能為你的創(chuàng)作提供參考價(jià)值，我們的客服老師可以幫助你提供個(gè)性化的參考范文，歡迎咨詢。

摘要：電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)是汽車(chē)系統(tǒng)中的最重要的系統(tǒng)之一，是保障汽車(chē)駕駛員在緊急狀態(tài)下安全的保證，汽車(chē)是否具有好的制動(dòng)性往往作為消費(fèi)者考量汽車(chē)的關(guān)鍵條件之一。汽車(chē)的電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)依靠的是電機(jī)，通過(guò)電機(jī)中的電子元件、控制系統(tǒng)完成構(gòu)建起的數(shù)據(jù)模型，對(duì)接收到的信息指令進(jìn)行相應(yīng)的制動(dòng)反饋操作。對(duì)汽車(chē)電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究對(duì)于汽車(chē)的性能發(fā)展具有十分重要的意義，本篇將對(duì)汽車(chē)電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行相關(guān)的解析，對(duì)電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行深入的探索研究。

關(guān)鍵詞：電子機(jī)械；制動(dòng)系統(tǒng)；設(shè)計(jì)與研究

0引言

隨著汽車(chē)速度的不斷攀升，汽車(chē)的制動(dòng)能力是影響著汽車(chē)駕駛安全的關(guān)鍵因素，對(duì)于汽車(chē)的制動(dòng)系統(tǒng)的研發(fā)也是在更新?lián)Q代。近些年來(lái)將電子技術(shù)和機(jī)械技術(shù)相結(jié)合的電子機(jī)械制動(dòng)技術(shù)對(duì)于汽車(chē)整體制動(dòng)能力的提升十分的迅速，在汽車(chē)的制動(dòng)距離以及汽車(chē)的制動(dòng)時(shí)間上都有很不錯(cuò)的表現(xiàn)。而繼續(xù)深入研究電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)，優(yōu)化設(shè)計(jì)及成本以促成對(duì)汽車(chē)制造業(yè)的發(fā)展具有十分重要的意義。

1汽車(chē)電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展背景條件及優(yōu)勢(shì)現(xiàn)狀

1.1汽車(chē)電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展背景條件。在傳統(tǒng)的汽車(chē)制造業(yè)中，傳統(tǒng)的液壓式制動(dòng)系統(tǒng)是制動(dòng)系統(tǒng)的主流，通過(guò)踩踏制動(dòng)踏板引發(fā)加壓裝置對(duì)整個(gè)汽車(chē)進(jìn)行制動(dòng)，隨著時(shí)間的推移這種技術(shù)已經(jīng)無(wú)法滿足日益增長(zhǎng)汽車(chē)性能的需要，傳統(tǒng)的液壓控制制動(dòng)系統(tǒng)由于人長(zhǎng)時(shí)間的踩踏踏板出現(xiàn)的液壓加壓裝置松動(dòng)，使用壽命短，純粹依靠人反應(yīng)來(lái)進(jìn)行的制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)于日益增長(zhǎng)的汽車(chē)速度的先前條件也將不再適應(yīng)目前的發(fā)展需要，目前的制動(dòng)系統(tǒng)管路愈加復(fù)雜多樣，這對(duì)于整體的制動(dòng)性能的提升也產(chǎn)生阻礙?；谶@種現(xiàn)狀，結(jié)合目前電子技術(shù)發(fā)展較為先進(jìn)的基礎(chǔ)，將電子技術(shù)與傳統(tǒng)機(jī)械制動(dòng)技術(shù)相結(jié)合的電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。

1.2汽車(chē)電子制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展優(yōu)勢(shì)與現(xiàn)狀。電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)電機(jī)代替原有的液壓裝置對(duì)機(jī)械驅(qū)動(dòng)進(jìn)行相關(guān)操作，除了在反應(yīng)速度上更加迅捷，安全性也大大提升。其次電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)在線路連接上更為簡(jiǎn)便，執(zhí)行步驟相較于傳統(tǒng)的液壓控制系統(tǒng)較為簡(jiǎn)便，而且電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)是通過(guò)制動(dòng)液來(lái)代替原有的系統(tǒng)油管，優(yōu)化了汽車(chē)內(nèi)部空間的設(shè)計(jì)，并且由于節(jié)省了油箱也將不存在油管泄露情況，這將有利于環(huán)境保護(hù)方向。并且在汽車(chē)執(zhí)行制動(dòng)操作時(shí)實(shí)現(xiàn)外部載荷的平穩(wěn)傳送，以實(shí)現(xiàn)汽車(chē)噪音發(fā)出的噪音更小，制動(dòng)效果也得了顯著提升。目前各個(gè)發(fā)達(dá)國(guó)家都在致力于研究電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)，不斷的開(kāi)發(fā)該系統(tǒng)的潛力，該系統(tǒng)不僅符合當(dāng)今信息時(shí)代的需要，更滿足了人對(duì)于現(xiàn)代汽車(chē)制動(dòng)性能的需求。雖然目前發(fā)展仍未到成熟期，只是在傳統(tǒng)的機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加入了ABS、ESP等，對(duì)于整體汽車(chē)架構(gòu)沒(méi)有進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化，反而讓管路配置變得更為復(fù)雜，對(duì)于后期維護(hù)而言反倒更加麻煩。如何優(yōu)化該系統(tǒng)在整個(gè)汽車(chē)空間中的設(shè)計(jì)變得十分關(guān)鍵，這也將成為未來(lái)汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展方向。

2汽車(chē)電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1工作原理。電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)是通過(guò)踩踏電子踏板，通過(guò)傳感器向電子中樞控制系統(tǒng)發(fā)送信號(hào)，經(jīng)過(guò)相應(yīng)的分析操作后對(duì)整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出相應(yīng)的信號(hào)。整個(gè)電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)核心部件是中樞控制系統(tǒng)，通過(guò)中樞控制系統(tǒng)的電子元件的數(shù)據(jù)分析對(duì)汽車(chē)運(yùn)行狀態(tài)下收集到的信息進(jìn)行相關(guān)的操作，例如在汽車(chē)減速，增加距離等信號(hào)時(shí)，電子機(jī)械控制系統(tǒng)更具靈活性，反應(yīng)時(shí)間可以達(dá)到0.1s左右，快速的反應(yīng)速度是安全駕駛的關(guān)鍵。

2.2制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與優(yōu)化。電子制動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是十分復(fù)雜的，駕駛員通過(guò)踩踏制動(dòng)踏板，制動(dòng)踏板通過(guò)電子線路發(fā)出相關(guān)信息，具體的信息是十分細(xì)致具體的，例如對(duì)踩踏力度的分析，對(duì)汽車(chē)運(yùn)行速度的分析，目前汽車(chē)的所受外力的分析等等，這些信息綜合起來(lái)，通過(guò)數(shù)據(jù)模型的綜合分析進(jìn)行相關(guān)的制動(dòng)操作。除此以外制動(dòng)位移也是在制動(dòng)系統(tǒng)中需要考量的因素和問(wèn)題之一。具體的設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)如下，首先是雙腔制動(dòng)閥的設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)對(duì)于汽車(chē)制動(dòng)時(shí)將汽車(chē)踏板經(jīng)踩踏后發(fā)出的制動(dòng)信號(hào)通過(guò)制動(dòng)閥轉(zhuǎn)化為壓力信號(hào)。而該閥門(mén)總體要經(jīng)過(guò)三個(gè)力學(xué)階段，先增壓，再保壓，最后減壓，此過(guò)程需要構(gòu)建數(shù)學(xué)模型，建模的參數(shù)將直接影響閥力學(xué)動(dòng)態(tài)參數(shù)，例如制動(dòng)彈簧剛度、排氣間隙、活塞回位彈簧剛度等等。其次再整個(gè)汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，推動(dòng)閥的設(shè)計(jì)也是至關(guān)重要的緩解之一，其主要作用是完成對(duì)制動(dòng)氣室和制動(dòng)閥的連接，組成部分分為四個(gè)接口，出氣口、進(jìn)氣口、控制氣口、排氣口。最后，該系統(tǒng)的部分就是氣壓管路，氣壓管路的設(shè)計(jì)是不斷提升汽車(chē)壓力的關(guān)鍵，找出與汽車(chē)制動(dòng)速度和相應(yīng)壓力間的關(guān)系，需要設(shè)計(jì)相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，完成制動(dòng)系統(tǒng)模型的參數(shù)確定。模型的優(yōu)化方面，首先是對(duì)整體數(shù)學(xué)模型的優(yōu)化，其次就是對(duì)結(jié)果的分析。需要分析的數(shù)據(jù)包括制動(dòng)系統(tǒng)對(duì)排氣時(shí)間、充氣時(shí)間延長(zhǎng)和最大氣壓的影響。首先是對(duì)最大氣壓的影響的優(yōu)化，首先通過(guò)對(duì)制動(dòng)數(shù)學(xué)模型的優(yōu)化，其主要條件包括對(duì)制動(dòng)氣室的容積、制動(dòng)閥的排氣間隙、制動(dòng)閥平衡彈簧的強(qiáng)度，優(yōu)化后的速度反饋可以達(dá)到0.3s左右。其次就是對(duì)壓力速度的優(yōu)化，依舊是對(duì)氣壓制動(dòng)模型先進(jìn)行優(yōu)化，基礎(chǔ)條件包括充氣時(shí)間延長(zhǎng)，繼動(dòng)閥回位彈簧剛度，制動(dòng)閥下腔彈簧回位高度。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的具體分析，將制動(dòng)閥下腔回位彈簧剛度設(shè)計(jì)為9n/mm，繼動(dòng)閥回位彈簧剛度取9n/mm，在排氣延長(zhǎng)時(shí)間上的制動(dòng)閥間隙上設(shè)置為1.4mm，繼動(dòng)閥間隙設(shè)置為1.4mm，經(jīng)過(guò)綜合優(yōu)化的壓力反饋時(shí)間將從平時(shí)的0.6s左右削減至0.3s左右。在具體的制動(dòng)參數(shù)設(shè)計(jì)上我們用一輛越野車(chē)的計(jì)算參數(shù)為例子空載參數(shù)如表1。為方便計(jì)算，將三軸車(chē)簡(jiǎn)化為二軸計(jì)算。在同步附著系數(shù)的分析和去欸的那個(gè)上，根據(jù)汽車(chē)的前后軸荷分析，道路附著系數(shù)，坡度等相關(guān)分析，會(huì)得出如下情況：①當(dāng)ρ<ρ0時(shí)，前輪會(huì)抱死，喪失轉(zhuǎn)向能力。②當(dāng)ρ<ρ0時(shí)，后輪抱死，喪失方向穩(wěn)定性。③當(dāng)ρ<ρ0時(shí)，前后輪同時(shí)抱死，喪失裝箱能力。上述情況中會(huì)出現(xiàn)側(cè)滑導(dǎo)致的喪失方向穩(wěn)定性和喪失裝箱能力，為防該情況的出現(xiàn)，我們?cè)诒赖珱](méi)有制動(dòng)減速度的情況下，為該車(chē)提供最高的制動(dòng)減速度，較高的附著系數(shù)將防止越野車(chē)在附著系數(shù)較低的地面制動(dòng)時(shí)出現(xiàn)側(cè)滑現(xiàn)象。綜上所述，可以確定在滿載時(shí)的同步附著系數(shù)為ρ0=0.8。在系數(shù)分配計(jì)算方面如下：力矩方程平衡方程為：Tμ-Fxbre=0Tμ為制動(dòng)力距，F(xiàn)xb為地面制動(dòng)力，r額為車(chē)輪半徑Fμ=Tμ/rμFμ為制動(dòng)力，是克服制動(dòng)器摩擦力矩產(chǎn)生的力，與Fxb方向相反，當(dāng)角速度大于0時(shí)，大小相等。增大踩踏力度時(shí)，這些參數(shù)隨之正大，當(dāng)Fxb小于等于附著力F1時(shí)，最大值動(dòng)力為Fxbmax=Fs1而當(dāng)?shù)孛嬷苿?dòng)力達(dá)到附著力F1時(shí)不再增大，但制動(dòng)力Fμ將隨著踩踏力度逐漸增大。綜上所述，制動(dòng)力取決于制動(dòng)器，所以對(duì)制動(dòng)器的設(shè)計(jì)十分關(guān)鍵，同時(shí)受外部因素影響，只有雙方因素達(dá)到最大時(shí)才能提供足夠高的制動(dòng)力。根據(jù)受力情況，制動(dòng)時(shí)軸荷的轉(zhuǎn)移，可以得到地面對(duì)前后輪得反向力。Fs1=G/L（b+HgDu/gdt）Fs2=G/L（a-HgDu/Gdt）G為中立，L為軸距，a為質(zhì)心離前軸距離，b為質(zhì)心離后軸距離。Hg為汽車(chē)質(zhì)心高度，g為重力加速度，Du/Dt為制動(dòng)減速度，得出汽車(chē)總的地面制動(dòng)力為Fxb=Fxb1+Fxb2=GDu/gdt=Gz。Du/Dt為制動(dòng)強(qiáng)度，由此得出前后附著力為F1=G/L（b+zhg）1，F(xiàn)2=G/L（a-zhg）2，根據(jù)制動(dòng)器汽車(chē)前后制動(dòng)比為定值，以前制動(dòng)力Fμ1和總Fμ得比值為比例，成為β，β=Fμ1/Fμ=Fμ1/Fμ1+Fμ2，根據(jù)已選定的同步附著系數(shù)得出數(shù)值為0.68。

3汽車(chē)電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)中內(nèi)部系統(tǒng)的構(gòu)建設(shè)計(jì)及重點(diǎn)

3.1汽車(chē)電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部系統(tǒng)的構(gòu)建設(shè)計(jì)。①執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)分為三大模塊：1）制動(dòng)模塊，2）轉(zhuǎn)動(dòng)模塊，3）無(wú)刷直流電機(jī)模塊。其中無(wú)刷直流電機(jī)模塊的核心是電機(jī)，通過(guò)數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建設(shè)計(jì)完成對(duì)系統(tǒng)的優(yōu)化分析以及相應(yīng)的改進(jìn)。具體是依靠電機(jī)將制動(dòng)裝置配置在驅(qū)動(dòng)齒輪上，接收到相應(yīng)的指令后產(chǎn)生制動(dòng)力，在傳感器的檢測(cè)下完成對(duì)壓力數(shù)據(jù)的收集，以實(shí)現(xiàn)對(duì)制動(dòng)盤(pán)壓力檢測(cè)。然后反饋信號(hào)到中央控制系統(tǒng)當(dāng)中，設(shè)計(jì)執(zhí)行系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)間隙的分析，得出對(duì)應(yīng)參數(shù)，針對(duì)汽車(chē)的整個(gè)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)完成制動(dòng)電子制動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。②控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)，該設(shè)計(jì)主要?jiǎng)t很難對(duì)汽車(chē)的功能控制，作用主要分為兩個(gè)部分，首先是完成汽車(chē)功能的精準(zhǔn)快速執(zhí)行，確保汽車(chē)在運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)功能的有效使用，其次就是對(duì)制動(dòng)間隙的消除，以達(dá)到提升制動(dòng)能力和制動(dòng)的精準(zhǔn)性。在構(gòu)成上分為三個(gè)部件，1）壓力環(huán)，2）轉(zhuǎn)速環(huán)，3）電流環(huán)，內(nèi)環(huán)實(shí)現(xiàn)對(duì)增幅量控制以達(dá)到保護(hù)電機(jī)的目的，外環(huán)實(shí)現(xiàn)針對(duì)系統(tǒng)的整體控制。內(nèi)外環(huán)完成了對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的控制，都是圍繞著執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)操作。

3.2汽車(chē)電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部系統(tǒng)的設(shè)計(jì)重點(diǎn)。對(duì)于電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，在掌握技術(shù)的關(guān)鍵的同時(shí)，更要明確各個(gè)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)目的與重點(diǎn)，以確保該系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在整體系統(tǒng)中，首先要確保其和運(yùn)行的穩(wěn)定性，系統(tǒng)的良好可靠運(yùn)行將是汽車(chē)行駛的制動(dòng)的必然需求。在針對(duì)不同的車(chē)輛車(chē)型時(shí)要及時(shí)的對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行相關(guān)匹配設(shè)計(jì)，這對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的裝配運(yùn)行至關(guān)重要。最后就是整個(gè)系統(tǒng)的電子原件的保障，電子元件雖然高度精準(zhǔn)，但故障率依舊存在，要建立起完善的保險(xiǎn)措施，以確保在電子元件失效的同時(shí)確保整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行，并及時(shí)給予相應(yīng)的信息反饋，以確保在緊急情況下對(duì)駕駛員的安全。

4總結(jié)

電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的研究雖然處于較為不成熟的階段，但是從發(fā)展前景和潛力來(lái)考慮無(wú)疑是廣闊和巨大的，因?yàn)闊o(wú)論是在制動(dòng)性能還是在智能化方面該系統(tǒng)相較于傳統(tǒng)的系統(tǒng)都有著極大的優(yōu)勢(shì)，但對(duì)于該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和裝配需要極高的科學(xué)技術(shù)支持，需要經(jīng)過(guò)多次實(shí)驗(yàn)和調(diào)整，以滿足整個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)的性能的需要。

參考文獻(xiàn)：

[1]侯澤鑫.汽車(chē)電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[J].湖北農(nóng)機(jī)化，2019（24）：160.

[2]章峰.汽車(chē)電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究[J].湖北農(nóng)機(jī)化，2018（12）：72.

[3]趙海龍，張?zhí)栍?基于對(duì)汽車(chē)電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)研究[J].數(shù)碼設(shè)計(jì)，2017，6（10）：44-45.

作者:李濤 單位:江西五十鈴汽車(chē)有限公司