汽车电子机械制动系统设计与研究

阚亮 1 刘宏波 2

1 身份证号码： 21072619930923**** 2 身份证号码： 21072619800601****

　　摘要：科学技术的发展促进了汽车制造业的发展。目前，随着汽车速度的不断提高，汽车的制动能力是影响汽车行驶安全性的关键因素，汽车制动系统的研发也在不断更新。近年来，电子技术和机械技术相结合的机电制动技术大大提高了汽车的整体制动能力，在汽车制动距离和制动时间方面表现良好。进一步研究机电制动系统，优化设计和成本，对推动汽车制造业的发展具有重要意义。

【关键词】汽车；机电制动系统；设计；研究

引言

目前汽车运输结构已经动态优化，但仍处于人工实施阶段。自动刹车系统不完善，无法建立有效系统的系统。随着现代化的发展，汽车的质量、款式和功能都有所提高，汽车的制动装置已经不能满足实际需要。这种情况下，对原有系统不断改进升级，建立了目前使用的液压系统。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，液压系统在一定程度上与汽车的发展前景不相适应，很难与汽车自动化的中央控制系统相配合。

1汽车制动系统的特点

对于汽车来说，刹车系统是关键，刹车系统中的关键是刹车装置，也就是刹车和刹车驾驶员。几种常见的品牌汽车都有自己独特的制动特点。在制动方面，比亚迪汽车主要依靠外部压力和一些部件来达到强制制动的目的。例如，系统控制和传感装置，如防抱死制动系统泵、防抱死制动系统传感器、前后制动片、防抱死制动系统后轮传感器等。可以实现汽车制动系统的各种功能，并且在行驶过程中，可以通过驾驶员的操作来强制减速或停止。但是在停车方面，比亚迪车还是达不到理想的距离，最高速度时平均制动距离在47m左右。江淮汽车制动系统采用盘式制动器、液压真空辅助制动、角线配电、双回路系统，主要包括制动器、真空助力器、制动管路和踏板，并配有轮毂驻车制动器。同时，车辆的整个防抱死制动系统与微处理器相结合，可以监控车轮的基本状况。通过车轮信息的反馈，达到防抱死制动的效果。作为国产汽车的代表品牌，红旗在制动系统方面具有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基本相同，主要由制动器和液压传动机构组成。只要车轮制动器由转动部分和固定部分组成，鼓轮就以内圆面为工作面固定在轮毂上，与车轮一起转动。当制动系统不再工作时，制动鼓内各部分之间会有一定的间隙，即制动蹄摩擦衬片的内圆面与外圆面之间的间隙，可以实现车轮与制动鼓的相对自由转动。其他车的刹车系统基本和以上三种车一样。

　　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制动助力器的型号设计

在红外感应汽车自动制动系统中，制动器工作时需要更大的制动力，因此系统中设置了制动助力器。助力器是红外感应汽车自动制动系统中连接气门活塞推杆和摩擦衬片必不可少的物理元件。根据水平牵引力的变化，改变设备头部结构与中间柱体的连接方式，降低制动吸盘旋转向心力的实际效果。在不同的行驶条件下，油门踏板可以由汽车的各种部件定向控制，以减轻过度制动对车身造成的物理损伤。常规的助力器模型没有明显的应用环境，容易导致油门踏板和刹车踏板不匹配。简化的助推器模型可用于所有红外感应车辆。协调联动踏板之间的制动关系，抑制摩擦衬片不必要的物理变形。常见的制动助力器模型简化方法可以归纳为三类：弹簧阻尼法、赫兹接触法和有限元法。前两种方法制动效率相对较高，但严格限制车身所带牵引力的数值范围。第三种方法制动协调性最高，但整体实施过程相对复杂。

总结

总之，虽然机电制动系统的研究处于相对不成熟的阶段，但从发展前景和潜力来看，无疑是广阔而巨大的，因为该系统在制动性能和智能方面与传统系统相比具有很大的优势，但该系统的设计和组装需要极高的科技支持，需要进行大量的实验和调整，以满足整个制动系统的性能需求。

　　参考文献： 
　　[1]侯泽鑫.汽车电子机械制动系统设计与研究[J].湖北农机化，2019（24）：160. 
　　[2]章峰.汽车电子机械制动系统的设计研究[J].湖北农机化，2018（12）：72