電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的分析與設(shè)計(jì)

【摘 要】隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對(duì)汽車需求量增加的同時(shí)，也對(duì)其安全性能愈加重視。電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)是汽車制動(dòng)系統(tǒng)的重要組成部分，對(duì)汽車的制動(dòng)性能起到關(guān)鍵的作用。汽車的制動(dòng)性對(duì)汽車行駛的可靠性具有重大意義，能夠確保行車駕駛的安全。但是，傳統(tǒng)的汽車制動(dòng)系統(tǒng)存在一定的弊端，對(duì)汽車的制動(dòng)性能造成一定程度的影響。本文分析了汽車電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展歷程和現(xiàn)狀，解讀了汽車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論和要求，闡述了電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)過程。

【關(guān)鍵詞】電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)；制動(dòng)；汽車駕駛

前言：電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)是一種新型的汽車制動(dòng)系統(tǒng)，具有傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)所無法比擬的優(yōu)越性能。它在設(shè)計(jì)的過程中結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜、具備節(jié)能環(huán)保的特點(diǎn)，因而受到廣泛關(guān)注，并得到了大范圍的應(yīng)用。人們不斷追求汽車駕駛的舒適性以及安全性，而電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)便可以很好地滿足人們的需求，為汽車行業(yè)的發(fā)展作出重要的貢獻(xiàn)。

一、汽車電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展歷程和現(xiàn)狀

電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)原本的應(yīng)用對(duì)象是飛機(jī)，隨著其功能不斷豐富以及研究人員的不斷改進(jìn)，使得其開始向汽車領(lǐng)域滲透。隨著時(shí)間的推移，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)在飛機(jī)領(lǐng)域趨于成熟狀態(tài)。近些年，西方發(fā)達(dá)國家針對(duì)展開的深入的研究，作為線控技術(shù)的一個(gè)重要組成部分，其重要性受到了越來越廣泛地關(guān)注。上世紀(jì)90年代，一部分實(shí)力較強(qiáng)的汽車配件生產(chǎn)商開始對(duì)其展開研發(fā)活動(dòng)。其中，天合公司所生產(chǎn)的電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，比如奧迪A8以及A6系列都已經(jīng)運(yùn)用這種制動(dòng)系統(tǒng)。

二、汽車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論和要求

（一）設(shè)計(jì)理論。汽車的制動(dòng)性是指其在運(yùn)行的過程中，可以在較短的期限內(nèi)剎車，同時(shí)可以保證汽車的前進(jìn)方向，處于坡路的時(shí)候也能夠能夠克服重力勢能，使車身的速度限制在一定的范圍內(nèi)。制動(dòng)效能指的是其發(fā)揮作用的減速以及停車距離。在路況較為正常的情況下，汽車在一定的初始速度下開啟制動(dòng)功能直至汽車停止運(yùn)行的距離?？篃崴ネ诵阅苁蛊囋谳^高速度的運(yùn)行情況下制動(dòng)效能的維持在在較好的狀況，也會(huì)考慮在下坡進(jìn)行持續(xù)制動(dòng)時(shí)的情形。這種情形下的制動(dòng)是將汽車本身運(yùn)行的動(dòng)能通過科學(xué)手段轉(zhuǎn)化為熱能，將動(dòng)能轉(zhuǎn)化殆盡，達(dá)到使汽車停止運(yùn)行的目的，如此制動(dòng)方式使得制動(dòng)系統(tǒng)本身的溫度必然升高，在面對(duì)如此的狀況下，設(shè)計(jì)人員應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行考慮，確保在進(jìn)行制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中能夠?qū)ふ页隽己玫膽?yīng)對(duì)方案。維持汽車的穩(wěn)定運(yùn)作，使汽車在行駛的過程中保持較為平穩(wěn)的運(yùn)行，保證其方向性較為長久，對(duì)于汽車制動(dòng)來說具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。這個(gè)方面的衡量標(biāo)準(zhǔn)是汽車在固定路段進(jìn)行行駛的過程中所表現(xiàn)出的綜合實(shí)力，汽車一旦出現(xiàn)方向偏離的狀況，就會(huì)使得原本的行駛動(dòng)向發(fā)生變化，一直維持的行駛穩(wěn)定狀態(tài)被打破。

（二）設(shè)計(jì)要求。其設(shè)計(jì)的過程應(yīng)該遵守相關(guān)法律。因?yàn)槠嚨闹苿?dòng)性能可以對(duì)汽車駕駛安全造成重大的影響，因此，國家在法律中已經(jīng)對(duì)其設(shè)計(jì)的性能指標(biāo)作出嚴(yán)格規(guī)定，確保設(shè)計(jì)出的制動(dòng)系統(tǒng)可以滿足汽車的可靠性需求。制動(dòng)效能可以對(duì)汽車的制動(dòng)效果產(chǎn)生重要影響，必須將其保持在較為可靠的范圍內(nèi)。針對(duì)這個(gè)方面，美國和日本等技術(shù)發(fā)達(dá)國家已經(jīng)對(duì)此作出較為詳細(xì)的技術(shù)限定，設(shè)計(jì)人員需要參照其進(jìn)行制動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

三、電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

（一）滾珠絲杠外形核定以及相關(guān)計(jì)算。在針對(duì)其進(jìn)行選擇的過程中，先要做到是針對(duì)其精確度進(jìn)行相應(yīng)的確認(rèn)，同時(shí)還要兼顧其工作環(huán)境，對(duì)設(shè)計(jì)流程進(jìn)行詳細(xì)梳理，使其脈絡(luò)清晰，隨后需要對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)計(jì)算與核實(shí)，確保其精確度以及強(qiáng)度等參數(shù)能夠符合現(xiàn)實(shí)要求。其精確度需要按照一定的等級(jí)進(jìn)行劃分，數(shù)值較低的等級(jí)精確度相對(duì)較高。正常情況下，部件的精度控制在5-10的范圍之內(nèi)。本文將其設(shè)定為6級(jí)，運(yùn)用軋制絲杠。接下來需要針對(duì)其額定荷載進(jìn)行控制，電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)在發(fā)揮作用的過程中，內(nèi)部動(dòng)塊開始發(fā)揮作用到靜止之后，便會(huì)因?yàn)檫\(yùn)行而產(chǎn)生相應(yīng)的振動(dòng)以及沖撞，針對(duì)這種情況，應(yīng)該對(duì)動(dòng)載荷的狀況進(jìn)行分析，使其能夠?qū)L珠絲杠副的選定提供依據(jù)，按照定量分析原則，其解析式應(yīng)為：

Ci=KFKHF

上述式中的KF載荷動(dòng)力參數(shù)，KH為載荷硬性參數(shù)，這個(gè)系數(shù)需要根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)指定的列表進(jìn)行查閱，確保其能處于正常標(biāo)準(zhǔn)，L代表導(dǎo)程。將運(yùn)作的各種參數(shù)帶入上式中，將各種計(jì)算結(jié)果進(jìn)行匯總，然后確認(rèn)相關(guān)的研究結(jié)果，使其能夠?yàn)橹苿?dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)提供參數(shù)支持。

（二）減速器的計(jì)算設(shè)計(jì)。行星齒輪傳動(dòng)的鋸齒需要根據(jù)其傳動(dòng)系數(shù)進(jìn)行確定，確保其能夠處于正常的范圍內(nèi)。在對(duì)其進(jìn)行確認(rèn)的過程中，必須確定輪齒的數(shù)量，讓后按照安裝的狀況對(duì)安裝條件進(jìn)行確認(rèn)，確保設(shè)計(jì)能夠順利實(shí)現(xiàn)。

（三）直流電機(jī)的選擇。根據(jù)對(duì)資料進(jìn)行查閱，兼顧現(xiàn)實(shí)裝狀況可知，稀土性質(zhì)的無刷直流電機(jī)最符合設(shè)計(jì)的要求，能夠在電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)中獲得良好的表現(xiàn)。行星輪減速比率應(yīng)該被設(shè)定在10，根據(jù)這種情況，電機(jī)的扭矩系數(shù)極限應(yīng)該為1.2245N.m.。本文為了實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)，選定型號(hào)為DF784E的無刷電機(jī)。電機(jī)本身由機(jī)體以及驅(qū)動(dòng)控制部分組成。在對(duì)其進(jìn)行使用的過程中需要兼顧傳感器等設(shè)備的安置，它具備扭矩大，耦合度較好以及回饋較為靈敏等特點(diǎn)。

四、總結(jié)

汽車的制動(dòng)性能對(duì)汽車的行駛安全造成重大影響，因而受到人們的廣泛關(guān)注。電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)具備傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)所無法比擬的優(yōu)勢，是一種新興的制動(dòng)理念，為汽車的制動(dòng)性能的提高提供了新的發(fā)展方向，使人們的舒適以及安全體驗(yàn)得到升高，針對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的分析和設(shè)計(jì)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。針對(duì)傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行創(chuàng)新研發(fā)，運(yùn)用制動(dòng)系統(tǒng)的理論知識(shí)，對(duì)其各個(gè)部分進(jìn)行計(jì)算和設(shè)計(jì)，對(duì)我國的制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展起到重要的促進(jìn)作用。

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