汽車機(jī)械制動(dòng)器效能分析

閔文

摘 要：隨著消費(fèi)者安全意識(shí)的不斷增強(qiáng)，車輛的安全性能逐漸引起人們的重視。汽車制動(dòng)系統(tǒng)作為保證汽車安全的重要系統(tǒng)備受關(guān)注，同時(shí)它也隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展在不斷改進(jìn)。本文重點(diǎn)分析了汽車機(jī)械制動(dòng)器（EMB）的制動(dòng)效能，建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型以及制動(dòng)時(shí)的動(dòng)力學(xué)模型，通過(guò)仿真進(jìn)行了EMB和液壓制動(dòng)器的制動(dòng)性能比較；結(jié)果表明EMB具有更加優(yōu)越的制動(dòng)效能。

關(guān)鍵詞：電子機(jī)械制動(dòng)器 制動(dòng)器模型

0 引言

在汽車主動(dòng)安全性能組成中，汽車制動(dòng)性能是重要環(huán)節(jié)之一，提高汽車制動(dòng)性能成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。隨著對(duì)汽車制動(dòng)性能要求的不斷提高，出現(xiàn)了各種制動(dòng)系統(tǒng)；如：防抱死制定系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)等等[1]；將這些系統(tǒng)加入到液壓制動(dòng)系統(tǒng)后，會(huì)增加整個(gè)系統(tǒng)的管路數(shù)量，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，從而增加了裝配和維修的難度；開發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和功能齊全的制動(dòng)系統(tǒng)迫在眉睫。電子機(jī)械制動(dòng)器（EMB）就是在這種形勢(shì)下應(yīng)運(yùn)而生的，本文對(duì)其效能展開討論。

1 汽車制動(dòng)力學(xué)模型

首先分析汽車的制動(dòng)力學(xué)模型。汽車在制動(dòng)過(guò)程中，其受力情況分析如下：圖1為汽車行駛過(guò)程中的制動(dòng)受力模型，將汽車所受的滾動(dòng)阻力和空氣阻力、慣性阻力等忽略不計(jì)，保證車輛是直線行駛的。其中，W表示汽車的重力；Fz1、Fz1表示汽車的全后法向力；Fxb1、Fxb2表示汽車前輪和后輪的地面制動(dòng)力；Fj表示汽車的加速阻力；hc表示汽車的質(zhì)心高度[2]；a、b表示汽車質(zhì)心與前軸和后軸之間的距離；l表示軸距[3]。其次是輪胎的模型，在汽車的制動(dòng)過(guò)程中，輪胎的特性決定著其制動(dòng)力Fxb；此時(shí)僅對(duì)EMB的制動(dòng)效能進(jìn)行分析，因此可以忽略輪胎的變形。圖2給出了其受力的情況。

其次是EMB模型分析，在EMB中，包括有：電源、電動(dòng)機(jī)、減速增矩機(jī)構(gòu)、滾珠絲桿機(jī)構(gòu)和間隙自動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)等[4]。其中，電源由蓄電池提供，其電壓為l2 V；電動(dòng)機(jī)向制動(dòng)塊提供制動(dòng)力矩是通過(guò)減速增矩機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的；因此，選擇電動(dòng)機(jī)十分關(guān)鍵，它將直接影響到制動(dòng)力矩的大小。分析電機(jī)的模型如下：對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，其數(shù)學(xué)模型為：

2 汽車制動(dòng)效能仿真分析

運(yùn)用matlab仿真軟件對(duì)EMB的制動(dòng)效能進(jìn)行仿真分析，同時(shí)將其與傳統(tǒng)的液壓制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比。本文中采用了桑塔納轎車為研究對(duì)象，其具體參數(shù)為：汽車的重量為16000千克，軸距為2600毫米；a為1400毫米；b為1200毫米；質(zhì)心的高度為500毫米；輪胎的半徑為350毫米。分別在該車中裝設(shè)EMB和液壓制動(dòng)器，對(duì)汽車的制動(dòng)效能進(jìn)行分析。

比較以上仿真圖形，當(dāng)汽車開始制動(dòng)時(shí)，其速度為80千米每小時(shí)。對(duì)于采用電子機(jī)械制動(dòng)器來(lái)說(shuō)，經(jīng)過(guò)0.32秒的時(shí)間汽車就抱死了；而對(duì)于采用液壓制動(dòng)器來(lái)說(shuō)，需要經(jīng)過(guò)0.9秒的時(shí)間汽車才能實(shí)現(xiàn)抱死。在到達(dá)最大制動(dòng)力時(shí)，電子機(jī)械制動(dòng)器只需要0.05秒?？梢?jiàn)，EMB的制動(dòng)效應(yīng)速度更快，在制動(dòng)距離上也更近；這對(duì)于汽車安全行駛來(lái)說(shuō)是十分有利的。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文建立了電子機(jī)械制動(dòng)器的相關(guān)模型，通過(guò)軟件仿真對(duì)比分析了電子機(jī)械制動(dòng)器與液壓制動(dòng)器的效能，結(jié)果表明，電子機(jī)械制動(dòng)器的制動(dòng)時(shí)間和制定距離都要比液壓制動(dòng)器短，更有利于汽車的安全行駛。相信在未來(lái)，EMB將會(huì)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]何仁，胡青訓(xùn).帶有制動(dòng)能量再生系統(tǒng)的公共汽車制動(dòng)過(guò)程[J].江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2005，26（5）：390-392

[2]何建清等.車用電渦流緩速器的沒(méi)計(jì)方法[J]汽車工程2003.10

[3]衛(wèi)新民等電渦流緩速器在電機(jī)制動(dòng)方面的應(yīng)用[J].電工技術(shù)2006.11.endprint

摘 要：隨著消費(fèi)者安全意識(shí)的不斷增強(qiáng)，車輛的安全性能逐漸引起人們的重視。汽車制動(dòng)系統(tǒng)作為保證汽車安全的重要系統(tǒng)備受關(guān)注，同時(shí)它也隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展在不斷改進(jìn)。本文重點(diǎn)分析了汽車機(jī)械制動(dòng)器（EMB）的制動(dòng)效能，建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型以及制動(dòng)時(shí)的動(dòng)力學(xué)模型，通過(guò)仿真進(jìn)行了EMB和液壓制動(dòng)器的制動(dòng)性能比較；結(jié)果表明EMB具有更加優(yōu)越的制動(dòng)效能。

關(guān)鍵詞：電子機(jī)械制動(dòng)器 制動(dòng)器模型

0 引言

在汽車主動(dòng)安全性能組成中，汽車制動(dòng)性能是重要環(huán)節(jié)之一，提高汽車制動(dòng)性能成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。隨著對(duì)汽車制動(dòng)性能要求的不斷提高，出現(xiàn)了各種制動(dòng)系統(tǒng)；如：防抱死制定系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)等等[1]；將這些系統(tǒng)加入到液壓制動(dòng)系統(tǒng)后，會(huì)增加整個(gè)系統(tǒng)的管路數(shù)量，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，從而增加了裝配和維修的難度；開發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和功能齊全的制動(dòng)系統(tǒng)迫在眉睫。電子機(jī)械制動(dòng)器（EMB）就是在這種形勢(shì)下應(yīng)運(yùn)而生的，本文對(duì)其效能展開討論。

1 汽車制動(dòng)力學(xué)模型

首先分析汽車的制動(dòng)力學(xué)模型。汽車在制動(dòng)過(guò)程中，其受力情況分析如下：圖1為汽車行駛過(guò)程中的制動(dòng)受力模型，將汽車所受的滾動(dòng)阻力和空氣阻力、慣性阻力等忽略不計(jì)，保證車輛是直線行駛的。其中，W表示汽車的重力；Fz1、Fz1表示汽車的全后法向力；Fxb1、Fxb2表示汽車前輪和后輪的地面制動(dòng)力；Fj表示汽車的加速阻力；hc表示汽車的質(zhì)心高度[2]；a、b表示汽車質(zhì)心與前軸和后軸之間的距離；l表示軸距[3]。其次是輪胎的模型，在汽車的制動(dòng)過(guò)程中，輪胎的特性決定著其制動(dòng)力Fxb；此時(shí)僅對(duì)EMB的制動(dòng)效能進(jìn)行分析，因此可以忽略輪胎的變形。圖2給出了其受力的情況。

其次是EMB模型分析，在EMB中，包括有：電源、電動(dòng)機(jī)、減速增矩機(jī)構(gòu)、滾珠絲桿機(jī)構(gòu)和間隙自動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)等[4]。其中，電源由蓄電池提供，其電壓為l2 V；電動(dòng)機(jī)向制動(dòng)塊提供制動(dòng)力矩是通過(guò)減速增矩機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的；因此，選擇電動(dòng)機(jī)十分關(guān)鍵，它將直接影響到制動(dòng)力矩的大小。分析電機(jī)的模型如下：對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，其數(shù)學(xué)模型為：

2 汽車制動(dòng)效能仿真分析

運(yùn)用matlab仿真軟件對(duì)EMB的制動(dòng)效能進(jìn)行仿真分析，同時(shí)將其與傳統(tǒng)的液壓制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比。本文中采用了桑塔納轎車為研究對(duì)象，其具體參數(shù)為：汽車的重量為16000千克，軸距為2600毫米；a為1400毫米；b為1200毫米；質(zhì)心的高度為500毫米；輪胎的半徑為350毫米。分別在該車中裝設(shè)EMB和液壓制動(dòng)器，對(duì)汽車的制動(dòng)效能進(jìn)行分析。

比較以上仿真圖形，當(dāng)汽車開始制動(dòng)時(shí)，其速度為80千米每小時(shí)。對(duì)于采用電子機(jī)械制動(dòng)器來(lái)說(shuō)，經(jīng)過(guò)0.32秒的時(shí)間汽車就抱死了；而對(duì)于采用液壓制動(dòng)器來(lái)說(shuō)，需要經(jīng)過(guò)0.9秒的時(shí)間汽車才能實(shí)現(xiàn)抱死。在到達(dá)最大制動(dòng)力時(shí)，電子機(jī)械制動(dòng)器只需要0.05秒?？梢?jiàn)，EMB的制動(dòng)效應(yīng)速度更快，在制動(dòng)距離上也更近；這對(duì)于汽車安全行駛來(lái)說(shuō)是十分有利的。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文建立了電子機(jī)械制動(dòng)器的相關(guān)模型，通過(guò)軟件仿真對(duì)比分析了電子機(jī)械制動(dòng)器與液壓制動(dòng)器的效能，結(jié)果表明，電子機(jī)械制動(dòng)器的制動(dòng)時(shí)間和制定距離都要比液壓制動(dòng)器短，更有利于汽車的安全行駛。相信在未來(lái)，EMB將會(huì)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]何仁，胡青訓(xùn).帶有制動(dòng)能量再生系統(tǒng)的公共汽車制動(dòng)過(guò)程[J].江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2005，26（5）：390-392

[2]何建清等.車用電渦流緩速器的沒(méi)計(jì)方法[J]汽車工程2003.10

[3]衛(wèi)新民等電渦流緩速器在電機(jī)制動(dòng)方面的應(yīng)用[J].電工技術(shù)2006.11.endprint

摘 要：隨著消費(fèi)者安全意識(shí)的不斷增強(qiáng)，車輛的安全性能逐漸引起人們的重視。汽車制動(dòng)系統(tǒng)作為保證汽車安全的重要系統(tǒng)備受關(guān)注，同時(shí)它也隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展在不斷改進(jìn)。本文重點(diǎn)分析了汽車機(jī)械制動(dòng)器（EMB）的制動(dòng)效能，建立了相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型以及制動(dòng)時(shí)的動(dòng)力學(xué)模型，通過(guò)仿真進(jìn)行了EMB和液壓制動(dòng)器的制動(dòng)性能比較；結(jié)果表明EMB具有更加優(yōu)越的制動(dòng)效能。

關(guān)鍵詞：電子機(jī)械制動(dòng)器 制動(dòng)器模型

0 引言

在汽車主動(dòng)安全性能組成中，汽車制動(dòng)性能是重要環(huán)節(jié)之一，提高汽車制動(dòng)性能成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。隨著對(duì)汽車制動(dòng)性能要求的不斷提高，出現(xiàn)了各種制動(dòng)系統(tǒng)；如：防抱死制定系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)防滑控制系統(tǒng)等等[1]；將這些系統(tǒng)加入到液壓制動(dòng)系統(tǒng)后，會(huì)增加整個(gè)系統(tǒng)的管路數(shù)量，導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，從而增加了裝配和維修的難度；開發(fā)一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和功能齊全的制動(dòng)系統(tǒng)迫在眉睫。電子機(jī)械制動(dòng)器（EMB）就是在這種形勢(shì)下應(yīng)運(yùn)而生的，本文對(duì)其效能展開討論。

1 汽車制動(dòng)力學(xué)模型

首先分析汽車的制動(dòng)力學(xué)模型。汽車在制動(dòng)過(guò)程中，其受力情況分析如下：圖1為汽車行駛過(guò)程中的制動(dòng)受力模型，將汽車所受的滾動(dòng)阻力和空氣阻力、慣性阻力等忽略不計(jì)，保證車輛是直線行駛的。其中，W表示汽車的重力；Fz1、Fz1表示汽車的全后法向力；Fxb1、Fxb2表示汽車前輪和后輪的地面制動(dòng)力；Fj表示汽車的加速阻力；hc表示汽車的質(zhì)心高度[2]；a、b表示汽車質(zhì)心與前軸和后軸之間的距離；l表示軸距[3]。其次是輪胎的模型，在汽車的制動(dòng)過(guò)程中，輪胎的特性決定著其制動(dòng)力Fxb；此時(shí)僅對(duì)EMB的制動(dòng)效能進(jìn)行分析，因此可以忽略輪胎的變形。圖2給出了其受力的情況。

其次是EMB模型分析，在EMB中，包括有：電源、電動(dòng)機(jī)、減速增矩機(jī)構(gòu)、滾珠絲桿機(jī)構(gòu)和間隙自動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)等[4]。其中，電源由蓄電池提供，其電壓為l2 V；電動(dòng)機(jī)向制動(dòng)塊提供制動(dòng)力矩是通過(guò)減速增矩機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的；因此，選擇電動(dòng)機(jī)十分關(guān)鍵，它將直接影響到制動(dòng)力矩的大小。分析電機(jī)的模型如下：對(duì)于直流電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，其數(shù)學(xué)模型為：

2 汽車制動(dòng)效能仿真分析

運(yùn)用matlab仿真軟件對(duì)EMB的制動(dòng)效能進(jìn)行仿真分析，同時(shí)將其與傳統(tǒng)的液壓制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比。本文中采用了桑塔納轎車為研究對(duì)象，其具體參數(shù)為：汽車的重量為16000千克，軸距為2600毫米；a為1400毫米；b為1200毫米；質(zhì)心的高度為500毫米；輪胎的半徑為350毫米。分別在該車中裝設(shè)EMB和液壓制動(dòng)器，對(duì)汽車的制動(dòng)效能進(jìn)行分析。

比較以上仿真圖形，當(dāng)汽車開始制動(dòng)時(shí)，其速度為80千米每小時(shí)。對(duì)于采用電子機(jī)械制動(dòng)器來(lái)說(shuō)，經(jīng)過(guò)0.32秒的時(shí)間汽車就抱死了；而對(duì)于采用液壓制動(dòng)器來(lái)說(shuō)，需要經(jīng)過(guò)0.9秒的時(shí)間汽車才能實(shí)現(xiàn)抱死。在到達(dá)最大制動(dòng)力時(shí)，電子機(jī)械制動(dòng)器只需要0.05秒。可見(jiàn)，EMB的制動(dòng)效應(yīng)速度更快，在制動(dòng)距離上也更近；這對(duì)于汽車安全行駛來(lái)說(shuō)是十分有利的。

3 結(jié)束語(yǔ)

本文建立了電子機(jī)械制動(dòng)器的相關(guān)模型，通過(guò)軟件仿真對(duì)比分析了電子機(jī)械制動(dòng)器與液壓制動(dòng)器的效能，結(jié)果表明，電子機(jī)械制動(dòng)器的制動(dòng)時(shí)間和制定距離都要比液壓制動(dòng)器短，更有利于汽車的安全行駛。相信在未來(lái)，EMB將會(huì)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]何仁，胡青訓(xùn).帶有制動(dòng)能量再生系統(tǒng)的公共汽車制動(dòng)過(guò)程[J].江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2005，26（5）：390-392

[2]何建清等.車用電渦流緩速器的沒(méi)計(jì)方法[J]汽車工程2003.10

[3]衛(wèi)新民等電渦流緩速器在電機(jī)制動(dòng)方面的應(yīng)用[J].電工技術(shù)2006.11.endprint