闡述專用汽車底盤制動(dòng)系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)

程金濤

摘 要：制動(dòng)系統(tǒng)可以讓汽車按照駕駛員的要求減速，并使車輛在停放過(guò)程中更加可靠，所以汽車底盤制動(dòng)系統(tǒng)是確保行車安全非常重要的一個(gè)系統(tǒng)。針對(duì)汽車底盤制動(dòng)系統(tǒng)的功能和作用改進(jìn)這一系統(tǒng)，希望可以提高汽車底盤制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)性能，減少安全事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：汽車；底盤制動(dòng)系統(tǒng)；制動(dòng)性能；改進(jìn)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：U463.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.02.113

1 原有汽車底盤制動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成

汽車底盤制動(dòng)系統(tǒng)主要由四個(gè)部分構(gòu)成，分別是供能裝置、傳動(dòng)裝置、制動(dòng)裝置和控制裝置。其中，供能裝置主要為汽車的制動(dòng)系統(tǒng)提供必要的能源，使汽車制動(dòng)裝置在啟動(dòng)時(shí)有充分的能源；傳動(dòng)裝置主要是將供能裝置產(chǎn)生的能源傳送到制動(dòng)裝置中，讓制動(dòng)裝置更加順利地啟動(dòng)；制動(dòng)裝置是底盤制動(dòng)系統(tǒng)中最重要的裝置，包括行車制動(dòng)、駐車制動(dòng)、應(yīng)急制動(dòng)和輔助制動(dòng)四個(gè)部分；控制裝置是對(duì)汽車底盤制動(dòng)系統(tǒng)中各個(gè)子系統(tǒng)進(jìn)行控制的裝置。在汽車底盤制動(dòng)系統(tǒng)中，制動(dòng)裝置最關(guān)鍵的作用是行車制動(dòng)和駐車制動(dòng)。這兩個(gè)作用分別對(duì)應(yīng)的子系統(tǒng)共同使用汽車的制動(dòng)鼓和剎車片實(shí)現(xiàn)汽車制動(dòng)。車輛正常行駛時(shí)，會(huì)應(yīng)用行車制動(dòng)來(lái)控制車輛的制動(dòng)鼓和剎車片；車輛緊急制動(dòng)時(shí)，就會(huì)啟動(dòng)駐車制動(dòng)系統(tǒng)控制制動(dòng)鼓和剎車片，保證車輛能夠有效制動(dòng)。但是在緊急制動(dòng)的過(guò)程中，駐車制動(dòng)的制動(dòng)力往往太小，不能使車輛及時(shí)停止下來(lái)，這就需要改進(jìn)汽車底盤制動(dòng)系統(tǒng)，提高車輛的制動(dòng)力。汽車底盤制動(dòng)系統(tǒng)如圖1所示。

汽車在緊急制動(dòng)時(shí)，控制系統(tǒng)接收到緊急制動(dòng)信號(hào)，駐車制動(dòng)的閥門就會(huì)自動(dòng)打開(kāi)，控制系統(tǒng)會(huì)通過(guò)繼動(dòng)器控制后制動(dòng)室，使后制動(dòng)室打開(kāi)，實(shí)現(xiàn)車輛的緊急制動(dòng)。在緊急制動(dòng)的過(guò)程中，車輛的前制動(dòng)室是不參與緊急制動(dòng)的，所以汽車的緊急制動(dòng)系統(tǒng)不是特別完善。在改進(jìn)設(shè)計(jì)汽車底盤制動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，要使前制動(dòng)室也參與到汽車的緊急制動(dòng)中來(lái)，使控制系統(tǒng)通過(guò)繼動(dòng)器為前、后制動(dòng)室共同提供制動(dòng)信號(hào)，提高車輛的緊急制動(dòng)性能。

2 汽車底盤制動(dòng)系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計(jì)的思路

2.1 改進(jìn)設(shè)計(jì)方向

因?yàn)樵械牡妆P制動(dòng)系統(tǒng)需要通過(guò)繼動(dòng)器啟動(dòng)制動(dòng)室的儲(chǔ)氣裝置，才能啟動(dòng)后制動(dòng)室，所以在制動(dòng)的過(guò)程中，會(huì)存在一定的延時(shí)。為了保證制動(dòng)系統(tǒng)啟動(dòng)的及時(shí)性，可以利用電傳動(dòng)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)制動(dòng)信號(hào)的傳遞，有效減少車輛緊急制動(dòng)的延時(shí)，提高車輛行駛的安全性。

2.2 改進(jìn)設(shè)計(jì)具體要求

在改進(jìn)設(shè)計(jì)汽車底盤制動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，要保證改進(jìn)后的制動(dòng)系統(tǒng)滿足我國(guó)相關(guān)的各項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，即改進(jìn)后的制動(dòng)系統(tǒng)要具有較好的制動(dòng)性能，制動(dòng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)有坡度制動(dòng)比和制動(dòng)距離；可靠性要高，而且要有備用系統(tǒng)對(duì)制動(dòng)器進(jìn)行輔助控制，以免在主系統(tǒng)失效后，汽車失去緊急制動(dòng)能力，即使在動(dòng)力源缺失的情況下，也能保證制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)性能，保證制動(dòng)穩(wěn)定性。

2.3 改進(jìn)設(shè)計(jì)方案

底盤制動(dòng)系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)需要改進(jìn)原有的氣動(dòng)制動(dòng)裝置，將汽車的后制動(dòng)室改為電控制，并增加串聯(lián)閥門、制動(dòng)器和緊急控制閥，使前制動(dòng)室也參與到車輛的緊急制動(dòng)中。將制動(dòng)閥門改為步進(jìn)電機(jī)直接控制，取消氣路控制管道，縮短車輪的制動(dòng)控制時(shí)間。利用電控制可以實(shí)現(xiàn)對(duì)后輪運(yùn)行狀況的監(jiān)視，避免出現(xiàn)車輪抱死的情況，影響車輛制動(dòng)安全。改進(jìn)后，制動(dòng)系統(tǒng)原有的前制動(dòng)室保持不變，但取消了原本后制動(dòng)室的氣路控制，利用傳感器、步進(jìn)電機(jī)、大功率電路控制系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)車輛的制動(dòng)控制。底盤制動(dòng)控制系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計(jì)方案如圖2所示。

3 改進(jìn)后底盤制動(dòng)控制系統(tǒng)的工作原理

3.1 前制動(dòng)室制動(dòng)

改進(jìn)底盤制動(dòng)系統(tǒng)后，駕駛員在制動(dòng)時(shí)，前輪制動(dòng)的芯管會(huì)排除氣動(dòng)間隙，使前制動(dòng)室的進(jìn)氣口打開(kāi)，儲(chǔ)氣筒中的氣體會(huì)直接通過(guò)制動(dòng)閥門進(jìn)入前制動(dòng)室中，促使前制動(dòng)室發(fā)揮制動(dòng)作用。當(dāng)駕駛員踩住制動(dòng)踏板不動(dòng)時(shí)，前制動(dòng)的氣孔會(huì)促使通氣芯管向上移動(dòng)，使制動(dòng)活塞兩側(cè)的壓力平衡。如果制動(dòng)力不足，則再次踩下制動(dòng)踏板，前制動(dòng)室中的進(jìn)氣口就會(huì)打開(kāi)，加大前制動(dòng)室的制動(dòng)壓力，提高制動(dòng)能力。當(dāng)制動(dòng)結(jié)束后，駕駛員松開(kāi)踏板，前制動(dòng)裝置中所有的壓力回歸平衡，排氣口打開(kāi)，所有的進(jìn)氣口關(guān)閉，汽車的前輪就完全解除了制動(dòng)狀態(tài)。前制動(dòng)裝置的結(jié)構(gòu)如圖3所示。

3.2 后制動(dòng)室制動(dòng)

后制動(dòng)室與前制動(dòng)室的制動(dòng)結(jié)構(gòu)基本相同，只是后制動(dòng)室的制動(dòng)連接為步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)連接的是制動(dòng)踏板上的傳感器和踏板加速度的傳感器，傳感器感覺(jué)到踏板的運(yùn)動(dòng)后，就會(huì)將采集到的信息傳遞到制動(dòng)控制系統(tǒng)中，根據(jù)制動(dòng)踏板的運(yùn)動(dòng)行程分析車輛駕駛?cè)藛T的制動(dòng)意圖，然后發(fā)揮具體的制動(dòng)作用。制動(dòng)控制系統(tǒng)還可以對(duì)后制動(dòng)系統(tǒng)中車輪的轉(zhuǎn)速進(jìn)行監(jiān)控和分析，避免車輪出現(xiàn)抱死和滑移的現(xiàn)象。車輪在后制動(dòng)時(shí)，步進(jìn)電機(jī)提供的推力必須大于制動(dòng)閥中彈簧的壓縮量，這樣才能有

效起到制動(dòng)作用。后制動(dòng)控制系統(tǒng)需要分析車輛制動(dòng)意圖，并監(jiān)控車輪的轉(zhuǎn)速等，所以控制系統(tǒng)需要具備很高的控制穩(wěn)定性，避免處理速度過(guò)慢，影響整個(gè)步進(jìn)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，導(dǎo)致車輛后制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)效能不能有效發(fā)揮出來(lái)。

4 結(jié)束語(yǔ)

汽車底盤制動(dòng)系統(tǒng)的改進(jìn)和設(shè)計(jì)主要是將后制動(dòng)室改進(jìn)為電動(dòng)控制，將制動(dòng)踏板與步進(jìn)電機(jī)連接，增加制動(dòng)控制的靈敏度，并實(shí)現(xiàn)對(duì)后輪轉(zhuǎn)動(dòng)情況的監(jiān)控，避免在制動(dòng)時(shí)出現(xiàn)車輪抱死情況，導(dǎo)致安全事故的發(fā)生。汽車底盤制動(dòng)系統(tǒng)經(jīng)過(guò)改進(jìn)設(shè)計(jì)之后，制動(dòng)能力得到明顯提高，而且在改進(jìn)后的底盤制動(dòng)系統(tǒng)中，各個(gè)部件的使用性能良好，解決了原有汽車制動(dòng)能力不足、制動(dòng)延緩等問(wèn)題，有效提高了車輛行駛的制動(dòng)安全性。

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〔編輯：王霞〕