淺談汽車電子制動穩(wěn)定系統(tǒng)中可靠性的驗(yàn)證試驗(yàn)

任毅+王鐵成

摘要：隨著電子科技的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的機(jī)械制動系統(tǒng)已經(jīng)難以滿足汽車行駛過程中日益增加的安全需求。在這樣的背景下，電子機(jī)械制動系統(tǒng)基于其迅速的響應(yīng)速度和安全可靠的制動功能，開始逐漸取代傳統(tǒng)機(jī)械制動系統(tǒng)的位置。本文基于此，對電子機(jī)械制動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求作出了簡要分析，并簡要探討了應(yīng)該如何實(shí)現(xiàn)電子機(jī)械制動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。

關(guān)鍵詞：電子制動；穩(wěn)定系統(tǒng)；汽車安全

制動系統(tǒng)作為汽車安全行駛的靈魂，在現(xiàn)階段的汽車安全形成評測方面具有舉足輕重的重要作用。而隨著電子科技的迅速發(fā)展，傳統(tǒng)的機(jī)械制動系統(tǒng)漸漸難以和汽車行駛過程中日益增加的安全需求相匹配，其依靠傳統(tǒng)的氣壓、液壓的制動方式不僅使得整個(gè)制動系統(tǒng)的響應(yīng)速度較長，也使得后期的裝配及維修工作更為困難。而電子機(jī)械制動系統(tǒng)的主要元件是電驅(qū)動元件，其在保證迅速的響應(yīng)速度的基礎(chǔ)上，還能夠進(jìn)一步整合ABS、TCS及電子駐車制動等多樣化功能，提供更為可靠的制動方式。因此，在未來的數(shù)十年內(nèi)，電子機(jī)械制動系統(tǒng)將會有著極為廣闊的發(fā)展前景，對這一制動進(jìn)行有效的分析與研究，也將會有極其重要的參考價(jià)值。

一、電子機(jī)械制動系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求分析

1、電子機(jī)械制動系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要以產(chǎn)生較大的制動力作為設(shè)計(jì)前提。顧名思義，制動系統(tǒng)的作用在于產(chǎn)生迫使汽車減速或是停止時(shí)的制動力。因此，無論是傳統(tǒng)的機(jī)械制動系統(tǒng)，還是現(xiàn)階段汽車逐漸采用的電子機(jī)械制動系統(tǒng)，都需要以產(chǎn)生較大的制動力作為基本前提?，F(xiàn)階段電子機(jī)械制動系統(tǒng)中所用的較為廣泛的制動系統(tǒng)為盤式制動器，其工作原理主要是依靠制動鉗夾緊制動盤所產(chǎn)生的力來產(chǎn)生制動力。而為了確保這一制動力足夠滿足汽車的制動需求，相關(guān)的電子機(jī)械安裝人員往往需要為這一制動系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)配備強(qiáng)大的電機(jī)，如若是大型車輛，往往還輔助配置一些自增力或是減速增力的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，以確保制動鉗夾緊制動盤所產(chǎn)生的夾緊力能夠滿足大型汽車的制動需求。

2、狹小的輪轂空間要求電子機(jī)械制動系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)一步減少其所占體積。制動系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的安裝地點(diǎn)位于輪轂內(nèi)部，而為了滿足狹小的輪轂空間，制動系統(tǒng)的就不得不在滿足制動性能的前提上，進(jìn)一步減少電子機(jī)械制動系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的所占體積。這一方面可以有效減小整個(gè)車身的總重量，避免因質(zhì)量過大而帶來較大的慣性。另一方面也可以提升制動系統(tǒng)執(zhí)行結(jié)構(gòu)的靈敏度，避免因執(zhí)行結(jié)構(gòu)的體積龐大在輪轂中產(chǎn)生卡殼、摩擦嚴(yán)重等現(xiàn)象，為制動系統(tǒng)的長期使用提供重要保障。

3、電子機(jī)械制動系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要進(jìn)一步減少其響應(yīng)時(shí)間和制動間隙時(shí)間。電子機(jī)械制動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)宗旨便是客服傳統(tǒng)機(jī)械制動系統(tǒng)的氣壓、液壓制動方式所存在的較長響應(yīng)時(shí)間，因此，進(jìn)一步減少電子機(jī)械制動系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間，盡可能消除兩次制動的間隙時(shí)間，將會是電子機(jī)械制動系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的重要設(shè)計(jì)要求。實(shí)際上，汽車制動系統(tǒng)的作用時(shí)間由兩個(gè)因素所決定。其一是制動力增長的所需時(shí)間，當(dāng)電子機(jī)械制動系統(tǒng)采取大型的驅(qū)動電機(jī)時(shí)，其較高的運(yùn)轉(zhuǎn)速度和較大的轉(zhuǎn)矩可以極大地減少制動力增長的所需時(shí)間，從而保證整個(gè)制動力在極短的時(shí)間中達(dá)到較大值，使得汽車盡快減速。其二則是制動的間隙時(shí)間，傳統(tǒng)的機(jī)械制動系統(tǒng)的制動間隙時(shí)間較長，電子機(jī)械制動系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)必須克服這一弊端，可考慮采取具有較快反應(yīng)能力的高質(zhì)量驅(qū)動電機(jī)，使得制動間隙時(shí)間壓縮在毫秒以內(nèi)。還可盡量選取電機(jī)機(jī)電時(shí)間常數(shù)較小、具有較大空轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)數(shù)的電機(jī)，以縮短制動間隙。

二、電子機(jī)械制動系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1、驅(qū)動電機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。電子機(jī)械制動系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動力來源多是由驅(qū)動電機(jī)來提供的，因此，合適的驅(qū)動電機(jī)是實(shí)現(xiàn)整個(gè)電子機(jī)械制動系統(tǒng)成功制動的重要保障。驅(qū)動電機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)主要有以下幾個(gè)要點(diǎn)。其一，考慮到電子機(jī)械制動系統(tǒng)的制動模式，在汽車的行駛過程中，整個(gè)電機(jī)往往需要較長時(shí)間地保持在堵轉(zhuǎn)狀態(tài)下，而為了保證電機(jī)不會燒壞，堵轉(zhuǎn)狀態(tài)下的堵轉(zhuǎn)電流必須得到降低，這要要求電子機(jī)械制動系統(tǒng)所選取的驅(qū)動電機(jī)具有較大的堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，以維持整個(gè)制動系統(tǒng)的正常制動。其二，由于汽車的所有車轂中均需要配載電子機(jī)械制動系統(tǒng)，驅(qū)動電機(jī)需要在保證制動性能的基礎(chǔ)上，盡可能減少其生產(chǎn)成本，否則會因成本過高而不利于電子機(jī)械制動系統(tǒng)的有效推廣。其三，考慮到制動系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的安裝地點(diǎn)位于輪轂內(nèi)部，電機(jī)的體積同樣也不應(yīng)過大，在小型家用車輛的電機(jī)選擇中，相關(guān)操作人員可選擇體積較小，重量較輕的驅(qū)動電機(jī)，以確保其能夠在狹小的車轂內(nèi)部空間中充分發(fā)揮其作用。

2、運(yùn)動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。運(yùn)動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)是電子機(jī)械制動系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的重要組成，其作用是將電機(jī)輸入的轉(zhuǎn)動運(yùn)動轉(zhuǎn)化為平動運(yùn)動進(jìn)行輸出?，F(xiàn)階段，電子機(jī)械制動系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的運(yùn)動轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)多是以螺旋傳動的形式為主，輔以極其少量的齒輪齒條傳動形式。本文主要探討螺旋傳動。

螺旋傳動主要是依靠傳力螺旋傳動作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。這種運(yùn)轉(zhuǎn)模式分為兩種形式，其一是單級螺旋傳動，意為僅僅依靠一級螺旋進(jìn)行運(yùn)動形式的轉(zhuǎn)化，其優(yōu)勢在于技術(shù)較為簡單，實(shí)現(xiàn)成本也較為低廉。其二則是兩級螺旋傳動，即當(dāng)大螺旋開始運(yùn)動時(shí)，小螺旋會以相較于大螺旋更迅速的速度進(jìn)行運(yùn)動，從而提高了整個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的響應(yīng)速度。而當(dāng)整個(gè)傳統(tǒng)系統(tǒng)遇到阻力時(shí)，大螺旋會比小螺旋先靜止，從而獲得更大的傳動比，大大縮短了制動間隙。這種傳動形式的優(yōu)勢在于借助二級機(jī)構(gòu)提高了響應(yīng)速度的同時(shí)，還加強(qiáng)了整個(gè)制動系統(tǒng)減速增扭的效果。

三、結(jié)語

電子機(jī)械制動系統(tǒng)以機(jī)電執(zhí)行元件代替了傳統(tǒng)機(jī)械制動系統(tǒng)中的液壓、氣壓等制動裝置，相較于傳統(tǒng)機(jī)械制動系統(tǒng)具有更為明顯的優(yōu)勢。而機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)作為整個(gè)電子機(jī)械制動系統(tǒng)的所下達(dá)命令的最終執(zhí)行者，在整個(gè)制動系統(tǒng)的正常工作過程中具有舉足輕重的重要意義。本文簡要探討了電子機(jī)械制動系統(tǒng)執(zhí)行結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求，以望對其在未來的發(fā)展過程中提供一定的幫助。