汽車底盤制動系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計分析

鄭萬 孟欽定

摘 要：目前，專用車底盤制動系統(tǒng)包括供能裝置、行車制動裝置、駐車及應(yīng)急制動裝置（手制動）、輔助制動裝置（排氣制動）。制動系統(tǒng)可以讓汽車按照駕駛員的意圖進(jìn)行減速或停車，并使已停止的車輛在停放過程中更加可靠，所以汽車底盤制動系統(tǒng)是確保行車安全非常重要的一個系統(tǒng)。本文就汽車底盤制動系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計展開探討。

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

0 引言

汽車底盤制動系統(tǒng)的工作原理中，主要的制動系統(tǒng)包括供能裝置、行車制動裝置、駐車及應(yīng)急制動裝置即手制動、輔助制動也就是俗稱的排氣制動裝置。本文對汽車底盤制動系統(tǒng)的工作原理進(jìn)行分析，并且對原有的系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，提高了汽車制動系統(tǒng)的制動效能。

1 汽車底盤制動系統(tǒng)的研究

目前，我國專用車底盤上的制動系統(tǒng)包括供能裝置、行車制動裝置、駐車及應(yīng)急制動裝置（手制動）、輔助制動（排氣制動）裝置。 供能裝置是空氣壓縮機(jī)（電動車?yán)秒妱涌諌簷C(jī)）將高溫氣體壓入采用分子篩做干燥載體且?guī)д{(diào)壓功能的整體式空氣干燥器，上部干燥罐內(nèi)分子篩吸附水分，并利用調(diào)壓閥卸荷排氣的動作，使再生儲氣筒中的干燥壓縮空氣反向通過干燥劑筒，將干燥劑表面吸附的水分帶走排入大氣，實現(xiàn)分子篩的再活化。干燥的壓縮空氣再經(jīng)過四回路保護(hù)閥分為四個獨立的回路，當(dāng)任一回路出現(xiàn)氣體泄露時，保護(hù)閥便將該回路關(guān)閉，保證其它回路的正常工作。在制動裝置中，目前的行車制動、駐車制動及應(yīng)急制動（手制動）實際上是利用行車制動和駐車制動兩個控制回路來起作用。應(yīng)急制動和停車制動共用一套操縱系統(tǒng)，行車制動、駐車制動和緊急制動共用一套執(zhí)行機(jī)構(gòu)—制動蹄片和制動鼓。需要進(jìn)行緊急制動時，大多是通過駐車制動裝置（拉手剎）來實施制動。在實際操作中常常會遇到拉手剎制動時制動力太小的問題，雖然采取了措施，但是事故仍然不能避免。針對上述問題，對專用汽車底盤制動系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計。在緊急制動系統(tǒng)中的工作原理是：在打開了駐車制動閥時，由制動信號通過對駐車?yán)^動閥、中橋和后橋的制動室進(jìn)行作用，最終實現(xiàn)應(yīng)急制動的效果。這時候，前橋的制動氣室在沒有得到制動的信號時，車輛的制動力僅僅靠中、后橋制動氣室實施制動。這種制動系統(tǒng)需要在應(yīng)急制動中進(jìn)行改善，需要為前橋的制動室提供及時的信號，加強(qiáng)汽車應(yīng)急制動的工作狀態(tài)。

2 汽車底盤制動系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計的思路

（1）改進(jìn)設(shè)計方向。因為原有的底盤制動系統(tǒng)需要通過駐車?yán)^動閥啟動制動室的儲能裝置，才能啟動后制動氣室，所以在制動的過程中，會存在一定的延時。為了保證制動系統(tǒng)啟動后的及時響應(yīng)，可以利用電傳動的方式來實現(xiàn)制動信號的傳遞，有效減少車輛緊急制動的延時，提高車輛行駛的安全性。

（2）改進(jìn)設(shè)計具體要求。在改進(jìn)設(shè)計汽車底盤制動系統(tǒng)時，要保證改進(jìn)后的制動系統(tǒng)滿足我國相關(guān)的各項法規(guī)要求，即改進(jìn)后的制動系統(tǒng)要具有較好的制動性能，制動性能評價指標(biāo)有坡度制動比和制動距離?？煽啃砸撸乙袀溆孟到y(tǒng)對制動器進(jìn)行輔助控制，以免在主系統(tǒng)失效后，汽車失去緊急制動能力，即使在動力源缺失的情況下，也能保證制動系統(tǒng)的制動性能，保證制動穩(wěn)定性。

（3）改進(jìn)設(shè)計方案。底盤制動系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計需要改進(jìn)原有的氣動制動裝置，將汽車的后制動室改為電控制，并增加串聯(lián)閥門、制動器和緊急控制閥，使前制動室也參與到車輛的緊急制動中。將制動閥門改為步進(jìn)電機(jī)直接控制，取消氣路控制管道，縮短車輪的制動控制時間。利用電控制可以實現(xiàn)對后輪運行狀況的監(jiān)視，避免出現(xiàn)車輪抱死的情況，保證車輛制動安全。改進(jìn)后，制動系統(tǒng)原有的前制動室保持不變，但取消了原本后制動室的氣路控制，利用傳感器、步進(jìn)電機(jī)、大功率電路控制系統(tǒng)等實現(xiàn)車輛的制動控制。

3 改進(jìn)后底盤制動控制系統(tǒng)的工作原理

3.1 駐車制動的工作原理

使用駐車制動系統(tǒng)時，打開駐車制動閥，產(chǎn)生控制信號對繼動閥起作用，中后橋彈簧制動氣室中的壓縮空氣被釋放，彈簧在恢復(fù)力的作用下推動制動臂及凸輪，實現(xiàn)駐車制動。

3.2 行車制動系統(tǒng)的工作原理

在使用行車制動系統(tǒng)時，主要的是由串聯(lián)制動閥產(chǎn)生的合理力分配進(jìn)行控制信號，然后對梭閥進(jìn)行作用，這時候分別對前橋和后橋以及中后橋的制動中的兩個回路進(jìn)行自身的作用。在工作中，前橋制動中回路的控制信號要直接的對前橋的制動氣室進(jìn)行作用;后橋制動回路中的控制信號在工作中要直接進(jìn)人繼動閥中去，然后制動閥在輸出了信號的一部分時就會直接對中后橋制動氣室進(jìn)行作用，而這時候另一部分的工作原理就是要通過駐車?yán)^動閥再次對中后橋的制動室進(jìn)行再次的作用，這種工作中的連環(huán)作用就實現(xiàn)了行車的制動原理。

3.3 后制動室制動

后制動室與前制動室的制動結(jié)構(gòu)基本相同，只是后制動室的制動連接為步進(jìn)電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)連接的是制動踏板上的傳感器和踏板加速度的傳感器，傳感器感覺到踏板的運動后，就會將采集到的信息傳遞到制動控制系統(tǒng)中，根據(jù)制動踏板的運動行程分析車輛駕駛?cè)藛T的制動意圖，然后發(fā)揮具體的制動作用。制動控制系統(tǒng)還可以對后制動系統(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。車輪在后制動時，步進(jìn)電機(jī)提供的推力必須大于制動閥中彈簧的壓縮量，這樣才能有效起到制動作用。后制動控制系統(tǒng)需要分析車輛制動意圖，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，避免處理速度過慢，影響整個步進(jìn)電機(jī)的運轉(zhuǎn)，導(dǎo)致車輛后制動系統(tǒng)的制動效能不能有效發(fā)揮出來。

4 結(jié)語

本文通過分析某汽車底盤制動系統(tǒng)的工作原理，對改進(jìn)前的底盤制動系統(tǒng)與改進(jìn)后的底盤制動系統(tǒng)進(jìn)行對比分析后，最終得出了更為先進(jìn)的制動系統(tǒng)，提高了制動能力，這些對于汽車制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及在性能要求中的作用都有著明顯的效果，提高了汽車在使用中的制動效能，這些對于提高汽車行駛安全性有著重要的意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]汪洪波.基于功能分配的汽車底盤集成系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制與穩(wěn)定性分析[D].合肥：合肥工業(yè)大學(xué)，2015.

[2]馬國宸.基于分層式結(jié)構(gòu)汽車底盤系統(tǒng)集成控制研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2015.