基于对汽车电子机械制动系统的设计研究

赵海龙 张号勇



基于对汽车电子机械制动系统的设计研究

赵海龙 张号勇

（长城汽车股份有限公司哈弗技术中心 河北 保定 071000）

科学技术的进步必然会影响着社会中各个行业的发展。我国甚至是世界范围内的汽车行业越来越多地受到了科学技术发展的影响。另一个方面科学技术的发展在很大程度上带动了汽车行业的进一步繁荣。电子机械制动系统是汽车中不可或缺的一个重要控制系统，该系统的性能稳定与否直接关系到车辆的运行安全性。为此，在对该系统进行设计时，应当充分考虑车辆的安全运行需要，同时还要保证系统自身运行的可靠性。

汽车；机械电子；制动系统

1 汽车电子机械制动控制系统的主要发展条件和要求

在我国目前的汽车设计制造过程中，传统形式的液压控制制动系统技术已经越来越成熟。但是这种发展程度还不能满足目前人们对汽车制动安全以及性能的要求。因此在这样的背景下，新型汽车在设计以及制造的过程中都会使用电子机械制动系统来取代液压制动系统。最显著的一个例子就是目前大多数的汽车在制动系统中应用了防抱死制动，这样大大地提升了汽车在制动过程中的性能以及安全保障。在汽车制动线路的选择上，目前更多的选择设置附加结构。传统形式的液压制动控制系统已经不能符合并且满足复杂制动系统结构的要求。目前制动系统的管路设计更加的复杂，更加的多样化。这样就导致了在汽车设计以及生产过程中存在越来越大的难度，这样也导致了一个非常明显的缺点就是汽车的制动安全性能得不到很好的保障，提升了汽车安全制动的难度，这样不符合人们对于汽车安全性能的要求。当代的汽车需要的是制动精准；反应灵活并且功能全面的汽车制动。因此在这样的大背景下电机机械制动系统应运而生，是目前汽车设计以及生产的第一选择。

2 汽车电子机械制动控制系统的主要发展优势

在汽车制动系统中，电子机械制动系统和传统的液压制动系统相比较有明显的优势。首先，电子机械制动系统在汽车机械制动连接上非常的简便，程序更加的简化，便于操作，不同于传统的液压控制制动系统的操作繁琐；其次，电子机械制动控制系统在运行过程中不需要制动液来进行制动操作，这样就在很大程度上对制动系统油管进行了简化，同时也很大程度上节约了制动系统中的制动油箱。电子机械制动控制系统的体积小；结构简单并且便于维护，能够便于汽车内部的设计。电子机械制动控制系统在机械制造的过程中不存在油管泄露的状况，有利于环境保护。电子机械制动控制系统在汽车执行制动操作的过程中能够实现外部载荷的平稳传输，同时在制动的过程中噪音更小，制动效果较好。电子机械制动控制系统采用的是电线的方式来对外部能量进行传输，这样就让能量的传输更加便捷和快速，电线传输能力能够提升汽车的制动反应时间，同时还具有良好的持久性能。

3 汽车电机机械制动系统的主要整体设计过程

在汽车制动系统中，电子机械制动控制系统的运行以及设计是非常复杂的。当汽车进行制动操作的过程中，并且驾驶员踩踏制动踏板时，制动踏板要及时地通过电子感应得到相关的信息，了解制动踏板的运行状况，包括运行速度的大小。制动过程中需要的外力的大小等等。此外制动位移问题也是一个在制动设计过程中需要考虑和了解的问题。只有这样才能够有效地判断出汽车驾驶员操作制动命令的真正意制动气室；继动阀以及气压管路等等。

首先，作为汽车制动系统中的主要控制部分，双腔制动阀能够在汽车驾驶员执行制动的时候将制动踏板的制动信号通过制动阀的传输有效地转化成为制动压力信号。双腔制动阀在工作的过程重主要经过三个阶段的力学过程。首先是增加压力阶段；其次是保压阶段；最后是减压泄压阶段。在建立双腔制动阀模型的过程中，选取的建模参数主要是影响制动阀力学动态的基本相应参数。主要包括了制动阀门的弹簧刚度；活塞中回位弹簧刚度以及制动过程中的排气间隙等等。

其次，在汽车制动系统中，继动阀的主要作用就是连接制动阀以及制动气室。其组成部分包括了四个管路接口：出气口，进气口，控制气口以及排气口。

最后，气压管路在汽车制动系统中的作用是一种气压传输通道。优化汽车制动系统的主要目标就是要不断提升汽车制动压力；找出制动最大相应压力和制动速度之间的关系。建立设计模型的过程中要通过质押制动系统的基本优化内容进行模型参数确定。

汽车制动系统中气压动力制动的主要优化设计

在汽车制动系统优化设计的过程中要针对性地选择3组模型仿真数据进行优化设计，然后对结果进行对比以及分析。主要分析數据有气压制动对于充气的时间延长；气压制动系统对排气的时间延长以及气压制动系统对最大稳定气压的影响。

（1）压力响应速度优化

目前，卡车压力响应速度通常为0.5～0.9s，这一速度使得卡车的制动距离过长，对于车辆制动的安全性具有一定的影响。

通过对气压制动优化模型参数的优化分析，在充气延长时间上，制动阀下腔回位弹簧刚度、继动阀回位弹簧刚度对充气延时有重要影响，所以确定制动阀下腔回位弹簧刚度值取10N/mm，继动阀回位弹簧刚度值取10N/mm。在排气延长时间上制动阀下腔排气间隙、继动阀排气间隙对排气延迟时间有重要影响，所以确定制动阀下腔排气间隙值取1.5mm、继动阀排气间隙值取1.5mm。

（2）最大压力响应优化

通过对气压制动优化模型参数的优化设计，气压制动系统最大压力响应因素主要来自前制动气室容积、制动阀平衡弹簧强度和制动阀上腔排气间隙。

经过优化模型演示经过优化的压力响应速度可降低到0.3～0.5s，起到了提升压力响应速度优化的目的。

4 结束语

本文对电子机械的制动系统的设计进行了科学探究，从分析中可以看出，电子机械制动系统具有自身的优势，他打破了传统的制动液对环境的危害，而且其运行速度与性能稳定性都获得了很大的提升，但是，由于这一系统是一项最新的研究项目，他需要更多的精力与技术来优化其工作原理，降低其运行成本，但是这一制动系统具有广阔的发展前景，必将成为人们的一项优化培育项目。

[1]陈东强，温佐礼.汽车电子机械制动系统的研究[J].科技创新导报，2017，14（11）：129+131.

[2]杨许.汽车电子机械制动系统设计与仿真[J].内燃机与配件，2017，（07）：10-11.

the progress of science and technology will inevitably affect the development of various industries in society. The automobile industry in China and even in the world is more and more affected by the development of science and technology. On the other hand, the development of science and technology has greatly promoted the further prosperity of the automobile industry. The electronic mechanical braking system is an important control system in automobile. The stability of the system is directly related to the safety of the vehicle. Therefore, in designing the system, the safety of the vehicle and the reliability of the system should be fully considered.

car; Mechanical electronics; Brake system

10.19551/j.cnki.issn1672-9129.2017.10.049

U463.5

A

1672-9129(2017)10-0044-02