淺談汽車主動安全系統(tǒng)中的液壓執(zhí)行器原理與性能

【摘要】汽車行業(yè)的發(fā)展是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈，安全系統(tǒng)的技術(shù)問題是汽車面臨的重要課題。本人通過對汽車主動安全系統(tǒng)（汽車制動防抱系統(tǒng)、汽車驅(qū)動力控制系統(tǒng)，汽車電子穩(wěn)定控制系統(tǒng)、汽車主動懸架、汽車四輪轉(zhuǎn)向系統(tǒng)）的分析，說明了液壓執(zhí)行器的重要性，簡單對執(zhí)行器的原理和性能進(jìn)行了講解。最后對汽車執(zhí)行器的發(fā)展前景做了簡要的梳理。

【關(guān)鍵詞】主動安全系統(tǒng)；液壓執(zhí)行器；原理；性能

執(zhí)行器基本上可以分為三類：（1）液壓執(zhí)行器：比如方向機(jī)；（2）氣壓執(zhí)行器：比如打車的制動氣室；（3）電動執(zhí)行器：比如玻璃升降器；汽車上的安全系統(tǒng)所使用的主要是液壓執(zhí)行器，其主要的安裝部位在怠速馬達(dá)、噴油嘴、各種電磁閥、節(jié)氣門體、汽油泵、點(diǎn)火線圈、凸輪軸正時調(diào)節(jié)閥、電磁離合器等。

一、汽車主動安全系統(tǒng)中的幾種關(guān)鍵技術(shù)

汽車安全包括主動安全和被動安全，主動系統(tǒng)的功能主要是預(yù)測和避免危害的發(fā)生。隨著電子技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，新型的安全系統(tǒng)產(chǎn)生了，比如有防抱死制動系統(tǒng)ABS、制動輔助系統(tǒng)BAS、驅(qū)動防滑裝置ASR、電子制動輔助系統(tǒng)EBA、電子穩(wěn)定程序ESP等，廣泛的技術(shù)主要有以下幾種：（1）傳感器技術(shù)：在汽車行駛中，傳感器對溫度、壓力、位置、轉(zhuǎn)速、加速度、振動以及路面環(huán)境信息進(jìn)行實(shí)時、準(zhǔn)確的測量和控制，根據(jù)所得的數(shù)據(jù)傳給汽車安全系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)。（2）機(jī)器視覺技術(shù)：它在汽車安全系統(tǒng)計(jì)算機(jī)的智能識別發(fā)面用途比較廣泛。（3）計(jì)算機(jī)綜合控制技術(shù)：電子控制單元是汽車安全系統(tǒng)的核心部件，處理傳感器輸入的各種信號，并驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)。（4）車載通信技術(shù)：車載通信也可稱為信息傳遞技術(shù)，是以計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)為核心的新技術(shù)，主要在汽車的安全系統(tǒng)中應(yīng)用。

二、汽車主動安全系統(tǒng)中主要的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的原理和性能

（1）ABS液壓執(zhí)行器：它是所有執(zhí)行器中最完善的系統(tǒng)，功能也是最全的。主要的結(jié)構(gòu)組成是由2個柱塞泵、2個低壓蓄能器、2個阻尼器、4個高速開關(guān)閥閥組組成，外形尺寸在100咖×100mm×50mm以內(nèi)。它的工作原理用簡要的語言概括為：ABS通過對電磁線圈施加控制信號，控制信號進(jìn)一步來控制減壓閥會讓增壓閥通斷，來完成整套體系增壓、保壓和減壓的防抱死制動的過程。（2）TCS液壓執(zhí)行器：它主要的功能是用作潛力控制系統(tǒng)，是在ABS基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型的主動安全系統(tǒng)。作用是防止汽車在開動、加速、減速中驅(qū)動輪過度滑轉(zhuǎn)，不但能起到穩(wěn)定滑輪的作用，還能在汽車突然加速時提高汽車的加速時間。（3）ESP液壓執(zhí)行器：ESP液壓執(zhí)行器是在汽車制動防抱系統(tǒng)和牽引力系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加入了主動橫擺控制系統(tǒng)構(gòu)成的，主要起到的作用是在汽車行駛的過程中加強(qiáng)安全性和穩(wěn)定性的系統(tǒng)。（4）4WS系統(tǒng)中關(guān)鍵的液壓執(zhí)行器：汽車的4WS系統(tǒng)是用于對轉(zhuǎn)向輪的控制，也就是后輪，減少汽車在高速時操縱穩(wěn)定性和減小低速時的轉(zhuǎn)彎半徑，從而提高汽車在行駛中的安全性。其中的液壓執(zhí)行器是后輪轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)，在駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤時，產(chǎn)生的轉(zhuǎn)向液壓油被傳輸?shù)娇刂坪筝嗈D(zhuǎn)向的控制網(wǎng)上，根據(jù)相應(yīng)的數(shù)據(jù)算出控制閥心的動作。在汽車停車時工作原理也相同，油泵不產(chǎn)生油壓，后輪就不轉(zhuǎn)向。

三、汽車主動安全控制系統(tǒng)液壓執(zhí)行器的建模與分析

（1）建立ABS液壓制動系統(tǒng)的模型，因?yàn)锳BS主要是對動態(tài)系統(tǒng)的響應(yīng)，所以要構(gòu)建液壓系統(tǒng)軟件平臺，對其數(shù)據(jù)進(jìn)行有效快速的處理。（2）根據(jù)液壓執(zhí)行器中關(guān)鍵電磁閥結(jié)構(gòu)，仔細(xì)計(jì)算出所得數(shù)據(jù)，根據(jù)結(jié)果總結(jié)出電磁閥的電磁力特征。另外，通過對阻尼器和相關(guān)管路的流場有限元的計(jì)算，總結(jié)出各個液壓管路對工作系統(tǒng)的作用和其特性。（3）建立15自由度的整車動力學(xué)模型的綜合仿真模型。讓它與主動控制算法相聯(lián)系進(jìn)行模擬仿真，根據(jù)所得數(shù)據(jù)，得出對液壓執(zhí)行器所要應(yīng)用的目標(biāo)車型進(jìn)行液壓執(zhí)行器參數(shù)匹配分析。

四、汽車主動系統(tǒng)中執(zhí)行器的發(fā)展前景

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國的汽車相關(guān)的技術(shù)也逐步國際化，其中液壓執(zhí)行器的發(fā)展也相對以前有了很大的提高，但是與國際水平相比，還有一段距離。目前汽車上采用的先進(jìn)的EPS系統(tǒng)影響十分深遠(yuǎn)，據(jù)有關(guān)人員的研究表明未來的EPS系統(tǒng)還將與4WS、AS等主動安全系統(tǒng)結(jié)合使用，對整車的系統(tǒng)進(jìn)行綜合的調(diào)節(jié)和控制。我國對汽車行業(yè)的發(fā)展越來越關(guān)注，政府積極鼓勵研究人員去其他的國家學(xué)習(xí)和參考，借鑒一些先進(jìn)的技術(shù)，然后根據(jù)我國汽車行業(yè)的實(shí)際需要合理的把技術(shù)引進(jìn)到中國。

參考資料

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的建立[J]．清華大學(xué)碩士學(xué)位論文．2005

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