防摩擦材料磨損汽車液壓制動(dòng)總泵制動(dòng)的研究

姚文明 李傲其

摘 要：隨著國內(nèi)汽車數(shù)量的急劇增加，現(xiàn)如今大部分汽車基本上都采用了液壓制動(dòng)系統(tǒng)。由于液壓制動(dòng)系在制動(dòng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)剎車偏軟、制動(dòng)踏板力大、制動(dòng)時(shí)方向穩(wěn)定性差等問題，從而影響了汽車的安全行駛的性能。本文從液壓制動(dòng)的原理入手，并分析了防摩擦材料在汽車液壓制動(dòng)的作用，為進(jìn)一步分析液壓制動(dòng)的性能奠定了良好的基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞：防摩擦材料，汽車，液壓制動(dòng)，研究

0.引言

隨著汽車的快速發(fā)展，汽車的發(fā)展從無到有，已走過了將近70個(gè)年頭，對(duì)于制動(dòng)系統(tǒng)也從機(jī)械制動(dòng)發(fā)展到真空裝置制動(dòng)，到現(xiàn)在的液壓制動(dòng)與真空裝置結(jié)合，這樣使得汽車的發(fā)展帶來技術(shù)上的飛躍，因而對(duì)于汽車液壓制動(dòng)的研究變得極其重要[1-2]。

各種車型的汽車在我們的衣食住行中扮演著尤為重要的角色，在制動(dòng)過程主要采用防摩擦材料對(duì)汽車進(jìn)行制動(dòng)，防摩擦材料的使用直接決定著汽車的行駛安全，只有將制動(dòng)的性能放在首位，才能對(duì)駕駛員和乘員的人身安全進(jìn)行有效的保證[3-4]。

1. 汽車制動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)成

本文以小型汽車為研究對(duì)象，以此分析防摩擦材料磨損汽車液壓制動(dòng)的研究，從提高汽車制動(dòng)的性能。其汽車制動(dòng)系統(tǒng)的組成如圖1所示：

從圖1中可以看出，貨汽車的制動(dòng)過程如下：從制動(dòng)主泵3的前制動(dòng)管由四通管接頭分成四路，其中兩路與前輪的左、右制動(dòng)輪缸7和8相連，剩余的兩路與液壓感載比例閩11，從感載比例閥再傳送至左、右制動(dòng)缸。其真空助力器2和制動(dòng)總泵3組成真空制動(dòng)總泵裝配后，安裝到制動(dòng)踏板1上，可以通過液壓制動(dòng)，控制整個(gè)制動(dòng)過程。

在整個(gè)汽車制動(dòng)過程中，會(huì)存在如下問題[5-6]：第一，該汽車制動(dòng)的研究對(duì)象剎車偏軟，液壓制動(dòng)剎不住車，容易造成制動(dòng)踏板輕等問題。尤其在空載狀態(tài)下進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，前輪不容易抱死，但是后輪抱的過死，容易出現(xiàn)側(cè)滑等現(xiàn)象；第二，制動(dòng)踏板沉的缺陷。制動(dòng)踏板需要的力相對(duì)較大，在空載狀態(tài)時(shí)，要在后半段才會(huì)出現(xiàn)車輪拖死的現(xiàn)象；第三，貨汽車制動(dòng)時(shí)方向穩(wěn)定性差的缺陷。如果在液壓制動(dòng)的過程中進(jìn)行緊急制動(dòng)，后輪也會(huì)出現(xiàn)明顯的"甩尾"現(xiàn)象，容易導(dǎo)致駕駛員無法控制車輛行駛的方向。

在汽車長期行駛的過程中，由于頻繁的制動(dòng)，往往會(huì)對(duì)制動(dòng)裝置造成極其重要的影響，一般會(huì)出現(xiàn)如下常見的問題[7]：第一，由于多次沒有規(guī)律的利用制動(dòng)裝置制動(dòng)的話，會(huì)造成制動(dòng)裝置的溫度升高，加速防摩擦材料的磨損，導(dǎo)致制動(dòng)的性能不佳；第二，對(duì)于工程車輛點(diǎn)剎較差，如果沒有緊急制動(dòng)的話，行駛車輛會(huì)由于頻繁起停容易造成了能量的損失；第三，駕駛員反復(fù)在油門踏板和制動(dòng)踏板之間進(jìn)行切換容易造成駕駛疲勞，進(jìn)而出現(xiàn)交通事故。

2. 汽車液壓制動(dòng)問題的分析

通過對(duì)汽車液壓制動(dòng)的問題分析，需要對(duì)制動(dòng)時(shí)剎車軟而制動(dòng)踏板力輕、剎車軟而制動(dòng)踏板力沉等多種情況進(jìn)行分析，通過對(duì)制動(dòng)液壓力測(cè)量、工作原理闡述，防摩擦材料磨損對(duì)汽車行駛的性能造成非常嚴(yán)重的影響。

2.1制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)液壓力測(cè)量原理

汽車液壓制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)液壓力的測(cè)量原理是通過壓力傳感器將汽車制動(dòng)系統(tǒng)的前后制動(dòng)液壓管路中液壓轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，再將電信號(hào)信號(hào)調(diào)理電路進(jìn)行信號(hào)調(diào)質(zhì)處理，最后將采集的數(shù)據(jù)輸送到計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理并顯示。而制動(dòng)踏板力的測(cè)量測(cè)量原理主要是通過固定在制動(dòng)踏板上的傳感器感知外力對(duì)制動(dòng)踏板的力，并將其轉(zhuǎn)換成對(duì)應(yīng)的電壓信號(hào)，將電信號(hào)經(jīng)過調(diào)制電路的放大處理，最后輸送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行決策和反饋[8]。

2.2汽車液壓制動(dòng)的工作原理

液壓制動(dòng)系統(tǒng)作為汽車的重要制動(dòng)系統(tǒng)，也是整個(gè)汽車不可缺少的一部分，因此，在汽車安全行駛的前提下，緊急制動(dòng)有著不可替代的作用。液壓制動(dòng)系統(tǒng)可以在不需要緊急制動(dòng)時(shí)起到“慢速”制動(dòng)的作用，同時(shí)在下坡道行駛時(shí)具有持續(xù)的制動(dòng)能力。由于汽車在實(shí)際行駛過程中，由于大部分時(shí)間不需要緊急制動(dòng)，可以依靠液壓反饋制動(dòng)使車輛停止，這時(shí)只需松開油門踏板便可達(dá)到一定的制動(dòng)效果，降低了駕駛員的駕駛強(qiáng)度，也減少了防摩擦材料的磨損。

進(jìn)行緊急制動(dòng)時(shí)，駕駛員需要迅速松開油門并將操作腳移至制動(dòng)踏板并踩下，這段時(shí)間再加上制動(dòng)器的響應(yīng)時(shí)間構(gòu)成了一段制動(dòng)空余時(shí)間，該時(shí)間段內(nèi)液壓反饋制動(dòng)系統(tǒng)起作用，實(shí)現(xiàn)車輛的“預(yù)減速”，最后采用液壓系統(tǒng)通過防摩擦材料將汽車完全停止。

液壓制動(dòng)閥作為汽車制動(dòng)的直接輔助裝置，可以有效的為汽車直接提供制動(dòng)壓力，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。該液壓制動(dòng)閥為雙回路制動(dòng)閥，內(nèi)部集成梭閥結(jié)構(gòu)，兩油口R1與R2分別接兩個(gè)蓄能器，T1與T2接壓力傳感器。

液壓制動(dòng)閥的整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程可以分為如下幾個(gè)步驟：第一，隨著踩踏制動(dòng)踏板的力度增加，其行程也將變化，兩閥芯都向右側(cè)移動(dòng)，以此同時(shí)，制動(dòng)閥將右位向中位轉(zhuǎn)換，蓄能器與制動(dòng)器之間仍保持?jǐn)嚅_狀態(tài)；第二，隨著制動(dòng)信號(hào)的增大，行程發(fā)生較大改變，制動(dòng)閥由中位向左位轉(zhuǎn)化，T1與T2建立起制動(dòng)壓力，同時(shí)制動(dòng)壓力反饋至閥芯的另一個(gè)端面，該壓力與制動(dòng)信號(hào)共同保持閥芯的動(dòng)態(tài)平衡，使制動(dòng)力的輸出與制動(dòng)信號(hào)輸入相關(guān)；第三，當(dāng)制動(dòng)信號(hào)輸入大于某一定值時(shí)（由于液壓制動(dòng)閥的機(jī)械限位功能，保證閥芯最大位移恒定），此時(shí)制動(dòng)閥輸出最大制動(dòng)壓力；最后，當(dāng)停止踩踏制動(dòng)踏板，即撤掉制動(dòng)信號(hào)后，液壓制動(dòng)閥在復(fù)位彈簧的作用下回到初始位置，即右位接通，此時(shí)制動(dòng)器油缸直接接通油箱，制動(dòng)壓力為零，該階段為復(fù)位階段。

3.總結(jié)

通過對(duì)防摩擦材料的磨損分析，闡明了汽車制動(dòng)的重要性，尤其是液壓系統(tǒng)的作用，將會(huì)直接影響汽車的制動(dòng)性能，從而增加汽車行駛的不安全因素。對(duì)液壓制動(dòng)的分析，能夠有效的提高汽車的行駛安全，為汽車的整機(jī)性能的提升奠定良好的基礎(chǔ)，與此同時(shí)，為汽車的液壓制動(dòng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供一定的參考依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

[1] 于良耀，王會(huì)義，宋健，祁雪樂，孔磊.汽車防抱制動(dòng)系統(tǒng)中液壓系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)與試驗(yàn)[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2007（09）：40-46.

[2] 熊璐，徐松云，余卓平.基于顫振補(bǔ)償?shù)碾娮右簤褐苿?dòng)系統(tǒng)液壓力優(yōu)化控制[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2016，52（12）：100-106.