汽車電控液壓制動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能分析及試驗(yàn)研究

林少偉

摘要：文章首先對(duì)制動(dòng)器性能要求進(jìn)行了介紹，再闡述了有效解決提升機(jī)液壓制動(dòng)系統(tǒng)常見故障的方法，最后，本文分析了影響EHB動(dòng)態(tài)性能的主要因素。

關(guān)鍵詞：汽車電控液壓制動(dòng)系統(tǒng);動(dòng)態(tài)性能分析;試驗(yàn)

0? 引言

制動(dòng)系統(tǒng)有效保證了行車安全，是汽車不可或缺的部分。在這之前，用來保證行車安全的系統(tǒng)常常是最傳統(tǒng)的液壓制動(dòng)系統(tǒng)，不過近年來，附加電控系統(tǒng)的種類越來越多，比如防抱死的制動(dòng)系統(tǒng)等等，這些液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)也隨之變得愈來愈復(fù)雜。這類傳統(tǒng)型系統(tǒng)的制動(dòng)響應(yīng)速度緩慢，汽車在緊急狀態(tài)下的制動(dòng)需要根本得不到滿夠，所以，研發(fā)出一種高效率又節(jié)能，且控制性優(yōu)秀、反應(yīng)速度快的線控制動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)迫在眉睫。為了達(dá)到改善汽車安全性能的目的，應(yīng)對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡化，從而研發(fā)出一種由電控制的液壓制動(dòng)系統(tǒng)，再對(duì)這種系統(tǒng)的性能進(jìn)行檢測和研究。本文關(guān)于分析及試驗(yàn)汽車的電控液壓制動(dòng)系統(tǒng)問題展開了討論。

1? 汽車電控液壓制動(dòng)系統(tǒng)的組成架構(gòu)

制動(dòng)踏板單元、制動(dòng)執(zhí)行單元、液壓驅(qū)動(dòng)單元以及控制系統(tǒng)這四個(gè)單元共同構(gòu)成了汽車電控液壓這個(gè)制動(dòng)系統(tǒng)。制動(dòng)踏板單元由制動(dòng)的踏板和模擬踏板器構(gòu)成，其目的是為了讓駕駛員在踩制動(dòng)踏板時(shí)更加舒適，并與此同時(shí)得到駕駛員意圖。制動(dòng)執(zhí)行單元的包括輪缸、主缸以及液壓管路，這種執(zhí)行單元表現(xiàn)出了兩種形式：“減速機(jī)構(gòu)與電動(dòng)機(jī)”和“高壓蓄能器與液壓泵”。“減速機(jī)構(gòu)與電動(dòng)機(jī)”可以把電動(dòng)機(jī)上的力矩變成直線運(yùn)動(dòng)的推動(dòng)力，從而生成定量的液壓力;“高壓蓄能器與液壓泵”的主要目的是通過高壓蓄能器從而主動(dòng)調(diào)節(jié)。這些個(gè)機(jī)構(gòu)與傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)沒有什么大的差別，也是要利用摩擦力在制動(dòng)盤上產(chǎn)生制動(dòng)力矩。

2? 制動(dòng)器性能要求

2.1 制動(dòng)效率

制動(dòng)效率指的是車輪在快要抱死時(shí)的制動(dòng)器強(qiáng)度與附著系數(shù)之間的比例。

2.2 制動(dòng)效能

制動(dòng)效能是專門表現(xiàn)一輛汽車的制動(dòng)性能的指標(biāo)。這個(gè)指標(biāo)的本意是汽車行駛在良好的路況下，按照最初的速度行駛，最后停車時(shí)的制動(dòng)距離，也可以說是汽車處于制動(dòng)狀態(tài)中的減速度。

2.3 制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間

制動(dòng)響應(yīng)的時(shí)間是系統(tǒng)從制動(dòng)開始到最后產(chǎn)生一定制動(dòng)力所需要的時(shí)間。因此實(shí)際制動(dòng)中的響應(yīng)時(shí)間只能通過安裝扭矩傳感器得到。曾有研究這樣說道，制動(dòng)系統(tǒng)的響應(yīng)時(shí)間影響著制定的減速度和獨(dú)立。就普通情況來看，液壓制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)時(shí)間是很短的，因此我們只需要檢測制動(dòng)系統(tǒng)的相應(yīng)時(shí)間。

2.4 可控制性

駕駛員在行車過程中的制動(dòng)效果也就是制動(dòng)系統(tǒng)的可控制性。例如在車輪抱死時(shí)，處于這種狀況下的駕駛員很難感覺到汽車的問題，且車輛的轉(zhuǎn)向性能可以在踏板力受到減少時(shí)完全恢復(fù)之前的性能，那我們就可以說，這輛車的可控制性非常不錯(cuò)。

2.5 吸、散熱能力

制動(dòng)期間的持續(xù)散熱能力，又或是汽車在緊急制動(dòng)時(shí)的吸熱力也就是制動(dòng)器的吸散熱能力。類似于熱容量和制動(dòng)器的抗熱力，這種力的好壞主要是看緊急重復(fù)停車的制動(dòng)次數(shù)。

3? 分析及處理提升機(jī)液壓制動(dòng)系統(tǒng)常見故障的方法

①油壓不夠會(huì)造成液壓制動(dòng)系統(tǒng)壓力不夠、制動(dòng)器不能發(fā)揮正常作用、液壓制動(dòng)系統(tǒng)壓力不夠等一系列問題，當(dāng)油壓不夠時(shí)的，油泵的旋轉(zhuǎn)方向就會(huì)不對(duì)，所以油泵的輸出就會(huì)很缺乏，堵塞住吸油口，從而造成流通不暢和溢流閥的閥芯轉(zhuǎn)動(dòng)補(bǔ)償?shù)纫幌盗械闹卮髥栴}。

要想解決液壓制動(dòng)系統(tǒng)缺乏壓力的問題，可以通過以下步驟完成：第一把油過濾器，如果有需要，還可以清潔溢流閥芯和過濾器的濾芯，保障閥芯運(yùn)轉(zhuǎn)是很靈巧的;第三，把已經(jīng)堵塞的阻尼孔吹通;第四，一旦發(fā)現(xiàn)壓力閥堵塞了，就要把錐閥裝置取下來清潔，保證系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

②提升機(jī)液壓制動(dòng)系統(tǒng)的壓力值未能達(dá)到所需油壓值。

制動(dòng)系統(tǒng)中只要出現(xiàn)了一點(diǎn)空氣，也會(huì)造成郵箱里的油產(chǎn)生大量氣泡，則提升機(jī)液壓制動(dòng)系統(tǒng)的壓力值無法達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)的油壓值。除此之外，溢流閥、電磁換向閥和供油管路出現(xiàn)了泄漏也會(huì)造成油壓不夠。

其中我們從以下幾點(diǎn)步驟進(jìn)行解決：第一先看液壓油泵的吸油口或吸油口的連接處是不是發(fā)生泄漏的，如果發(fā)生泄漏了，就要及時(shí)解決;其次，看油管的連接處是不是漏油的，比如吸油口和過濾器之間的連接處，過濾器的螺釘和發(fā)訊設(shè)備的連接處等等;最后，取下溢流閥的閥芯仔細(xì)清潔，從而有效保證閥芯的靈活性能。

4? 分析影響EHB動(dòng)態(tài)性能的因素

①不同蓄能器壓力時(shí)輪缸壓力從0-7.5帕的響應(yīng)時(shí)間及輪缸壓力穩(wěn)態(tài)誤差實(shí)驗(yàn)可知：在蓄能器的壓力提高，且壓力大于10帕?xí)r，那么輪缸壓力的反應(yīng)時(shí)間就會(huì)變短，所以穩(wěn)態(tài)誤差也會(huì)相應(yīng)變小。因此，我們需要按照實(shí)際的制動(dòng)強(qiáng)度去設(shè)置相應(yīng)的蓄能器工作壓力。

②PWM占空比對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能影響。

PWM控制電磁閥的進(jìn)/出油，所以PWM信號(hào)的周期和占空比對(duì)EHB系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能的影響非常大，需要我們非常重視，PWM周期太短，就會(huì)趕不及反映小占空比范圍里的電磁閥;PWM周期太長，就會(huì)不好控制大占空比范圍的電磁閥輪缸壓力。有資料顯示，PWM的周期最后再10ms，不同的輪缸壓力變化率，輪缸壓力穩(wěn)態(tài)誤差也是不同的，由此可知PWM占空比大，輪缸壓力變化就大，穩(wěn)態(tài)誤差就越大;占空比小，所以輪崗的壓變率也小，同樣的穩(wěn)態(tài)誤差也就越小;當(dāng)占空比不夠十分之三時(shí)，相應(yīng)的輪缸壓力就會(huì)不存在變化，而處于這種情況下的電磁閥就會(huì)根本來不及反應(yīng)。因此，只要輪缸壓力和設(shè)定壓力相差較大，就選擇大占空比，可以有效達(dá)到提升控制靈敏度和系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間的效果;輪缸壓力和設(shè)定壓力差別較小時(shí)，就選擇小占空比，可以有效提升控制的精度。

③輪缸工作點(diǎn)壓力對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能影響。

在后輪缸壓力的減壓過程中，不同輪缸工作點(diǎn)的壓力變化率及輪缸壓力從5帕降到2帕?xí)r，按照實(shí)驗(yàn)可知：輪缸工作點(diǎn)的壓力越大，則變化率也就越大，當(dāng)然可以說明EHB系統(tǒng)控制也越靈活;不一樣的輪缸工作點(diǎn)壓力從5帕降到2帕的變化時(shí)間一致，也就是說EHB這種系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)性能是非常穩(wěn)定的。

④液壓管路對(duì)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能影響。

后軸車輪模式處于工作狀態(tài)時(shí)的左右輪缸壓力差及車身橫擺角速度變化線。按照實(shí)驗(yàn)可知這兩者之間的角度明顯差別很大，但車身的橫擺角速度和汽車制動(dòng)的方向大概一致。

5? 結(jié)語

汽車液壓制動(dòng)具有一系列優(yōu)良的特性，例如傳動(dòng)塊、好保養(yǎng)及牢固性能等，這種制動(dòng)系統(tǒng)的主要作用是讓汽車在最短的距離內(nèi)停下來;當(dāng)汽車處于下坡情況時(shí)，有效限制汽車的速度，已達(dá)到汽車穩(wěn)靠停在原地的效果。

參考文獻(xiàn)：

[1]金智林，郭立書，施瑞康，趙又群，施正堂汽車電控液壓制動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能分析及試驗(yàn)研究[J].機(jī)械工程學(xué)報(bào)，2012（12）.

[2]張鴻生.汽車電控液壓制動(dòng)系統(tǒng)性能分析與控制[D].南京：南京航空航天大學(xué)，2013.

[3]鹿敬必，王興良.研究汽車電控液壓制動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)態(tài)性能[J].中小企業(yè)管理與科技（中旬刊），2016（04）.