汽車電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真研究

王大慶

摘要：隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國(guó)各行各業(yè)也在不斷發(fā)展之中，尤其是汽車行業(yè)發(fā)展迅速。汽車是人們生活中使用最為廣泛的交通工具之一，隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，人們對(duì)汽車的性能要求也在不斷提高，加大對(duì)汽車進(jìn)行電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和仿真研究成為現(xiàn)階段檢驗(yàn)汽車安全性和穩(wěn)定性的有效保證。

關(guān)鍵詞：汽車；電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；仿真研究

隨著汽車在人們生活中應(yīng)用的越來越廣泛，人們對(duì)汽車的使用性能和安全性能的要求也越來越高。本文首先對(duì)汽車電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行分析，然后再針對(duì)汽車電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和仿真系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)內(nèi)容進(jìn)行分析，希望通過本文的分析能夠有效促進(jìn)汽車行業(yè)的發(fā)展。

1.現(xiàn)階段汽車電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用現(xiàn)狀分析

汽車生產(chǎn)過程中，對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)和優(yōu)化是十分重要的，現(xiàn)階段人們對(duì)汽車電控機(jī)械的制動(dòng)系統(tǒng)研究的比較多，車輛中使用汽車電控機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)主要是運(yùn)用電動(dòng)機(jī)來代替車輛中壓縮空氣或者是液壓進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的機(jī)械部分，從而可以有效的提高車輛中機(jī)械的制動(dòng)效果。對(duì)車輛的機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行研究和分析，可以在不影響車輛裝配以及車輛運(yùn)行狀態(tài)的情況下，對(duì)車輛的機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行最大限度的簡(jiǎn)化，提高其機(jī)械的運(yùn)行效率。

現(xiàn)在隨著人們對(duì)汽車的使用越來越廣泛，對(duì)汽車的性能要求也有所提高，尤其是車輛的機(jī)械制動(dòng)性能，為了達(dá)到這一目的，技術(shù)人員可以加大對(duì)傳統(tǒng)車輛壓縮空氣以及液壓制動(dòng)系統(tǒng)的研究，加大對(duì)電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的應(yīng)用，電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)與傳統(tǒng)的機(jī)械系統(tǒng)相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，多種功能集中的特點(diǎn)，從而可以提高車輛機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行效率，促進(jìn)我國(guó)汽車行業(yè)的不斷發(fā)展。

2.如何設(shè)計(jì)汽車電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)

2.1汽車電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行原理

汽車在行駛的過程中，如果遇到突發(fā)情況，駕駛員需要立刻進(jìn)行緊急剎車，駕駛員就可以通過用腳觸碰車輛的腳踏板來將其踏板力量信號(hào)傳遞到制動(dòng)踏板上，力量信號(hào)在傳遞的過程中會(huì)通過電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)，然后再通過三環(huán)調(diào)速系統(tǒng)，在通過三環(huán)調(diào)速系統(tǒng)的過程中，力量信號(hào)會(huì)被合理調(diào)控，這樣就可以保證車輛的無刷直流力矩電機(jī)能夠沒有阻礙的直接接受輸出電樞電壓，這樣就能夠保證信號(hào)可以直接發(fā)送到傳動(dòng)機(jī)上，然后在經(jīng)過減速增距的作用，直接將其轉(zhuǎn)變?yōu)槠嚨闹苿?dòng)力，這個(gè)過程前后大概只需要0.1秒的時(shí)間，大大的提高了車輛的制動(dòng)效率。

2.2執(zhí)行系統(tǒng)分析

執(zhí)行系統(tǒng)是電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)中的重要組成部分，在這個(gè)系統(tǒng)中主要包含有三個(gè)模塊，分別是制動(dòng)模塊、無刷直流的點(diǎn)擊模塊以及最后的傳動(dòng)模塊，電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊主要包含在無刷在直流電機(jī)模塊中。電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理比較復(fù)雜，如果想要具體了解，則應(yīng)該在電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上建立仿真的數(shù)學(xué)模型，從而對(duì)其工作原理進(jìn)行再現(xiàn)。具體的操作方法是：第一，在無刷中直流電動(dòng)機(jī)中安裝減速裝置，盡量將其安裝到驅(qū)動(dòng)行星齒輪上，然后在采用合理的方式將驅(qū)動(dòng)行星齒輪的運(yùn)動(dòng)方式從旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，只有這樣才可以使制動(dòng)器能夠產(chǎn)生足夠的制動(dòng)力矩，從而產(chǎn)生制動(dòng)壓力，通過傳感器將其信息反饋出來。

在對(duì)執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，需要按照一定的設(shè)計(jì)流程來進(jìn)行，首先需要確定設(shè)計(jì)目標(biāo)，一般情況都是將車輛的前輪的制動(dòng)器作為執(zhí)行系統(tǒng)的設(shè)計(jì)對(duì)象，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)執(zhí)行系統(tǒng)。為了保證汽車電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性和合理性，則應(yīng)該對(duì)其相關(guān)的各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行研究，例如如果目標(biāo)車輛的前輪的輪缸的制動(dòng)壓強(qiáng)最大數(shù)值是15MPa，并且氣活塞的直徑長(zhǎng)度可以達(dá)到48mm，在此基礎(chǔ)上為了更好的將車輛執(zhí)行系統(tǒng)的制動(dòng)盤與制動(dòng)鉗隔離開來，則應(yīng)該對(duì)機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的間隙數(shù)值進(jìn)行合理設(shè)置，可以將其設(shè)置為0.3mm，進(jìn)而對(duì)其他參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)置，從而保證汽車電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的執(zhí)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)可以符合汽車的要求。

2.3控制系統(tǒng)分析

在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)時(shí)，需要對(duì)控制系統(tǒng)的作用進(jìn)行了解，控制系統(tǒng)作用是在車輛發(fā)生緊急制動(dòng)的情況下盡量及時(shí)的消除制動(dòng)的間隙，達(dá)到及時(shí)調(diào)節(jié)制動(dòng)力的目的。控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法是如果電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的控制目標(biāo)已經(jīng)確定，則應(yīng)該對(duì)電流控制環(huán)進(jìn)行從內(nèi)到外的設(shè)計(jì)，尤其是需要注重對(duì)轉(zhuǎn)速控制環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)，將其作為壓力調(diào)節(jié)環(huán)中的重要組成部分。在設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)的過程中也需要對(duì)各項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行合理設(shè)置，例如制定壓力超調(diào)應(yīng)該高于5%，保證消除制動(dòng)間隙的時(shí)間不能小于0.1秒，轉(zhuǎn)速環(huán)參數(shù)設(shè)置為8.6，控制環(huán)參數(shù)設(shè)置為1.9。

3汽車電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)仿真分析

3.1電流仿真分析

如果車輛的電動(dòng)機(jī)沒有任何的載重，那么電動(dòng)機(jī)的電流就可能維持在一個(gè)穩(wěn)定的狀態(tài)內(nèi)，且電流值比較小，因此在調(diào)節(jié)電流環(huán)的時(shí)候可以合理的對(duì)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)行阻擋，這樣就可以保證車輛所處的狀態(tài)是空載的狀態(tài)。通過對(duì)汽車電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行電流仿真實(shí)驗(yàn)分析，我們可以了解到當(dāng)汽車的電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，在電流超調(diào)數(shù)值較大的情況下也可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電流的實(shí)時(shí)追蹤。

3.2轉(zhuǎn)速環(huán)實(shí)驗(yàn)分析

在對(duì)汽車電子機(jī)械制定系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)速環(huán)的仿真實(shí)驗(yàn)時(shí)，前提是需要保證電動(dòng)機(jī)的載重為0，如果汽車電動(dòng)機(jī)在開始運(yùn)行時(shí)顯示的電流的數(shù)值比較大，那么短時(shí)間內(nèi)就可以保證電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速能夠達(dá)到提前規(guī)定的轉(zhuǎn)速，如果電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)速度非常快，且在轉(zhuǎn)的過程中電動(dòng)機(jī)頻繁的進(jìn)行換相，那么就極易造成電路抖動(dòng)的問題，導(dǎo)致調(diào)動(dòng)及的轉(zhuǎn)動(dòng)幅度變小。

3.3壓力環(huán)實(shí)驗(yàn)分析

在壓力環(huán)仿真實(shí)驗(yàn)中我們可以發(fā)現(xiàn)如果將汽車電動(dòng)機(jī)的制動(dòng)間隙消除時(shí)間控制在0.1秒的時(shí)間內(nèi)，那么就需要對(duì)制動(dòng)壓力超調(diào)值進(jìn)行合理控制，盡量將其保持在5%以上，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中可以通過電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)中的執(zhí)行器輸出制動(dòng)壓力的最大值，從而提高汽車的制動(dòng)效率。

總 結(jié)：

綜上所述，汽車是人們生活中最常用的交通工具，隨著電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)中的應(yīng)用，大大減少了汽車發(fā)動(dòng)時(shí)的負(fù)荷量，提高了汽車制動(dòng)速度和制動(dòng)效率，從而大大的提高了汽車運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。

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