汽車底盤制動系統(tǒng)的改進設計分析

鄭萬 孟欽定

摘 要：目前，專用車底盤制動系統(tǒng)包括供能裝置、行車制動裝置、駐車及應急制動裝置（手制動）、輔助制動裝置（排氣制動）。制動系統(tǒng)可以讓汽車按照駕駛員的意圖進行減速或停車，并使已停止的車輛在停放過程中更加可靠，所以汽車底盤制動系統(tǒng)是確保行車安全非常重要的一個系統(tǒng)。本文就汽車底盤制動系統(tǒng)的改進設計展開探討。

關(guān)鍵詞：汽車;底盤制動系統(tǒng);制動性能;改進設計

0 引言

汽車底盤制動系統(tǒng)的工作原理中，主要的制動系統(tǒng)包括供能裝置、行車制動裝置、駐車及應急制動裝置即手制動、輔助制動也就是俗稱的排氣制動裝置。本文對汽車底盤制動系統(tǒng)的工作原理進行分析，并且對原有的系統(tǒng)進行改進，提高了汽車制動系統(tǒng)的制動效能。

1 汽車底盤制動系統(tǒng)的研究

目前，我國專用車底盤上的制動系統(tǒng)包括供能裝置、行車制動裝置、駐車及應急制動裝置（手制動）、輔助制動（排氣制動）裝置。 供能裝置是空氣壓縮機（電動車利用電動空壓機）將高溫氣體壓入采用分子篩做干燥載體且?guī)д{(diào)壓功能的整體式空氣干燥器，上部干燥罐內(nèi)分子篩吸附水分，并利用調(diào)壓閥卸荷排氣的動作，使再生儲氣筒中的干燥壓縮空氣反向通過干燥劑筒，將干燥劑表面吸附的水分帶走排入大氣，實現(xiàn)分子篩的再活化。干燥的壓縮空氣再經(jīng)過四回路保護閥分為四個獨立的回路，當任一回路出現(xiàn)氣體泄露時，保護閥便將該回路關(guān)閉，保證其它回路的正常工作。在制動裝置中，目前的行車制動、駐車制動及應急制動（手制動）實際上是利用行車制動和駐車制動兩個控制回路來起作用。應急制動和停車制動共用一套操縱系統(tǒng)，行車制動、駐車制動和緊急制動共用一套執(zhí)行機構(gòu)—制動蹄片和制動鼓。需要進行緊急制動時，大多是通過駐車制動裝置（拉手剎）來實施制動。在實際操作中常常會遇到拉手剎制動時制動力太小的問題，雖然采取了措施，但是事故仍然不能避免。針對上述問題，對專用汽車底盤制動系統(tǒng)進行了改進設計。在緊急制動系統(tǒng)中的工作原理是：在打開了駐車制動閥時，由制動信號通過對駐車繼動閥、中橋和后橋的制動室進行作用，最終實現(xiàn)應急制動的效果。這時候，前橋的制動氣室在沒有得到制動的信號時，車輛的制動力僅僅靠中、后橋制動氣室實施制動。這種制動系統(tǒng)需要在應急制動中進行改善，需要為前橋的制動室提供及時的信號，加強汽車應急制動的工作狀態(tài)。

2 汽車底盤制動系統(tǒng)改進設計的思路

（1）改進設計方向。因為原有的底盤制動系統(tǒng)需要通過駐車繼動閥啟動制動室的儲能裝置，才能啟動后制動氣室，所以在制動的過程中，會存在一定的延時。為了保證制動系統(tǒng)啟動后的及時響應，可以利用電傳動的方式來實現(xiàn)制動信號的傳遞，有效減少車輛緊急制動的延時，提高車輛行駛的安全性。

（2）改進設計具體要求。在改進設計汽車底盤制動系統(tǒng)時，要保證改進后的制動系統(tǒng)滿足我國相關(guān)的各項法規(guī)要求，即改進后的制動系統(tǒng)要具有較好的制動性能，制動性能評價指標有坡度制動比和制動距離。可靠性要高，而且要有備用系統(tǒng)對制動器進行輔助控制，以免在主系統(tǒng)失效后，汽車失去緊急制動能力，即使在動力源缺失的情況下，也能保證制動系統(tǒng)的制動性能，保證制動穩(wěn)定性。

（3）改進設計方案。底盤制動系統(tǒng)的改進設計需要改進原有的氣動制動裝置，將汽車的后制動室改為電控制，并增加串聯(lián)閥門、制動器和緊急控制閥，使前制動室也參與到車輛的緊急制動中。將制動閥門改為步進電機直接控制，取消氣路控制管道，縮短車輪的制動控制時間。利用電控制可以實現(xiàn)對后輪運行狀況的監(jiān)視，避免出現(xiàn)車輪抱死的情況，保證車輛制動安全。改進后，制動系統(tǒng)原有的前制動室保持不變，但取消了原本后制動室的氣路控制，利用傳感器、步進電機、大功率電路控制系統(tǒng)等實現(xiàn)車輛的制動控制。

3 改進后底盤制動控制系統(tǒng)的工作原理

3.1 駐車制動的工作原理

使用駐車制動系統(tǒng)時，打開駐車制動閥，產(chǎn)生控制信號對繼動閥起作用，中后橋彈簧制動氣室中的壓縮空氣被釋放，彈簧在恢復力的作用下推動制動臂及凸輪，實現(xiàn)駐車制動。

3.2 行車制動系統(tǒng)的工作原理

在使用行車制動系統(tǒng)時，主要的是由串聯(lián)制動閥產(chǎn)生的合理力分配進行控制信號，然后對梭閥進行作用，這時候分別對前橋和后橋以及中后橋的制動中的兩個回路進行自身的作用。在工作中，前橋制動中回路的控制信號要直接的對前橋的制動氣室進行作用;后橋制動回路中的控制信號在工作中要直接進人繼動閥中去，然后制動閥在輸出了信號的一部分時就會直接對中后橋制動氣室進行作用，而這時候另一部分的工作原理就是要通過駐車繼動閥再次對中后橋的制動室進行再次的作用，這種工作中的連環(huán)作用就實現(xiàn)了行車的制動原理。

3.3 后制動室制動

后制動室與前制動室的制動結(jié)構(gòu)基本相同，只是后制動室的制動連接為步進電機。步進電機連接的是制動踏板上的傳感器和踏板加速度的傳感器，傳感器感覺到踏板的運動后，就會將采集到的信息傳遞到制動控制系統(tǒng)中，根據(jù)制動踏板的運動行程分析車輛駕駛?cè)藛T的制動意圖，然后發(fā)揮具體的制動作用。制動控制系統(tǒng)還可以對后制動系統(tǒng)中車輪的轉(zhuǎn)速進行監(jiān)控和分析，避免車輪出現(xiàn)抱死和滑移的現(xiàn)象。車輪在后制動時，步進電機提供的推力必須大于制動閥中彈簧的壓縮量，這樣才能有效起到制動作用。后制動控制系統(tǒng)需要分析車輛制動意圖，并監(jiān)控車輪的轉(zhuǎn)速等，所以控制系統(tǒng)需要具備很高的控制穩(wěn)定性，避免處理速度過慢，影響整個步進電機的運轉(zhuǎn)，導致車輛后制動系統(tǒng)的制動效能不能有效發(fā)揮出來。

4 結(jié)語

本文通過分析某汽車底盤制動系統(tǒng)的工作原理，對改進前的底盤制動系統(tǒng)與改進后的底盤制動系統(tǒng)進行對比分析后，最終得出了更為先進的制動系統(tǒng)，提高了制動能力，這些對于汽車制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)以及在性能要求中的作用都有著明顯的效果，提高了汽車在使用中的制動效能，這些對于提高汽車行駛安全性有著重要的意義。

參考文獻：

[1]汪洪波.基于功能分配的汽車底盤集成系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制與穩(wěn)定性分析[D].合肥：合肥工業(yè)大學，2015.

[2]馬國宸.基于分層式結(jié)構(gòu)汽車底盤系統(tǒng)集成控制研究[D].杭州：浙江大學，2015.