汽车电子机械制动器的效能分析
1 制动器性能要求
(1)制动效率。制动效率指的是车轮在快要抱死时的制动器强度与附着系数之间的比例。
(2)制动效能。制动效能是专门表现一辆汽车的制动性能的指标。这个指标的本意是汽车行驶在良好的路况下,按照最初的速度行驶,最后停车时的制动距离,也可以说是汽车处于制动状态中的减速度。
(3)制动响应时间。制动响应的时间是系统从制动开始到最后产生一定制动力所需要的时间。因此实际制动中的响应时间只能通过安装扭矩传感器得到。曾有研究这样说道,制动系统的响应时间影响着制定的减速度和独立。就普通情况来看,液压制动系统的制动时间是很短的,因此我们只需要检测制动系统的相应时间。
(4)可控制性。驾驶员在行车过程中的制动效果也就是制动系统的可控制性。例如在车轮抱死时,处于这种状况下的驾驶员很难感觉到汽车的问题,且车辆的转向性能可以在踏板力受到减少时完全恢复之前的性能,那我们就可以说,这辆车的可控制性非常不错。
(5)吸、散热能力。制动期间的持续散热能力,又或是汽车在紧急制动时的吸热力也就是制动器的吸散热能力。类似于热容量和制动器的抗热力,这种力的好坏主要是看紧急重复停车的制动次数[1]。
2 车辆动力效能分析
(1)对车辆制动时的状态进行受力的分析。汽车电子机械制动器在工作时,对车辆进行受力分析一直是汽车动力学模型中的一个探讨重点。在分析制动力时,假设在水平道路上行驶时,忽略了滚动阻力、空气阻力、轮胎变形和悬挂等因素,其后果是不堪设想的。对车辆直接行驶性能的受力分析,包括的主要内容有车辆质量、车辆前后制动力、防止车辆提速的作用,前车轮距以及后车轮距等。通过制动力的受力分析,可以很好地分析制动效果。
(2)轮胎受力分析。在动态车辆模型中,对轮胎受力模型进行分析可以有效提高制动性能,本文分析了EMB 制动器中的轮胎的受力模型,在制动车辆时,轮胎特性对道路制动性能的影响更为重要。轮胎受力模型的确定主要涉及轮胎的半径、汽车制动的力矩、轮胎转动的角速度以及地面附着系数,用合适的数学模型来分析车辆轮胎的制动力。车型不同轮胎的制动力巨也不相同,对同一辆车的受力分析的结果也可能不一样这需要进行多次分析以得到准确结果。
(3)附着系数。车轮的制动和地面附着系数在车辆制动时也起着很大的作用。当车辆的轮胎处于半旋转或者半滚动的状态时,地面附着系数是可以达到最大值,即车辆的制动动力的值最大,此时横向稳定性好。若车轮被完全锁定没滚动,则会附着在地面上,横向稳定性为零,很容易滑倒和摆动尾巴,这很容易造成事故。车辆在道路上附着系数的确定对车辆动力学模型的引入有着重要的影响,车辆轮胎的附着系数主要受车速和汽车制动滑移率的影响。这个数学模型可以由最大附着系数、车速、车轮滑移率和形状系数确定。此外,针对不同的车轮滑移率,对路面附着系数进行调整,得到不同参数下的路面附着系数。
(4)EMB 制动系统的模型。目前,汽车制动装置主要分为两个系统:电子液压制动系统(EHB)和电子机械制动系统(EMB)。电子液压制动(EHB)是电子机械制动(EMB)的一种先进产品,是在现有传统液压制动系统的基础上发展起来的,对传统液压制动系统作了微小的改进,目前已在市场上得到了广泛的应用。然而,EHB 存在着液压管路多、布置安装困难、ABS 电控系统复杂、生产维护成本高等固有缺陷。液压制动系统已不能适应汽车的发展。随着转矩驱动技术和电子控制技术的发展,EMB 将成为汽车制动系统的主要市场。在研究汽车电子机械制动器制动性能时,EMB 制动模型的确定可以很好地分析汽车的制动性能。EMB 制动器主要由电源、发动机、自动调节机构、减速机构和滚珠丝杆机构等组。此外,在EMB 制动的系统模型之中,减速的机制提供制动力矩是由发动机来增加距离,减速的动力力矩对车辆的力矩有影响,以便检测车辆的制动性能[2]。
(5)电机模型。在研究汽车制动性能时,选择合适的发动机模型可以使汽车输出稳定的电功率,在EMB 制动模型中,通过确定电枢反馈电动势、发动机感应电动势和电枢回路电感的数学模型,可以得到模型下的电枢电流。此外,根据EMB 制动模型,通过增加电枢回路电感等因素来模拟发动机输出转矩,可以确定发动机输出转矩的仿真装置。
文章来源:《电子元件与材料》 网址: http://www.dzyjyclzz.cn/qikandaodu/2021/0205/435.html