汽车底盘制动系统的改进设计分析

汽车底盘制动系统的改进设计分析

作者：郑万孟钦定

来源：《汽车世界·车辆工程技术（上）》2019年第04期

摘要：目前，专用车底盘制动系统包括供能装置、行车制动装置、驻车及应急制动装置（手制动）、辅助制动装置（排气制动）。制动系统可以让汽车按照驾驶员的意图进行减速或停车，并使已停止的车辆在停放过程中更加可靠，所以汽车底盘制动系统是确保行车安全非常重要的一个系统。本文就汽车底盘制动系统的改进设计展开探讨。

关键词：汽车;底盘制动系统;制动性能;改进设计

0 引言

汽车底盘制动系统的工作原理中，主要的制动系统包括供能装置、行车制动装置、驻车及应急制动装置即手制动、辅助制动也就是俗称的排气制动装置。本文对汽车底盘制动系统的工作原理进行分析，并且对原有的系统进行改进，提高了汽车制动系统的制动效能。

1 汽车底盘制动系统的研究

目前，我国专用车底盘上的制动系统包括供能装置、行车制动装置、驻车及应急制动装置（手制动）、辅助制动（排气制动）装置。供能装置是空气压缩机（电动车利用电动空压机）将高温气体压入采用分子筛做干燥载体且带调压功能的整体式空气干燥器，上部干燥罐内分子筛吸附水分，并利用调压阀卸荷排气的动作，使再生储气筒中的干燥压缩空气反向通过干燥剂筒，将干燥剂表面吸附的水分带走排入大气，实现分子筛的再活化。干燥的压缩空气再经过四回路保护阀分为四个独立的回路，当任一回路出现气体泄露时，保护阀便将该回路关闭，保证其它回路的正常工作。在制动装置中，目前的行车制动、驻车制动及应急制动（手制动）实际上是利用行车制动和驻车制动两个控制回路来起作用。应急制动和停车制动共用一套操纵系统，行车制动、驻车制动和紧急制动共用一套执行机构—制动蹄片和制动鼓。需要进行紧急制动时，大多是通过驻车制动装置（拉手刹）来实施制动。在实际操作中常常会遇到拉手刹制动时制动力太小的问题，虽然采取了措施，但是事故仍然不能避免。针对上述问题，对专用汽车底盘制动系统进行了改进设计。在紧急制动系统中的工作原理是：在打开了驻车制动阀时，由制动信号通过对驻车继动阀、中桥和后桥的制动室进行作用，最终实现应急制动的效果。这时候，前桥的制动气室在没有得到制动的信号时，车辆的制动力仅仅靠中、后桥制动气室实施制动。这种制动系统需要在应急制动中进行改善，需要为前桥的制动室提供及时的信号，加强汽车应急制动的工作状态。

2 汽车底盘制动系统改进设计的思路

（1）改进设计方向。因為原有的底盘制动系统需要通过驻车继动阀启动制动室的储能装置，才能启动后制动气室，所以在制动的过程中，会存在一定的延时。为了保证制动系统启动后的及时响应，可以利用电传动的方式来实现制动信号的传递，有效减少车辆紧急制动的延时，提高车辆行驶的安全性。

（2）改进设计具体要求。在改进设计汽车底盘制动系统时，要保证改进后的制动系统满足我国相关的各项法规要求，即改进后的制动系统要具有较好的制动性能，制动性能评价指标有坡度制动比和制动距离。可靠性要高，而且要有备用系统对制动器进行辅助控制，以免在主系统失效后，汽车失去紧急制动能力，即使在动力源缺失的情况下，也能保证制动系统的制动性能，保证制动稳定性。

（3）改进设计方案。底盘制动系统的改进设计需要改进原有的气动制动装置，将汽车的后制动室改为电控制，并增加串联阀门、制动器和紧急控制阀，使前制动室也参与到车辆的紧急制动中。将制动阀门改为步进电机直接控制，取消气路控制管道，缩短车轮的制动控制时间。利用电控制可以实现对后轮运行状况的监视，避免出现车轮抱死的情况，保证车辆制动安全。改进后，制动系统原有的前制动室保持不变，但取消了原本后制动室的气路控制，利用传感器、步进电机、大功率电路控制系统等实现车辆的制动控制。

3 改进后底盘制动控制系统的工作原理

3.1 驻车制动的工作原理

使用驻车制动系统时，打开驻车制动阀，产生控制信号对继动阀起作用，中后桥弹簧制动气室中的压缩空气被释放，弹簧在恢复力的作用下推动制动臂及凸轮，实现驻车制动。

3.2 行车制动系统的工作原理

在使用行车制动系统时，主要的是由串联制动阀产生的合理力分配进行控制信号，然后对梭阀进行作用，这时候分别对前桥和后桥以及中后桥的制动中的两个回路进行自身的作用。在工作中，前桥制动中回路的控制信号要直接的对前桥的制动气室进行作用;后桥制动回路中的控制信号在工作中要直接进人继动阀中去，然后制动阀在输出了信号的一部分时就会直接对中后桥制动气室进行作用，而这时候另一部分的工作原理就是要通过驻车继动阀再次对中后桥的制动室进行再次的作用，这种工作中的连环作用就实现了行车的制动原理。

3.3 后制动室制动

后制动室与前制动室的制动结构基本相同，只是后制动室的制动连接为步进电机。步进电机连接的是制动踏板上的传感器和踏板加速度的传感器，传感器感觉到踏板的运动后，就会将采集到的信息传递到制动控制系统中，根据制动踏板的运动行程分析车辆驾驶人员的制动意图，然后发挥具体的制动作用。制动控制系统还可以对后制动系统中车轮的转速进行监控和分析，避免车轮出现抱死和滑移的现象。车轮在后制动时，步进电机提供的推力必须大于制动阀

中弹簧的压缩量，这样才能有效起到制动作用。后制动控制系统需要分析车辆制动意图，并监控车轮的转速等，所以控制系统需要具备很高的控制稳定性，避免处理速度过慢，影响整个步进电机的运转，导致车辆后制动系统的制动效能不能有效发挥出来。

4 结语

本文通过分析某汽车底盘制动系统的工作原理，对改进前的底盘制动系统与改进后的底盘制动系统进行对比分析后，最终得出了更为先进的制动系统，提高了制动能力，这些对于汽车制动系统的结构以及在性能要求中的作用都有着明显的效果，提高了汽车在使用中的制动效能，这些对于提高汽车行驶安全性有着重要的意义。

参考文献：

[1]汪洪波.基于功能分配的汽车底盘集成系统协调控制与稳定性分析[D].合肥：合肥工业大学，2015.

[2]马国宸.基于分层式结构汽车底盘系统集成控制研究[D].杭州：浙江大学，2015.