1. 研究目的与意义(文献综述)
当今,随着高速公路路网的不断发展、汽车车速的提高以及车流密度的增大,对汽车制动系的工作可靠性要求显得日益重要。因为只有制动效能好、制动系工作可靠的汽车才能充分发挥出高速行驶的动力性能并保证行驶的安全性。汽车制动系统种类很多,形式多样。传统的制动系统结构型式主要有机械式、气动式、液压式、气—液混合式。它们的工作原理基本都一样,都是利用制动装置,用工作时产生的摩擦热来逐渐消耗车辆所具有的动能,以达到车辆制动减速,或直至停车的目的。伴随着节能和清洁能源汽车的研究开发,汽车动力系统发生了很大的改变,出现了很多新的结构型式和功能形式。新型动力系统的出现也要求制动系统结构型式和功能形式发生相应的改变。汽车制动系统的发展是和汽车性能的提高及汽车结构型式的变化密切相关的,制动系统的每个组成部分都发生了很大变化。目前的汽车制动系统主要由能装置、控制装置、传动装置、制动器组成。其中供能装置包括供给、调节制动所需能量以及各个部件,产生制动能量的部分称为制动能源;控制装置包括产生制动动作和控制制动效果的部件;传动装置包括把制动能量传递到制动器的各个部件;制动器是产生阻碍车辆运动或者运动趋势的力的部件,也包括辅助制动系统中的部件。现代的制动系统还包括制动力调节装置和报警装置,压力保护装置等辅助装置。
供能装置主要是指制动能源,制动能源有人力制动、伺服制动、动力制动或者上述任两者的结合使用。人力制动是开始有制动系统时的制动能源,它有机械式制动、液压式制动两种形式。机械式制动主要用于驻车制动系统中,驻车制动系统中要求用机械锁止方法保证汽车在原地停止不动,在任何情况下不至于滑动。液压式制动是通过制动踏板推动制动主缸,进而使制动器进入工作状态。控制装置的发展最早是由人力制动,通过机械的连接产生制动动作。发展到人力控制制动,通过踩制动踏板启动制动,再由传力装置把制动踏板力传到真空助力器,经过真空助力器的助力扩大后,传递到制动主缸产生液压力,然后通过油路把液压力传递到每个轮缸,开始制动。随着清洁能源汽车和电动汽车的研究应用,以及电子技术在汽车上面的广泛应用,制动系统的控制装置也出现了电子化的趋势,其中电制动完全改变了制动系统的控制和管理,会使汽车制动系统发生革命性的变化,它采用电子控制,可以更加准确、更高效率地实现制动。传动装置的发展的初期人力制动时代是采用机械式的传动装置,气(液)压制动是利用气(液)压力和连接管路把制动力传递到制动器。电子制动则是利用制动电机产生制动力直接作用到制动器,它的控制信号来自控制单元(ECU),用信号线传递制动信号和制动力信息。制动器是制动系统的主要组成部分,目前汽车制动器基本都是摩擦式制动器,按照摩擦副中旋转元件的不同,分为鼓式和盘式两大类制动器。鼓式制动器又有领从蹄式、双领蹄式、双向双领蹄式、双从蹄式、单向自增力式、双向自增力式制动器等结构型式。盘式制动器有固定钳式,浮动钳式,浮动钳式包括滑动钳式和摆动钳盘式两种型式。滑动钳式是目前使用广泛的一种盘式制动器。由于盘式制动器热和水稳定性以及抗衰减性能较鼓式制动器好,可靠性和安全性也好,而得到广泛应用。但是盘式制动器效能低,无法完全防止尘污和锈蚀,兼做驻车制动时需要较为复杂的手驱动机构,因而在后轮上的应用受到限制,很多车是采用前盘后鼓的制动系统组成。电动汽车和混合动力汽车上具有再生制动能力的电机,在回收制动能量时起制动作用,它引入了新型的制动器。作为一种新的制动器型式,势必引起制动器型式的变革。电制动系统制动器是基于传统的制动器,也分为盘式电制动器和鼓式电制动器,鼓式电制动器由于制动热衰减性大等缺点,将来汽车上会以盘式电制动器为主。车辆制动控制系统的发展主要是控制技术的发展。一方面是扩大控制范围、增加控制功能;另一方面是采用优化控制理论,实施伺服控制和高精度控制。已经普遍应用的液压制动现在已经是非常成熟的技术,随着人们对制动性能要求的提高,防抱死制动系统、驱动防滑控制系统、电子稳定性控制程序、主动避撞技术等功能逐渐融人到制动系统当中,需要在制动系统上添加很多附加装置来实现这些功能,这就使得制动系统结构复杂化,增加了液压回路泄漏的可能以及装配、维修的难度,制动系统要求结构更加简洁,功能更加全面和可靠,制动系统的管理也成为必须要面对的问题,电子技术的应用是大势所趋。从制动系统的供能装置、控制装置、传动装置、制动器4个组成部分的发展历程来看,都不同程度地实现了电子化。人作为控制能源,启动制动系统,发出制动企图;制动能源来自储存在蓄电池或其它供能装置;采用全新的电子制动器和集中控制的电子控制单元(ECU)进行制动系统的整体控制,每个制动器有各自的控制单元。机械连接逐渐减少,制动踏板和制动器之间动力传递分离开来,取而代之的是电线连接,电线传递能量,数据线传递信号,所以这种制动又叫做线控制动。这是自从ABS在汽车上得到广泛应用以来制动系统又一次飞跃式发展。
2. 研究的基本内容与方案
本课题研究的内容主要包括以下几个方面:
1、制动系统方案的选择
2、制动系统的设计计算
3. 研究计划与安排
2016年1月18日-2月20日收集并阅读相关资料,了解课题研究的相关内容;
2016年2月21日-3月10日撰写开题报告,完成开题;
2016年3月11日-3月31日建立制动系统的三维模型;
4. 参考文献(12篇以上)
[1]李涛.220t电动轮自卸车制动系统设计[j].矿用汽车,2015(4):p13-17.
[2]池保忠,毛志江.电动车复合制动系统的研究与设计[j].工业控制计算机,2011,24(5):p94-95.
[3]刘强,高利军,王逢全.电动轮矿用车混合制动系统设计[j].煤矿机械,2013,34(l):p173-174.
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