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电子机械制动系统的技术发展

来源:中国职称论文咨询网作者:kaiting时间:2018-12-17 10:30

  这篇机械工程师论文发表了电子机械制动系统的技术发展,随着社会经济的迅速发展与生活品质的不断提升,人们对汽车提出了越来越大的要求。安全、绿色、节能已成为未来汽车发展的总体趋势。论文阐述了电子机械制动系统的意义,分析了电子机械制动的工作原理与性能特点。

  [关键词]机械工程师论文,汽车,机械,制动系统,技术

机械工程师论文

  引言

  机械制动系统是汽车结构中一个主要构成,关系到汽车的安全性能。现阶段,在汽车盛行的时代,提升汽车制动的安全性显得异常重要。可以有效地避免交通事故的发生。随着计算机技术与电子控制技术的不断发展,带动了汽车制动技术的进一步发展,研发了更为先进的机械制动技术。

  1电子机械制动系统的意义

  近年来,我国的汽车行业发展迅猛。据相关资料的统计显示,12年国家汽车销量创历史新高,稳居世界第一位。随之而来的是我国的汽车制造业的发展,汽车企业的经济效益得到显著提升。然而,随着环境的污染越来越严重、全球变暖以及能源匮乏等问题的产生,国家大力提倡节能环保、绿色生产的理念。所以,探索以电动汽车为主的新能源汽车成为今后相关行业发展的必由之路。世界能源署的领导人也表示,以纯电动的汽车与插电型的混合动力汽车为主导的新能源汽车会得到迅速发展,并预计到2050年的新能源汽车在全球的年均销量可以过亿。绿色节能的汽车具有良好的安全、节能、环保的性能,一定会获得较快的发展。而今后的电动汽车将会以线控制动系统来代替液压的制动系统,特别是电子机械的制动系统。另外,尽管中国汽车行业的发展较快,然而对于新产品的研发方面依然有待于提升。

  尤其是开发自主知识产权的制动器对于推动汽车产业升级有着深刻的意义。电子机械的制动设备能够发挥良好的性能,如响应迅速,控制的精确度高等,这样可以更好地降低制动的距离,进而降低交通事故的发生机率,极大的提升了汽车行驶的安全性能,可见,积极发展线控的制动技术在当前具有重要的社会、经济效益。07年5月,相关的汽车生产厂家对宝马汽车展开在结冰河面上的制动性能测试,装有线控制动系统比装有ABS的液压制动系统的制动距离缩短了15%。不管是从安全性能、生态环保性能以及汽车产业的转型升级等方面,设计开发线控的制动系统,对于促进汽车企业的发展、提升企业的市场竞争为皆具有重大作用。

  2汽车电子机械制动系统的发展现状

  目前电子机械制动技术已成为国外企业和研究机构的研究热点。在1999年的法兰克福车展上,Bosch公司展出了被认为是電子机械制动系统前身的电子液压制动系统(Electw---HydraulieBraking,EHB)。此后Bosch和Daimler---Chrysler就在研究用于商业的EHB系统。日前已经有一些厂商将EHB系统应用到汽车的批量生产中,如2004奔驰CLK敞篷版、SLS00。从20世纪90年代起,一些著名的汽车电子零部件厂商陆续开始了与电子机械式制动系统(EMB)相关的研究。ContinentalTeves公司已经有了比较成型的试验品,推出了几代电子机械式制动执行器。Bosch、Siemens也都取得了各自的研究成果,并申请了一系列专利。TRW也在进行电子机械制动系统(线控制动系统)的研究。目前EMB仍在试验阶段中,并无批量装车产品进入市场。而国内在这方面的研究才刚刚起步。

  3电子机械的制动系统体现的特征

  与传统的液压制动系统相比,电子机械制动系统有许多优点:l)缩短制动距离,优化稳定性;由于制动执行器和制动踏板之间没有了液压和机械连接,取而代之的是数据线,无疑这将大大的减少制动器起作用的时间,进而有效地缩短制动距离;2)无需制动液,有利于环保,不仅安装更加简单、快速,也有助于提高系统的再利用性,同时也减少了系统的重量;3)没有了常规制动系统的真空增压器,减少了所需的空间,使机罩下的布局更加灵活,零件减少,安装简易;4)制动踏板可调,使舒适性和安全性更好、在ABS模式下踏板无回弹振动,几乎无噪音;5)可实现所有制动和稳定功能,如:BAS、EBD、TCS、ESP、BA、ACE等;6)可方便地与未来的交通管理系统联网、可方便地集成附加功能,如电子驻车制动;7)一些高级的车辆控制系统,如主动巡航控制系统可以很简单地通过数据总线与制动系统相连,而其它一些简单的功能只需额外的软件或传感器连到制动系统即可。EMB系统目前还有一些问题,如由于汽车外部环境的变化和磨损,引起的制动执行器效率变化不定,这就给控制带来了困难等。

  4电子机械的制动系统关健技术探讨

  4.1执行器的能量标准

  采用全电的制动系统,需要很多的电能,日前的12V车辆电器系统难以支持执行电气制动的高功率需求。因此。建立42伏电压系统十分重要,同时需要解决高电压带来的安全问题。

  4.2关于容错的需求

  在完全取消了液压元件的系统中,没有独立的后备执行系统。虽然许多技术能提高容错系统的安全性,更为根本的办法还是提供后备系统。当节点或电子控制单元出现故障时,在不破坏现有系统完整性的情况下。启用后备装置。容错程度应随应用场合不同而不同,但重要的传感器和控制器都应该有备份。另外,系统中每一个节点之间的串行通信必须支持容错。而容错就需要开发相应的通信协议。因为现在车辆应用的一些普通通信系统,如CAN等都不能满足容错的要求,所以需要开发一种新型的通信协议。目前世界上对协议研究的比较多,大体有TTP/C、FlexRay、ITCAN等几种。

  4.3制动执行设备的标准

  专用电机控制的制动执行器,要求高性价比的半导体具有较好的高温性能,以承受在制动执行器附近产生的高温。另外,需要开发重量轻、低价位的车辆制动器,而且由于轮毂尺寸的限制,它们的尺寸也需要满足设计要求。

  4.4抗干扰处理

  车辆在运行过程中会有各种干扰信号,目前常用两种抗干扰控制系统:对称式和非对称式控制系统。对称式抗干扰控制系统是用两个相同的CPU和同样的计算程序处理制动信号。非对称式抗干扰控制系统是用两个不同的CPU和不一样的计算程序处理制动信号。两种方法各有优缺点。

  结束语

  现代汽车的发展方向是模块化、集成化、机电一体化,电子机械制动系统正是这一发展趋势的体现,它将取代以液压或气压为主的传统制动控制系统。同时.随着其它汽车电子技术特别是超大规模集成电路的发展,电子元件的成本及尺寸不断下降,汽车电子机械制动控制系统将与其他汽车电子系统,如汽车电子悬架系统、汽车主动式方向稳定系统、电子导航系统、无人驾驶系统等融合在一起成为综合的汽车电子控制系统,各种控制单元集中在一个ECU中,并将逐渐代替常规的控制系统,汽车底盘系统进一步电控化,实现车辆控制的智能化。

  参考文献

  [1]左斌.汽车电子机械制动(EMB)控制系统关键技术研究[D].浙江大学,2014.

  [2]傅云峰.汽车电子机械制动系统设计及其关键技术研究[D].浙江大学,2013.

  [3]赵春花.汽车电子机械制动系统执行机构的设计研究[D].南京理工大学,2011.

  [4]张立新.汽车电子机械制动技术的发展及其关键技术[J].辽宁省交通高等专科学校学报,2012(03):23-25.

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