淺談汽車主動安全系統中的液壓執行器原理與性能

【摘要】汽車行業的發展是我國經濟發展的命脈，安全系統的技術問題是汽車面臨的重要課題。本人通過對汽車主動安全系統（汽車制動防抱系統、汽車驅動力控制系統，汽車電子穩定控制系統、汽車主動懸架、汽車四輪轉向系統）的分析，說明了液壓執行器的重要性，簡單對執行器的原理和性能進行了講解。最后對汽車執行器的發展前景做了簡要的梳理。

【關鍵詞】主動安全系統；液壓執行器；原理；性能

執行器基本上可以分為三類：（1）液壓執行器：比如方向機；（2）氣壓執行器：比如打車的制動氣室；（3）電動執行器：比如玻璃升降器；汽車上的安全系統所使用的主要是液壓執行器，其主要的安裝部位在怠速馬達、噴油嘴、各種電磁閥、節氣門體、汽油泵、點火線圈、凸輪軸正時調節閥、電磁離合器等。

一、汽車主動安全系統中的幾種關鍵技術

汽車安全包括主動安全和被動安全，主動系統的功能主要是預測和避免危害的發生。隨著電子技術和計算機技術的發展，新型的安全系統產生了，比如有防抱死制動系統ABS、制動輔助系統BAS、驅動防滑裝置ASR、電子制動輔助系統EBA、電子穩定程序ESP等，廣泛的技術主要有以下幾種：（1）傳感器技術：在汽車行駛中，傳感器對溫度、壓力、位置、轉速、加速度、振動以及路面環境信息進行實時、準確的測量和控制，根據所得的數據傳給汽車安全系統的計算機。（2）機器視覺技術：它在汽車安全系統計算機的智能識別發面用途比較廣泛。（3）計算機綜合控制技術：電子控制單元是汽車安全系統的核心部件，處理傳感器輸入的各種信號，并驅動執行機構。（4）車載通信技術：車載通信也可稱為信息傳遞技術，是以計算機和通信技術為核心的新技術，主要在汽車的安全系統中應用。

二、汽車主動安全系統中主要的執行機構的原理和性能

（1）ABS液壓執行器：它是所有執行器中最完善的系統，功能也是最全的。主要的結構組成是由2個柱塞泵、2個低壓蓄能器、2個阻尼器、4個高速開關閥閥組組成，外形尺寸在100咖×100mm×50mm以內。它的工作原理用簡要的語言概括為：ABS通過對電磁線圈施加控制信號，控制信號進一步來控制減壓閥會讓增壓閥通斷，來完成整套體系增壓、保壓和減壓的防抱死制動的過程。（2）TCS液壓執行器：它主要的功能是用作潛力控制系統，是在ABS基礎上發展起來的一種新型的主動安全系統。作用是防止汽車在開動、加速、減速中驅動輪過度滑轉，不但能起到穩定滑輪的作用，還能在汽車突然加速時提高汽車的加速時間。（3）ESP液壓執行器：ESP液壓執行器是在汽車制動防抱系統和牽引力系統的基礎上加入了主動橫擺控制系統構成的，主要起到的作用是在汽車行駛的過程中加強安全性和穩定性的系統。（4）4WS系統中關鍵的液壓執行器：汽車的4WS系統是用于對轉向輪的控制，也就是后輪，減少汽車在高速時操縱穩定性和減小低速時的轉彎半徑，從而提高汽車在行駛中的安全性。其中的液壓執行器是后輪轉向液壓系統，在駕駛員轉動方向盤時，產生的轉向液壓油被傳輸到控制后輪轉向的控制網上，根據相應的數據算出控制閥心的動作。在汽車停車時工作原理也相同，油泵不產生油壓，后輪就不轉向。

三、汽車主動安全控制系統液壓執行器的建模與分析

（1）建立ABS液壓制動系統的模型，因為ABS主要是對動態系統的響應，所以要構建液壓系統軟件平臺，對其數據進行有效快速的處理。（2）根據液壓執行器中關鍵電磁閥結構，仔細計算出所得數據，根據結果總結出電磁閥的電磁力特征。另外，通過對阻尼器和相關管路的流場有限元的計算，總結出各個液壓管路對工作系統的作用和其特性。（3）建立15自由度的整車動力學模型的綜合仿真模型。讓它與主動控制算法相聯系進行模擬仿真，根據所得數據，得出對液壓執行器所要應用的目標車型進行液壓執行器參數匹配分析。

四、汽車主動系統中執行器的發展前景

隨著科學技術的發展，我國的汽車相關的技術也逐步國際化，其中液壓執行器的發展也相對以前有了很大的提高，但是與國際水平相比，還有一段距離。目前汽車上采用的先進的EPS系統影響十分深遠，據有關人員的研究表明未來的EPS系統還將與4WS、AS等主動安全系統結合使用，對整車的系統進行綜合的調節和控制。我國對汽車行業的發展越來越關注，政府積極鼓勵研究人員去其他的國家學習和參考，借鑒一些先進的技術，然后根據我國汽車行業的實際需要合理的把技術引進到中國。

參考資料

[1]王旭東．汽車執行器與驅動控制[J]．北京：機械工業出版社，2010（5）

[2]祁雪樂．ABS液壓制動系統動態特性的研究和綜合仿真匹配平臺

的建立[J]．清華大學碩士學位論文．2005

[3]史文庫．現代汽車新技術[M]．北京：國防工業出版社，2011