汽車電子機械制動器的效能分析

馬日平

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汽車電子機械制動器的效能分析

馬日平

（太原城市職業技術學院，山西 太原 030027）

隨著我國科學技術的發展，經濟水平的提高，汽車電子機械技術也實現了快速的進步。在汽車電子機械制動的研究中，為了提高電子制動器的制動效能，加強對它的分析，建立了相關的汽車電子制動器的數學模型和水平路面上汽車制動時整車動力學模型。通過仿真軟件的研究和比較，發現汽車電子機械制動器的制動效能相較于傳統的液壓制動器的制動效能更好。因此，為汽車電子機械制動器的研究和使用提供了依據。文章則主要根據汽車電子機械制動器的模型，對其效能進行了相關的分析。

汽車；電子機械制動器；效能；仿真系統

前言

隨著我國汽車產業的發展，相關的汽車制動技術的研究也在不斷深入。汽車的制動器是保證汽車運行安全性的重要內容。在人們對汽車行駛安全性不斷提高的過程中，對汽車制動系統的要求也在不斷提高。在汽車制動器的研究中，可以發現傳統的液壓制動器的制動效果已經不能滿足汽車制動的需求。因此，具有更高性能的電子機械制動器越來越受到人們的關注。汽車的制動性能包括防抱死系統、驅動防滑系統等。在對汽車電子機械制動性能提高的過程中，可以從這些方面來進行，設計出更高效的電子機械制動器，滿足人們對汽車行駛安全性的要求，推動汽車的發展和進步。

1 汽車動力模型

1.1 汽車制動時受力的分析

在汽車電子機械制動器的效能分析中，對汽車制動時受力的分析是汽車動力學模型的研究重點。在對汽車制動時受力的分析中，假定當汽車在水平路面上進行行駛時，其忽略了汽車的滾動阻力偶矩、空氣阻力，以及輪胎的變形和懸架等因素的影響，是汽車在直線行駛下的受力分析。其中，對汽車受力分析的研究中，主要包含的內容有汽車的重力、汽車前后輪胎的制動力以及汽車的加速阻力、輪距等內容。通過建立汽車制動時受力的力學分析，能夠對汽車制動效能進行良好的分析。

1.2 輪胎模型

在汽車動力學模型中，對輪胎的模型進行分析，是實現提高汽車制動效果的重要內容。文章是在EMB汽車制動器中，對輪胎的模型進行分析。在汽車制動的過程中，輪胎的特性對汽車路面的制動效果有較為重要的影響。在EMB制動器模型下，對輪胎對制動效果的分析中，忽略了輪胎變形的因素。因此，輪胎受力模型的建立主要與輪胎滾動半徑、制動器的制動力矩、輪胎轉動的角速度以及地面附著系數等因素有關。通過建立相關的數學模型，可以對汽車制動時，輪胎的受力情況進行分析、了解。

1.3 路面附著系數的確定

在汽車制動效果的研究中，汽車輪胎路面附著系數的確定對汽車動力學模型的建立有較為重要的影響。汽車輪胎路面附著系數主要受到車速和滑移率的影響。其中，可以通過最大附著系數、車速、車輪滑移率以及形狀系數等建立相關的數學模型。并且，由于車輪滑移率的不同，從而對路面附著系數進行調整，實現不同參數下的路面附著系數。

1.4 EMB制動器制動模型

在汽車電子機械制動器制動效果的研究中，建立EM B制動器制動模型能夠對汽車的制動性能進行良好的分析。在EM B制動器中，其主要的零部件包括電源、電動機，以及間隙自動調整機構、減速增矩機構、滾珠絲桿機構等內容。在EM B制動器中，其主要采用蓄電池來提供電壓。另外，在EM B制動模型中，電動機通過減速增矩機構來提供制動力矩，對汽車的電動力矩產生影響，從而實現對汽車的的制動效果進行控制的作用。

1.5 電機模型

在對汽車制動效果研究的過程中，選擇適合的電機模型能夠實現對汽車電能的平穩輸出，從而為制動系統的轉動提供電力。在EMB制動器制動模型中，通過電樞反電勢、電機感應電勢系數、電樞回路電感等建立相關的數學模型，來得知模型下的電樞電流。再者，加入電樞電流等因素可以建立起電機輸出轉矩仿真模型，從而實現在EMB制動器模型下對電機模型的研究。

1.6 行星齒輪減速機構模型

在EMB制動器模型中，行星齒輪減速機構模型是汽車制動系統模型中的重要內容。行星齒輪減速機構模型主要是能夠實現來降低汽車的轉速，增加傳遞的扭矩，以滿足汽車制動時制動狀況的要求。其中，行星齒輪減速機構模型包括輸入、輸出扭矩關系。通過對太陽輪輸入扭矩、行星齒輪轉動效率等建立相關的數學關系式，從而可以得到行星架輸出的扭矩。

1.7 滾珠絲桿副的模型

在EMB制動器制動模型中，滾珠絲桿副模型的主要功能是實現轉換運動的方向。在滾珠絲桿副中，通過將行星齒輪的轉動輸入，變成絲桿平動，并傳遞到制動塊中，從而實現轉換運動方向的作用。在滾珠絲桿副的模型中，滾珠絲桿的驅動力矩是由行星架輸出扭矩減去滾珠絲桿的預緊力矩再減去滾珠絲桿副傳動的摩擦力矩，而得到的。另外，其也可以通過系統的摩擦力矩、阻力矩等其他關系式的表達方程來得到。

1.8 制動裝置模型

在EMB制動器模型中，制動裝置模型是十分重要的模型。制動裝置模型主要受到制動蹄塊與制動盤之間的摩擦等因素的影響。通過其之間的函數，可以得到相關的制動裝置的模型。

1.9 汽車制動過程中的動力學模型

在汽車電子機械制動效果的研究中，對汽車制動過程中動力學模型的研究是汽車實現制動效果提升的重要內容。在對汽車制動時的動力分析時，主要是通過牛頓第二定律來得到整車的模型，從而對汽車的接地點取距，得到相關的平衡方程。并且，對汽車車輪路面的附著系數以及汽車制動過程的減速度進行研究。

2 汽車制動性能的仿真

2.1 電子機械制動系統的仿真模型

在對汽車制動性能仿真的過程中，對電子機械制動系統建立仿真模型。通過運用smulnk等仿真軟件，對EMB制動器的制動模型進行仿真，從而得到相關的仿真數據。在對EMB制動器制動模型的數據研究中，與傳統的液壓制動系統的制動性能進行對比，進而能夠得出有效的數據現實，來證明電子機械制動系統的仿真模型具有更好的制動效果。在電子機械制動系統的仿真模型中，在上述步驟之下，通過smulnk仿真軟件，實現對電子制動系統的仿真模擬。

2.2 模擬仿真的結果

在汽車電子機械制動系統的仿真模擬實驗中，通過對某種汽車品牌參數的輸入，而得到關于汽車制動性能的仿真結果。其中，對裝有EMB和HB兩種不同制動器的汽車進行制動性能的仿真研究。在制動性能仿真結果的對比中，發現在裝有ENB制動器制動裝置的汽車中，其能夠在0.32秒之內實現汽車制動系統中抱死裝置的啟用。而在裝有HB制動器制動裝置的汽車中，其實現抱死性能的啟動則需要0.9秒。也即是說，在汽車中EMB制動器的抱死性能啟動的時間較HB制動器的抱死性能啟動較快。再者，在最大制動力時間方面，EMB制動器所用的時間仍舊比HB制動器所耗費的時間短。從上面的結論可以看出，在汽車制動器制動響應速度方面，EMB制動器較HB制動器的響應速度較快。其次，在汽車制動的距離方面，EMB制動器的制動距離比HB制動器的制動距離要短。因此，在汽車行駛的過程中，使用EMB制動器比使用HB制動器的制動效果更好，汽車行駛的安全性更高。

3 結語

在科學技術不斷發展的過程中，人們對汽車行駛的安全性方面的要求也在不斷的提高。隨著汽車電子機械制動器的研究，汽車行駛中制動性能和制動效果實現了不斷的進步。在對汽車電子制動器效能的分析中，通過建立汽車動力學模型，對汽車的制動性能進行仿真，從而得到關于電子機械制動器與傳統的液壓式制動器的制動效果的對比結果。從汽車制動性能的對比結果中，我們了解到電子機械制動器的制動時間和制動距離更短，能夠實現在汽車行駛中更好的制動效果。

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Analysis on the Effectiveness of Automobile Electronic Mechanical Brake

Ma Riping

( Taiyuan City Vocational and Technical College Taiyuan City, Shanxi Taiyuan 030027 )

with the development of science and technology and the improvement of economic level, automobile electronic machinery technology has also achieved rapid progress. In the study of automobile electronic mechanical braking, in order to improve the braking efficiency of electronic brakes and strengthen the analysis of it, the relevant mathematical models of automobile electronic brakes and the vehicle dynamics models for braking on horizontal roads are established. Through the research and comparison of simulation software, it is found that the braking performance of automobile electronic mechanical brake is better than that of traditional hydraulic brake. Therefore, it provides a basis for the research and use of automobile electronic mechanical brakes. In this paper, according to the model of automobile electronic mechanical brake, its performance is analyzed.

car; Electronic mechanical brakes; Effectiveness; Simulation system

A

1671-7988(2018)20-85-03

U463.51

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U463.51

馬日平，性別：女，民族：漢，籍貫山西朔州太原城市職業技術學院，出生年月1986年7月，學歷：碩士研究生，職稱：助教，研究方向：機械電子工程。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.20.030