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1、電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求
作為汽車安全性能評(píng)價(jià)的一項(xiàng)重要指標(biāo),制動(dòng)性能的好壞與否將直接關(guān)系到汽車能否安全行駛的問(wèn)題。隨著科技 的不斷發(fā)展,傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)已經(jīng)不能滿足汽車制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展的需求。取而代之的是現(xiàn)代化的電子機(jī)械 制動(dòng)系統(tǒng),該項(xiàng)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)有效的彌補(bǔ)了傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)速度緩慢、裝配維修困難等劣勢(shì)。電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)(EMB)主要是將電驅(qū)動(dòng)元件作為制動(dòng)系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu),因此,汽車電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)具有響應(yīng)速度快、性能安全可靠、綠色環(huán)保 等優(yōu)勢(shì)。
1.電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求
1.1 以體積小巧,重量輕便為要求
為了滿足輪轂內(nèi)狹小的空間對(duì)于電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)
2、行機(jī)構(gòu)的布置要求,EMB執(zhí)行機(jī)構(gòu)應(yīng)當(dāng)以體積小巧、重量輕便為要求,盡量減少EMB執(zhí)行機(jī)構(gòu)的體積和重量。只有在達(dá)到制動(dòng)性能要求的條件下,盡量減少EMB執(zhí)行機(jī)構(gòu)的占地面積才能便于在車輛輪轂內(nèi)進(jìn)行布置。
1.2 以能夠產(chǎn)生較大制動(dòng)力為基礎(chǔ)
正在行駛的汽車需要減速或者是停止的時(shí)候離不開(kāi)制動(dòng)力的支持,因此,產(chǎn)生制動(dòng)力是汽車對(duì)于制動(dòng)系統(tǒng)的基本要求。往往汽車的制動(dòng)效能越高,其對(duì)于汽車制動(dòng)力的需求也就愈大。常見(jiàn)的有盤式制動(dòng)器,其制動(dòng)力矩主要是利用制動(dòng)鉗對(duì)于制動(dòng)盤的夾緊作用來(lái)產(chǎn)生制動(dòng)力的,也因此,這需要電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有強(qiáng)大驅(qū)動(dòng)力的電機(jī),同時(shí),還要為其配備適當(dāng)?shù)淖栽隽C(jī)構(gòu)或者是減速增力機(jī)構(gòu),
3、這樣才能在制動(dòng)鉗夾緊制動(dòng)盤的過(guò)程中產(chǎn)生足夠大的制動(dòng)夾緊力,從而使得采用電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的汽車能夠符合相關(guān)部門對(duì)于汽車的要求。
1.3 以快速響應(yīng),減少耗時(shí)為條件
為了克服傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)響應(yīng)速度慢、作用耗時(shí)長(zhǎng)的弱點(diǎn),電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生,它的出現(xiàn)有效解決了傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)的諸多不足之處。一般來(lái)說(shuō),汽車制動(dòng)器的作用時(shí)間主要受到制動(dòng)力增長(zhǎng)時(shí)間和消除制動(dòng)間隙時(shí)間兩個(gè)因素的影響,這也是構(gòu)成制動(dòng)器的兩個(gè)主要部分。因此,電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行器的電機(jī)必須具備較高的運(yùn)轉(zhuǎn)速度和較快的反應(yīng)能力,這樣才能縮短消除制度間隙的時(shí)間。與此同時(shí),電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行器的電機(jī)還必須要產(chǎn)生足夠大的轉(zhuǎn)矩,這樣才能切實(shí)保證
4、制動(dòng)力增長(zhǎng)的時(shí)間得以大大縮短。
1.4 以性能安全可靠,工作時(shí)間持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)為目標(biāo)
車輛制動(dòng)系統(tǒng)是關(guān)系到車輛安全行駛和人民生命安全的大事,在汽車的各個(gè)系統(tǒng)中占有舉足輕重的地位。所以,電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的安全可靠顯得尤為重要。車輛制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)保證其能夠在長(zhǎng)時(shí)間高負(fù)荷工作的情況下,確保電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)即使在泥水、電磁干擾、冷、熱等種種惡劣的情況下依然能夠正常運(yùn)行,并且要保證其性能安全可靠。
2.電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
2.1 驅(qū)動(dòng)電機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
通常情況下,電動(dòng)機(jī)都是電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)力來(lái)源,所以,設(shè)計(jì)EMB執(zhí)行機(jī)構(gòu)的第一步應(yīng)當(dāng)是選擇合適
5、的驅(qū)動(dòng)電機(jī)。由于電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)工作的特殊性,電機(jī)必須持續(xù)較長(zhǎng)時(shí)間保持堵轉(zhuǎn)的狀態(tài),同時(shí)還要保證堵轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩足夠大,而堵轉(zhuǎn)的電流則需要減小,因此,電機(jī)必須能夠提供足夠大的轉(zhuǎn)矩,這樣才能保證電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。為達(dá)到縮短消除制動(dòng)間隙的時(shí)間,電機(jī)機(jī)電時(shí)間的常數(shù)應(yīng)當(dāng)盡量減小,并且還應(yīng)當(dāng)保證具有足夠大的空載轉(zhuǎn)速。除此之外,由于車輪附近的空間狹窄,而且屬于懸置以下結(jié)構(gòu),當(dāng)需要在其中布置電機(jī)設(shè)備時(shí)應(yīng)當(dāng)綜合考慮到電機(jī)的體積和重量,盡量選取體積小巧,重量輕便的電機(jī)設(shè)備予以填充。除了上述的要求外,電機(jī)成本也應(yīng)當(dāng)在考慮的范圍內(nèi)。由于汽車的每一個(gè)車輪都配有EMB執(zhí)行機(jī)構(gòu),因此,所需的電機(jī)數(shù)量頗為龐大,如果電機(jī)成
6、本過(guò)高將不利于電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)的普及。
2.2 減速增力機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
設(shè)計(jì)減速增力機(jī)構(gòu)的目的是為了增大電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。其結(jié)構(gòu)形式主要有以下三種:(1)蝸輪蝸桿減速器;(2)齒輪減速器;(3)行星齒輪減速器。
2.2.1 蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計(jì)
蝸輪蝸桿減速器的設(shè)計(jì)主要是利用其輸入和輸出方向正交的作用來(lái)改變力矩的傳動(dòng)方向。但其在傳動(dòng)的時(shí)候效率較低、容易受到磨損和產(chǎn)生自鎖,因此,在設(shè)計(jì)EMB減速增力機(jī)構(gòu)時(shí)不建議采用蝸輪蝸桿減速器。
2.2.2 齒輪減速器的設(shè)計(jì)
齒輪減速器的結(jié)構(gòu)形式相對(duì)來(lái)說(shuō)比較簡(jiǎn)單,其不論是從設(shè)計(jì)方面來(lái)說(shuō),還是從生產(chǎn)制造來(lái)說(shuō)都比較容易,但是如果
7、要以齒輪減速器來(lái)達(dá)到滿足電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)所需的較大傳動(dòng)比要求的目的,就必須增大齒輪減速器的尺寸,但是這樣將不利于齒輪減速器的布置。
2.2.3 行星齒輪減速器的設(shè)計(jì)
行星齒輪減速器具有其他減速器不可比擬的優(yōu)勢(shì),其傳動(dòng)比較大,若在傳統(tǒng)動(dòng)比相同的情況下與普通圓柱齒輪減速器相比較,行星齒輪減速器的體積更加小巧。除此之外,行星齒輪減速器還具有運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),抗振動(dòng)力和抗沖擊力較強(qiáng)的特點(diǎn)。
2.3 運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)里還包含運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)這一重要內(nèi)容,它的作用是為了將已經(jīng)輸入的轉(zhuǎn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為能夠輸出的平動(dòng)運(yùn)動(dòng),它的結(jié)構(gòu)形主要分為兩種:其一是螺旋傳動(dòng)
8、形式;其二是齒輪齒條傳動(dòng)形式。
2.3.1 螺旋傳動(dòng)
在螺旋傳動(dòng)中常常使用傳力螺旋傳動(dòng)來(lái)作為機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn),它分為兩種形式:其一是單級(jí)螺旋傳動(dòng);其二是兩級(jí)螺旋傳動(dòng)。兩級(jí)螺旋傳動(dòng)在無(wú)阻力的條件下,小螺旋靜止,當(dāng)大螺旋在運(yùn)動(dòng)的時(shí)候,螺母將會(huì)以更快的速度進(jìn)行運(yùn)動(dòng),從而提高了執(zhí)行機(jī)構(gòu)的響應(yīng)速度,大大縮短了運(yùn)動(dòng)間隙;在傳動(dòng)遇到阻力的情況下,大螺旋將靜止,小螺旋開(kāi)始運(yùn)動(dòng),這樣就能獲得更大的傳動(dòng)比。采用兩級(jí)螺旋傳動(dòng)機(jī)構(gòu)作為運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)不僅提高了制動(dòng)系統(tǒng)的響應(yīng)速度,而且還能大大增加減速增扭的效果。
2.3.2 齒輪齒條傳動(dòng)
一般來(lái)說(shuō),齒輪齒條傳動(dòng)并不適合作為電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的的轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu),這是因?yàn)樗谏a(chǎn)制造的過(guò)程中受到來(lái)自零件加工方面的制約,不能獲得設(shè)計(jì)要求的精準(zhǔn)度,因此,無(wú)法投入使用。
3.結(jié)束語(yǔ)
采用了機(jī)電執(zhí)行元件為制動(dòng)裝置的電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)有效解決了傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)反應(yīng)速度緩慢、裝配維修工作難等諸多問(wèn)題,是今后汽車制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)展的一個(gè)方向。EMB系統(tǒng)指令的下達(dá)離不開(kāi)機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)的執(zhí)行支持,它在EMB系統(tǒng)中具有重要的作用。