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汽车底盘车桥制动性能设计优化分析

作者:李威

来源:《中国科技博览》2018年第08期

[摘 要]汽车底盘制动系统是汽车的重要组成部分之一,在汽车的设计、生产、组装的过程中对其他部件起到相互支撑、相互配合的作用,共同构成汽车整体,汽车的底盘系统对汽车的性能、使用寿命、行车安全等方面至关重要,汽车生产和设计厂商为了提高汽车整体性能对汽车底盘的整体设计不断改进,科技的发展和人们生活水平的提高对汽车的性能和功能方面有了更高的要求,本研究对汽车底盘系统进行了全面分析,并提出了优化建议以供参考。 [关键词]汽车;底盘制动系统;设计

中图分类号:S784 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2018)08-0077-01 前言

近几年随着人们生活水平的提高,汽车已经成为人们主要的代步工具,是日常生活不可缺少的一部分。随着科技水平的不断提高,汽车的种类、型号以及车型不断增多,如何提高汽车底盘制动性能是汽车生产商一直以来重视的问题,这关系到汽车行业的发展和机械制造业的进步,因此,制动性能的优化改良以及控制系统的重要性不可忽视。 1.汽车底盘系统概况 1.1 汽车底盘系统的组成

汽车的底盘系统主要由传动系、行驶系、转向系、制动系四个部分构成。传动系一般由离合器、变速器、差速器等部件组成,传动器的主要功能是把汽车发动机的动能传递到车轮部分使汽车前进或者倒退,简而言之就是传递动能控制汽车的行动。传动系可以控制汽车的加速、减速、变速倒车等功能,不同的汽车会有不同的传动系,按照不同的需求和能量消耗可以根据能量传递的方式选择不同的传动方式,比如传统的机械传动,适合动能需求较小的车钟,液压传动和液力传动适合中型车钟,电力传动适合对性能要求较高的汽车。行驶系由车桥、车架、车轮等部分组成,行驶系的功能主要是控制车速,保证汽车正常行驶,控制传动系传递的动能,是动能传递到车轮并且和路面产生摩擦力和作用力,承受汽车的重力和地面的反作用力,保证汽车在不用的环境、不同的道路的条件下以合适的速度平稳行驶。转向系则是汽车底盘系统中负责汽车行驶过程中行车方向的改变的系统,简而言之,就是控制汽车的行驶方向,操控汽车的掉头、转弯、变换车道等行为,转向系统主要由方向盘、转向轴等相关部分组成,汽车转向的原理则是通过转动方向盘带动转向轴使汽车底部的齿轮系统发生转向,从而改变行驶方向。转向系的转向轴和汽车前轮共同制动,保证汽车的方向可以根据情况随时调整。制动系就是汽车的整体制动系统,一般包括行车制动系统和驻车制动系统,行车制动系统控制汽车的正

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常行驶,驻车制动系统则控制汽车的减速刹车和停车,除此之外,汽车还要求安装防抱死制动系统,防抱死制动系统的功能主要是增加汽车牵引力和动力,限制车轮滑转,这样可以使汽车在驾驶过程中更加精确、方便的控制车速和车身方向,使行车过程更加安全。 1.2 汽车底盘系统的常见问题及检修

车架是整个汽车车身的重要结构,它支撑固定着所有的汽车机械部件,保证汽车稳定运行。当汽车发生交通事故或者外界压力,车架受损变形时,首先要观察车身受损是否严重,如果出现车架裂开或者断裂的情况,检查铆钉是否出现松动或者脱离的情况,如果铆钉松动要及时拧紧,车架裂缝以及断裂要及时焊接修复,如果部分车架破损严重无法修复或者修复较困难,可以到汽车维修厂进行车架的更换。在进行制动钳和活塞的检修过程中,首先要对气缸缸体进行检查,检查表面是否出现划痕以及破损,是否有异物进入导致的磨损或者堵塞,如果出现这些问题,要对缸体进行更换,如果发现以上情况没有及时更换缸体,那么发动机点燃的火花及动力将会使缸体发生泄漏甚至爆炸,造成严重的事故,不仅会使汽车报废,还会造成人员的伤亡以及财产的损失,后果很严重。活塞的检查也是同样的道理,如果发现活塞内部有划痕、破损或者异物进入的情况,要及时更换和检修,避免造成不必要的事故和损失。刹车片也要及时检查和修理,定时检车刹车片是否磨损严重或者老化,清理刹车片内部灰尘,避免灰尘在汽车使用过程中给缸体和活塞带来较大程度的磨损。刹车片如果出现问题没有及时修理,会出现刹车失灵的后果,影响汽车行驶安全。如果缸体出现故障需要更换,要确定更换的缸体和原装的缸体一致,否则会出现由于制动差异导致汽车制动性能出现问题。除此之外,汽车的其他部位零部件也要定期清理、检查、更换,才能避免在行车过程中的安全隐患,保证驾驶员的安全。

2.汽车底盘制动的优化设计 2.1 车身系统发展

近年来,人们对于汽车的性能要求不断提高,为了满足人们日益增长的需求,汽车底盘系统不断进步和发展,目前,我国汽车的底盘系统已经逐渐完善。主要由防抱死制系统、全电子制动系统、电动转向系统等。防抱死制系统现已发展成熟,它通过传感器可以更加准确的控制制动系,可以控制汽车的牵引力和地面反作用力,保持汽车的稳定性和安全性。这种系统成本较低而且效率较高,对于汽车本身的性能提升和优化起到很好的作用,因此绝大多数的汽车制造厂商都会选择安装这种系统。全电子制动系统是近几年来开发的新系统,它将会代替液压系统,用电子元件来更加精确的控制汽车制动系统,它与传统的液压系统相比,具有反应速度快、功率大、控制精确的优良性能,一旦出现故障带来的损失会远远大于传统的液压制动系统,因此研发这项系统需要很长的时间,要经过反复的数据测量和实验,技术成熟之后,全电子底盘系统将会代替液压制动系统。目前全电动转向系统已经应用到了很多的汽车制造厂商,代替了传统的液力动力转向系统。与液力动力转向系统相比,它有诸多优点,它可以更加迅速的控制汽车方向,在行车过程中如果前方出现故障,驾驶者可以快速转向,保证了驾驶的安全性,而且电子转向系统成本较低,使用时间较长,操作简单。除此之外,汽车的安全性、舒适

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性、导航系统、仪表显示系统等也在不断地发展和进步。防盗报警系统和电子车门锁已经逐渐应用,二者可以减少犯罪行为降低犯罪率,更好的保证汽车的安全,电子锁代替传统的机械锁,体积减小的同时使汽车变得更加智能、方便。舒适性方面,汽车的空调系统和座椅都有明显的改善。空调系统也变得更加智能、人性化,降低能源消耗率,更加环保。 2.2 具体优化设计方法

随着科技的发展和进步,汽车底盘设计已经实现了参数化应用。汽车底盘的控制已经发展为汽车全身的整体控制,参数化设计指的是把汽车内部的零部件高度智能化、参数化。底盘设计完成之后,要建立参数化坐标系,建立所有零件的最优模型,之后把所有的零部件的模式参数化,把所有的参数模型放进参数坐标系的正确位置,在此过程中,要实现零部件的最优参数化和最优空间设计,以此达到参数化设计的目的。其次是底盘协调控制的优化设计。底盘系统的主要工作是与其他部件相互协调相互配合共同产生作用。因此在考虑到底盘系统的设计的同时,也要充分考虑到与其他部分的适应性、协调性和一致性。总之,汽车底盘系统的发展趋势就是以电子化、智能化的系统代替原来的机械性能系统。 3.结语

综上所述,汽车底盘系统作为汽车的重要组成部分之一,关系到汽车的整体性能。汽车制造业经过几个世纪的发展和进步,已经走在科技发展的前沿,汽车制造业不仅关系到人们的购买和使用,它极大程度上关系到我国的经济发展和科技水平,欧美、日本等国家汽车制造业在世界的前列,也代表着它们经济实力的强大。我国只有不断创新汽车电子设计,尤其是汽车底盘制动系统的优化改良方面,才能提高汽车整体性能,带动经济发展。 参考文献

[1] 康华.汽车性能的优化———浅析底盘检测与维修应用技术[J].中国科技投资,2013(30).

[2] 王熙宁,郭新华,宋宝玉.汽车底盘总布置的参数化设计[J].机械工程师,2004.