汽车电子机械制动器的效能分析

马日平



汽车电子机械制动器的效能分析

马日平

（太原城市职业技术学院，山西 太原 030027）

随着我国科学技术的发展，经济水平的提高，汽车电子机械技术也实现了快速的进步。在汽车电子机械制动的研究中，为了提高电子制动器的制动效能，加强对它的分析，建立了相关的汽车电子制动器的数学模型和水平路面上汽车制动时整车动力学模型。通过仿真软件的研究和比较，发现汽车电子机械制动器的制动效能相较于传统的液压制动器的制动效能更好。因此，为汽车电子机械制动器的研究和使用提供了依据。文章则主要根据汽车电子机械制动器的模型，对其效能进行了相关的分析。

汽车；电子机械制动器；效能；仿真系统

前言

随着我国汽车产业的发展，相关的汽车制动技术的研究也在不断深入。汽车的制动器是保证汽车运行安全性的重要内容。在人们对汽车行驶安全性不断提高的过程中，对汽车制动系统的要求也在不断提高。在汽车制动器的研究中，可以发现传统的液压制动器的制动效果已经不能满足汽车制动的需求。因此，具有更高性能的电子机械制动器越来越受到人们的关注。汽车的制动性能包括防抱死系统、驱动防滑系统等。在对汽车电子机械制动性能提高的过程中，可以从这些方面来进行，设计出更高效的电子机械制动器，满足人们对汽车行驶安全性的要求，推动汽车的发展和进步。

1 汽车动力模型

1.1 汽车制动时受力的分析

在汽车电子机械制动器的效能分析中，对汽车制动时受力的分析是汽车动力学模型的研究重点。在对汽车制动时受力的分析中，假定当汽车在水平路面上进行行驶时，其忽略了汽车的滚动阻力偶矩、空气阻力，以及轮胎的变形和悬架等因素的影响，是汽车在直线行驶下的受力分析。其中，对汽车受力分析的研究中，主要包含的内容有汽车的重力、汽车前后轮胎的制动力以及汽车的加速阻力、轮距等内容。通过建立汽车制动时受力的力学分析，能够对汽车制动效能进行良好的分析。

1.2 轮胎模型

在汽车动力学模型中，对轮胎的模型进行分析，是实现提高汽车制动效果的重要内容。文章是在EMB汽车制动器中，对轮胎的模型进行分析。在汽车制动的过程中，轮胎的特性对汽车路面的制动效果有较为重要的影响。在EMB制动器模型下，对轮胎对制动效果的分析中，忽略了轮胎变形的因素。因此，轮胎受力模型的建立主要与轮胎滚动半径、制动器的制动力矩、轮胎转动的角速度以及地面附着系数等因素有关。通过建立相关的数学模型，可以对汽车制动时，轮胎的受力情况进行分析、了解。

1.3 路面附着系数的确定

在汽车制动效果的研究中，汽车轮胎路面附着系数的确定对汽车动力学模型的建立有较为重要的影响。汽车轮胎路面附着系数主要受到车速和滑移率的影响。其中，可以通过最大附着系数、车速、车轮滑移率以及形状系数等建立相关的数学模型。并且，由于车轮滑移率的不同，从而对路面附着系数进行调整，实现不同参数下的路面附着系数。

1.4 EMB制动器制动模型

在汽车电子机械制动器制动效果的研究中，建立EM B制动器制动模型能够对汽车的制动性能进行良好的分析。在EM B制动器中，其主要的零部件包括电源、电动机，以及间隙自动调整机构、减速增矩机构、滚珠丝杆机构等内容。在EM B制动器中，其主要采用蓄电池来提供电压。另外，在EM B制动模型中，电动机通过减速增矩机构来提供制动力矩，对汽车的电动力矩产生影响，从而实现对汽车的的制动效果进行控制的作用。

1.5 电机模型

在对汽车制动效果研究的过程中，选择适合的电机模型能够实现对汽车电能的平稳输出，从而为制动系统的转动提供电力。在EMB制动器制动模型中，通过电枢反电势、电机感应电势系数、电枢回路电感等建立相关的数学模型，来得知模型下的电枢电流。再者，加入电枢电流等因素可以建立起电机输出转矩仿真模型，从而实现在EMB制动器模型下对电机模型的研究。

1.6 行星齿轮减速机构模型

在EMB制动器模型中，行星齿轮减速机构模型是汽车制动系统模型中的重要内容。行星齿轮减速机构模型主要是能够实现来降低汽车的转速，增加传递的扭矩，以满足汽车制动时制动状况的要求。其中，行星齿轮减速机构模型包括输入、输出扭矩关系。通过对太阳轮输入扭矩、行星齿轮转动效率等建立相关的数学关系式，从而可以得到行星架输出的扭矩。

1.7 滚珠丝杆副的模型

在EMB制动器制动模型中，滚珠丝杆副模型的主要功能是实现转换运动的方向。在滚珠丝杆副中，通过将行星齿轮的转动输入，变成丝杆平动，并传递到制动块中，从而实现转换运动方向的作用。在滚珠丝杆副的模型中，滚珠丝杆的驱动力矩是由行星架输出扭矩减去滚珠丝杆的预紧力矩再减去滚珠丝杆副传动的摩擦力矩，而得到的。另外，其也可以通过系统的摩擦力矩、阻力矩等其他关系式的表达方程来得到。

1.8 制动装置模型

在EMB制动器模型中，制动装置模型是十分重要的模型。制动装置模型主要受到制动蹄块与制动盘之间的摩擦等因素的影响。通过其之间的函数，可以得到相关的制动装置的模型。

1.9 汽车制动过程中的动力学模型

在汽车电子机械制动效果的研究中，对汽车制动过程中动力学模型的研究是汽车实现制动效果提升的重要内容。在对汽车制动时的动力分析时，主要是通过牛顿第二定律来得到整车的模型，从而对汽车的接地点取距，得到相关的平衡方程。并且，对汽车车轮路面的附着系数以及汽车制动过程的减速度进行研究。

2 汽车制动性能的仿真

2.1 电子机械制动系统的仿真模型

在对汽车制动性能仿真的过程中，对电子机械制动系统建立仿真模型。通过运用smulnk等仿真软件，对EMB制动器的制动模型进行仿真，从而得到相关的仿真数据。在对EMB制动器制动模型的数据研究中，与传统的液压制动系统的制动性能进行对比，进而能够得出有效的数据现实，来证明电子机械制动系统的仿真模型具有更好的制动效果。在电子机械制动系统的仿真模型中，在上述步骤之下，通过smulnk仿真软件，实现对电子制动系统的仿真模拟。

2.2 模拟仿真的结果

在汽车电子机械制动系统的仿真模拟实验中，通过对某种汽车品牌参数的输入，而得到关于汽车制动性能的仿真结果。其中，对装有EMB和HB两种不同制动器的汽车进行制动性能的仿真研究。在制动性能仿真结果的对比中，发现在装有ENB制动器制动装置的汽车中，其能够在0.32秒之内实现汽车制动系统中抱死装置的启用。而在装有HB制动器制动装置的汽车中，其实现抱死性能的启动则需要0.9秒。也即是说，在汽车中EMB制动器的抱死性能启动的时间较HB制动器的抱死性能启动较快。再者，在最大制动力时间方面，EMB制动器所用的时间仍旧比HB制动器所耗费的时间短。从上面的结论可以看出，在汽车制动器制动响应速度方面，EMB制动器较HB制动器的响应速度较快。其次，在汽车制动的距离方面，EMB制动器的制动距离比HB制动器的制动距离要短。因此，在汽车行驶的过程中，使用EMB制动器比使用HB制动器的制动效果更好，汽车行驶的安全性更高。

3 结语

在科学技术不断发展的过程中，人们对汽车行驶的安全性方面的要求也在不断的提高。随着汽车电子机械制动器的研究，汽车行驶中制动性能和制动效果实现了不断的进步。在对汽车电子制动器效能的分析中，通过建立汽车动力学模型，对汽车的制动性能进行仿真，从而得到关于电子机械制动器与传统的液压式制动器的制动效果的对比结果。从汽车制动性能的对比结果中，我们了解到电子机械制动器的制动时间和制动距离更短，能够实现在汽车行驶中更好的制动效果。

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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

马日平，性别：女，民族：汉，籍贯山西朔州太原城市职业技术学院，出生年月1986年7月，学历：硕士研究生，职称：助教，研究方向：机械电子工程。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2018.20.030