液压制动系统在汽车安全性能提升中的作用探讨

摘 要：液压制动系统作为汽车安全性能的核心控制模块，对汽车安全运行起到关键作用。液压制动系统具有良好稳定性、维护方便和制动效果好的特点，有助于保证行车安全，增强驾驶舒适度，延长汽车使用寿命。而液压制动系统也容易出现系统失灵、跑偏和拖滞等故障。本文以汽车液压制动系统为研究对象，通过分析液压制动系统的组成部分、优势、运用原理，从布局、技术和材料三个方面提出液压制动系统的优化策略，以期为相关汽车液压制动系统的研究提供理论参考，并使汽车安全性得到进一步提高。

关键词：液压制动系统 汽车 安全性能 性能优化

随着人们生活水平提高，汽车已经成为大多数家庭日常出行必备交通工具之一。然而也需要注意的是，由于车辆变多，道路交通日益拥挤，导致交通事故频发。交通事故的发生给人民生命财产带来巨大损失。因此，汽车的安全性能成为消费者购车时关注的重要指标。制造商和政府部门都在不断努力，推动汽车安全标准的提升和技术的革新，以提升汽车安全性[1]。而液压制动系统作为汽车制动系统的重要组成部分，其性能优劣直接关系到汽车行驶的安全性和稳定性[2]。在汽车行驶过程中，液压制动系统可以对周围的路况进行全面系统的综合性分析。在汽车不定时启停和行驶状况随时变化等情况发生时，驾驶员能够通过液压制动系统对汽车行车效率和安全性进行有效预测和控制[3]。由此可见，要想使汽车在行驶过程中所有动力机制得以有效发挥，须依靠具有良好性能和可靠的液压制动系统。鉴于此，本文以汽车液压制动系统为研究对象，详细阐述液压制动系统性能的优化策略，以期为相关汽车液压制动系统的研究提供理论参考，使汽车安全性得到进一步提高。

1 液压制动系统

1.1 液压制动系统组成部分

液压制动系统主要由制动器、供能装置、传动装置、控制装置这四个部分组成。其中，制动器主要负责产生制动力和力矩，保障汽车运动时能快速停止；供能装置主要作用是负责能量的供给和调节，进一步改善介质的状态；控制装置主要作用是通过制动的动作进行控制，确保制动效果能够进行调节；传动装置的主要作用是把制动产生的能量进行传递输送[4]。

1.2 液压制动系统优势

液压制动系统在汽车和其他机械设备中广泛应用，具有很多优势。具言之，其一，良好稳定性。液压制动系统相比机械制动系统具有更好的稳定性，可在汽车行驶过程中更快速响应驾驶员制动指令。同时，液压制动系统中的传动装置可以有效避免由于磨损引起制动效率下降，使得制动操作更具有稳定性，有效提高制动性能。其二，维护方便。液压制动系统由制动主缸、制动阀门、制动器等组成，结构简单，易于制造和维护，并且液压制动系统通常具有自动调节功能，可通过反馈机制自动调整制动力，延长基本组件使用寿命。其三，制动效果好。液压制动系统由于液压传力的特性，可以满足不同类型汽车的制动需求，能够在高速和高负荷下为汽车提供良好制动力，有效提高汽车制动效能，进而提升驾驶员行车安全[5]。

1.3 汽车液压制动系统运用原理

液压制动系统基本工作原理是利用液压传力的原理，将踏板上的制动力转换成压力，通过制动管路传递到制动器上，实现车辆制动。首先，汽车会借助与车身相连的非旋转元件和与车轮相连的旋转元件之间的相互摩擦阻止车轮的转动或转动的趋势。在汽车行驶过程中，根据上述原理可知车轮在该状态下受到了一定程度的阻碍，由此形成了摩擦制动。其次，汽车液压制动系统在进行过相应的制动动作后，汽车整体制动系统的制动效果产生了一定的变化，进而推动摩擦制动和电磁制动相互配合，实现对汽车整体质量的减小。最后，在摩擦制动器与电磁制动器两种不同的摩擦制动力的作用下形成了相应的摩擦制动力和电磁制动力[6]。

2 液压制动系统的作用

2.1 保障行车安全

液压制动系统在整个汽车应用中，能够显著提升汽车安全性能。一方面，液压制动系统的稳定性和可靠性为汽车的行车安全提供了重要保障，在紧急情况下液压制动系统能够迅速有效地减速或停止汽车，避免碰撞事故的发生，进而保障行车安全。另一方面，液压制动系统通过液压原理将踏板施加的力量转化为制动力，在汽车行驶过程中，液压制动系统能够稳定可靠地提供制动力量，确保汽车可以在需要时迅速而平稳地减速或停止，从而保障驾驶人员行车安全[7]。

2.2 增强驾驶舒适度

液压制动系统能够使汽车在减速和停车时更加平稳，减少驾驶员和乘客的不适感，提高驾驶舒适度。一方面，液压制动系统通过液压力传递，控制制动器的接触力度，实现汽车的刹车操作，是一种综合性的制动系统，在驾驶人员制动动作不足以应对时及时增加制动力，确保汽车快速停稳。当发生。另一方面，液压制动系统具有迅速、稳定的制动效果，使得驾驶员能够更准确地掌控制动力度，提高汽车的安全性和制动的平稳性，增强驾驶舒适感[8]。

2.3 延长汽车使用寿命

一方面，液压制动系统通过液压原理传递制动力量，相比于摩擦制动系统，摩擦部分的磨损更为缓慢，可以延长制动系统的使用寿命。另一方面，液压制动系统通常采用耐高温、耐磨损的材料制造，并且，液压制动系统在汽车行驶中能很好承受由于制动过程而产生的热量，能够有效延长汽车使用寿命[9]。

3 汽车液压制动系统容易出现的故障及其原因

3.1 液压制动系统失灵

液压制动系统失灵是指汽车在发生制动后，由于制动控制系统、制动器部件等发生故障，导致驾驶员踩踏制动踏板后，没有明显减速效果，容易发生交通事故。会出现此故障的原因如下：一是制动器零部件发生损坏。制动系统中的零部件如制动钳、制动片等损坏或失效，会导致制动力不平衡，造成汽车跑偏。二是制动泵失效。制动泵是将驾驶员踩下的制动踏板力量转化为液压能量的关键部件，一旦制动泵失效，制动系统将无法正常工作。三是制动系统空气进入。制动系统中由于密封性较差会有空气进入，导致制动力分配不均衡，进而引起跑偏问题。四是制动油管发生泄漏问题，导致汽车制动效果欠佳。五是由于驾驶时间较长，汽车内部轮缸皮碗与活塞出现严重磨损，延长制动时间，导致制动跑偏问题产生[10]。

3.2 液压制动系统跑偏

液压制动跑偏指的是汽车发生制动后，由于左右车轮之间存在故障不能同一时间产生制动，导致汽车发生较大偏向制动的情况，汽车容易发生侧翻等危险。导致此故障发生有以下几方面的原因：其一，车辆的制动盘或制动鼓磨损不均匀，会导致左右轮的制动效果不一致，从而引起跑偏现象。其二，汽车由于未进行检查而出现某个轮胎漏气的现象，导致两个轮胎胎压不一致，从而发生制动跑偏现象。其三，ABS液压单元一侧出现故障阀门堵塞的问题，进而导致汽车采取紧急制动时，发生侧偏现象，加大汽车安全隐患。其四，制动系统中液压力分配不均，会导致左右轮的制动力不一致，从而引起汽车跑偏。[11]。

3.3 液压制动系统拖滞

液压制动系统拖滞是指制动踏板松开后，车辆仍然继续制动的情况，导致汽车出现起步难的现象，容易引发汽车追尾等交通事故。发生此故障的原因如下：首先，制动液长时间使用或受到外部污染物影响，可能导致制动系统内部零部件生锈腐蚀或卡滞，造成制动系统拖滞。其次，汽车制动盘由于时间较长形状发生变化，容易出现表面不平整或有明显的磨损，导致汽车在行驶过程中制动系统拖滞，降低汽车安全性能。再其次，制动钳内部的活塞卡滞或不灵活，会导致制动释放不完全，造成拖滞现象。最后，制动踏板的操纵机构由于缺乏维修保养，导致其无法正常运转，进而增加行车风险[12]。

4 汽车液压制动系统性能优化策略

4.1 液压制动布局优化

液压制动系统布局优化可以有效提高汽车制动性能，为驾驶员提供更加稳定和可靠的制动体验。其一，设计合理制动油路布局。车企通过设计合理制动油路布局，减少管道长度与弯曲部分，选择适当直径的管道和优质软管，改善制动油路的流动性，加快油液流动速度，进而提高液压响应速度。同时，车企通过增加液压泵的输出压力，快速产生出汽车行驶中所需的油液流动速度与压力，加快液压系统响应速度。其二，改变制动器面积。车企通过增大制动器面积和调整前后轮制动器面积这两种方式改变制动器面积。制动器面积增能分摊制动力，减少摩擦片磨损，更容易散热，延长使用寿命；前后轮制动器的调整可以使得汽车在紧急制动时具有更稳定的制动效果。同时，当制动器面积发生改变后，车企要根据改变内容合理设计液压系统参数，确保调整后的制动面积与制动力相匹配，避免因制动器面积改变所造成对汽车的不利影响。其三，增加液压制动力矩。制动力矩是制动系统提供制动力的能力，对汽车的制动性能有着直接影响，制动力矩的增加可以通过升级制动器和提升制动液性能来实现。具体而言，采用更大口径的制动器、改进制动器材料、增加制动器数量等方式升级制动器，进而提高制动器的制动力矩输出。同时，选择高温抗气泡和抗蒸发性能更好的制动液，提高液压传动性能，增加制动力矩输出。

4.2 液压制动系统技术优化

液压制动系统相关技术优化对汽车安全性能的提升有显著作用。一方面，采用电子控制技术。电子控制技术可以有效优化液压制动系统性能，提高制动效果。车企通过采用先进电子控制单元（ECU）和传感器，实现制动系统的智能化控制，精确控制制动阀门的开闭，提高制动响应速度和准确性。同时，车企通过引入防抱死系统、电子制动力分配系统和紧急制动辅助系统等电子控制技术，对汽车行驶过程进行实时监测，在汽车发生侧滑、急刹等问题时，快速响应，及时调整，进而提高汽车稳定性和安全性。另一方面，维修和保养技术优化。液压制动系统良好是保证行车安全的重要前提，因此，维护保养技术的优化对安全性能的提升显得尤为重要。车企通过开展液压制动系统能力大比武等活动，促进维修人3mxWm8Rfiknnx75J5HHr9BnUli7ldQfIDyTB7Qt5wtI=员之间关于业务问题的交流探讨，进一步优化维修保养技术，切实解决实际工作中存在的问题，进而提高驾驶员行车安全。同时，车企通过引入先进液压制动系统检修设备，制定有关液压制动系统方面的详细保养计划，预防潜在问题发生，进一步提高汽车安全性。

4.3 液压制动系统材料优化

液压制动器的材料要求直接关系到制动器的性能和寿命，对其进行优化设计可显著提升制动效果。其一，材料选择优化。制动器材料选择对制动盘摩擦系数和热导率产生直接影响。在制动器材料的选择上，车企要根据汽车的具体使用环境、制动需求、性能要求和预算这四个方面进行综合考量，选择最合适的制动器材料以优化制动器性能及耐久性。其二，材料制动效率优化。制动效率是指在单位时间内达到期望制动力的能力，对于制动系统的灵敏性和控制性能具有重要影响。材料制动效率通过加强制动器与制动盘的接触面积和优化制动器的工作参数来实现。具言之，增大制动盘的直径、改进刹车片形状等方式，增加制动器和制动盘的接触面积，从而提高制动效率。同时，通过调整制动器的压力、制动力分配等参数，使得制动系统在各种情况下都能保持较高的制动效率。其三，材料散热优化。车企通过散热片、通风口、热防护罩等优化设计对液压制动系统材料进行有效散热，避免制动系统由于制动时产生的高热量而失去制动效能。

5 结语

液压制动系统作为汽车安全性能的核心控制模块，在提高驾驶员行车安全性方面发挥着重要的作用。同时，液压制动系统的优化可以为相关汽车液压制动系统研究提供理论参考，使汽车安全性得到进一步提高。未来，车企还需积极探索汽车液压制动系统的优化策略，为驾驶员提供更加稳定和可靠的制动体验，推动汽车安全高质量发展。

参考文献：

[1]朱冰，张培兴，刘斌，等.基于自然驾驶数据的自动驾驶汽车安全性评价方法[J].中国公路学报，2022，35（07）：283-291.

[2]崔秀虹，常浩.汽车制动电驱液压系统闭环调速控制及仿真分析[J].中国工程机械学报，2023，21（02）：117-121.

[3]余卓平，史彪飞，卓桂荣，等.集成式电子液压制动系统位移压力特性理论研究[J].机械工程学报，2022，58（22）：294-303.

[4]余卓平，韩伟，徐松云，等.电子液压制动系统液压力控制发展现状综述[J].机械工程学报，2017，53（14）：1-15.

[5]洪诚，李琤.电动汽车电控液压制动系统CarSim/Simulink联合仿真研究[J].汽车实用技术，2024，49（05）：52-58.

[6]姚燕娜，李亚庆.基于虚拟仿真技术的液压盘式制动系统性能分析[J].液压气动与密封，2024，44（02）：67-71.

[7]别海.混合动力汽车液压气动制动能量回收系统的研究[J].内燃机与配件，2023（20）：23-25.

[8]李科军，陈淼林，王江银，等.湿喷机液压制动系统制动阀性能研究[J].工程设计学报，2022，29（05）：579-586.

[9]李智伟.防爆车辆新型液压制动系统的设计与优化[J].煤炭技术，2021，40（08）：208-210.

[10]乔宇琦.汽车液压制动系统故障检测和维修技术探讨[J].汽车测试报告，2023（02）：100-102.

[11]衣娟，郭庆梁.汽车制动系统常见故障及维修[J].拖拉机与农用运输车，2007（01）：96.

[12]杜理平.刍议汽车液压制动系统的故障检测及维修策略[J].时代汽车，2019（18）：129-130.