汽車(chē)電子液壓制動(dòng)系統跟隨特性的實(shí)驗研究 ----汽車(chē) EHB 系統的硬件設計(三)

發(fā)布時(shí)間:2015-11-20 10:57    發(fā)布者:designapp
關(guān)鍵詞: EHB
  3.2.3制動(dòng)踏板單元
  制動(dòng)意圖產(chǎn)生的核心—制動(dòng)踏板單元主要包括儲油室、制動(dòng)踏板、制動(dòng)主缸、踏板模擬器、踏板行程傳感器、模擬器控制電磁閥組成。制動(dòng)主缸的兩個(gè)進(jìn)油孔與儲油室相連,制動(dòng)主缸的推桿直接與安裝有踏板行程傳感器的制動(dòng)踏板相連,制動(dòng)主缸的一個(gè)出油孔經(jīng)二位二通的常閉的模擬器控制電磁閥與踏板行程模擬器連接。
  EHB執行器在每次制動(dòng)時(shí)都要求快速消除制動(dòng)間隙,這就要求制動(dòng)踏板在制動(dòng)開(kāi)始瞬間輸出一個(gè)較大值,同時(shí)其超調量又不能過(guò)大以便在消除制動(dòng)間隙后,其輸出量能夠正確反映駕駛員意圖。傳統的液壓制動(dòng)踏板無(wú)法滿(mǎn)足上述要求,因此,在EHB系統上須用電子制動(dòng)踏板替代傳統的液壓制動(dòng)踏板。電子制動(dòng)踏板主要由踏板行程傳感器(角位移傳感器)和踏板模擬器兩部分組成。
  踏感模擬器由串聯(lián)雙級彈簧簡(jiǎn)單構成,其主要功能是通過(guò)壓縮模擬器彈簧使制動(dòng)踏板具有“制動(dòng)腳感”,同時(shí)將駕駛員的制動(dòng)意圖以及制動(dòng)風(fēng)格通過(guò)角位移傳感器識別并發(fā)送給EHB控制系統。在EHB系統正常工作制動(dòng)時(shí),駕駛員踩下制動(dòng)踏板,踏板行程傳感器測得踏板的行程,通過(guò)獲得的電信號,將駕駛員的制動(dòng)意圖傳遞給電控單元,從而實(shí)現線(xiàn)制動(dòng)的功能。此時(shí)制動(dòng)主缸的油液直接流入儲油室。當EHB系統失效,進(jìn)入故障模式時(shí),駕駛員踩下制動(dòng)踏板后,由于模擬器控制閥恢復常閉狀態(tài),制動(dòng)主缸與各輪缸相通,駕駛員全力踩下的制動(dòng)力直接作用于各車(chē)輪上。實(shí)現EHB系統的故障容錯失效保護功能。
  角位移傳感器的作用是,探知駕駛員的制動(dòng)意圖,將作用在踏板上的信號精確地轉換為電信號,傳遞給電控單元,從而使控制單元準確得到駕駛員的制動(dòng)要求,向執行機構發(fā)出驅動(dòng)指令,完成相應的制動(dòng)動(dòng)作。踏板所能感受到的信息,主要有踏板行程以及踏板動(dòng)作的速度和加速度。實(shí)物圖如圖3.9所示
  


  3.2.4液壓輔助單元
  液壓輔助單元主要包括:管件,油杯,壓力傳感器
  1制動(dòng)管路
  管件包括管道、管接頭和法蘭等,其作用是保證油路的連通,并便于安裝、拆卸;管件的種類(lèi)有很多,EHB應用的管路由于考慮到空間布置,封密性,制動(dòng)液腐蝕等因素,要求所選取的管件易彎曲,耐高壓,耐腐蝕。主要應用于汽車(chē)制動(dòng)管路是雙層卷焊管。這種鋼管由于特殊的制造工藝,成品管呈退火狀態(tài),使其極易進(jìn)行加工和歪曲,具有優(yōu)良的抗高壓,耐腐蝕等性能,根據安裝位置和系統的工作壓力確定管件的連接結構;與泵、閥等連接的管件應由其接口尺寸決定管徑。管道尺寸取決于管內許用的流速和所需通過(guò)的最大流量。
  管道的內徑d和壁厚δ可采用下列兩式計算,即
  


  d:管道內徑;
  Q:管道的流量;
  v:允許流速,吸油管取0.5 ~ 1.5m /s,高壓管(蓄能器出液端)取2.5 ~ 5 m /s(壓力高的取大值,低的取小值),回油管取1.5 ~ 2.5m /s,局部收縮處取5 ~ 7 m /s;
  p:管內工作壓力;
  n:安全系數,對于鋼管,(當p≤7Mpa時(shí),n = 8;當7 Mpa≤p≤17.5Mpa,n =6;p≥17.5,n = 4.)
  σb:管道材料的抗拉強度,可由材料手冊查出。
  由于各個(gè)元件之間,和各自進(jìn)液端出液端的流量不同,所以與其連接的管路管徑也不同,我們將選取的管件分成兩部分
  (1)高壓蓄能器出口管路的管徑:
  


  取dac =5mm
  (2)其它管路按單前輪管路流量確定,即Q = Qfi =2.3 L/ min
  


  取d =3.5mm
  (3)管道壁厚
  


  2.油箱
  儲油杯是整個(gè)系統的供油和排油的裝置,設計油箱時(shí)應注意:
  (1)油箱的容積要足夠大。由于EHB系統管路較復雜、蓄能器、前后車(chē)輪制動(dòng)分泵需油量較大,油箱在滿(mǎn)足空間因素的條件下應盡量大。系統工作時(shí)既能保證散熱又能使液位保持適當,系統不工作時(shí)可容納所有工作介質(zhì)。
  (2)吸、回油管管口應位于系統工作時(shí)的最低液面以下,以防止吸空和回油飛濺產(chǎn)生氣泡。吸油管和回油管之間的距離要盡可能地遠些,有利于加大液流循環(huán),增強散熱效果。
  (3)油箱頂板應設有空氣過(guò)濾器,濾除空氣中的雜質(zhì),保證油液清潔。
  油箱容積計算
  油箱容量與系統的流量有關(guān),一般容量可取最大流量的3~5倍。
  


  式中:
  α:經(jīng)驗系數的選取見(jiàn)表3.3,取α=5
  Qv:液壓泵每分鐘排出壓力油的容積
  


  3傳感器的選擇
  (1)壓力傳感器
  汽車(chē)上應用的傳感器,主要有電容式、差動(dòng)變壓器式、和半導體式。應用最廣泛的是半導體式傳感器。半導體式傳感器成本低,價(jià)格便宜,制造工藝與集成電路相同的,適于大批量生產(chǎn)。因此,它具有可靠性高,耐環(huán)境性能好等特點(diǎn),并完全可以滿(mǎn)足汽車(chē)在各種惡劣環(huán)境下使用的要求。EHB系統中,壓力傳感器實(shí)時(shí)的監測各個(gè)制動(dòng)輪缸的壓力、高壓蓄能器的壓力、制動(dòng)踏板主缸的壓力,將這些壓力信號反饋給ECU分析和處理。根據所需本文將四個(gè)監測輪缸壓力的測傳感器集成在HCU上,使安裝更加緊湊,系統的集成度更高,根據高壓蓄能器在EHB系統中的作用,我們選定GEMS2200系列-緊湊型高壓OEM壓力傳感器,它的額定工作壓力為16Mpa左右,精度為30Kpa選擇英國,具體型號為:GEMS2200BGC2501A3UA
  (2)踏板行程傳感器:擬采用電子踏板
  由于踏板行程傳感器可以集成于電子踏板,因此通過(guò)傳感器的測量值可以檢測踏板行程,通過(guò)計算可以得出行程的變化量。其技術(shù)參數應該滿(mǎn)足如下指標:
  工作電壓:配備可選電壓5/2.5VDC
  輸出信號:兩種工作模式下分別為1.1~4.2/0.55~2.1VDC
  輸出引腳:兩套輸出引腳6針
  使用壽命:不低于1000萬(wàn)次按壓
  根據要求我們選擇的具體型號為CSHT-01
  4空氣濾清器的選擇
  空氣濾清有油浴式、慣性式、過(guò)濾式三種類(lèi)型,汽車(chē)上大多應用紙芯空氣濾清器,紙芯空氣濾清器過(guò)濾效率高,灰塵的透過(guò)率低,過(guò)濾面積大,壓差低,安裝空間小、結構緊湊,質(zhì)量小,成本低,安裝方便,不受布置空間限制,維護時(shí)耗油少,密封性能高?諝鉃V清器垂直安裝在油箱蓋板上,當油箱內油液平面變化時(shí),通過(guò)濾清器吸入空氣,或者排除空氣,同時(shí)在向油箱注油時(shí),濾清器可以充當油液過(guò)濾器。
  在EHB系統中,由于系統元器件如高速開(kāi)關(guān)閥、液壓泵等都屬于封密性較高的精密元器件,要求油液的清潔度較高,因此需要空氣濾清器濾除雜質(zhì)。本文選定空氣濾清器的具體型號為:EF1-25具體技術(shù)參數如表3.4
  

                               
                                                               
                               
               
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