汽车制动系统设计-汽车制动系统设计说明书

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  1. 关于ABS,你了解多少?
  2. 汽车设计有何特点?简述汽车设计过程
  3. ABS防抱死制动系统

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汽车制动系统设计-汽车制动系统设计说明书
(图片来源网络,侵删)

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ma_k=1313; % 空载质量(kg)

ma_m =1925; % 满载质量(kg)

g=9.80665; % 重力加速度(m/s2)

hg_k=640; % 空载质心高(mm)

hg_m =742; % 满载质心高(mm)

L=3050; % 轴距(mm)

load_f_k=653; % 空载前轴负荷

load_f_m=660; % 满载前轴负荷

b_k=load_f_k*L/ma_k; % 空载质心到后轴的距离(mm)

b_m =load_f_m *L/ma_m ;% 满载质心到后轴的距离(mm)

a_k=L-b_k; % 空载质心到前轴的距离(mm)

a_m =L-b_m ; % 满载质心到前轴的距离(mm)

G_k=ma_k*g; % 空载重力(N)

G_m =ma_m *g; % 满载重力(N)

Fu1=(0:G_m);% 前制动器制动力

Fu2_k=0.5*(G_k/hg_k* (b_k^2+4*hg_k*L*Fu1/G_k).^0.5-(G_k*b_k/hg_k+2*Fu1)); % 空载I线

plot(Fu1,Fu2_k,'g')

hold on

Fu2_m=0.5*(G_m /hg_m *(b_m ^2+4*hg_m *L*Fu1/G_m ).^0.5-(G_m *b_m /hg_m +2*Fu1)); % 满载I线

plot(Fu1,Fu2_m,'b')

hold on

B_z=Fu1/(Fu1+Fu2_k); %β线,这里应该是根据制动系的设计给出的,不应这样求

plot(Fu1,(1-B_z)*(Fu1+Fu2_k))%问题出在这里

hold off

关于ABS,你了解多少

轿车、中小型客车液压制动系统设计专家以液压控制系统为背景,以制动器为研究对象,以Pro/ENGNEER为CAD支撑软件,用VB语言,开发了一套汽车制动器专用CAD系统;提出了制动器离散化方案,构建了参数化的制动器典型零部件三维图形库,使用Pro/ENGINEER实现三维实体造型以及尺寸与关系的参数化驱动;图形库系统用参数化图库引用、管理机制并拥有一个开放的扩充接口;研究了Pro/ENGINEER二次开发模块Pro/Tllokit,解决了同步模式下定制程序界面的问题,并实现Pro/ENGINEER的通信;建立了制动过程数学模型,推导了制动方程式并给出相关解法,编制了制动器数值仿真分析程序;构建了制动器设计资料库。

汽车设计有何特点?简述汽车设计过程

作为汽车中非常重要的安全措施,制动防抱死系统ABS(Anti-lock Braking System)如今早已是普及型配置。这项重要且可靠的安全措施,于上世纪90年代来到中国。那时,很多搭载ABS系统的车型,都会将这一配置当作卖点来展示。然而,ABS系统其实是经历了长时间的设计、研发和测试过程,才最终普及到汽车领域中。

本文梳理了车用ABS系统研发和应用的时间线,让大家清晰地了解这项汽车安全技术的前世今生。

ABS源自航空领域

20世纪初,飞机刚刚诞生。那时的飞机在着陆时,需要飞行员取“临界制动(Threshold Braking)”的操作来减速。飞行员必须在机轮出现抱死前尽可能全力制动,并通过主观判断,在机轮即将被抱死的瞬间减轻制动力,以此保持机轮不被抱死。光是看文字描述,就能感到当时飞机降落的制动操作难度。

1929年,法国机械工程师Gabriel Voisin为当时的飞机设计了一款机械式防抱死制动器,帮助飞行员告别了高难度的“临界制动”操作。其工作方式为,当机轮被制动抱死的瞬间,与机轮同轴的质量飞轮会随惯性继续旋转。飞轮转过一定角度后,其上的触点会打开一个阀门,改变制动液流向,暂时不驱动制动分泵活塞,使制动力短暂消失。这项设计很大程度地降低了飞机着陆的难度,使飞行更安全。

初步下探到汽车应用

早在1936年,梅赛德斯-奔驰便与合作伙伴一同研发适用于汽车的ABS系统。他们努力工作了20年,初步开发出了防止车轮抱死的技术。但在20世纪60年代之前,ABS都还是飞机的专享配置。

首先配备机械式ABS的Jensen FF

20世纪60年代中后期,少数运动型汽车开始使用名为Maxaret的机械式ABS,该系统由英国道路研究实验室和邓禄普公司共同研发。其工作方式,与前文提到的飞机起落架用ABS大致相同。但由于该装置成本很高且体积过大,因此无法得到推广。

老牌车企帮助ABS实现普及

时间来到20世纪70年代,福特集团开始为雷鸟和林肯大陆车型配备后轮ABS系统,这是ABS首次出现在美系车上。尽管上述早期的开发和应用仅是尝试,但不可否认,福特、梅赛德斯-奔驰、邓禄普等企业,以及英国道路研究实验室都对ABS的发展做出了杰出贡献。

梅赛德斯-奔驰用S级轿车测试电控四轮ABS系统

18年,在持续研发40余年后,梅赛德斯-奔驰终于将电控四轮ABS系统应用到了奔驰S级(W116)旗舰轿车上。而宝马公司也在20世纪80年代初,将电控液压ABS系统装到了他们的K100摩托车上。至此,由机电、液力联动的现代化ABS系统逐渐定型,并开始普及到道路交通的应用中。

当下ABS的功能已越发强大

自20世纪90年代以来,随着电控和传感器技术的发展,ABS系统已成为车企和消费者心中的标准配置,市场上也早已不再有把ABS当作卖点的商品车。

ABS可以实现多种驾驶和主动安全功能 ABS可以实现多种驾驶和主动安全功能

作为成熟的电控制动系统,当今的ABS已经能根据需要主动为某个或某几个车轮减速,并以此为基础来实现诸如牵引力控制TCS、电子制动力分配EBD、车身稳定控制ESC,全速域巡航控制ACC,以及自动紧急制动AEB等丰富的驾驶和主动安全功能。

ABS防抱死制动系统

工程设计阶段主要包括以下几个方面:

1. 总布置设计,在前面的总布置草图上,进行细化,精确各部件的尺寸和位置。确定各部件的详细结构、特征参数及质量要求。包括:发动机舱、底盘、内饰、外饰及汽车电器等布置图。

2. 车身造型数据,在油泥模型完成后,使用三维测量仪器对油泥模型进行测量,测量生成的数据称为点云,工程师根据点云使用曲线软件比如Catia、UG imageware等来构建汽车产品的外形。

3.发动机工程设计,一般新车型的开发都会选用原有成熟的发动机动力总成,然后针对新车型的特点及要求,对发动机进行布置,并进行发动机匹配,这一过程一直持续到样车试验阶段,与底盘工程设计同步进行。

4.白车身工程设计,白车身的设计工作是在车身造型结构基础上进行的,所谓的白车身指的是车身结构件以及覆盖件的焊接总成,包括发动机罩、翼子板、侧围、车门以及行李箱盖在内的未经过涂装的车身本体。白车身是保证整车强度的封闭结构。这些部件依然使用三维数模软件来见构建,譬如UG、CATIA等,并进行材料的选择,工艺性分析、焊接、装配等分析。

5.底盘工程设计,底盘包括:传动系统、行驶系统、转向系统、制动系统设计。主要工作包括: 尺寸、结构、工艺功能及参数方面的定义、计算,根据计算数据完成三维数模;然后根据三维数模进行模拟试验及零部件的样品的制作;根据三维图完成设计及装配图。

6.内外饰工程设计,内饰件主要设计包括仪表板、方向盘、座椅、安全带、安全气囊、地毯、侧壁内饰件、遮阳板、扶手、车内后视镜等。

7.电器设计,电工程负责全车的所有电器设计,包括雨刮系统、空调系统、各种仪表、整车开关、前后灯光以及车内照明系统。

经过以上各个总成系统的设计,工程设计阶段完成,最终确认整车设计方案。此时可以开始编制详细的产品技术说明书以及详细的零部件清单列表,验证法规。确定整车性能后,将各个总成的生产技术进行整理合成。

希望能帮到你!

ABS防抱死制动系统原本不是为汽车设计的

ABS也就是防抱死制动系统,这个安全系统是大家非常注重的功能之一,多年前ABS只会出现在顶配车型或是售价较高的车型里,但随着时代的进步以及提高驾驶安全性,ABS已经是几乎所有新车都会标配的安全系统之一!不过其实你知道吗?ABS防抱死制动系统竟然是飞机上的技术?

首先,ABS真正问世的时间是何时?答案是1920年!在1920年,这个ABS系统出现在了飞机上,当时ABS系统是非常简陋的设计,还谈不上现在的智能 ABS 系统。后来,德国一位工程师就针对当时的ABS系统进行了研究以及重新优化,最终在1928年得到了ABS的专利,同时ABS的时代崛起了!

到了1950年后,ABS防锁死刹车系统就普遍出现在大大小小的飞机上,目的是让飞机降落时,拥有更安全以及可靠的刹车力与来停止,防止飞机滑出跑道,而第一款拥有ABS系统的车是Ferguson99赛车,随后Jensen FF以及Ford Zodiac也拥有ABS系统。不过当年的ABS系统依旧是机械式的设计,并不是通过电子系统来运作,可靠性还是不够高,而且成本非常高!

一直到了18年,奔驰与博世在德国的斯图加特发表了电子化的ABS防锁死刹车系统,而旗下的S级(W116)也成为全球首款搭载电子化ABS系统的车款!在当时,奔驰是这样解释这项系统的:ABS防抱死制动系统的操作原理其实是透过感应器以及行车电脑对车轮转动的变化进行监控。

如果速度减慢过快(好比在湿滑的路面上踩刹车),一旦系统侦测到轮胎将会有锁死的风险,ABS就会立刻介入,以毫秒的超快速度重复地对制动系统进行释放再施加力道的动作,以防止车轮锁死,让驾驶者能够更有效地控制方向盘转向,也降低了侧滑或打转的机率。

1992年,ABS防抱死制动系统已经成为了奔驰乘用车款的标配,许多汽车制造商都纷纷为自家的车款装入了这个ABS系统,同时也进行了优化处理,也因此ABS系统逐渐变得越来越智能与可靠,到了现今的汽车市场,ABS已经是一个不可没有的汽车安全系统之一!

标签: #ABS

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