第18卷第1期
中
国安
全科学学报
V01.18No.1
20
08年1月
China
Safety
Science
JournalJan.2008
汽车辅助制动装置发展综述‘
刘成晔副教授
(江苏技术师范学院汽车工程学院,常州213001)
学科分类与代码:620.3030
中图分类号:X924.4
文献标识码:A
基金项目:江苏省教育厅自然基金资助(07K.mss0046)。
【摘要】平均行驶速度和载重量的增加,要求车辆具有更大的制动效能,为了有效分流制动负荷
常采用辅助制动系统。介绍国内外制动法规的发展和现状,排气辅助制动装置、发动机缓速器、电涡
流缓速器和液力缓速器的结构、工作原理及各辅助制动装置的制动性能;比较各辅助制动装置的优
缺点,有利于汽车制动技术的发展,全面提高汽车行驶安全性能;展望未来汽车辅助制动装置的两大
发展趋势,一是电子控制技术在汽车制动上的应用,二是多种辅助制动装置的联合制动。【关键词】
汽车;
行驶安全;
制动;辅助制动装置;发展趋势;综述
Review
on
DevelopmentofAuxiliaryBrakingSetofAutomobiles
LIUCheng-ye,Assoe.Prof.
(School
ofAutomobileEngineering,JiangsuTeachersUniversityofTechnology,Changzhou
213001,China)
Abstract:
Witll
theincreaseofaveragedrivingspeedandloadofautomobile.betterbrakingeffectis
re—
quired.Tosplit-flowbrakingload,auxiliarybrakingsetusuallyisused.Developmentand
actualityofdo-
mesticandoverseasbraking
laws
and
regulations
ale
firstlyintroduced.Thenthestructure,workingprinei-
pieand
brakingperformanceofexhaustbrake,enginebrake,eddycurrent
retarderandhydraulicretarder
aleexpounded,andtheiradvantagesanddisadvantagesalecompared,whichishelpful
to
thedevelopment
ofautomobile
brakingtechnologyandtheimprovementofoverallperformanceofautomobiles.Finally,the
developingtrendofautoauxiliarybrakingsetisprospected,whichincludestheapplicationofelectronic
control
technology
toautobrakes
and
thecombinedbrakingofmulti—auxiliary
braking
set.
Keywords:automobiles;drivingsafety;braking;
auxiliary
braking
set;developingtrend;
review
人数的79.3%,货车发生交通事故的原因分析中,排
0
引言
在第一位的是驾驶违章,其次是车辆的机械故障,而
良好的制动性能是车辆安全行驶的重要保证,传在各种车辆的机械故障中,制动因素占据了相当高的
统的机械摩擦式(盘式或鼓式)制动器长时间连续制比例口J。据统计,由于制动失效和制动不良所导致的动常导致制动性能大幅下降甚至失效,因而引发严重机动车事故,占所有事故的比例分别超过20%和的交通事故,已成为突发性事故主要原因之一‘1_21。40%,制动失效与不良两大原因造成的死亡人数超过2006年全国道路交通事故死亡人数占安全事故死亡
总死亡人数的50%。我国交通死亡事故占全球的
・文章编号:1003—3033(2008)01—0105一07;收稿日期;2007一09—16;修稿日期.2007一ll一30
万方数据
汽车美容类型(一)汽车/用品/配件/改装/摩托
●汽车美容之车表护理:无水洗车、泡沫精无水洗车
http://www.taobao43.net/list.php/26.html
致洗车、全自动电脑洗车、中性环保蜡水精细洗车,底盘清洗,漆面圬渍处理、漆面飞漆处理、新车开蜡、氧化层去除、漆面封蜡、漆面划痕处理、抛光翻新、金属件增亮、轮胎增亮防滑、玻璃抛光、轮毂清洁处理、外饰条清洗、发动机外部美容、划痕快速修复、汽车漆表的沥青、焦油的去处、顶蓬去污翻新处理、汽车玻璃防雨防雾处理
●汽车美容之内饰翻新:顶棚清洗、车门衬板清洗、仪表盘清洗护理、桃木清洗、丝绒清洗、地毯除臭、塑料内饰清洗护理、真皮座椅清洗、全车皮革养护、全车桑拿、空调风口清洗、座套坐垫清洗、行李箱清洁护理、全车吸尘处理
●汽车美容之高级美容:漆面封釉、漆面镀膜、汽车桑拿、底盘装甲、臭氧消毒、划痕修复、专业真皮修护、http://www.taobao43.net/list.php/50014481.html
http://www.taobao43.net/list.php/50014648.html汽车美容类型(二)
现代汽车美容服务大体上可分为车身美容、内部美容、漆面处理、汽车防护和汽车精品等几部分。
1. 车身美容
车身美容主要包括高压洗车,除锈、去除沥青、
焦油等污物,上蜡增艳与镜面处理,新车开蜡,钢圈、轮胎、保险杠翻新与底盘防腐涂胶处理等项目。经常洗车可以清除车表尘土、酸雨、沥青等污染物,防止漆面及其他车身部件受到腐蚀和损害。适时打蜡不但能给车身带来光彩亮丽的效果,而且多功能的车蜡能够无微不至地呵护爱车,可以防紫外线、防酸雨、抗高温及防静电。http://www.taobao43.net/list.php/50014477.html
2. 内部美容
内部美容主要分为车内美容、发动机美容、行
李箱清洁等内容。其中车内美容包括仪表台、顶棚、地毯、脚垫、座椅、座套、车门衬里的吸尘清洁保护,以及蒸汽杀菌、冷暖风口除臭、车内空气净化等项目。发动机美容则包括发动机冲洗清洁、喷上光保护剂、
做翻新处理、三滤清洁(指的是燃油滤清器、机油滤清器、空气滤清器) 等项目。
3. 漆面处理漆面处理服务项目可分为氧化膜处理、飞漆处
理、酸雨处理、漆面划痕处理、漆面破损处理及整车喷漆。漆面处理不仅能使爱车永保“青春”。还能复原您不慎造成的划痕及破损。更好地保护车身,使汽车保值。http://www.taobao43.net/list.php/50018720.html
4. 汽车防护
汽车防护的项目包括贴防爆太阳膜、安装防盗器、安装静电放电器、安装汽车语音报警装置等。汽车防护虽然对汽车的美观不产生直接影响,但却能很好地呵护爱车。http://www.taobao43.net/list.php/50014537.html
5. 汽车精品
汽车精品是汽车美容的点睛之处,也是一种汽车生活文化的体现,它致力于把汽车营造成一个流动的
生活空间,诸如车用香水、蜡掸、护目镜、把套、坐垫等。汽车精品带给人们的是一种贴身的关怀。
一分功夫一分精彩。美丽的背后绝不仅仅是追逐时尚的冲动,更多的是对另一种物质文化的把握。
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第18卷2008焦
15%,已成为交通事故最多发的国家HJ。
由机动车辆制动引发的重特大事故频繁出现在各大报刊及门户网站,2007年5月4日晨,重庆市“冀BG5084”大货车行至祥临线K183+870M处时,尾追同向行驶的“云¥20475”解放轻型载货车,同时
与迎面驶来的“云S10827”擦碰,致使“云¥20475”
失控驶出路面,造成多人伤亡。经查:“冀BG5084”在6公里的下坡路段连续使用制动,增加了制动蹄片和制动鼓的滑磨时间,使制动鼓温度升高,产生热衰退现象,导致制动失效。
比较典型的有关制动系统失灵引发的交通事故是2005年12月4日八达岭发生的交通事故,一辆装载电石的大货车与一辆载有29人的客车相撞,随后两车翻人道路左侧约20余米的深沟中,这起事故造成24人死亡、9人受伤。调查表明,装运电石的大货车刹车失灵,追撞前车造成了该起重大交通
事故。
国内4级及4级以下等级公路里程120多万公里,由于地形条件多样,道路情况也比较复杂。陡坡、连续长距离下坡的情况很常见,这些路段往往是
事故多发地段,这也为制动失灵事故埋下了隐患。
针对我国现有的汽车制动技术水平和状况,采用点制动易造成行车制动器效能过度下降,为了有效分流制动负荷,切实可行的办法是安装具有连续制动特性的辅助制动装置。该装置对于提高汽车行驶安全性、减小交通事故发生具有积极意义。
1
国内外相关制动法规
关于汽车辅助制动西方发达国家已出台多部相
关的法律法规,并已将辅助制动装置作为指定车辆的标准配置。例如:德国的交通法规明文规定,总质
量在5.5t以上的客车和9t以上的载重汽车,必须
装有辅助制动装置H1;瑞士交通法规规定,超过
3.5
t的牵引车和总质量8t以上的载重车必须安装
辅助制动系统∞1;法国要求载重等于和大于11t的运输危险品的汽车必须装备缓速器【7J。
欧盟关于车辆制动认证的UN—ECER13法规附件4汽车下长坡性能试验标准规定,在平均坡度6%或7%长6公里的坡道上汽车不采用行车制动器车辆最大速度不超过30km/h[s],该指标如不安装缓速器,目前技术条件下是难以实现的。
2002年6月我国交通部颁布行业标准JT/T325--2002{营运客车类型划分及等级评定》,该标准规定中型客车中高二级,大型客车中高一级、
万方数据
高二级和高三级客车必须安装缓速器【9】。
建设部2002年10月公布执行CJ/T162--2002《城市客车分等级技术要求与配置》也作出了相应的规定¨训;2004年建设部参照“ISO/WDl2161
Road
vehicle—Endurance
braking
systems
of
motorvehicle
andfowedvehicles—Test
procedures”制定了行业标准
《城市客车缓速器制动性能要求与试验方法》,并且计戈4制订汽车缓速器的行业标准。
2辅助制动装置类型及特点
汽车常用辅助制动装置有以下几种类型:排气
制动器、发动机缓速器、电涡流缓速器、液力缓速器等。前两种制动器只适用于柴油发动机,后两种对发动机类型无限制条件。由于结构和工作原理不同,制动特性也不尽相同,辅助制动装置的应用可以
切实改变我国汽车制动技术落后现状,正确选用辅
助制动装置可以有效分流行车制动器的负荷、提高制动稳定性以及抗热衰退性。
3辅助制动装置
3.1排气制动器
3.1.1结构
图1是电控气动式排气制动装置结构简图,由执行机构、控制机构和断油机构3部分组成。
排
警
目
图1电控气阀式排气制动系结构
1)执行机构:包括排气制动缸及蝶形阀等;2)控制机构:包括排气制动开关、油门踏板和离合器踏板联动开关、排气制动工作指示灯、电磁阀及空气管等;
3)断油机构:包括停油缸等。
图2为排气制动执行机构总成,由排气制动缸、摇臂机构、蝶形阀及壳体等。蝶形阀的操纵是由单作用活塞式排气制动缸控制的,当储气筒内压缩空气经气管进入排气制动缸时,活塞在气体压力作用
第1期刘成晔:汽车辅助制动装置发展综述
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下克服弹簧力,带动推杆沿气缸轴线移动。在推杆
3.1.3制动性能
推力作用下,摆臂和蝶形阀绕轴线转动,当蝶形阀转
文献[11]对亚星JS6820中型客车进行实验分至关闭位置时,发动机排气受阻,总成处于工作状
析。试验得到变速器分别处于Ⅲ档、Ⅳ档时,制动力态。当压缩空气的气源切断后,制动缸内压缩空气随汽车行驶速度变化的关系曲线如图3所示。
被排出,推杆和活塞在弹簧力作用下带动摇臂和蝶形阀转动,当转至阀片平面与壳体轴线平行时,即解除排气制动。
6
,、
量
R4帽饔
2
10305070
车速VCkm・h-I)
图3排气制动器制动特性
图中可见处于同档位时,制动力随车速的增加而增加,且低速档时制动力上升幅度较大;在相同车速
时制动力随档位的升高而下降。该特性说明采用排气制动时可通过变速度器档位调节制动力,车速较高
图2排气制动器执行机构总成
时具有较大的制动力也是符合汽车制动要求的。
3.1.2工作原理
3.2发动机缓速器
制动时,首先切断燃料供给,离合器处于接合状3.2.1结构
态,同时排气制动阀门将发动机排气管关闭,发动机
顶置式发动机缓速器的结构如图4所示,它由曲轴在车辆的拖动下被迫进行旋转运动(反拖),在
电磁阀、调节阀、调节螺钉、主副活塞、排气摇臂及低排气行程空气在气缸内进行压缩,增加了排气阻力,压、高压油路等组成。为控制电磁阀动作,需设置相通过传动系传递到驱动轮上,达到降低车速的目的。
关控制电路。
机
图4顶置式发动机缓速器结构
当发动机缓速器工作时,主开关闭合,电磁阀通使主活塞下移,与摇臂末端接触。随着发动机运转,电并打开低压油路,机油从进油口进入缓速器低压
推杆上行,推动主活塞上移,压缩高压油区的机油并油区。在机油压力作用下球形节流阀上升,低压油
将控制阀中的单向阀关闭,主/副活塞之间高压油区路与高压油路连通,机油进入高压油区。机油压力
的机油被隔离。由于机油的不可压缩性,使副活塞
万方数据
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随着主活塞的上移而下行,在压缩上止点前将排气
门打开。
3.2.2工作原理
发动机制动如果仅依靠排气损失及活动部件摩
擦损失,其辅助制动效果是非常有限的,尤其是随着
发动机技术的发展,这些损失逐渐减小。在切断燃
油供给后发动机做功行程变成压缩行程终了时的压
缩气体膨胀做功过程,发动机缓速器设置的气门控制机构,通过控制排气门的开闭,将压缩终了的气体排出,消除了压缩气体在膨胀行程的做功,极大地提高了辅助制动效果。从本质上讲此时发动机已变成
吸收能量的空气压缩机。3.2.3制动性能
图5为发动机缓速器制动特性曲线[12l,从曲线
看出:处于相同档位时制动力随车速的增加而增加,且低速档制动力上升幅度较大;在相同车速时制动
力随档位的升高而下降。上述特性与排气辅助制动
器类似。
各档位制动力曲线与不同坡度的坡道上汽车下
坡稳定行驶所需的制动力曲线的交点即为汽车以该
档位在此坡道上下坡行驶的稳定车速,即不使用行
车制动器汽车可以以此稳定车速滑行至坡底。
图5发动机缓速器制动特性及稳定车速
3.3电涡流缓速器
3.3.1结构
电涡流缓速器结构如图6所示,由定子、转子及
固定架等组成。定子由8个高导磁材料制成的铁心组成,呈圆周分布,均匀安装固定架上。线圈绕组套装在铁心上,共同构成磁极。圆周上相对两个励磁线圈串联或并联成一组磁极,相邻磁极极性相反;转子由前转子盘、后转子盘和转子轴构成。转子盘呈圆环状,用导磁性能高且剩磁率低的铁磁材料制成。
转子通过连接凸缘与传动轴相连,并随传动轴转动。
万方数据
Science
Journal
2008芷
前后转子盘和定子磁极间存在一极小的气隙。
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图6电涡流缓速器结构
3.3.2工作原理
利用法拉第电磁感应原理,把汽车行驶的动能
转化为成电涡流并且以热量的形式散发掉,从而实
现车辆的减速。
当接通缓速器的控制手柄开关(或踩下制动踏
板)进行减速或制动时,励磁线圈通以直流电流励磁,产生的磁场在定子磁极、气隙和前后转子盘之间构成回路。旋转的转子盘作切割磁力线运动,其内部无数个闭合导线所包围的面积内磁通量发生变化,从而在转子盘内部产生无数涡旋状的感应电流,
即涡电流。
涡电流产生后,磁场对带电的转子盘产生阻止其转动的阻力(即制动力),阻力的方向可由弗莱明
(Flemin)左手法则来判断。阻力的合力沿转子盘周向形成与其旋转方向相反的阻力矩。涡流在具有一定电阻的转子盘内部流动时,产生焦耳热。车辆行
驶的动能转变成热能,实现车辆的减速。3.3.3制动特性
图7是台架试验测得的电涡流缓速器分档控制制动力矩随转子转速变化的特性曲线。随着转速增
加制动力矩迅速增大,达到一定转速时存在极大值,
2200
百1
400
Z
薹1
200
墨
800
耨
暴400
0750150022503000
转速o(r/minl
图7电涡流缓速器制动特性
第1期刘成晔:汽车辅助制动装置发展综述
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转速继续增加制动力矩有所下降。制动力矩近似按电磁极对数(档位数)比例增加。图8是转子盘以稳定转速700r/rain运转时制动力矩随时间变化关系。曲线表明力矩随制动时间增加而逐渐下降,最大降幅可达40%左右。
莒1
600
Z
i
1200
墩督
墨800
羽e
400
0
2
4681012
时间“min)
图8制动力矩随时间变化特性
3.4液力缓速器
3.4.1结构
液力缓速器主要由本体、智能控制装置、操作装
置等部分组成,本体中装有转子、定子、动力连接法
兰(与传动轴相连)、散热器、工作液管道、工涂液贮槽、壳体等组成,如图9所示。
图9液力缓速器
转子与定子对置,定子固定在缓速器壳体上,转子后端经连接法兰与传动轴连接,前端通过花键与
变速器输出轴相连。转子和定子均铸出叶片。转子
随传动轴转动,定子和转子对置形成工作腔,并与工作液贮槽相通。散热器冷却水管与发动机冷却系统相连,利用发动机冷却系统散热。3.4.2工作原理
制动时通过控制阀向油池施加气压,使工作液
万方数据
充入转子与定子间的空腔内。由于工作液的阻尼作用在转动的转子上产生阻力矩,使转子和传动轴的转动减速,车辆的动能转变成热能,实现缓速作用。
吸收热能的工作液流经散热器将热量散发在周围环
境中。缓速力矩的大小取决于工作腔内工作液的物理性质、压力和数量,转子和定子的叶片结构形式,以及传动轴的转速等参数。
3.4.3制动特性
ZF液力缓速器的制动特性如图10所示。随着转速的增加,制动力矩迅速上升,到某一定值后达到稳定。处于低制动强度级时制动力矩稳定在较宽的
速度内,处于高制动强度时,制动力矩随转速的稳定范围变窄。
从整个特性曲线来看,制动力矩几乎与制动强度成正比例。该特性对于车辆的稳定减速是有
益的。
3
2
2
l
l
—g墩R髦器
02505007501000125015001750200022502500
转速(r.min)
图10
ZF整体式液力缓速器特性
4辅助制动装置优缺点
4.1优点
与行车制动装置相比,辅助制动具有如下优点:
1)辅助制动装置由于均安装在主减速器的前部,实现了制动力在左右车轮上的均匀分配,不会造成制动跑偏,提高了车辆制动安全性。
2)辅助制动装置是连续制动的,只在制动初期
对车辆产生一定的冲击,在制动过程中不会产生冲
击,提高乘坐舒适性。
3)辅助制动装置有效分流了车辆制动负荷,降低制动盘(或制动鼓)的温度,提高行车制动系的制动效能,延长其寿命和更换周期,提高车辆下坡时的平均行驶速度和经济性。
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4.2缺点
1)辅助制动装置增加了车辆的整备质量,尤其是电涡流缓速器和液力缓速器,重量大,结构复杂。
2)辅助制动装置中排气制动器和发动机缓速器由于制动力矩相对较小,单独使用已很难满足
UN.ECE
R13法规附件4要求。
5发展趋势
随着汽车技术的快速发展,涉及汽车行驶安全的辅助制动技术也得到了长足进步,主要表现在以下几个方面。
5.1
电子控制技术在辅助制动中的应用
5.1.1防抱死制动系统(ABS)
ABS是防抱死制动系统(Anti.10ck
BrakingSys.
tem)的简称,1998年美国和欧盟所有成员国要求新车必须安装ABS系统。ABS系统通过控制车轮的滑移率,防止制动过程中车轮抱死,提高地面附着系
数的利用率,保持车辆的方向性和稳定性,减少制动
距离。
5.1.2电控制动系统(EBS)
EBS是电控制动系统(E1ectric
Braking
System)
的简称,在ABS的基础上采用电子控制取代传统的机械传动控制制动系统以达到良好的制动效果,增加汽车制动安全性。EBS主要包括3个部分,即电一气制动系统EPB、防抱死制动系统ABS和防滑控
制装置ASR,旨在优化车辆的牵引和制动,使制动
力稳定在一定的附着一滑移范围内,确保所有制动桥同时快速作用,将车辆制动时产生的冲击降低到最小,对行车制动器产生的磨损和温度均衡,减少制动距离,提高制动蹄片寿命达20%。安装了ABS的气压制动系统可以使时速96.5km/h的载货汽车在
76.4~85.4
m之间完全停住,而安装了EBS系统的
载货汽车可以将停车距离再缩短15%。
5.1.3
电子制动力分配系统(EBD)
EBD是电子制动力分配系统(Electric
Brake.
force
Distribution)的简称,EBD根据汽车制动时产生轴荷转移的不同,自动调节前、后轴的制动力分配比例,提高制动效能,并配合ABS提高制动稳定性。在制动过程中高速计算机在汽车制动的瞬间,分别对4只轮胎附着的不同地面进行感应、计算,得出不
万方数据
同的摩擦力数值,使4只轮胎的制动装置根据不同的情况用不同的方式和力量制动,并在运动中不断
高速调整,让制动力与牵引力更加匹配,达到更有效
的安全制动。
5.1.4电子稳定程序(ESP)
ESP是电子稳定程序(Electronic
StabiltyPro.
彤吼)的简称,包含ABS及ASR,是这两种系统功能上的延伸。ESP相当于在驾驶室内安装了4个刹车
踏板,在适当的时刻分别对4个车轮进行精确制动,保证车辆稳定行驶。ESP不仅能防止车轮在制动时抱死和启动时打滑,还能防止车辆行驶中侧滑。随时对车辆的侧滑进行控制,保证驾乘者的行车安全。
ESP与ASR和ABS的区别在于ASR和ABS只
能被动地作出反应,而ESP则能够探测和分析车况
并纠正驾驶的错误。由于ABS,ASR和ESP在技术
和性能是相通的,ESP将来可能替代ABS和ASR。
5.2联合制动
联合制动是采用两种及两种以上辅助制动装置作为车辆辅助制动系统,文献[12]采用发动机缓速器和电涡流联合作用对车辆制动性能的影响,文献[13]采用3种类型缓速器联合作用,研究结果表明采用联合制动减速度变化在0.3g以下时,车辆动能的90%由缓速器吸收,仅有少量的动能由行车制动器吸收,在紧急制动的情况下联合工作保证了制动鼓和制动衬片不会过热和过度磨损,从而提高了制动器的寿命,有利行车安全。
6
结论
笔者介绍西方发达国家有关辅助制动装置的法
规,比较各辅助制动装置的优缺点,展望未来汽车辅助制动装置的发展,得出如下结论:
1)必须加快我国有关汽车辅助制动法律法规的制定工作,同时出台有关辅助制动装置的技术规范,提高我国普通汽车尤其是重型汽车制动技术水平,减小道路交通事故的发生。
2)未来汽车辅助制动的发展方向主要体现在
两个方面,一是电子控制技术在辅助制动装置上的应用,二是多种形式的辅助制动装置的联合制动。新技术的应用将有利于汽车制动技术的发展,不仅
可以全面提高车辆乘坐舒适性,而且极大地提高汽
车行驶安全性。
第1期刘成哗:汽车辅助制动装置发展综述・111・
参考文献
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汽车辅助制动装置发展综述
作者:
作者单位:
刊名:
英文刊名:
年,卷(期):
被引用次数:刘成晔, LIU Cheng-ye江苏技术师范学院汽车工程学院,常州,213001中国安全科学学报CHINA SAFETY SCIENCE JOURNAL2008,18(1)5次
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4. 沈小雨 汽车安全标准亟需立法 2007
5. Hans Otto MEPER Hydrodynamische dauerbremsachse fuer anhaenger und sattelauflieger 1973
6. H.Von Der Bie. J.Summerauer . M.Ryti . 重庆汽车研究所 Exhaust brake-The viewpoint of the manufacturersof engines and vehicles 1980
7. 刘增岗. 张炳荣. 李京 汽车缓速器的发展和法规探讨[期刊论文]-城市车辆 2006(02)
8. 余强 汽车下坡持续制动性能研究[学位论文] 2000
9. JT/T 325-2002.营运客车类型划分及等级评定 2002
10. CJ/T 162-2002.城市客车分等级技术要求与配置 2002
11. 陈荫三. 余强 辅助制动试验研究[期刊论文]-西安公路交通大学学报 2000(02)
12. 余强. 陈荫三. 马建 客车发动机制动与缓行器联合作用的制动能力[期刊论文]-长安大学学报(自然科学版)2004(02)
13. 余强. 陈荫三. 马建 发动机制动、排气制动与缓行器联合作用的模糊控制系统研究[期刊论文]-汽车工程2004(04)
相似文献(10条)
1.会议论文 李克强. 王建强. 高锋. 张磊. 侯德藻 基于ITS的汽车行驶安全辅助系统 2005
基于ITS技术的汽车行驶安全辅助系统是提高道路交通安全的有效手段,本文介绍了清华大学汽车安全与节能国家重点实验室在此领域的研究与开发工作。在研究行驶环境感知和信息融合、驾驶员特性和安全距离模型、车辆运动控制及系统集成等关键技术的基础上,建立了汽车行驶安全辅助系统实验平台和试验样车,实现了危险报警、主动避撞、车辆跟随、车道保持等功能,并完成了相关实验分析与评价,为进一步开展基于ITS的主动安全技术的研究以及汽车行驶安全辅助系统的产业化奠定了基础。
2.学位论文 张杰 基于ARM的汽车黑匣子的研究与设计 2008
汽车黑匣子(又称汽车行驶记录仪)是一种使用在汽车上的数字式电子记录装置。这种装置能对车辆的行驶速度、时间、里程以及有关车辆行驶的其他状态信息进行记录存储并可通过接口实现数据输出。汽车行驶记录仪的使用,对抑制疲劳驾驶、车辆超速等交通违章、约束驾驶人员的不良驾驶行为、保障车辆行驶安全以及道路交通事故的分析鉴定具有重要的作用。本文根据汽车行驶记录仪国家标准GB/T 19056-2003,并在此基础上开发设计了一种具有音视频处理功能的汽车黑匣子,采用的是三星公司的S3C2440 32位ARM处理器和Linux操作系统,同时为了使汽车黑匣子能更方便地与上位机之间进行通讯,本系统采用了USB Mass Storage设备来实现数据的传输。
论文首先介绍了汽车黑匣子的研究背景,并对国内外汽车黑匣子的研究现状进行了概括,在此基础上提出了本课题需要完成的目标。接下来,论文阐述了系统总体设计的构思以及各个功能模块不同方案优劣的比较,给出了最后的设计方案,并建立了系统的开发平台。在硬件设计方面详细地介绍了各主要功能部件及电路的设计和特点。在软件设计单元介绍了Linux操作系统和Bootloader的特点,并给出了系统软件的各模块程序设计。在文件系统设计部分,论文讨论了在NandFlash中建立FAT文件系统的实现方法。最后通过Linux下USB Mass Storage设备驱动的设计和调试,实现汽车黑匣子记录的数据通过USB接口与PC机或PDA之间的通信。
本文在结束处对整个课题作出总结,并指出在本系统现有的基础上性能还可以进一步改善和改进的地方。
3.会议论文 王慧. 王保国. 刘淑艳 基于汽车行驶安全智能驾驶模型的研究 2007
根据预瞄跟随理论和驾驶员行为特征,结合驾驶员操纵行为模式建立了智能驾驶模型;用神经网络和模糊控制建立智能模型,采用遗传算法并对建立的模型用VC++编程,进行仿真计算,最后对仿真结果分析。
4.学位论文 任玉晓 基于ADAMS/CAR的汽车通过减速带时的平顺性及行驶安全性研究 2009
路面减速带是安装在道路上目前广泛使用的道路强制控速设施,对于减缓车辆的行驶速度、减少交通事故的发生有着良好的效果。目前,减速带在道路中得到了广泛的使用。但现实中的减速带产品种类繁多,参差不齐,对于不同限速道路上的减速带的选择仍不明确。因此有效和安全的使用路面减速带可以大幅度的减少由超速引起的交通事故,有效地保障交通安全,对于道路行车安全具有重要的意义。
本文通过分析车辆通过路面橡胶减速带的实际为车辆受到路面脉冲输入的过程,选取了轮荷冲击系数和车身加速度作为评价车辆通过路面减速带响应的指标。
基于多体系统动力学软件ADAMS/CAR,通过修改模板参数及关键点位置,建立前悬架系统、转向系统、后悬架系统、制动系统、动力传动系统、车身、轮胎等子系统,组建整车模型,并根据实际情况建立了包含路面减速带的用于虚拟仿真分析的B级路面。
在ADAMS/CAR中进行3D road整车仿真分析。并在后处理模块ADAMS/PostProcessor中获得分析所需的数据及曲线。分别针对路面减速带的横断面轮廓形状,减速带的宽度和高度对样车进行了虚拟仿真试验。
基于仿真试验所获得的试验数据,以车身垂向加速度和轮荷冲击系数为评价指标,首先对三种典型的横断面轮廓曲线的减速带对车辆通过时的平顺性和行驶安全性的影响进行了比较分析,然后分别对减速带的宽度和高度对车辆的影响进行了分析。
论文得出了在不同道路限速条件下应该如何合理的选择减速带的横断面轮廓和减速带的宽度及高度,对于路面减速带的应用具有一定的指导意义,对于减少道路交通安全事故,提高车辆的行驶安全性具有重要的意义。
5.期刊论文 疏祥林. 杨柳青. Shu Xianglin. Yang Liuqing 驾驶员的个性心理特征对汽车行驶安全的影响研究 -现代交通技术2006,3(3)
汽车在运行过程中,驾驶员要根据各种环境信息来选择、实施自己的操作行为,当碰到一些复杂的、危险的交通场面时,驾驶员的个性心理特征对交通安全有着直接的影响.驾驶员的各种心理特征对安全驾驶都有有利和不利的一面,驾驶员应正确认识自己的心理特征,在驾驶活动中克服不利因素,提高汽车的行驶安全性.
6.学位论文 侯书朋 智能汽车行驶记录仪的研究与实现 2008
随着交通运输业的快速发展,机动车辆急剧增加,由驾驶员疲劳驾驶、超速驾驶等不良驾驶行为造成的交通事故不断涌现。对保障汽车行驶安全的汽车行驶记录仪的研究和应用逐渐成为行业的焦点。本文紧紧围绕智能汽车行驶记录仪的软硬件的设计,对其展开了深入、系统的研究。
论文首先分析了汽车行驶记录仪的功能要求,提出了基于单片机和数字信号处理器双处理器结构的系统方案,以其强大的处理能力,保障了记录仪功能的实现。重点研究了基于CAN总线的分布式智能传感系统以及基于U盘和FRAM的数据存储系统来解决汽车行驶记录仪车辆数据采集和存储两个最重要的功能,选用CAN总线网络构建分布式智能传感系统,来完成汽车行驶记录仪的信息采集,并提出了一种实现CAN设备的自适应挂载功能的方案,使系统具备了很好的扩展性和可移植性,设计了基于U盘和FRAM的数据存储方案,完成汽车行驶记录仪数据存储功能的实现。
融合了各项研究成果,最终完成了智能汽车行驶记录仪的原理样机,系统充分发挥单片机的控制和接口功能,通过CAN总线挂载时间、速度、压力、温度、油料、开关量传感系统完成车辆各种状态的信息采集,并能够实时海量的存储,通过GPS模块、陀螺仪模块、里程仪模块完成导航定位初始参数的采集,并将其传送至数字信号处理器得到精确的定位信息,验证了研究方案的可行性和有效性。
7.期刊论文 冷韶华. 宋家新 汽车使用安全技术及其发展 -山东理工大学学报(自然科学版)2003,17(6)
综述了汽车安全的重要性,从汽车使用条件上分析了当今汽车安全技术的研究和应用,论述了汽车行驶过程中监控技术的内容及其发展,从整个道路运输系统发展的角度,分析了未来汽车安全技术研究的新项目,为今后规划和开展汽车安全技术研究提供了依据 .
8.学位论文 阳衡 公交车辆行驶安全智能监控系统开发与设计 2008
行驶安全是汽车交通发展的永恒主题,随着汽车保有量的迅速增加,公路上的交通事故,特别是恶性交通事故发生率居高不下,交通安全问题日益突出。由于长短途客运和城市公交车辆都属于大载客量的交通工具,一旦发生交通事故,造成的乘客人员伤亡尤其严重。因此,开发研究车辆尤其是公共交通车辆的安全行驶保障技术尤其重要。
本文从车辆主动安全性的角度出发,在车辆的行驶安全保障技术领域进行了积极有益的探索。本文利用实验室国家863计划项目《研究基于多传感器融合的农田机械智能导航系统》中的关键技术,并根据本文研究的实践对象,对该技术进行了有针对性的改进。因为在本文研究中通过机器视觉传感器提取的信息相对比较简单,只是提取公路的车道标识线以及车辆在车道中的相对位置,所以改进了基于机器视觉的车道探测方法,包括文中采用了基于Zemike矩的直线检测算法,然后利用车道标识线特征提取出图像中的车道标识线特征点,再采用线性回归的方法提取出车道标识线参数。并研究利用Hough变换直接把图像空间里的直线映射成导航预警参数空间中的点获得所需的预警信号。
建立了车辆在当前车道中位置参数、方向参数以及车道宽度估计模型。试验证明这些模型能有效地估计出车辆在当前车道中的位置参数、方向参数以及车道宽度,从而为实现了车道偏离预警提供了可能。
提出了一种基于一元线性回归分析的智能公交时间预测方法。该方法通过一元线性回归分析得出各路段之间的交通状况影响因子,能够通过车辆现在的速度预测车辆在下游路段的行驶速度,该方法还考虑了靠站时间等因素,使得车辆到站时间预测的精度得到有效地提高。
开发具有车道偏离预警和到站时间预测等功能的车载预警监控装置,同时开发具有同步显示到站时间及车辆位置信息的现场信息提示装置。 本文研究成果在公共交通汽车安全辅助驾驶和综合管理方面具有很大的应用前景。
9.期刊论文 向红艳. 朱顺应. XIANG Hong-yan. ZHU Shun-ying 山区高速公路曲线超高与汽车行驶安全 -公路2007(4)
山区高速公路的建设带动了我国山区经济的发展,加强了地区间的经济联系.但其运营的安全性也比较突出,山区公路事故率一直较高,重、特大事故多.通过对我国山区高速公路车辆运行情况的实际调查和分析,探讨了路面超高与汽车行驶安全性的关系,阐述了汽车在曲线上行驶的特性,分析了一般情况和超载情况下汽车轮胎受力的大小,计算了不同路面超高和不同超载情况下汽车内、外侧轮胎受力的不均衡度.计算结果表明,路面超高越大,越容易引起车辆(特别是超载车辆)轮胎受力不均匀,严重的时候引起车胎爆裂,甚至翻车,对车辆的行驶安全不利.最后,结合《公路路线设计规范》(JTG D20-2006)和道路交通安全法,对改善山区公路车辆行驶安全性提出了几点建议.
10.学位论文 徐运庆 基于行驶安全的轿车信息集中控制系统若干控制规则的研究 2005
国内大多数轿车上的电子控制单元都是独立的,而各电子控制单元之间的信息传递和相互关联性控制对保证汽车安全性和舒适性非常重要.利用控制器局域网(CAN),构建轿车信息集中控制系统,将轿车上相互独立的电子控制单元连接起来,实现相关控制单元间的资源共享和关联控制,顺应了轿车电子技术的发展.控制规则是轿车信息集中控制系统实现控制功能的基础,控制规则正确与否将直接影响其应用的正确性、可靠性和有效性;由于轿车信息集中控制系统是针对事件的,所以必须针对轿车行驶过程中可能发生的各种事件,研究与之相对应的轿车信息集中控制系统的控制规则.本文针对目前轿车上各电子控制系统分离控制的现状,通过对CAN特性和轿车上电子控制单元间信息传输特性的研究,分析了基于CAN的轿车信息集中控制系统的组成结构;在对其特性分析的基础上,结合产生式规则的原理和结构,构建了轿车信息集中控制系统控制过程;针对我国城市道路交通现状,通过分析人-车-环境系统对轿车行驶特性的作用,分析了交通法规和交通环境中的若干因素对轿车行驶安全的影响;在对车辆制动全过程分析的基础上,针对我国城市道路状况,分别对轿车直线行驶、坡道行驶和转向行驶的制动特性进行了研究,并计算出在不同行驶状态下轿车的制动距离及安全制动距离;以基于CAN的轿车信息集中控制系统为基础,在综合考虑交通法规、交通环境、驾驶员及其它因素的前提下,对轿车在不同行驶状态下所遇到若干特定事件的行驶特性进行分析,建立了相应的信息集中控制系统的控制规则.
引证文献(4条)
1. 刘成晔. 衣丰艳. 杭卫星. 王群山 电涡流缓速器若干技术问题探讨[期刊论文]-拖拉机与农用运输车 2010(1)2. 黄俊刚. 李长友. 沈文浩. 黄斌. 闻维维. 马兴灶 液力缓速器定转子工作腔流场数值模拟[期刊论文]-机床与液压2010(3)
3. 李滨. 刘明 汽车气制动ABS调节阀测试系统气动测试回路设计研究[期刊论文]-中国安全科学学报 2009(4)4. 黄俊刚.
李长友. 沈文浩. 龙志军. 童军 液力缓速器转子叶轮的数控仿真与加工[期刊论文]-机械制造 2009(3)
本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_zgaqkxxb200801019.aspx
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第18卷第1期
中
国安
全科学学报
V01.18No.1
20
08年1月
China
Safety
Science
JournalJan.2008
汽车辅助制动装置发展综述‘
刘成晔副教授
(江苏技术师范学院汽车工程学院,常州213001)
学科分类与代码:620.3030
中图分类号:X924.4
文献标识码:A
基金项目:江苏省教育厅自然基金资助(07K.mss0046)。
【摘要】平均行驶速度和载重量的增加,要求车辆具有更大的制动效能,为了有效分流制动负荷
常采用辅助制动系统。介绍国内外制动法规的发展和现状,排气辅助制动装置、发动机缓速器、电涡
流缓速器和液力缓速器的结构、工作原理及各辅助制动装置的制动性能;比较各辅助制动装置的优
缺点,有利于汽车制动技术的发展,全面提高汽车行驶安全性能;展望未来汽车辅助制动装置的两大
发展趋势,一是电子控制技术在汽车制动上的应用,二是多种辅助制动装置的联合制动。【关键词】
汽车;
行驶安全;
制动;辅助制动装置;发展趋势;综述
Review
on
DevelopmentofAuxiliaryBrakingSetofAutomobiles
LIUCheng-ye,Assoe.Prof.
(School
ofAutomobileEngineering,JiangsuTeachersUniversityofTechnology,Changzhou
213001,China)
Abstract:
Witll
theincreaseofaveragedrivingspeedandloadofautomobile.betterbrakingeffectis
re—
quired.Tosplit-flowbrakingload,auxiliarybrakingsetusuallyisused.Developmentand
actualityofdo-
mesticandoverseasbraking
laws
and
regulations
ale
firstlyintroduced.Thenthestructure,workingprinei-
pieand
brakingperformanceofexhaustbrake,enginebrake,eddycurrent
retarderandhydraulicretarder
aleexpounded,andtheiradvantagesanddisadvantagesalecompared,whichishelpful
to
thedevelopment
ofautomobile
brakingtechnologyandtheimprovementofoverallperformanceofautomobiles.Finally,the
developingtrendofautoauxiliarybrakingsetisprospected,whichincludestheapplicationofelectronic
control
technology
toautobrakes
and
thecombinedbrakingofmulti—auxiliary
braking
set.
Keywords:automobiles;drivingsafety;braking;
auxiliary
braking
set;developingtrend;
review
人数的79.3%,货车发生交通事故的原因分析中,排
0
引言
在第一位的是驾驶违章,其次是车辆的机械故障,而
良好的制动性能是车辆安全行驶的重要保证,传在各种车辆的机械故障中,制动因素占据了相当高的
统的机械摩擦式(盘式或鼓式)制动器长时间连续制比例口J。据统计,由于制动失效和制动不良所导致的动常导致制动性能大幅下降甚至失效,因而引发严重机动车事故,占所有事故的比例分别超过20%和的交通事故,已成为突发性事故主要原因之一‘1_21。40%,制动失效与不良两大原因造成的死亡人数超过2006年全国道路交通事故死亡人数占安全事故死亡
总死亡人数的50%。我国交通死亡事故占全球的
・文章编号:1003—3033(2008)01—0105一07;收稿日期;2007一09—16;修稿日期.2007一ll一30
万方数据
汽车美容类型(一)汽车/用品/配件/改装/摩托
●汽车美容之车表护理:无水洗车、泡沫精无水洗车
http://www.taobao43.net/list.php/26.html
致洗车、全自动电脑洗车、中性环保蜡水精细洗车,底盘清洗,漆面圬渍处理、漆面飞漆处理、新车开蜡、氧化层去除、漆面封蜡、漆面划痕处理、抛光翻新、金属件增亮、轮胎增亮防滑、玻璃抛光、轮毂清洁处理、外饰条清洗、发动机外部美容、划痕快速修复、汽车漆表的沥青、焦油的去处、顶蓬去污翻新处理、汽车玻璃防雨防雾处理
●汽车美容之内饰翻新:顶棚清洗、车门衬板清洗、仪表盘清洗护理、桃木清洗、丝绒清洗、地毯除臭、塑料内饰清洗护理、真皮座椅清洗、全车皮革养护、全车桑拿、空调风口清洗、座套坐垫清洗、行李箱清洁护理、全车吸尘处理
●汽车美容之高级美容:漆面封釉、漆面镀膜、汽车桑拿、底盘装甲、臭氧消毒、划痕修复、专业真皮修护、http://www.taobao43.net/list.php/50014481.html
http://www.taobao43.net/list.php/50014648.html汽车美容类型(二)
现代汽车美容服务大体上可分为车身美容、内部美容、漆面处理、汽车防护和汽车精品等几部分。
1. 车身美容
车身美容主要包括高压洗车,除锈、去除沥青、
焦油等污物,上蜡增艳与镜面处理,新车开蜡,钢圈、轮胎、保险杠翻新与底盘防腐涂胶处理等项目。经常洗车可以清除车表尘土、酸雨、沥青等污染物,防止漆面及其他车身部件受到腐蚀和损害。适时打蜡不但能给车身带来光彩亮丽的效果,而且多功能的车蜡能够无微不至地呵护爱车,可以防紫外线、防酸雨、抗高温及防静电。http://www.taobao43.net/list.php/50014477.html
2. 内部美容
内部美容主要分为车内美容、发动机美容、行
李箱清洁等内容。其中车内美容包括仪表台、顶棚、地毯、脚垫、座椅、座套、车门衬里的吸尘清洁保护,以及蒸汽杀菌、冷暖风口除臭、车内空气净化等项目。发动机美容则包括发动机冲洗清洁、喷上光保护剂、
做翻新处理、三滤清洁(指的是燃油滤清器、机油滤清器、空气滤清器) 等项目。
3. 漆面处理漆面处理服务项目可分为氧化膜处理、飞漆处
理、酸雨处理、漆面划痕处理、漆面破损处理及整车喷漆。漆面处理不仅能使爱车永保“青春”。还能复原您不慎造成的划痕及破损。更好地保护车身,使汽车保值。http://www.taobao43.net/list.php/50018720.html
4. 汽车防护
汽车防护的项目包括贴防爆太阳膜、安装防盗器、安装静电放电器、安装汽车语音报警装置等。汽车防护虽然对汽车的美观不产生直接影响,但却能很好地呵护爱车。http://www.taobao43.net/list.php/50014537.html
5. 汽车精品
汽车精品是汽车美容的点睛之处,也是一种汽车生活文化的体现,它致力于把汽车营造成一个流动的
生活空间,诸如车用香水、蜡掸、护目镜、把套、坐垫等。汽车精品带给人们的是一种贴身的关怀。
一分功夫一分精彩。美丽的背后绝不仅仅是追逐时尚的冲动,更多的是对另一种物质文化的把握。
中国安全科学学报
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China
Safety
Science
Journal
第18卷2008焦
15%,已成为交通事故最多发的国家HJ。
由机动车辆制动引发的重特大事故频繁出现在各大报刊及门户网站,2007年5月4日晨,重庆市“冀BG5084”大货车行至祥临线K183+870M处时,尾追同向行驶的“云¥20475”解放轻型载货车,同时
与迎面驶来的“云S10827”擦碰,致使“云¥20475”
失控驶出路面,造成多人伤亡。经查:“冀BG5084”在6公里的下坡路段连续使用制动,增加了制动蹄片和制动鼓的滑磨时间,使制动鼓温度升高,产生热衰退现象,导致制动失效。
比较典型的有关制动系统失灵引发的交通事故是2005年12月4日八达岭发生的交通事故,一辆装载电石的大货车与一辆载有29人的客车相撞,随后两车翻人道路左侧约20余米的深沟中,这起事故造成24人死亡、9人受伤。调查表明,装运电石的大货车刹车失灵,追撞前车造成了该起重大交通
事故。
国内4级及4级以下等级公路里程120多万公里,由于地形条件多样,道路情况也比较复杂。陡坡、连续长距离下坡的情况很常见,这些路段往往是
事故多发地段,这也为制动失灵事故埋下了隐患。
针对我国现有的汽车制动技术水平和状况,采用点制动易造成行车制动器效能过度下降,为了有效分流制动负荷,切实可行的办法是安装具有连续制动特性的辅助制动装置。该装置对于提高汽车行驶安全性、减小交通事故发生具有积极意义。
1
国内外相关制动法规
关于汽车辅助制动西方发达国家已出台多部相
关的法律法规,并已将辅助制动装置作为指定车辆的标准配置。例如:德国的交通法规明文规定,总质
量在5.5t以上的客车和9t以上的载重汽车,必须
装有辅助制动装置H1;瑞士交通法规规定,超过
3.5
t的牵引车和总质量8t以上的载重车必须安装
辅助制动系统∞1;法国要求载重等于和大于11t的运输危险品的汽车必须装备缓速器【7J。
欧盟关于车辆制动认证的UN—ECER13法规附件4汽车下长坡性能试验标准规定,在平均坡度6%或7%长6公里的坡道上汽车不采用行车制动器车辆最大速度不超过30km/h[s],该指标如不安装缓速器,目前技术条件下是难以实现的。
2002年6月我国交通部颁布行业标准JT/T325--2002{营运客车类型划分及等级评定》,该标准规定中型客车中高二级,大型客车中高一级、
万方数据
高二级和高三级客车必须安装缓速器【9】。
建设部2002年10月公布执行CJ/T162--2002《城市客车分等级技术要求与配置》也作出了相应的规定¨训;2004年建设部参照“ISO/WDl2161
Road
vehicle—Endurance
braking
systems
of
motorvehicle
andfowedvehicles—Test
procedures”制定了行业标准
《城市客车缓速器制动性能要求与试验方法》,并且计戈4制订汽车缓速器的行业标准。
2辅助制动装置类型及特点
汽车常用辅助制动装置有以下几种类型:排气
制动器、发动机缓速器、电涡流缓速器、液力缓速器等。前两种制动器只适用于柴油发动机,后两种对发动机类型无限制条件。由于结构和工作原理不同,制动特性也不尽相同,辅助制动装置的应用可以
切实改变我国汽车制动技术落后现状,正确选用辅
助制动装置可以有效分流行车制动器的负荷、提高制动稳定性以及抗热衰退性。
3辅助制动装置
3.1排气制动器
3.1.1结构
图1是电控气动式排气制动装置结构简图,由执行机构、控制机构和断油机构3部分组成。
排
警
目
图1电控气阀式排气制动系结构
1)执行机构:包括排气制动缸及蝶形阀等;2)控制机构:包括排气制动开关、油门踏板和离合器踏板联动开关、排气制动工作指示灯、电磁阀及空气管等;
3)断油机构:包括停油缸等。
图2为排气制动执行机构总成,由排气制动缸、摇臂机构、蝶形阀及壳体等。蝶形阀的操纵是由单作用活塞式排气制动缸控制的,当储气筒内压缩空气经气管进入排气制动缸时,活塞在气体压力作用
第1期刘成晔:汽车辅助制动装置发展综述
・107・
下克服弹簧力,带动推杆沿气缸轴线移动。在推杆
3.1.3制动性能
推力作用下,摆臂和蝶形阀绕轴线转动,当蝶形阀转
文献[11]对亚星JS6820中型客车进行实验分至关闭位置时,发动机排气受阻,总成处于工作状
析。试验得到变速器分别处于Ⅲ档、Ⅳ档时,制动力态。当压缩空气的气源切断后,制动缸内压缩空气随汽车行驶速度变化的关系曲线如图3所示。
被排出,推杆和活塞在弹簧力作用下带动摇臂和蝶形阀转动,当转至阀片平面与壳体轴线平行时,即解除排气制动。
6
,、
量
R4帽饔
2
10305070
车速VCkm・h-I)
图3排气制动器制动特性
图中可见处于同档位时,制动力随车速的增加而增加,且低速档时制动力上升幅度较大;在相同车速
时制动力随档位的升高而下降。该特性说明采用排气制动时可通过变速度器档位调节制动力,车速较高
图2排气制动器执行机构总成
时具有较大的制动力也是符合汽车制动要求的。
3.1.2工作原理
3.2发动机缓速器
制动时,首先切断燃料供给,离合器处于接合状3.2.1结构
态,同时排气制动阀门将发动机排气管关闭,发动机
顶置式发动机缓速器的结构如图4所示,它由曲轴在车辆的拖动下被迫进行旋转运动(反拖),在
电磁阀、调节阀、调节螺钉、主副活塞、排气摇臂及低排气行程空气在气缸内进行压缩,增加了排气阻力,压、高压油路等组成。为控制电磁阀动作,需设置相通过传动系传递到驱动轮上,达到降低车速的目的。
关控制电路。
机
图4顶置式发动机缓速器结构
当发动机缓速器工作时,主开关闭合,电磁阀通使主活塞下移,与摇臂末端接触。随着发动机运转,电并打开低压油路,机油从进油口进入缓速器低压
推杆上行,推动主活塞上移,压缩高压油区的机油并油区。在机油压力作用下球形节流阀上升,低压油
将控制阀中的单向阀关闭,主/副活塞之间高压油区路与高压油路连通,机油进入高压油区。机油压力
的机油被隔离。由于机油的不可压缩性,使副活塞
万方数据
中国安全科学学报
第18卷・108・
China
Safety
随着主活塞的上移而下行,在压缩上止点前将排气
门打开。
3.2.2工作原理
发动机制动如果仅依靠排气损失及活动部件摩
擦损失,其辅助制动效果是非常有限的,尤其是随着
发动机技术的发展,这些损失逐渐减小。在切断燃
油供给后发动机做功行程变成压缩行程终了时的压
缩气体膨胀做功过程,发动机缓速器设置的气门控制机构,通过控制排气门的开闭,将压缩终了的气体排出,消除了压缩气体在膨胀行程的做功,极大地提高了辅助制动效果。从本质上讲此时发动机已变成
吸收能量的空气压缩机。3.2.3制动性能
图5为发动机缓速器制动特性曲线[12l,从曲线
看出:处于相同档位时制动力随车速的增加而增加,且低速档制动力上升幅度较大;在相同车速时制动
力随档位的升高而下降。上述特性与排气辅助制动
器类似。
各档位制动力曲线与不同坡度的坡道上汽车下
坡稳定行驶所需的制动力曲线的交点即为汽车以该
档位在此坡道上下坡行驶的稳定车速,即不使用行
车制动器汽车可以以此稳定车速滑行至坡底。
图5发动机缓速器制动特性及稳定车速
3.3电涡流缓速器
3.3.1结构
电涡流缓速器结构如图6所示,由定子、转子及
固定架等组成。定子由8个高导磁材料制成的铁心组成,呈圆周分布,均匀安装固定架上。线圈绕组套装在铁心上,共同构成磁极。圆周上相对两个励磁线圈串联或并联成一组磁极,相邻磁极极性相反;转子由前转子盘、后转子盘和转子轴构成。转子盘呈圆环状,用导磁性能高且剩磁率低的铁磁材料制成。
转子通过连接凸缘与传动轴相连,并随传动轴转动。
万方数据
Science
Journal
2008芷
前后转子盘和定子磁极间存在一极小的气隙。
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图6电涡流缓速器结构
3.3.2工作原理
利用法拉第电磁感应原理,把汽车行驶的动能
转化为成电涡流并且以热量的形式散发掉,从而实
现车辆的减速。
当接通缓速器的控制手柄开关(或踩下制动踏
板)进行减速或制动时,励磁线圈通以直流电流励磁,产生的磁场在定子磁极、气隙和前后转子盘之间构成回路。旋转的转子盘作切割磁力线运动,其内部无数个闭合导线所包围的面积内磁通量发生变化,从而在转子盘内部产生无数涡旋状的感应电流,
即涡电流。
涡电流产生后,磁场对带电的转子盘产生阻止其转动的阻力(即制动力),阻力的方向可由弗莱明
(Flemin)左手法则来判断。阻力的合力沿转子盘周向形成与其旋转方向相反的阻力矩。涡流在具有一定电阻的转子盘内部流动时,产生焦耳热。车辆行
驶的动能转变成热能,实现车辆的减速。3.3.3制动特性
图7是台架试验测得的电涡流缓速器分档控制制动力矩随转子转速变化的特性曲线。随着转速增
加制动力矩迅速增大,达到一定转速时存在极大值,
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图7电涡流缓速器制动特性
第1期刘成晔:汽车辅助制动装置发展综述
・109・
转速继续增加制动力矩有所下降。制动力矩近似按电磁极对数(档位数)比例增加。图8是转子盘以稳定转速700r/rain运转时制动力矩随时间变化关系。曲线表明力矩随制动时间增加而逐渐下降,最大降幅可达40%左右。
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图8制动力矩随时间变化特性
3.4液力缓速器
3.4.1结构
液力缓速器主要由本体、智能控制装置、操作装
置等部分组成,本体中装有转子、定子、动力连接法
兰(与传动轴相连)、散热器、工作液管道、工涂液贮槽、壳体等组成,如图9所示。
图9液力缓速器
转子与定子对置,定子固定在缓速器壳体上,转子后端经连接法兰与传动轴连接,前端通过花键与
变速器输出轴相连。转子和定子均铸出叶片。转子
随传动轴转动,定子和转子对置形成工作腔,并与工作液贮槽相通。散热器冷却水管与发动机冷却系统相连,利用发动机冷却系统散热。3.4.2工作原理
制动时通过控制阀向油池施加气压,使工作液
万方数据
充入转子与定子间的空腔内。由于工作液的阻尼作用在转动的转子上产生阻力矩,使转子和传动轴的转动减速,车辆的动能转变成热能,实现缓速作用。
吸收热能的工作液流经散热器将热量散发在周围环
境中。缓速力矩的大小取决于工作腔内工作液的物理性质、压力和数量,转子和定子的叶片结构形式,以及传动轴的转速等参数。
3.4.3制动特性
ZF液力缓速器的制动特性如图10所示。随着转速的增加,制动力矩迅速上升,到某一定值后达到稳定。处于低制动强度级时制动力矩稳定在较宽的
速度内,处于高制动强度时,制动力矩随转速的稳定范围变窄。
从整个特性曲线来看,制动力矩几乎与制动强度成正比例。该特性对于车辆的稳定减速是有
益的。
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转速(r.min)
图10
ZF整体式液力缓速器特性
4辅助制动装置优缺点
4.1优点
与行车制动装置相比,辅助制动具有如下优点:
1)辅助制动装置由于均安装在主减速器的前部,实现了制动力在左右车轮上的均匀分配,不会造成制动跑偏,提高了车辆制动安全性。
2)辅助制动装置是连续制动的,只在制动初期
对车辆产生一定的冲击,在制动过程中不会产生冲
击,提高乘坐舒适性。
3)辅助制动装置有效分流了车辆制动负荷,降低制动盘(或制动鼓)的温度,提高行车制动系的制动效能,延长其寿命和更换周期,提高车辆下坡时的平均行驶速度和经济性。
中国安全科学学报
・110・
China
Safety
Science
Journal
第18卷2008年
4.2缺点
1)辅助制动装置增加了车辆的整备质量,尤其是电涡流缓速器和液力缓速器,重量大,结构复杂。
2)辅助制动装置中排气制动器和发动机缓速器由于制动力矩相对较小,单独使用已很难满足
UN.ECE
R13法规附件4要求。
5发展趋势
随着汽车技术的快速发展,涉及汽车行驶安全的辅助制动技术也得到了长足进步,主要表现在以下几个方面。
5.1
电子控制技术在辅助制动中的应用
5.1.1防抱死制动系统(ABS)
ABS是防抱死制动系统(Anti.10ck
BrakingSys.
tem)的简称,1998年美国和欧盟所有成员国要求新车必须安装ABS系统。ABS系统通过控制车轮的滑移率,防止制动过程中车轮抱死,提高地面附着系
数的利用率,保持车辆的方向性和稳定性,减少制动
距离。
5.1.2电控制动系统(EBS)
EBS是电控制动系统(E1ectric
Braking
System)
的简称,在ABS的基础上采用电子控制取代传统的机械传动控制制动系统以达到良好的制动效果,增加汽车制动安全性。EBS主要包括3个部分,即电一气制动系统EPB、防抱死制动系统ABS和防滑控
制装置ASR,旨在优化车辆的牵引和制动,使制动
力稳定在一定的附着一滑移范围内,确保所有制动桥同时快速作用,将车辆制动时产生的冲击降低到最小,对行车制动器产生的磨损和温度均衡,减少制动距离,提高制动蹄片寿命达20%。安装了ABS的气压制动系统可以使时速96.5km/h的载货汽车在
76.4~85.4
m之间完全停住,而安装了EBS系统的
载货汽车可以将停车距离再缩短15%。
5.1.3
电子制动力分配系统(EBD)
EBD是电子制动力分配系统(Electric
Brake.
force
Distribution)的简称,EBD根据汽车制动时产生轴荷转移的不同,自动调节前、后轴的制动力分配比例,提高制动效能,并配合ABS提高制动稳定性。在制动过程中高速计算机在汽车制动的瞬间,分别对4只轮胎附着的不同地面进行感应、计算,得出不
万方数据
同的摩擦力数值,使4只轮胎的制动装置根据不同的情况用不同的方式和力量制动,并在运动中不断
高速调整,让制动力与牵引力更加匹配,达到更有效
的安全制动。
5.1.4电子稳定程序(ESP)
ESP是电子稳定程序(Electronic
StabiltyPro.
彤吼)的简称,包含ABS及ASR,是这两种系统功能上的延伸。ESP相当于在驾驶室内安装了4个刹车
踏板,在适当的时刻分别对4个车轮进行精确制动,保证车辆稳定行驶。ESP不仅能防止车轮在制动时抱死和启动时打滑,还能防止车辆行驶中侧滑。随时对车辆的侧滑进行控制,保证驾乘者的行车安全。
ESP与ASR和ABS的区别在于ASR和ABS只
能被动地作出反应,而ESP则能够探测和分析车况
并纠正驾驶的错误。由于ABS,ASR和ESP在技术
和性能是相通的,ESP将来可能替代ABS和ASR。
5.2联合制动
联合制动是采用两种及两种以上辅助制动装置作为车辆辅助制动系统,文献[12]采用发动机缓速器和电涡流联合作用对车辆制动性能的影响,文献[13]采用3种类型缓速器联合作用,研究结果表明采用联合制动减速度变化在0.3g以下时,车辆动能的90%由缓速器吸收,仅有少量的动能由行车制动器吸收,在紧急制动的情况下联合工作保证了制动鼓和制动衬片不会过热和过度磨损,从而提高了制动器的寿命,有利行车安全。
6
结论
笔者介绍西方发达国家有关辅助制动装置的法
规,比较各辅助制动装置的优缺点,展望未来汽车辅助制动装置的发展,得出如下结论:
1)必须加快我国有关汽车辅助制动法律法规的制定工作,同时出台有关辅助制动装置的技术规范,提高我国普通汽车尤其是重型汽车制动技术水平,减小道路交通事故的发生。
2)未来汽车辅助制动的发展方向主要体现在
两个方面,一是电子控制技术在辅助制动装置上的应用,二是多种形式的辅助制动装置的联合制动。新技术的应用将有利于汽车制动技术的发展,不仅
可以全面提高车辆乘坐舒适性,而且极大地提高汽
车行驶安全性。
第1期刘成哗:汽车辅助制动装置发展综述・111・
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万方数据
汽车辅助制动装置发展综述
作者:
作者单位:
刊名:
英文刊名:
年,卷(期):
被引用次数:刘成晔, LIU Cheng-ye江苏技术师范学院汽车工程学院,常州,213001中国安全科学学报CHINA SAFETY SCIENCE JOURNAL2008,18(1)5次
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基于多体系统动力学软件ADAMS/CAR,通过修改模板参数及关键点位置,建立前悬架系统、转向系统、后悬架系统、制动系统、动力传动系统、车身、轮胎等子系统,组建整车模型,并根据实际情况建立了包含路面减速带的用于虚拟仿真分析的B级路面。
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论文首先分析了汽车行驶记录仪的功能要求,提出了基于单片机和数字信号处理器双处理器结构的系统方案,以其强大的处理能力,保障了记录仪功能的实现。重点研究了基于CAN总线的分布式智能传感系统以及基于U盘和FRAM的数据存储系统来解决汽车行驶记录仪车辆数据采集和存储两个最重要的功能,选用CAN总线网络构建分布式智能传感系统,来完成汽车行驶记录仪的信息采集,并提出了一种实现CAN设备的自适应挂载功能的方案,使系统具备了很好的扩展性和可移植性,设计了基于U盘和FRAM的数据存储方案,完成汽车行驶记录仪数据存储功能的实现。
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