汽车制动器的结构与行驶安全(通用5篇)
基础练习(60分40分钟)
一、单项选择题(每题5分,共20分)
1.一个做匀加速直线运动的物体,通过A点的瞬时速度为vA,通过B点的瞬时速度为vB,那么它通过A、B中点的瞬时速度是()2222vAvBvAvBvBvAvAvBA.B.C.D.222
222.一物体的速度为零,从某时刻开始运动,第1s内加速度方向向东,大小为2m/s;第2s内加速度向西,大小不变;第3 s内加速度方向向东,大小仍不变„„如此每隔1s就改变一次加速度方向,共经历l0 s,则()
A.10s内物体时而向东运动,时而向西运动
B.10s内物体一直向东运动,速度越来越大
C.10s内物体的位移为零
D.10s内物体的位移为10m
3.一辆汽车制动后做匀减速直线运动,从开始制动到静止时的位移为s,当它的速度变为初速度的一半时,位移为()ss32A.B.C.sD.s 42
434.做匀加速直线运动的物体,速度从v增加到2v,经过的位移是s,则它的速度从2v增加到4v,经过的位移是()
A.2sB.3sC.4sD.8s
二、计算题(每题l0分,共40分)
25.骑自行车的人以5.0 m/s的初速度匀减速地上一个斜坡,加速度的大小是0.4m/s,斜坡长30m,求骑
车人通过斜坡需要的时间.
6.一物体从A点自由下落,途中经B到C点,已知物体在B点的速度是C点速度的3/4,BC间的距离为
27m,取g=10 m/s,求AC间的距离.
7.汽车从静止出发匀加速运动8s后刹车改做匀减速运动,再经2s停止,总位移为80m.求刹车前后两个过程中汽车的加速度各是多少?
28.跳伞运动员从350 m的高空离开飞机做自由落体运动一段距离后才打开降落伞,设开伞后以2m/s的2加速度匀减速直线下降,到达地面时的速度为4m/s,取g=10m/s,求跳伞运动员开始时自由下落的距离.
能力测试(60分40分钟)
一、选择题(每题至少有一个正确选项,每题5分,共20分)
1.为了测定某辆轿车在平直路上起动时的加速度(轿车启动时的运动可近似看做匀加速运动).某人拍摄了一张在同一底片上多次曝光的照片(如图2-ll).如果拍摄时每隔2s曝光一次,轿车车身总长为4.5 m,那么这辆轿车的加速度约为
()
A.1m/sB.2m/sC.3m/sD.4 m/s
2.一个做匀加速直线运动的物体,先后经过a、b两点时的速度分别是v和7v,经过ab的时间是t,则下列判断正确的是()
A.经过ab中点的速度是4v
B.经过ab中间时刻的速度是4v
ttC.前 时间通过的位移比后时间通过的位移少l.5vt 2
211D.前位移所需的时间是后位移所需时间的2倍 22
3.汽车以20 m/s速度匀速行驶,遇到紧急情况以4m/s2的加速度刹车,刹车后6s,汽车运动的位移为
()
A.48mB.50 mC.72mD.120m
4.两辆相同的汽车,沿水平直路一前一后地匀速行驶,速度均为v0,若前车突然以恒定加速度刹车,在之刚停止时,后车以前车刹车的加速度开始刹车.已知前车在刹车过程中行驶的距离为s,若要保证两车在上述情况下不相碰,则两车在匀速行驶时应保持的距离至少应大于()
A.sB.2sC.3sD 4s
二、填空题(每空5分,共l0分)
5.某高速公路边交通警示牌有如图2-12所示标记,其意义是指车辆的______速度不得超过90km/h(填“即时”或“平均”).若车辆驾驶员看到前车刹车也相应刹车的时间为ls,假设车辆刹车加速度相同,安全距离是两车不相碰所必须保持的距离的2倍,则车辆行驶在这条公路上的安全距离为_______m.
222
26.甲车以加速度3m/s2由静止开始做匀加速直线运动,乙车落后2s在同一地点由静止出发,以加速度4m/s2做匀加速直线运动,两车运动方向一致,在乙车追上甲车之前,两车距离的最大值是______
三、计算题(每题l0分,共30分)
7.为了安全,在公路上行驶的汽车之间应保持必要的距离,已知某高速公路的最高限速v=l20 km/h.假设前方车辆突然停止,后车司机从发现这一情况,经操纵刹车到汽车开始减速所经历的时间(即反应时
2间)t=0.50s,刹车时产生的加速度为4 m/s,求高速公路上汽车间的距离s至少应为多少?
8.火车以速度v1向前行驶,司机突然发现在前方同一轨道上距车s处有另一辆火车,它正沿相同方向以较小的速率v2做匀速运动,于是司机立即使车做匀减速运动,为使两车不致相撞,则加速度a的大小至少为多大?
随着人们生活水平的提高, 汽车的生产和使用量大大提高, 在给人们带来便利的同时也衍生出一些问题, 尤其是交通事故的频多发。一般来说, 大多数交通事故的产生源于制动性能的问题, 这是因为车辆在行驶过程中, 极易因为车速过高和频繁制动造成制动装置升温, 从而降低了制动性能, 造成安全隐患。
因此研发和使用更为安全的汽车制动器, 成为迫切的需求。现在常用的制动器包括盘式和鼓式制动器两类, 相较之下, 盘式制动器在散热、抗水、抗热性能方面优于鼓式制动器, 且有更为稳定便利的优点。盘式制动器包括气压式制动器和液压式制动器。本文主要讨论气压式制动器, 这是因为这种制动器更能满足重型汽车的需求, 制动效能更高, 适用范围更广。
我国气压盘式制动器的生产和研发可追溯到上个世纪九十年代, 较之国外的气压盘式制动器, 起步稍晚, 技术上略有逊色, 但也有优于国外企业之处。尤其是考虑到我国多样的地形对汽车性能的不同要求, 我国制造的气压盘式制动器更能符合我们的需求。因此, 我们应该发扬长处, 更加钻研气压盘式制动器的结构特点与性能研讨, 制造出优质的制动装置。
2 汽车气压盘式制动器的结构特点
想要弄清楚气压盘式制动器的结构特点, 我们必须了解盘式制动器的结构, 它通常由两部分组成:一是制动盘, 二是制动钳体, 其中制动钳体又包括座体、摩擦减震板、双活塞组建等部分。盘式制动器的工作原理在于制动、回位、间隙补偿三位一体, 将作用在踏板上的力转化为制动工作, 制动结束后, 借助回味弹簧将组件回复初始位置, 这种回位会造成较大的摩擦力, 从而磨损摩擦片。因此必须在制动盘和摩擦片之间保持适当的间隙, 以防止制动器过热损坏。而气压盘式制动器一般用于重型汽车, 其常见的结构包括以下几种:浮动钳收盘式 (这种结构使用最为广泛) 、摆动钳盘式、固定钳盘式、拳型钳盘式。气压盘式制动器的工作原理在于将气压泵提供的压缩空气作为制动的动力。盘式制动器其通风装置分为实心式和通风式, 前者在运行初期升温速度慢, 升温时间长, 达到的最高温也较高;后者尽管在初期升温快, 但温度会在到达高峰后逐步下降。这是由于通风式装置的散热主要通过空气的流通进行, 而实心式是采用温度的冷热传导。
具体来说, 气压盘式制动器在结构上具有以下一些特点:首先, 在操纵组件方面, 选用双推件, 不仅有利于分散压力, 还能够提高制动性能;其次是零件方面, 选用少量、低摩擦力的零件, 大大减少了摩擦力, 避免制动频繁造成的制动装置过热磨损, 还有利于后期的维修工作, 降低成本;再次是摩擦间隙的控制, 相较其他类型的制动器, 气压盘式制动器缩小了制动器和摩擦片的间隙, 达到更加科学的间隙距离, 不仅节约制动时间, 还能在间隙补偿过程中获得高性能;最后, 它采用的膜片气室大大降低了空气的消耗量, 整个装置占空间小、重量轻。
3 气压盘式制动器的性能分析
盘式制动器本身就具有优越的性能, 具体表现在稳定性强、受外界影响小。即使是制动频繁的情况下, 也能够耐受高温, 并有效的将热量散发到空气中, 减小对制动器的磨损, 延长使用, 降低风险。另外, 其盘式制动器的摩擦片可以更换, 较之鼓式制动器更加便于维修。因此, 尽管在制动效能方面盘式制动器不及鼓式制动器, 但综合性能来看更佳。而且, 制动效能不足可以通过一些技术性操作进行补偿, 例如采用大直径气压制动分泵, 或者加装真空助力装置等。
就气压盘式制动器而言, 它在摩擦小、耐受性强方面更是性能突出, 它直接由活塞推动, 不需要制动洲、推杆、缸架等装置, 因此操作更加简单灵活, 不易产生较大迟滞, 能大大提高汽车的安全性能。另外, 气压盘式制动器采取的材料不仅在硬度和耐受度上更加强, 而且热处理工艺和承载力也更为优化, 其材料的优质选择也大大优化了整个制动器的性能。在具体使用中, 不难比较出气压盘式制动器的优点, 其系统结构简单, 工作原理简单且成熟, 因此在实际操作中更能满足驾驶者的需要。
4 结语
综上所述, 我们不难看出气压盘式制动器在汽车制动装置中的地位和作用, 它不仅在结构上更为简单灵活, 可以降低使用中的摩擦力, 其性能也十分优越, 更为稳定和安全。因此, 普及汽车尤其是重型汽车中气压盘式制动器的安装十分必要。对于汽车生产企业来说, 一方面, 要加深对气压盘式制动器的了解和进一步研究优化, 另一方面也要借鉴和参考国内外最新科技成果, 力求在制动装置上达到最优选择, 从而大大规避汽车在公路交通中的危险因素, 也能使企业在激烈的竞争中找到属于自己的特性和专长, 立于不败之地。
参考文献
[1]罗方, 徐达, 蔡亚男.气压盘式制动器在我国的发展前景及开发的关键技术[J].专用汽车, 2006 (03) .
[2]郑兰霞, 张俊海, 陈艳艳.盘式制动器在现代汽车上的应用与发展分析[J].农业装备与车辆工程, 2007 (09) .
1,汽车入冬必须装上防寒被,更换四防液,确保发动机正常使用温度,以防冻车发生事故。
2,冷车发动前,应用蒸汽、热水或烤车加温,待发动机达到启动温度后,方可发动,烤车时执行烤车规定。
3,4,车辆在库外行驶8小时后,必须烤车,开动后应先低速行驶300米后逐步加速。行驶中应随时注意气压表的压力是否正常,并要试踩刹车是否有效,以免刹车失灵发生事故。
5,在冰雪路面上行驶起步要平稳,行驶中尽量避免急转方向盘和急刹车,以及突然增减发动机转数等操作,以免车轮侧滑或原地调头发生事故。
6,发现后轮侧滑时,可将方向盘随后轮滑动方向转,并及时调整,使车辆逐步进入正道。
7,在冰雪路面上,弯路处,严禁超车,要保持两车间安全距离(60米以上),以免发生追尾事故。
8,在冰雪路面上,禁止拖拉其它车辆,如必须拖拉车辆时要对路面重新防滑,经验道,确认安全并有专人指挥方可进行。
9,冬季生产,雪后要严格执行“不防滑,不生产”的原则,不具备安全生产条件时,任何司机不准冒险出车,切实做到“不安全,不生产”,同时全力组织人员进行防滑作业,尽快恢复生产。
10,冬季生产,备用车辆应采用间隔发动,以保持发动机温度,并随时检查机油压力,班组要把责任落实到人。
11,上下车辆要蹬稳把牢,上机器盖子、走台及加注油品,要注意脚下防滑、防摔。
本钢矿建公司扩帮车间
根据“智能化”, “自动化”的技术应用发展趋势采用先进的理念与手段, 设计一套功能安全, 性能优越, 集高精度数据采集, 处理于一身的汽车制动性能试验台, 对于汽车制动系统的设计制造水平和定期检验汽车的安全性具有重大意义。本文接下来主要介绍惯性式汽车制动性能测试系统的机械结构, 以及其原理、原理细节与设计图。惯性式汽车制动性能测试系统能实现车辆定位、提供并控制模拟速度、模拟路通、测量汽车实际跑偏量以及测量制动距离等一系列功能。本文下面将详细的介绍机械结构的设计与各功能的原理及实现, 在此不再陈述。
1.2惯性实验台机械结构设计
1.2.1设计背景及设计的理论依据
从试验台的功能出发, 该实验台要实现车辆定位、提供并控制模拟速度、模拟路通、测量汽车实际跑偏量以及测量制动距离等一系列功能。要使汽车轮对被动的产生速度, 在机械结构方面该测试系统需能够车辆定位并支撑汽车双轮悬空, 能够利用驱动电机通过一系列机械结构的转换带动汽车轮对的转动;要模拟路通情况, 试验台与轮对的接触部分产生的力学效果应该与轮对与地面接触效果近似;要测量跑偏量, 实验台应该可以使汽车轮对左右两边能够相互独立工作。
基于上述分析, 本文的设计思路如下:利用左右双滚筒结构, 通过一系列的轴、轴承以及轴承座建立实验台对汽车轮对的支撑功能。左右滚筒与汽车轮对接触, 需要模拟路面实际情况, 所以需要对滚筒进行一系列的特殊处理, 如摩擦情况、干湿度等等。使用驱动电机作为本试验台的驱动装置, 并且围绕驱动电机与滚筒建立本试验台的动力、传动系统。驱动电机输出转速, 经减速器调速得到本实验台所能够使用的速度范围, 通过主轴的传送, 使得左右两边的双滚筒能同步同速转动, 采用链传动来使主滚筒带动从滚筒的转动, 从而使汽车车轮能够平稳的运行。在传递转速的主轴上位于左右滚筒中间的位置处采用电子耦合的方式使左右两边滚筒能够独立的带动汽车轮对运转。
通过以上分析, 得到该试验台所需的基本机械结构有:驱动电机、减速器、联轴器、电子耦合离合器、左右双滚筒、链条与齿轮、主轴、轴承以及轴承座等等。
1.2.2设计参数的分析计算
惯性式汽车制动试验台, 需要使滚筒主轴等机构与汽车轮对的惯性矩相同, 该主要设计的是滚筒、主轴以及从动轴的相关参数, 主要包括尺寸参数, 材料参数等等。下面进行分析计算:
若假设卡丁车的相关参数如下:
经上述计算分析得到了滚筒、主动轴、从动轴的主要设计参数。
1.2.3设计的效果图及功能及原理
通过本章的上述分析以及计算, 利用Auto CAD进行设计建模, 将惯性试验台的机械结构利用软件绘制出来。总体效果图如下:
外部为试验台平台, 所有的机械传动装置均在里面。
其内部机械结构如下:
下面分别介绍各功能的机械结构实现:
1支撑及固定部分
卡丁车一对轮对置于滚筒间, 与滚筒接触通过轴将力传递到轴承座, 轴承座固定在地面, 使得整个测试试验台固定好。在滚筒间应该还有举升装置, 使得车轮能够对称的落入滚筒之间。避免整体结构重量分布不均而使得试验台工作时不稳定的情况, 本文设计的试验台有6个轴承座, 充分的使整个系统受力均匀, 轴承座与地面相接固定良好, 能够确保实验安全。
2速度产生及传动部分
首先由驱动电机输出扭矩及转速, 驱动电机使用带传动输出, 再经减速器减速将电机运转的高速度转换到试验台所接受的角速度范围, 另外电动机利用变频器控制转速, 使得电机速度能够做到无极调速, 在经过减速器后, 输出的动力通过联轴器将动力传到主轴上面, 由主轴传递力矩, 带动两个主滚筒转动,
而主滚筒与从动滚筒间, 本试验台设计为齿轮-链传动, 链传动能够准确的传递转动速度, 没有打滑带来的一系列精度问题, 至此主滚筒与从动滚筒将以相同的速度运转。传动系统如下:
滚筒带动轮对运动, 通过传感器等组成的控制系统可以调节制动速度, 从而能够更全面的说明汽车的制动性能。
3模拟路面情况及制动距离测量
惯性式制动试验台的滚筒工作原理与工作性质都是一样的, 它模拟的是一个路面 (滚筒的惯性与受检汽车的惯性相当) 。在制动过程中, 轮胎对滚筒产生阻力, 滚筒由于惯性做减速的转动, 也就是说滚筒将相对于车轮移动一定距离, 即制动距离。同时还可测得制动时间或减速度。
4跑偏量的测量
测量跑偏量要求测试的轮对两个轮具有不同的速度, 本实验台利用电磁耦合离合器来控制两主动轮之间的转速不一致, 从来在机械结构上达到满足功能需要的目的。
摘要:汽车制动性能的检测是机动车安全技术检验的重要内容之一, 车辆制动性的好坏直接关系到行车安全, 本文针对惯性式试验台的功能进行机械结构上面的设计。
关键词:汽车制动性能,惯性式试验台,机械结构设计
参考文献
[1]张铁山, 汽车测试与控制技术基础, 北京理工大学出版社, 2007
[2]冯如只.杨娟.邓林峰.赵荣珍, 汽车制动性能测试系统研究, 武汉理工大学学报, 2011
1 线控制动系统概述
线控制动系统起始于20世纪末, 该技术实现了汽车电子技术与网络通信技术的有机结合, 更好地提升了汽车的自动化和智能化发展水平。线控技术在自动领域成为汽车行业发展的一个新的方向。线控制动系统中, 涉及到了EHB系统、EMB系统[1]。关于线控制动系统具体情况, 我们可以从下面的分析中得知。
1.1 EHB系统
EHB系统是电液制动系统, 该系统介于传统制动系统和电子机械制动系统之间, 既包含了电子控制系统的内容, 又对液压控制系统结构进行了有效把握。EHB系统在应用过程中, 主要由踏板传感器、电子控制器、制动执行机构等部分构成, 在进行工作时, 由踏板传感器发挥控制信号, 之后将信号传递给ECU进行计算, 从而对制动力大小进行衡量, 进行汽车制动。EHB系统在应用过程中, 具有较高的可靠性, 并且噪音相对较小, 系统元件在布置过程中, 能够有效地节约空间[2]。EHB系统在应用过程中, 也存在了一定的局限性, 例如, 需要制动液, 并且存在一定的制动液泄漏隐患。
1.2 EMB系统
EMB系统在应用过程中, 采取了一种“干”式线控制动系统方式, 所谓的“干式”主要是指EMB系统在进行制动过程中, 取消了液压机构和制动管道, 这种控制方式利用电机进行控制命令执行。EMB系统在进行汽车制动过程中, 能够对系统结构进行有效简化, 省去了大量的零部件应用;在应用过程中, 与EHB系统相比, EMB系统不存在泄露隐患, 具有更高的安全性;在进行控制过程中, 能够极大地提升命令响应效率, 具有较高的制动精度。除此之外, EMB系统在应用过程中, 有利于更好地实现汽车一体化控制, 并且在对EMB系统进行维修过程中, 较为方便。结合线控制动系统发展情况来看, EMB系统相对于EHB系统来说, 具有更大的发展前景, 在进行汽车线控制动系统安全性控制过程中, 如何对EMB系统进行有效应用, 成为汽车行业发展过程中必须考虑的一个重要议题[3]。
2 汽车线控制动系统安全控制技术的应用
汽车线控制动系统安全控制技术在应用过程中, 更加注重于控制系统设计的安全性、可靠性和智能性, 针对于这一情况, 汽车线控制动系统在设计和应用过程中, 要注重对当下线控制动系统特点进行把握, 保证设计和应用具有先进性和可靠性。
2.1 CAN总线设计的可行性分析
在进行汽车线控制动系统安全控制技术应用过程中, CAN总线设计具有较高的可靠性, 这与CAN总线设计自身的特点有着密切的联系。CAN总线设计应用过程中, 采取双向传输、多分支形式的通信网络, 具有较高的开放性和可操作性, 在应用时, 能够对信号传输问题进行有效解决, 从而更好地保证线控制动系统具有较高的智能性和可靠性。CAN总线在汽车线控制动系统安全性控制技术应用时, 注重与ABS系统进行有效结合, 根据不同的网络标准, 发挥不同的功能和作用[4]。美国在对CAN总线应用时, 将其分为A、B、C三类, A类传输速率低于10kbps, B类速率在100kbps以下, C类速率在500kbps~1Mbps之间, C类CAN总线能够对ECU、ABS系统进行有效控制, 并且具有较高的网络速度。在对CAN总线进行设计过程中, 把握其可行性, 对于提升汽车线控制动系统可靠性来说, 具有重要影响。
2.2 CAN总线在汽车线控制动系统安全控制技术的应用分析
2.2.1 CAN总线控制动系统结构
CAN总线在汽车线控制动系统安全控制技术中应用, 要注重对CAN总线进行有效设计, 保证其能够在实际应用过程中, 发挥有效作用。在对CAN总线设计过程中, 需要考虑到CAN高低双绞线、总线电阻以及相应的信号检测情况。CAN总线控制动系统结构涉及到了多个节点, 这些节点根据其在CAN系统中的功能, 可分为信号采集节点和信号控制节点。在对这些节点功能发挥过程中, 主要利用了CAN总线的信号传输功能, 从而实现汽车线控制动系统作用[5]。
2.2.2 CAN节点电路设计
实现汽车线控制动系统安全控制技术过程中, 需要对CAN节点电路进行有效设计, 保证CAN通信协议能实现数据信息的有效传输, 进而保证CAN线控制动系统发挥真正作用。CAN网络协议形式存在较大的差异, 并且有着不同的功能, 这样一来, 为了更好地保证汽车线控制动系统安全控制目标, 就需要采用不同的CAN控制器。在进行CAN节点电路设计过程中, 本文主要以TJA1050T芯片为主, 该芯片具有较好的物理性能, 能够与CAN总线进行有效连接, 实现与控制器之间的信息数据传输[6]。
2.3 汽车线控制动系统安全控制关键技术
利用CAN总线进行线控制动系统设计过程中, 要注重把握安全控制的关键技术手段, 从以下几点保证CAN控制系统具有较好的性能:第一, 加强对车内电源系统的有效开发, 能够为汽车提供可靠地供电系统, 保证汽车线控制动系统有足够的电能;第二, 加强实时容错控制系统结构的设计, 能够提升系统安全性和可靠性。这一过程中, 需要考虑到元件、单元、系统之间的设计符合要求, 保证控制动系统具有较好的性能;第三, 加强系统网络协议构建, 保证各个节点控制能够实现有效的数据信息传输。这样一来, 才能够更好地提升汽车线控制动系统的安全性和可靠性。
3 结论
综上所述, 我们可以看出, 汽车线控制动系统安全控制技术的应用, 注重实现通信技术与互联网技术的有机融合, 提升线控制动系统的智能性, 更好地保证汽车线控制动系统的安全性和可靠性。在这一过程中, 要注重对CAN总线控制技术的应用, 提升制动系统的制动效能, 减少布线, 提升制动系统的可控性。
参考文献
[1]宗长富, 李刚, 郑宏宇, 等.线控汽车底盘控制技术研究进展及展望[J].中国公路学报, 2013 (2) :160-176.
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[3]汤锴杰.CAN总线在汽车线控制动系统上的应用[J].汽车实用技术, 2013 (8) :13-16.
[4]卜雷.试论汽车线控制动技术及其发展[J].湖南农机, 2014 (1) :73-74.
[5]蔡军军.汽车线控制动系统的工作原理及关键技术探究[J].企业改革与管理, 2014 (6) :175.
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