摘要
??????? 近年來隨著液壓技術的發展和在汽車上的應用,汽車的各項性能都有了很大地提高,尤其是現代汽車上使用了電腦、機電液一體化的高新技術,使汽車工業的發展更上了一個新的臺級。汽車工業成為衡量一個國家科學技術水平先進與否的重要標志,目前技術先進的汽車已廣泛采用了液壓技術,就連汽車的燃料供給和機械潤滑系統也借鑒了這些技術,因此加強針對汽車的液壓技術的學習與研究,對于從事汽車理論學習和設計制造維修的人員具有很重要的意義。
??????? 關鍵字:液壓技術 ,汽車工業,高新技術,
??????? 1.引言
??????? 當前,液壓技術在實現高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲,經久耐用,高度集成化等各項要求方面都取得了重大的發展,在完善比例控制,伺服控制,數字控制等技術上也有許多新成就。現在汽車都在向著駕駛方便、運行平穩、乘坐舒適、安全可靠、節能環保的方向發展。在這些發展中液壓氣壓與液力傳動技術起了主導作用。液壓氣壓與液力傳動在汽車上的應用具有一定的特點,由于汽車整體結構和輕量化的要求,系統結構緊湊、元件組合性強與電氣結合,能夠根據汽車的運行狀況進行控制。
??????? 2.液壓系統工作原理及組成
??????? 2.1.液壓傳動工作原理
??????? 液壓傳動是利用液體的壓力能來傳遞動力的一種傳動形式,液壓傳動的過程是將機械能進行轉換和傳遞的過程。
??????? 2.2.液壓傳動系統組成
??????? (1) 動力元件----液壓泵, 將機械能轉換成液壓能的裝置。?????????????
??????? (2) 執行元件----液壓缸、液壓馬達,將液壓能轉換成機械能的裝置。
??????? (3) 控制元件----對系統中油液的壓力、流量或流動方向進行控制或調節的裝置,如壓力、流量、方向控制閥等。
??????? (4) 輔助元件----如油箱、管路、過濾器等。
??????? 2.3.液壓傳動的特點
??????? 1)功率密度大,結構緊湊,質量輕;
??????? 2)傳動平穩,能實現無級調速,且調速范圍大;
??????? 3)液壓元件質量輕、慣性矩小,實現高頻換向;
??????? 4)元件壽命長,可實現過載保護;
??????? 5)液壓元件已標準化,通用性強。
??????? 液壓傳動的不足:效率低,不能保證嚴格的傳動比,受油溫變化影響大,制造精度要求高,對油液污染敏感
??????? 3、液壓技術在汽車上的應用
??????? 3.1.自動變速器液壓控制系統.
??????? 1)汽車自動變速器液壓操縱系統閥體的作用是把油泵所輸出的液壓油分配給各元件,以控制各離合器和制動器的接合和分離,從而達到自動換檔的目的。
??????? 2)主油路的副調壓閥-限壓滑閥
??????? 作用:根據車速和節氣門開度的變化,自動調節液力變矩器的壓力,并保證各摩擦副潤滑的油壓和流向液壓油冷卻裝置的油壓.
??????? 3.2.汽車液壓懸架系統.
??????? 汽車電控液壓懸架可以使司乘人員都有乘坐軟彈簧的舒服感,而且還能保證汽車的靈活性和穩定性。目前轎車上采用的電子控制懸架都具有靈敏的車高調節功能,不管車輛(規定范圍)如何變化,都可以保持汽車的一定高度,大大地減少了汽車在轉彎時產生的傾斜程度。當車輛在凸凹不平的道路上行駛時可以提高車身的高度,當車輛高速行駛時又可使車身的高度降低,以減少風的阻力。汽車電控液壓懸架還具有衰減力的調節功能,以提高車輛的穩定性。在急轉彎、急加速和緊急制動時,還可以抑制車輛姿態的變化。
??????? 3.3. 汽車液壓制動系統
??????? 汽車制動系統是汽車安全行駛中最重要的部分。隨著發動機的技術發展和道路條件的改善,汽車的行駛速度和單次運行距離都有了很大地發展,行駛動能大幅度地提高,從而使得傳統的摩擦片式制動裝置越來越不能適應長時間、高強度的工作需要。由于頻繁或長時間地使用制動器,出現摩擦片過熱衰退現象,嚴重時導致制動失效,威脅到行車安全。車輛也因為頻繁更換制動蹄片和輪胎導致運輸成本的增加。為了解決這一問題,應運而生的各種車輛的助制動系統迅速發展,液力緩速器就是其中的一種。當今的液力緩速器主要用在重型載貨汽車和大中型客車上。液力緩速器的使用和推廣,大大地改善了傳統的制動器的不足。
??????? 3.4.電子液壓制動系統(簡稱EHB)
??????? 3.4.1電子液壓制動系統(簡稱EHB) 是在傳統的液壓制動器基礎上發展而來的。與傳統的汽車制動系統有所不同,EHB 以電子元件替代部分機械元件,是一個先進的機電一體化系統。EHB 用一個綜合制動模塊取代傳統制動器中的壓力調節器和ABS 模塊。這個綜合的制動模塊由電機、泵、蓄電池等部件組成,它可以產生并儲存制動壓力,可以對4個車輪的制動力矩進行單獨調節。同時,在EHB 的電子控制系統中設計相應程序,通過操縱電控元件來控制制動力的大小及各軸制動力的分配,可以完全實現ABS 及ASR 等功能。
??????? 3.4.2 EHB的工作原理
??????? EHB 采用電子踏板取代傳統制動系統中的制動踏板,用來接受駕駛員的制動意圖,產生并傳遞制動信號給電控單元和執行機構,并根據一定的算法進行模擬,然后將信息反饋給駕駛員,保證駕駛員有足夠的踏板感。
??????? 制動過程中,車輪制動力由ECU 和執行器控制,踏板轉角傳感器不斷地將踏板轉角信號轉換為電信號,并將其輸入到電控單元。ECU 將控制信號及電流分別輸入到驅動器和電液制動閥,驅動器根據兩個輸入信號中的較大值產生控制電流輸入到電液制動閥。電液制動閥根據輸入電流調整輸出到制動器的壓力大小。在制動過程中,ECU 還可以根據輪速傳感器等其它各種信號進行分析計算,實現ABS、ASR 等功能。為了保證在系統發生故障時也能安全停車,系統中設計有后備液壓系統,以保證控制系統在失靈時仍有制動能力,確保安全。
??????? 3.4.3 EHB 的發展和現狀
??????? EHB 是線控制動系統(Brake2by2wire System)的一種類型。線控制動系統(簡稱BBW) 包括EHB和EMB 兩種, 其中EMB ( Elect ro2mechanicalBrake) 稱為電子機械制動系統。如果把EHB 稱為“濕式”的BBW 系統, 那么EMB 就是“干式”的BBW 系統。兩者的區別在于EMB 不再使用制動液及液壓部件,制動力矩完全由安裝在4個車輪上的電動機驅動執行機構實現。目前,BBW 系統存在著是否有高可靠性的安全通信技術,制動隨動如何實現,制動失效如何保護等急需解決的問題,同時也存在著如何更好地降低制造成本,逐步實現市場化的問題。
??????? EMB 是汽車制動系統未來發展的方向, 而EHB 則是實現這一目標的第一步。
??????? 線控制動源于飛機制造工業,隨著汽車電子化程度的不斷提高,BBW 系統被引入汽車制造領域。早在1993 年,福特汽車公司就在一款電動汽車上安裝了EHB 系統,后來通用公司在其一款轎車上也采用了EHB。目前,奔馳公司新推出的SL500 同樣采用了EHB ,是世界上第一輛采用線控制動技術的量產車,它的EHB 技術是由博世公司提供的,也是電子控制制動系統SBC ( Sensot ronic Brake Con2t rol) 的一部分。此外,德爾福公司還提出了混合線控制動系統( Hybrid Brake2by2wire) ,即混合電制動系統, 前輪仍采用傳統的液壓制動器進行制動,而后輪則用電動制動鉗來代替傳統的液壓制動鉗,是EHB 到EMB 的過渡。
??????? 3.4.4? EHB 與傳統制動系統的對比
??????? 1) 液壓產生。在傳統的制動系統中,駕駛員通過對制動主缸的調節,在輪缸建立制動壓力;而電液制動系統則是通過液力蓄能器提供制動壓力,而所儲壓力是由電動液壓泵產生的,可以提供多次連續制動的液壓力。
??????? 2) 液壓分配。傳統的制動系統只是均勻的分配液壓力,當踩下制動踏板時,制動主缸就將等量的制動液送往各制動器的制動管路,并通過比例閥來平衡前后輪缸;而EHB 則根據傳感器所采集到的各種信息,通過ECU 計算出各制動器所需的最佳制動力,并將其分別施加于各制動輪,達到良好的制動效果。
??????? 3) 動力傳遞。電液制動系統的制動踏板和車輪制動器之間的動力傳遞是分離的,在制動過程中,制動力由EHB 電子控制單元提供柔性控制,替代了傳統的純機械傳遞方式。
??????? 4) 元件連接。EHB 用電線取代部分制動管路,縮短了制動管路的長度,并可省去一些制動管路中的閥類元件,節省空間。
??????? 3.4.5 EHB系統的優點
??????? 傳統制動系中,制動主缸與制動輪缸通過制動管路相連,制動壓力直接由人力通過制動踏板輸入,而真空助力器作為輔助動力源也要受到發動機真空度的限制。這種結構特點限制了制動壓力建立、各輪制動力的分配以及與其它系統的集成控制等,在進一步提高制動效果方面潛力有限。EHB系統由于改變了壓力建立方式,踏板力不再影響制動力,彌補了傳統制動系統設計和原理所導致的不足,具有許多傳統制動系統無法比擬的優越性:
??????? 3.5.汽車液壓減震系統?
??????? 汽車液壓減振系統具有優良的減震功能,在車輛偏重時可以保持車輛的平衡,使車輛繼續安全行駛。在車輛更換輪胎時,不需要千斤頂頂地即可更換輪胎,大大地提高了工作效率,節省了時間。如果車輛陷入濕滑的地方時,利用此裝置也很容易走出泥沼。
??????? 3.6.液壓轉向系統
??????? 3.6.1液壓助力轉向系統
??????? 液壓助力轉向系統主要由機械部分和液壓助力裝置兩部分組成。機械部分由轉向傳動副、轉向搖臂、縱拉桿總成、橫拉桿總成、轉向節臂、轉向主銷、轉向節主銷套、轉向節壓力軸承及轉向節等組成。液壓助力裝置部分由液壓助力器、貯油箱、轉向油泵及管路等組成。液壓助力轉向按液流形式分為常流式和常壓式兩種,按分配閥的形式又可分為滑閥式和轉閥兩種?,F以液壓常流式轉向為例介紹液壓助力轉向系統的工作原理。
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