于寧,楊海波,周翠玉
(1.河北聯(lián)合大學遷安學院;2.河北聯(lián)合大學圖書館;3.河北聯(lián)合大學機械工程學院,河北唐山063009)
當今環(huán)境污染與能源消耗問題的日益嚴重,新能源電動汽車被看做是汽車產(chǎn)業(yè)未來的發(fā)展方向。駐車制動裝置是在電動汽車停車時防止車輛自由移動的制動裝置,是電動汽車安全性能的重要保證。
目前汽車駐車裝置絕大多數(shù)采用手剎制動。但手剎駐車需要駕駛員用力手動拉起操縱桿,在緊急駐車制動情況下不利于駕駛員的操作。對于非封閉式電動汽車,例如:觀光游覽車,敞開式巡邏車,敞開式環(huán)衛(wèi)車,場區(qū)服務車等,當駕駛員拉上手剎,駐車離開后,非駕駛人員解除駐車后,可隨意移動車輛。極易造成車輛事故,也不利于電動汽車的防盜。
智能駐車制動裝置是針對河北聯(lián)合大學研制的微型電動汽車,設計的一套智能駐車系統(tǒng)。主要利用駐車按鈕,結合車鑰匙及加速踏板等裝置共同組成智能駐車制動系統(tǒng),解決了上述手剎駐車制動存在的問題,而且成本低廉,是未來電動汽車駐車制動的發(fā)展趨勢。
傳統(tǒng)的手剎制動有手剎制動桿,剎車拉線、蹄片等組成。智能駐車制動系統(tǒng)就是用制動按鈕代替手剎制動桿,簡化了駐車制動的操作,減小了駐車時間,避免了車輛溜車。
智能駐車制動系統(tǒng)的結構,主要由鑰匙、加速踏板及駐車按鈕控制駐車制動器,帶動剎車線的拉緊與放松,進而控制車輛的駐車與否。智能駐車制動系統(tǒng)結構如圖1所示。
圖1 智能駐車制動系統(tǒng)結構圖
智能駐車制動器主要包括繼電器、行程開關、拉桿、蝸輪蝸桿電機,滑輪等部件組成。繼電器控制蝸輪蝸桿電機的轉動。蝸輪蝸桿電機轉動,通過鋼絲繩拉動彈簧,帶動杠桿向下運動,進而拉緊剎車線,使車輛處于駐車制動狀態(tài)。
制動力的大小是影響制動效果的主要參數(shù)。制動力不足,容易產(chǎn)生車輛滑移的現(xiàn)象,而制動力過大容易發(fā)生車輪抱死,剎車線斷裂的現(xiàn)象。所以駐車制動系統(tǒng)應保證適當?shù)膭x車力,使車輛具有最佳的駐車制動效果。此設計利用杠桿原理把蝸輪蝸桿電機的驅(qū)動拉力放大,作用于剎車拉緊繩。同時增加彈簧與行程開關裝置限制拉力過大。蝸輪蝸桿電機通過拉動彈簧進而拉動杠桿。行程開關包括拉緊行程開關和放松行程開關。用來限制彈簧彈力控制拉緊與放松行程開關的通斷,進而控制拉緊繩的拉緊與放松程度,保證該系統(tǒng)具有最佳的制動拉力。
智能駐車制動系統(tǒng)實體結構如圖2所示。
圖2 智能駐車制動系統(tǒng)實體結構圖
智能駐車制動系統(tǒng)結構簡圖如圖3所示。
圖3 智能駐車制動系統(tǒng)結構簡圖
此智能駐車制動系統(tǒng)主要采用繼電器的常開常閉觸點,控制電路的通斷,進而控制蝸輪蝸桿電機的轉動。采用HH54P型繼電器,1~9為常閉觸點,5~9為常開觸點,10~6為常開觸點,電源為車載12V電源。
智能機械制動系統(tǒng)的原理,如圖4所示。
圖4 智能駐車制動系統(tǒng)的原理
在電動汽車鑰匙門打開的情況下,電動汽車需要制動時,按下駐車按鈕,在加速踏板不起作用的前提下,J×繼電器線圈得電,J×繼電器的常開觸點J×2-1閉合,J×繼電器的常閉觸點J×1-2斷開,則J繼電器線圈斷電,蝸輪蝸桿電機DJ代替手剎制動裝置,拉動液壓傳動系統(tǒng)使電動汽車保持駐車狀態(tài)。若駕駛員踩下加速踏板,J×繼電器線圈斷電,J繼電器線圈得電,則將自動解除駐車狀態(tài)。在鑰匙打開,而駐車按鈕不起作用的情況下,無論加速踏板按下與否,電動汽車都處于解除駐車狀態(tài)。
鑰匙斷開,電動汽車自動進入駐車狀態(tài)。
智能駐車制動系統(tǒng)狀態(tài)如表1所示。
表1 智能駐車制動系統(tǒng)狀態(tài)
此智能駐車制動系統(tǒng)充分利用電動汽車現(xiàn)有的鑰匙及加速踏板,控制電動汽車駐車與否,符合人們常規(guī)的思維模式。只有在鑰匙打開的前提下,才可對電動汽車進行行駛操作。此外在鑰匙打開的前提下,增添了踩下加速踏板自動解除駐車的功能,方便了駕駛員的操作流程,縮短了電動汽車的啟動時間。按鈕制動相對于傳統(tǒng)的手剎制動,更便于駕駛員的操作,節(jié)省了駐車制動時間,方便緊急狀況下對電動汽車的制動。同時,拔下鑰匙,電動汽車斷電自動駐車的功能,也有利于電動汽車的防盜。
此智能駐車制動系統(tǒng),直接利用電控制機械零部件,來實現(xiàn)駐車制動功能,相比現(xiàn)在涿漸發(fā)展起來的電子駐車制動系統(tǒng),避免了一些傳感器及電子元件的使用,增強了駐車制動系統(tǒng)的穩(wěn)定性,降低了成本。
經(jīng)過反復試驗與實車運行,此智能駐車制動系統(tǒng),操作簡便,性能穩(wěn)定,能成功及時的實現(xiàn)駐車制動功能,適合在電動汽車產(chǎn)業(yè)推廣應用。
綜上所述,智能駐車制動系統(tǒng),是一個由電器元件控制蝸輪蝸桿電機,作用于制動器的機電一體化駐車制動系統(tǒng)。相比于傳統(tǒng)的手剎駐車制動系統(tǒng),與現(xiàn)有的電子駐車制動系統(tǒng),都有其自身優(yōu)勢、特點,更適合應用于電動汽車尤其是敞式電動汽車的駐車制動系統(tǒng)。隨著電動汽車的發(fā)展,此智能駐車制動系統(tǒng)憑其簡單的結構,方便的操作性與舒適性等優(yōu)點,將得到越來越廣泛的應用和發(fā)展。
[1] 王玉群,林向陽,楊清林.汽車電子機械制動器(EMB)的發(fā)展研究[J].技術與應用,2009,(12):49.
[2] 許文靜.淺談汽車電控機械制動系統(tǒng)(EPB)[J].機械與電子,2010.
[3] 汽車智能駐車剎車系統(tǒng)的應用[J].工程技術,2010,(12):107.
[4] 楊月海.電子出車制動技術簡介[J].汽車運用,2010,(1):32-33.