摘要
??????? 近年來隨著液壓技術(shù)的發(fā)展和在汽車上的應(yīng)用，汽車的各項(xiàng)性能都有了很大地提高，尤其是現(xiàn)代汽車上使用了電腦、機(jī)電液一體化的高新技術(shù)，使汽車工業(yè)的發(fā)展更上了一個(gè)新的臺(tái)級(jí)。汽車工業(yè)成為衡量一個(gè)國家科學(xué)技術(shù)水平先進(jìn)與否的重要標(biāo)志，目前技術(shù)先進(jìn)的汽車已廣泛采用了液壓技術(shù)，就連汽車的燃料供給和機(jī)械潤(rùn)滑系統(tǒng)也借鑒了這些技術(shù)，因此加強(qiáng)針對(duì)汽車的液壓技術(shù)的學(xué)習(xí)與研究，對(duì)于從事汽車?yán)碚搶W(xué)習(xí)和設(shè)計(jì)制造維修的人員具有很重要的意義。
??????? 關(guān)鍵字：液壓技術(shù) ，汽車工業(yè)，高新技術(shù)，
??????? 1.引言
??????? 當(dāng)前，液壓技術(shù)在實(shí)現(xiàn)高壓、高速、大功率、高效率、低噪聲，經(jīng)久耐用，高度集成化等各項(xiàng)要求方面都取得了重大的發(fā)展，在完善比例控制，伺服控制，數(shù)字控制等技術(shù)上也有許多新成就?，F(xiàn)在汽車都在向著駕駛方便、運(yùn)行平穩(wěn)、乘坐舒適、安全可靠、節(jié)能環(huán)保的方向發(fā)展。在這些發(fā)展中液壓氣壓與液力傳動(dòng)技術(shù)起了主導(dǎo)作用。液壓氣壓與液力傳動(dòng)在汽車上的應(yīng)用具有一定的特點(diǎn)，由于汽車整體結(jié)構(gòu)和輕量化的要求，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊、元件組合性強(qiáng)與電氣結(jié)合，能夠根據(jù)汽車的運(yùn)行狀況進(jìn)行控制。
??????? 2.液壓系統(tǒng)工作原理及組成
??????? 2.1.液壓傳動(dòng)工作原理
??????? 液壓傳動(dòng)是利用液體的壓力能來傳遞動(dòng)力的一種傳動(dòng)形式，液壓傳動(dòng)的過程是將機(jī)械能進(jìn)行轉(zhuǎn)換和傳遞的過程。
??????? 2.2.液壓傳動(dòng)系統(tǒng)組成
??????? (1) 動(dòng)力元件----液壓泵, 將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能的裝置。?????????????
??????? (2) 執(zhí)行元件----液壓缸、液壓馬達(dá)，將液壓能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的裝置。
??????? (3) 控制元件----對(duì)系統(tǒng)中油液的壓力、流量或流動(dòng)方向進(jìn)行控制或調(diào)節(jié)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(dòng)的特點(diǎn)
??????? 1）功率密度大，結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量輕；
??????? 2）傳動(dòng)平穩(wěn)，能實(shí)現(xiàn)無級(jí)調(diào)速，且調(diào)速范圍大；
??????? 3）液壓元件質(zhì)量輕、慣性矩小，實(shí)現(xiàn)高頻換向；
??????? 4）元件壽命長(zhǎng)，可實(shí)現(xiàn)過載保護(hù)；
??????? 5）液壓元件已標(biāo)準(zhǔn)化，通用性強(qiáng)。
??????? 液壓傳動(dòng)的不足：效率低，不能保證嚴(yán)格的傳動(dòng)比，受油溫變化影響大，制造精度要求高，對(duì)油液污染敏感
??????? 3、液壓技術(shù)在汽車上的應(yīng)用
??????? 3.1.自動(dòng)變速器液壓控制系統(tǒng).
??????? 1)汽車自動(dòng)變速器液壓操縱系統(tǒng)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(dòng)器的接合和分離，從而達(dá)到自動(dòng)換檔的目的。
??????? 2)主油路的副調(diào)壓閥-限壓滑閥
??????? 作用:根據(jù)車速和節(jié)氣門開度的變化,自動(dòng)調(diào)節(jié)液力變矩器的壓力,并保證各摩擦副潤(rùn)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(tǒng).
??????? 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(wěn)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(diào)節(jié)功能，不管車輛(規(guī)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(zhuǎn)彎時(shí)產(chǎn)生的傾斜程度。當(dāng)車輛在凸凹不平的道路上行駛時(shí)可以提高車身的高度，當(dāng)車輛高速行駛時(shí)又可使車身的高度降低，以減少風(fēng)的阻力。汽車電控液壓懸架還具有衰減力的調(diào)節(jié)功能，以提高車輛的穩(wěn)定性。在急轉(zhuǎn)彎、急加速和緊急制動(dòng)時(shí)，還可以抑制車輛姿態(tài)的變化。
??????? 3.3. 汽車液壓制動(dòng)系統(tǒng)
??????? 汽車制動(dòng)系統(tǒng)是汽車安全行駛中最重要的部分。隨著發(fā)動(dòng)機(jī)的技術(shù)發(fā)展和道路條件的改善，汽車的行駛速度和單次運(yùn)行距離都有了很大地發(fā)展，行駛動(dòng)能大幅度地提高，從而使得傳統(tǒng)的摩擦片式制動(dòng)裝置越來越不能適應(yīng)長(zhǎng)時(shí)間、高強(qiáng)度的工作需要。由于頻繁或長(zhǎng)時(shí)間地使用制動(dòng)器，出現(xiàn)摩擦片過熱衰退現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致制動(dòng)失效，威脅到行車安全。車輛也因?yàn)轭l繁更換制動(dòng)蹄片和輪胎導(dǎo)致運(yùn)輸成本的增加。為了解決這一問題，應(yīng)運(yùn)而生的各種車輛的助制動(dòng)系統(tǒng)迅速發(fā)展，液力緩速器就是其中的一種。當(dāng)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(tǒng)的制動(dòng)器的不足。
??????? 3.4.電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱EHB)
??????? 3.4.1電子液壓制動(dòng)系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱EHB) 是在傳統(tǒng)的液壓制動(dòng)器基礎(chǔ)上發(fā)展而來的。與傳統(tǒng)的汽車制動(dòng)系統(tǒng)有所不同,EHB 以電子元件替代部分機(jī)械元件,是一個(gè)先進(jìn)的機(jī)電一體化系統(tǒng)。EHB 用一個(gè)綜合制動(dòng)模塊取代傳統(tǒng)制動(dòng)器中的壓力調(diào)節(jié)器和ABS 模塊。這個(gè)綜合的制動(dòng)模塊由電機(jī)、泵、蓄電池等部件組成,它可以產(chǎn)生并儲(chǔ)存制動(dòng)壓力,可以對(duì)4個(gè)車輪的制動(dòng)力矩進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié)。同時(shí),在EHB 的電子控制系統(tǒng)中設(shè)計(jì)相應(yīng)程序,通過操縱電控元件來控制制動(dòng)力的大小及各軸制動(dòng)力的分配,可以完全實(shí)現(xiàn)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(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)中的制動(dòng)踏板,用來接受駕駛員的制動(dòng)意圖,產(chǎn)生并傳遞制動(dòng)信號(hào)給電控單元和執(zhí)行機(jī)構(gòu),并根據(jù)一定的算法進(jìn)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(dòng)過程中,車輪制動(dòng)力由ECU 和執(zhí)行器控制,踏板轉(zhuǎn)角傳感器不斷地將踏板轉(zhuǎn)角信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào),并將其輸入到電控單元。ECU 將控制信號(hào)及電流分別輸入到驅(qū)動(dòng)器和電液制動(dòng)閥,驅(qū)動(dòng)器根據(jù)兩個(gè)輸入信號(hào)中的較大值產(chǎn)生控制電流輸入到電液制動(dòng)閥。電液制動(dòng)閥根據(jù)輸入電流調(diào)整輸出到制動(dòng)器的壓力大小。在制動(dòng)過程中,ECU 還可以根據(jù)輪速傳感器等其它各種信號(hào)進(jìn)行分析計(jì)算,實(shí)現(xiàn)ABS、ASR 等功能。為了保證在系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)也能安全停車,系統(tǒng)中設(shè)計(jì)有后備液壓系統(tǒng),以保證控制系統(tǒng)在失靈時(shí)仍有制動(dòng)能力,確保安全。
??????? 3.4.3 EHB 的發(fā)展和現(xiàn)狀
??????? EHB 是線控制動(dòng)系統(tǒng)(Brake2by2wire System)的一種類型。線控制動(dòng)系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱BBW) 包括EHB和EMB 兩種, 其中EMB ( Elect ro2mechanicalBrake) 稱為電子機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)。如果把EHB 稱為“濕式”的BBW 系統(tǒng), 那么EMB 就是“干式”的BBW 系統(tǒng)。兩者的區(qū)別在于EMB 不再使用制動(dòng)液及液壓部件,制動(dòng)力矩完全由安裝在4個(gè)車輪上的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。目前,BBW 系統(tǒng)存在著是否有高可靠性的安全通信技術(shù),制動(dòng)隨動(dòng)如何實(shí)現(xiàn),制動(dòng)失效如何保護(hù)等急需解決的問題,同時(shí)也存在著如何更好地降低制造成本,逐步實(shí)現(xiàn)市場(chǎng)化的問題。
??????? EMB 是汽車制動(dòng)系統(tǒng)未來發(fā)展的方向, 而EHB 則是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的第一步。
??????? 線控制動(dòng)源于飛機(jī)制造工業(yè),隨著汽車電子化程度的不斷提高,BBW 系統(tǒng)被引入汽車制造領(lǐng)域。早在1993 年,福特汽車公司就在一款電動(dòng)汽車上安裝了EHB 系統(tǒng),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(dòng)技術(shù)的量產(chǎn)車,它的EHB 技術(shù)是由博世公司提供的,也是電子控制制動(dòng)系統(tǒng)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(dòng)系統(tǒng)( Hybrid Brake2by2wire) ,即混合電制動(dòng)系統(tǒng), 前輪仍采用傳統(tǒng)的液壓制動(dòng)器進(jìn)行制動(dòng),而后輪則用電動(dòng)制動(dòng)鉗來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的液壓制動(dòng)鉗,是EHB 到EMB 的過渡。
??????? 3.4.4? EHB 與傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)的對(duì)比
??????? 1) 液壓產(chǎn)生。在傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)中,駕駛員通過對(duì)制動(dòng)主缸的調(diào)節(jié),在輪缸建立制動(dòng)壓力;而電液制動(dòng)系統(tǒng)則是通過液力蓄能器提供制動(dòng)壓力,而所儲(chǔ)壓力是由電動(dòng)液壓泵產(chǎn)生的,可以提供多次連續(xù)制動(dòng)的液壓力。
??????? 2) 液壓分配。傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)只是均勻的分配液壓力,當(dāng)踩下制動(dòng)踏板時(shí),制動(dòng)主缸就將等量的制動(dòng)液送往各制動(dòng)器的制動(dòng)管路,并通過比例閥來平衡前后輪缸;而EHB 則根據(jù)傳感器所采集到的各種信息,通過ECU 計(jì)算出各制動(dòng)器所需的最佳制動(dòng)力,并將其分別施加于各制動(dòng)輪,達(dá)到良好的制動(dòng)效果。
??????? 3) 動(dòng)力傳遞。電液制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)踏板和車輪制動(dòng)器之間的動(dòng)力傳遞是分離的,在制動(dòng)過程中,制動(dòng)力由EHB 電子控制單元提供柔性控制,替代了傳統(tǒng)的純機(jī)械傳遞方式。
??????? 4) 元件連接。EHB 用電線取代部分制動(dòng)管路,縮短了制動(dòng)管路的長(zhǎng)度,并可省去一些制動(dòng)管路中的閥類元件,節(jié)省空間。
??????? 3.4.5 EHB系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)
??????? 傳統(tǒng)制動(dòng)系中，制動(dòng)主缸與制動(dòng)輪缸通過制動(dòng)管路相連，制動(dòng)壓力直接由人力通過制動(dòng)踏板輸入，而真空助力器作為輔助動(dòng)力源也要受到發(fā)動(dòng)機(jī)真空度的限制。這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)限制了制動(dòng)壓力建立、各輪制動(dòng)力的分配以及與其它系統(tǒng)的集成控制等，在進(jìn)一步提高制動(dòng)效果方面潛力有限。EHB系統(tǒng)由于改變了壓力建立方式，踏板力不再影響制動(dòng)力，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和原理所導(dǎo)致的不足，具有許多傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)越性：
??????? 3.5.汽車液壓減震系統(tǒng)?
??????? 汽車液壓減振系統(tǒng)具有優(yōu)良的減震功能，在車輛偏重時(shí)可以保持車輛的平衡，使車輛繼續(xù)安全行駛。在車輛更換輪胎時(shí)，不需要千斤頂頂?shù)丶纯筛鼡Q輪胎，大大地提高了工作效率，節(jié)省了時(shí)間。如果車輛陷入濕滑的地方時(shí)，利用此裝置也很容易走出泥沼。
??????? 3.6.液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
??????? 3.6.1液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
??????? 液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要由機(jī)械部分和液壓助力裝置兩部分組成。機(jī)械部分由轉(zhuǎn)向傳動(dòng)副、轉(zhuǎn)向搖臂、縱拉桿總成、橫拉桿總成、轉(zhuǎn)向節(jié)臂、轉(zhuǎn)向主銷、轉(zhuǎn)向節(jié)主銷套、轉(zhuǎn)向節(jié)壓力軸承及轉(zhuǎn)向節(jié)等組成。液壓助力裝置部分由液壓助力器、貯油箱、轉(zhuǎn)向油泵及管路等組成。液壓助力轉(zhuǎn)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(zhuǎn)閥兩種?，F(xiàn)以液壓常流式轉(zhuǎn)向?yàn)槔榻B液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的工作原理。