电动自行车液压点刹制动系统设计.docx

电动自行车液压点刹制动系统设计 严峥源 周忠友摘要：制动系统作为车辆最重要的安全装置，制动性能直接关系到交通安全，制动距离过长和制动时侧滑是发生交通事故的主要原因，缩短制动距离和避免制动侧滑是对制动系统提出的要求，采用液压、电子控制等手段，利用霍尔传感器、电磁铁、晶体振荡器、制动油缸等零部件设计电动自行车液压点刹制动系统，确保滑移率在较低范围，有效缩短制动距离、防止制动侧滑，提高电动自行车等车辆的行车安全关键词：电动自行车 液压制动 制动系统一、前言随着经济社会的发展和人们收入的不断提高，电动自行车不仅比较环保，在道路上行驶所占的空间也相对较小，除此之外，电动车由于不用人力，又有一定的速度，对改善一些中低收入或者说买不起、不愿买小轿车的人出行有很大帮助在城市中，电动自行车的普及十分广泛，成为上下班工人、学生的主要代步工具电动自行车和摩托车等交通工具，与地面接触面积小，制动时摩擦面积小，制动力不足，且重心较高，制动稳定性差，是导致骑乘人员受到人身伤害的一个重要因素据不完全统计，浙江省交通事故总数中，有电动车参与的事故占了30%以上，主要是因为电动车速度快、无防护，配套的安全装置比如制动系统效果不理想，提高电动车制动系统的性能已经迫在眉睫了。

二、制动性能与滑移率车辆的制动过程是从车轮滚动到抱死拖滑的一个渐变过程，随着制动强度的增加，车轮的滚动成分越来越少，而滑动成分越来越多，一般用滑移率S来表示制动过程中滑动成分的变化[1]S=（uw-rr0ωw）/ uwS为滑移率，uw为车速，rr0为车轮的运动半径，ωw为车轮运动的角速度在纯滚动时，uw= rr0ωw，滑移率S=0；在纯滑动时，ωw =0，滑移率S=1；边滑边滚时，0﹤S﹤1所以，滑移率清晰地表明了车辆制动过程中，车轮的状态，滑移率越大，滑动成分越大如图1所示为车辆制动过程中，不考虑侧向力影响下的制动力系数曲线，可以看到，制动力系数的最大值，即峰值附着系数，出现在滑移率S=10%—20%处实际制动过程中，车轮常常受到侧向力而发生侧偏或侧滑现象如图2所示为制动力系数、侧向力系数与滑移率之间的关系曲线曲线表明，滑移率越低，侧向力系数越大，也就是说，车轮保持转向、防止侧滑的能力越大所以，制动时若能使滑移率保持在较低值（S=10%—20%），便可以获得较大的制动力系数和侧向力系数这样，制动性能最好，侧向稳定性也较好目前一般电动自行车配备的制动系统都很难达到这一要求因此，有必要对电动自行车的制动系统展开研究，设计具有较低滑移率的液压点刹制动系统。

三、液压点刹制动系统液压点刹制动系统是在现有机械制动系统的基础上，增加了液压油缸、触发装置、电磁铁等零部件，依托液压原理和电子控制技术设计而成的[2]该液压刹车系统，包括制动盘、制动机构（包括制动钳体、摩擦片、制动油缸、电磁铁和触发装置）以及驱动机构（包括拉索、驱动摇臂和压力油缸）制动时，12-拉索拉动11-驱动摇臂绕摇臂轴摆动，驱动摇臂下端抵在8-压力油缸的10-压力活塞上，克服9-弹簧的弹力，驱动油液流入制动油缸，在制动油液的推动下，14-摩擦片夹紧1-制动盘，制动盘停止旋转，即车轮停止滚动，进入拖滑阶段为使滑移率保持在较低值范围内，应该尽量避免拖滑，触发装置将扮演重要角色，触发装置包括霍尔传感器、光栅、计数器、晶体振荡器车辆正常行驶时，制动盘随车轮旋转，制动盘上的光栅可间断地切断磁回路，霍尔传感器感应到磁回路的变化，从而使霍尔传感器产生脉冲信号，传到计数器两个脉冲信号间隔在设定值以内的，计数器在晶振的作用下重新开始计算，当两个脉冲信号间隔超过设定值（制动盘和车轮处于抱死拖滑状态时），计数器就使继电器的电磁线圈通电，产生磁性，吸合开关，使电磁铁电路通电，电磁铁将制动活塞往后吸引，使得摩擦片松开制动盘，轮胎在车辆的惯性下继续滚动，触发装置检测到制动盘转动从而发出信号切断电磁铁电路，制动盘重新抱死……，如此往复，直到车辆停止。

即通过一次拉拉索制动，完成多次重复的夹紧放松再夹紧再放松，从而缩短制动距离，在降低操作人员劳动强度的前提下，提高行车安全性该液压点刹制动系统配备在电瓶车、摩托车以及速度较快的自行车上时可有效缩短制动距离，防止刹车时的甩尾现象，提高驾乘人员的安全性四、结语为了提高电动自行车的制动性能，研究设计了电动自行车液压点刹制动系统，确保制动过程中滑移率控制在较低的范围内，可以有效的缩短制动距离，避免制动侧滑，提高电动自行车驾乘人员的安全性，降低由于电动自行车制动性能不良导致的交通事故的比例参考文献：[1] 余志生.汽车理论[M].机械工业出版社，2009[2] 严峥源、周忠友. 一种液压刹车系统（ZL201410034225.9）.中华人民共和国国家知识产权局.2016. -全文完-。