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汽车底盘控制系统新技术

| 2020-07-29

现代汽车底盘及零部件控制系统主要分为制动控制、牵引控制、转向控制和悬架控制等。它们的广泛应用极大地改善了汽车的主动安全性和操控性。目前正进一步研究通过高速网络将各种控制系统联成一体形成的全方位底盘控制、汽车开放性系统构架工程和底盘线控技术等。

线控系统

使用各种线控系统而改善车辆的驾驶操控性的发展步伐正越来越快。国外主要的汽车制造商以及众多的一级零部件供应商现在都加入了开发此类系统之中,主要目标集中在通过电控线路进行制动、转向以及变更速度方面。

线控系统正不断取代与各种电子信号相连的实际部件。人们希望最后能够取消驾驶人员控制装置与转向和制动机构之间传统的(或液压的)联结件,其中包括转向柱、中间轴、泵、各种软管、不同的液体、皮带以及制动助力器和制动主缸等。

这种系统一般使用电控机械式执行机构,再加上一个与分体式电子控制模块相连的脚踏板和转向的“感觉”仿真器。由于没有任何的机械连接部件,引入了一种进一步加强驾驶人员敏感度的控制装置,以利于左、右手轮换驾驶时能够更容易地进行开关转换。

使用线控系统的控制装置为轿车制造商的产品开发提供了快速协调的能力。这种快速协调能力可以显著地节省开发时间和人力物力。可以将操纵和转向的特征种类进行输入,并将预定品牌的特性进行编程。此外,对提高汽车抗碰撞能力的研制也有帮助。

目前,此类系统已出现在欧洲宝马和奔驰的各种车型上以及美国凯迪拉克车型上。

线控系统是一项公认的成熟技术——该项技术已在航空业使用了很多年。目前在汽车上应用的最大障碍是驾驶人员,驾驶人员认为使用那些经过试验的、可以信得过的各种传统控制装置更安全,这些传统控制装置给他们提供了一种路感以及零部件之间某种实际连接的感觉。

随着用户被逐渐地吸引,该种新技术将进一步发展并与现有的机械和液压技术同时存在。但成本仍旧是该技术发展的一个问题。在电控线路应用技术具有较高效率以及优势的同时,该技术也变得更复杂,其成本也较高。同时还有一些法规方面的问题需要解决。

在电控线路应用技术中,主要供应商有:德尔福、博世、西门子VDO、采埃孚和伟世通等。在它们众多的方案中包含了多种技术。德尔福的计划中包括了电控线路应用技术并以此作为其集成安全系统和碰撞预警程序的一部分,成为汽车动态安全管理的关键。当潜在的危险经过传感器的感知和判断后,将电控线路系统进行激活,以避免撞车的发生。

连续控制底盘系统(FOUR—C)

在3年前的巴黎汽车博览会上,沃尔沃公司以S60轿车为基础在它的概念车上引入了该系统。去年S60R轿车和V70R厢式车的各种类型产品在巴黎进行了展出。FOUR—C是由减振系统高端技术的开发公司一奥林斯·瑞星(?hlins racing)和减振器生产厂家蒙诺(Monroe)联合开发的。

沃尔沃公司对该技术的名称使用了一个小小的双关语。FOUR—C等于“foresee”,它的意思是该轿车可以随时预知它本身即将要发生和面临的某种情况并进而补偿调整使其正常行驶。沃尔沃公司早在1999年2月就已经开始了有关FOUR—C的研究工作。

该系统测量车身相对于道路的纵向、横向和垂直方向加速度的各种传感器布置在底盘的各个特征点上。这些传感器还可通过防抱制动器和稳定控制系统测量每个车轮的旋转和垂直运动、转向盘的偏转角、速度、转向、发动机扭矩以及各种紧急障碍数据等。所有这一切都是以电子线路的形式与轿车全轮驱动系统相连接。

各种传感器通过一个微处理器将所有这些信息反馈给减振器,并以每秒500次的速度对其进行更改。例如,在剧烈的制动和补偿调整过程中,该系统将计算轿车的前端倾斜多少。仪表板上的2个按钮允许驾驶员控制底盘的舒适度和振动。在舒适度和振动的调整装置中,轿车应用了天钩(sky hook)控制技术使车身以悬浮状态通过凸凹不平的路面。

在该领域存在着众多的竞争性技术。包括奔驰在S级和新E级轿车上使用的气动技术;宝马在新型的7系列使用的电子减振控制装置;以及德尔福在凯迪拉克Seville STS上所使用的磁性舒适性装置。

复合陶瓷制动盘

复合陶瓷制动盘的重量要比传统的灰铁制动盘重量轻30%以上,可提供恒定的制动功能(无任何衰减效应)以及延长车辆的使用寿命。

复合陶瓷制动盘在所有应用条件下都可确保具有高摩擦系数。在急促而拖长的减速过程中,制动盘所经受的热量不影响复合陶瓷材料的摩擦系数,该摩擦系数总是恒定不变的,这是使用传统铸铁元件很难达到的。

此外,复合陶瓷材料的硬度保证了制动盘的寿命与该轿车的寿命几乎一样长,因为制动盘的表面从来不腐蚀,甚至在严冬过程中与路面上的水或喷撒的盐的溶液相接触也是这样。

各种高性能的轿车上普遍采用了该技术,例如法拉利、奔驰55AMG以及保时捷911。该产品的应用障碍主要是成本较高。目前的产量很低。

 
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