汽車剎車系統的案例
【見多識廣】一文讀懂——汽車剎車系統工作原理及剎車盤制造過程
剎車系統由操控系統、液壓系統和助力系統組成。
1. 操控系統：踏板，手剎等。
2. 液壓系統：由液壓油、剎車泵、液壓油管組成。
3. 助力系統：真空助力泵
4. 電子控制系統 ：由ABS泵、ABS傳感器、ABS電腦組成。
5. 執行系統 ：由剎車鉗、剎車片、剎車盤組成。
常見的剎車裝置有“鼓式剎車”和“盤式剎車”二種型
鼓式剎車
盤式剎車
剎車目前有盤剎和鼓剎還有氣剎，老一些的車很多都是前盤后鼓的。現在的車很多前后都是盤剎的。因為盤剎較鼓剎的散熱好，在高速制動狀態下，不容易產生熱衰退，所以其高速制動效果好。但在低速冷閘時，制動效果不如鼓剎。價格比鼓剎貴。所以現在很多中高級轎車采用全盤剎，而普通轎車采用前盤后鼓，而相對低速，且需要制動力大的卡車、巴士，仍采用鼓剎。
剎車盤是鑄造產品，由于受氣候因素影響，北方太冷、南方太熱，所以剎車盤的生產基地大多數分布在我國山東、河北、山西這一緯度地區，尤以山東萊州、龍口剎車盤行業起步最早，廠家眾多。
盤式剎車盤(碟)分為實心盤（單片盤）和風道盤（雙片盤）。實心盤式我們比較容易理解，說白了，就是實心的。風道盤（Vented Disc），顧名思義具有透風功效。從外表看，它在圓周上有許多通向圓心的洞空，稱為風道。汽車在行使中通過風道處空氣對流，達到散熱的目的的，比實心式散熱效果要好許多。大部分轎車都是前驅，前盤使用頻率計磨損較大，故采用前風道盤，后實心盤（單片盤）。當然也有前后都是風道盤的，但制造成本并不會差的離譜。
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展開 關于新能源汽車的「動能回收」和「剎車系統」的關系
ESP hev 系統向電機請求與踏板行程相一致的制動扭矩并使車輛減速（ESP 會給車輛的驅動系統發送扭矩請求，這是一個略有風險的點）。
由駕駛員腳部切換至制動系統的液壓容積暫時保存在 ESP hev 的低壓蓄能器內，這意味著車輪制動不產生制動扭矩。
如果電機不能利用回收方式滿足制動請求，低壓蓄壓器中的可用容積將轉移至車輪制動器，且車輛會通過傳統制動進行減速。iBooster 可不受減速水平影響而調整踏板感，并在整個制動范圍內傳遞一致的踏板感。
簡單說：
在踩下剎車的時候（注意，一定是需要踩下剎車），iBooster 系統會根據你踩下剎車的速度、深度等信息，進行電制動和機械制動的分配，— CRBS 開始工作。
總體的策略是：優先使用電制動進行減速，如果 iBooster 系統判斷駕駛員的剎車意圖更強，發現單純的使用電制動不足以滿足駕駛員的制動需求的時候，此時會介入機械制動，這種方式可以有效的延長續航里程，減少剎車盤的磨損。
而上面的那段話的意思是，當減速度小于 0.3g 的時候，剎車卡鉗不會介入，這時的制動是通過電機能量回收來完成的。這樣一方面可以最大限度地增加續航里程，另一方面也可以延長剎車片壽命。
但是要知道博世的 iBooster 系統，需要匹配的主機廠的車輛種類非常多，所以，每一家的標定的策略和結果也不太一樣，有的標定的非常敏感，有的標定的就比較保守。根據駕駛員踩踏板的方式的不同，還要匹配瞬間的扭矩變化。
展開 輪船沒有剎車系統，那它是怎么停下來的?
行駛在大海上的輪船不像汽車有剎車裝置，那么快速行進的輪船是怎樣減慢速度停下來的呢？
總的來說輪船有四種剎車方式，第一種是大家比較熟悉的反推裝置，就是螺旋槳反轉，使水流方向改變180度，抵消前進動能，達到停船目的。輪船是靠發動機帶動螺旋槳行進的，螺旋槳的轉速決定了它的行進速度。當行駛的輪船要停下來時，要先減速慢行，并逆水行駛一段時間。這是因為發動機停止運行后，輪船在慣性的作用下還會向前行駛一段，所以需要借助逆向水流幫助船身更快地“剎車”。
這種方式只適合全電推進的船舶，現在大多數船舶都是全電推進，此時在主軸上會有一臺電機，控制它反轉即可，電機反轉比蒸汽機反轉要快得多！
第二種是動能衰減或利用船與水的對流向實現船的停止。左滿舵右滿舵再左滿舵再右滿舵，利用船舶舵機的角度來減速，這種模式也能起到部分減速作用。
第三種是軍艦或萬噸巨輪上的一種轉向裝置，也可以叫輔助剎車，在船頭水下類似船的一個螺旋槳帶轉向機構（減搖鰭），在船舶靠岸的時候，和船舵配合使用于橫向推進實現減速。（減搖鰭有點像魚的鰭，作用是減少船舶搖晃，但它是可以調節角度，就像飛機的襟翼那樣，全開升力也最大，當然阻力也是最大的）
伸出減搖鰭的船舶
第四種就是拋錨，個人感覺這個也應該算是輔助剎車，就像停車拉手剎一樣，在緊急情況才會用到。大型船舶的錨可以超過100噸，但是水深過深拋錨是無效的，畢竟錨鏈長度有限，即使如尼米茲航母的錨鏈也不過1500米左右，而在太平洋上平均水深就是4000米，所以很多位置拋錨是沒用的！
展開 剎車系統的復特征值分析
本實例的目的：通過對簡易剎車系統的復特征值分析，研究摩擦因素是否會引起尖銳噪音（不穩定模態）。
模型說明：簡化的剎車系統由帶摩擦表面和支撐面的剎車片、接觸板組成。模型用實體單元進行網格劃分，剎車片和接觸板的接觸面用彈簧單元（CELAS1）表征，用來測量法向接觸力，接觸面上的摩擦力大小與法向接觸力成正比。用來表征接觸面上的摩擦力與法向位移的剛度矩陣用DMIG文件DMIG.pch輸入。同時，假定剎車片和接觸板一直處于全接觸狀態。剎車片和接觸板都與地面連接約束。
一、導入有限元模型
紅色部分為PLATE，綠色部分為BRAKE_PAD
二、在部件PLATE和部件BRAKE_PAD接觸面間建立彈簧單元（CELAS1）
需要注意的是，這里只對接觸面的法向方向建立彈簧單元，如圖（某一彈簧單元）中c1、c2都只定義3方向。
因此，模型中就有了三個部件，如圖
三、依次為PLATE、BRAKE_PAD和PELAS_10創建材料屬性：
MAT1_1和PSOLID_1為PLATE的材料和屬性，GE代表材單元的材料阻尼系數
Lining和PSOLID_2為BRAKE_PAD的材料和屬性，這里需要注意，因為BRAKE_PAD的材質為各向異性的，所以Lining中Card Image選擇的是MAT9，因此輸入的參數形式也就與MAT1有所區別了，MAT9中材料參數以矩陣的形式輸入，
PELAS_10為部件PELAS_1的屬性，注意，彈簧單元不需要在Material中給定材料參數，在Properity中，Card Image中選擇PELAS。
展開 
汽車失靈，剎車失控時該怎么辦？
近日，杭州競舟路文二西路口發生重大交通事故，一輛黑色轎車在競舟路由北向南行駛時撞上機動車后相繼撞上人行街道，最新進展如下：
事發路段監控
從事發現場了解到，肇事者陳女士表示當時是因為汽車的剎車失靈，才會造成這起事故的。目前汽車已送去有關部門檢驗，我們也需要等待最終的檢測結果才可以知道事實的真相。
看到這則新聞的時候真的感到十分痛心與惋惜??????
在痛心疾首的同時我也想到，
如果我們行駛在馬路上或者高速公路上
的時候汽車剎車失靈，
我們該如何保護自己與他人？
我們該如何讓汽車停下來？
通用汽車空氣動力新專利 助車輛輕松轉彎/剎車
據外媒報道，通用汽車（General Motors）為其主動空氣動力技術申請了一項新專利，該技術將可移動部件從傳統的水平方向轉向車輛兩側的垂直方向。而且，通用計劃在其雪佛蘭C7克爾維特（Chevrolet C7 Corvette）車型上實現該計劃。
通用該項專利的主要想法是利用安裝在車輛側面的襟翼提升轉彎和制動。當車輛轉彎時，傳感器可監控方向盤和車輛速度。在特定臨界值時，某些可移動部件會開始部署。當這種情況發生時，車輛兩側會有一個壓差，給車身施加了一個力，為轉彎提供額外的幫助。
該系統用于減速的功能類似于邁凱倫720S車型等許多超級跑車的空氣制動器。車載傳感器會監控硬剎車（hard braking）的輸入情況，當檢測到有剎車輸入時，兩扇襟翼會展開，額外的阻力會幫助汽車減速。
除了使用襟翼，通用的專利申請還描述了該項技術的其他工作方式。其中一個是在車輛兩側使用帶有活動百葉窗的通風口，如此一來可以打開百葉窗釋放發動機或制動器的熱量，從而造成空氣密度差，最終對車身施加了力，幫助車輛轉彎。
去年，通用汽車還為多種空氣動力學元素申請了另一項專利。相關圖像顯示了車輛前后都有各種可移動部件，申請文件表示，傳感器可監測輪胎的縱向力和橫向力，并可做出必要調整。
展開 哪吒V或剎車失靈;電動汽車又自燃;小鵬飛行汽車2024年量產;北現銷量下滑一蹶不振;威馬M7發布
01
哪吒V出現剎車失靈，車主：廠家不提供行車數據
汽車行業關注 近日，合眾汽車旗下的哪吒V車型，被多位車主曝出接連出現剎車失靈事件。從車質網的投訴信息顯示，截至目前，已經有5位哪吒V車主在車質網上投訴車輛出現了剎車失靈的情況。從投訴車輛的信息來看，目前車主反映有問題的車輛，均為2021款長續航娛樂版升級型車型，購車的日期集中為2021年的4月到9月。投訴后廠家并不承認車輛有質量問題，要求我自行找第三方鑒定。了解到有很多車主同樣也遇到剎車失靈的問題，要求廠家盡快解決。
02
飛行汽車2024年量產 小鵬科技日發布多項規劃
網通社 10月24日，小鵬汽車“1024科技日”召開；在會議上，小鵬汽車以超級補能、智能駕駛、智能機器人，以及飛行汽車四大主題展開。網通社從中獲悉，在超級補能方面，小鵬汽車將通過兩方面實現全場景補能體系建設，即“超級充電+全面布局”；智能駕駛上，小鵬汽車將通過智能駕駛、全面教育、完善交互打造更具安全感的人機共駕體驗；在機器人及飛行汽車上，下一代飛行汽車將兼顧汽車形態和飛機形態，并預計2024年量產且售價100萬以內。
展開 為何大貨車的剎車都是轂剎，而多數小汽車都是碟剎？
汽車主要的剎車種類有兩種，轂剎和碟剎，懂車的金粉都知道，理論上碟制動是比較好的，可為什么絕大多數大貨車都用轂剎，而多數小汽車都是碟剎呢？
結構及原理
轂剎的結構及原理
先來說一下轂制動的原理，轂制動通過液壓推動活塞，使兩邊的制動蹄緊貼車輪內壁，實現制動的效果。而此時車輪是向前滾動的，向前的滾動力會反作用于剎車轂，放大剎車力。鼓剎的車，輕輕一點剎車，就可以把車子剎停，剎車力大且不線性。現在的公交車為了提升乘客體驗，用碟剎替代了轂剎。從結構上來上，剎車轂位于車轂內部，散熱問題一直受人詬病，熱衰減很明顯。曾經做過一個實驗，對轂剎和碟剎進行剎車熱衰減實驗，轂剎溫度上升比碟剎太多。
優點：剎車力度大，可以及時剎停，在大型貨車上廣泛使用，處于不可代替的地位。
缺點：剎車不線性，難控制，而且反應慢。剎車系統散熱差，熱衰減嚴重，不適合高頻剎車。
碟剎的結構及原理
碟制動俗稱盤式制動，盤式制動曾經被應用于飛機和工業用途。碟剎通過對卡鉗施加液壓力，使卡鉗的摩擦材料夾緊剎車盤，實現剎車效果。
碟剎通過液壓泵推動剎車卡鉗，加緊剎車片。剎車大小直接取決于剎車卡鉗的壓力。此時產生的剎車力和轂剎不一樣，不會被放大，所以碟剎的剎車力先天性較小。
為了提高剎車力，工程師們想出了2個辦法。先利用真空助力泵，提高油液壓強，實現第一次放大。再利用帕斯卡定理，壓強等于壓力除以受力面積（P=F/S），通過增加活塞數量，增大受力面積，提高活塞壓力。多活塞的布置可以均勻推動更大的剎車卡鉗，增大剎車力。
優點：外置式剎車系統，散熱好。剎車線性，易控制，可以高頻點剎，可接入ABS點剎。
缺點：剎車力無論怎么放大，也不可能做到鼓剎自鎖式的高剎車力。
大貨車為何多采用轂剎？
展開 汽車剎車助力器殼體生產要點
助力器殼體中間凸起的部分為安裝助力推動桿，真空閥，，等部件的腔體，尺寸精度要求高，一般來說根據圖紙要求分為四到六次沖壓才能達到。
首先最關鍵的就是確定分為幾次沖壓，因為工序多了凸起部分的底平面褶皺太多不利于下一工序的平面度，工序少了拉伸小管的壁厚會變薄且超出公差，一般來說變薄率不得低于0.8也就是說原料厚度如果是2.0mm拉伸成型后最薄的地方不能低于1.6mm，強度得保證廠家所設計的真空助力泵的氣壓大小的安全。
檢測方式一般都是四面或八個方向剖開，同等工藝每一千個也得做檢測，這就是助力器殼體凸起成型的要點，關于助力器殼體的問題我們后面在講一下，按凸起內徑50mm做例子，應分為5次沖壓，五次沖壓加工成型直徑依次為140mm，100mm，70mm，50mm+，最后保證內徑50mm正常公差之內。五次沖壓直徑差越來越小，原因是由于開始最大直徑時預成型料更多，后期直徑小了得有足夠的預成型料才能達到凸起并不變薄的目的所以直徑差要小。
推薦文章：沖壓模工件排樣時候要注意什么？
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展開 【汽車知識】儀表盤上出現“烏龜曬太陽”是啥意思？修車工看到急了眼：快剎車！
現在汽車上的功能變得是越來越多，這也在一定程度上加大了車輛發生故障的概率，而每當故障發生之時，車子上面的報警 燈也會亮起來，從而提醒我們要去及時檢修了。
而在最近一名車主在用車的時候也發現自己的車子出現了故障，但是這個故障燈的樣子就像是一個曬太陽的小烏龜一樣......
這名車主一頭霧水又覺得有點好笑，于是把這個故障燈拍下來發到了網絡上，一時間它也成為了大家熱議的話題。很多人也不知道這個故障燈是什么意思，有人說是因為車主龜速行車才引起的。
真的嗎？
但龜速行車真的會讓車子亮起故障燈嗎？
儀表盤上的故障燈難道真的有這么抽象嗎？
其實，這個故障燈的意思是車輛的動力系統出現了故障，烏龜一直給人們一種行動緩慢的印象，因此這個故障燈也跟動力系統聯系在了一起，它也是在提醒車主要立刻停車或者是減速慢行，在這個故障燈中出現的太陽其實也只是一個齒輪而已。
因故障燈引起的笑話不在少數
正在拉屎的小人？？？
展開 為什么汽車不能設計成快撞車就自動剎車？
汽車的安全系統分為兩類， 一類是被動安全系統，比如汽車的安全氣囊， 這一類安全系統是在汽車發生事故時發揮作用，將傷害減至最低。
另一類安全系統是主動安全系統， 題主所問的自動剎車系統屬于這一類。這類安全系統里面一個方向偏向于對車本身的控制， 比如有人提到的ABS， 還有ESP等等。另外一個方向注重于對環境的感知，答主所說的快撞車時候的自動剎車，要實現這個功能，汽車必須自己知道什么時候快撞車了， 這個就是對環境的感知。 這一方向的研究是基于人工智能的發展而開始的，其實早在上世紀八十年代就起步了；比如我在的這個村八十年代奔馳就跟萊卡在這里合資建了現在這個公司，做基于雷達的車距保持系統， 就是車跟前面的車靠得太近了快撞上了就會自動保持一定車距。隨著人工智能和圖像處理的迅速發展，攝像頭也成了這一塊安全系統重要的傳感器； 其他傳感器還有激光，紅外等等。
我自己比較熟悉基于攝像頭的系統， 所以大概介紹一下基于攝像頭的吧。
第一步.3D 重建。
判斷是否發生碰撞， 必須先知道所有障礙物的三維信息。 所以第一步是基于圖像三維重建。三維重建有兩種方式， 一種是雙目攝像頭，就是類似于人眼，基于同一個點在兩個攝像頭的位置差恢復三維信息；另外一種叫Structure from motion， 就是根據同一個點在攝像頭連續兩幀不同的位置以及攝像頭本身的運動恢復三維信息。 我們用的是第一種方法；我們的主要競爭對手之一，以色列的Mobileeye公司用的是第二種方式。
第二步. 判斷可行駛區域、
當汽車的行車三維環境重建以后， 在所有以汽車為原點的世界坐標系里面， 高度不高的區域都可以列為可行駛區域，汽車在這個區域里面開是不會發生碰撞的。當然，這個簡單的區域是無視交通規則的， 你可以隨意亂變道甚至逆行， 只要在可行駛區域以內。
展開 
基于Workbench的汽車剎車制動盤摩擦生熱問題的仿真
不考慮結果的慣性效果
提取結果
1）變形
由于為旋轉運動，因此最大位移為正弦變化，如圖所示
2）應力
選擇中，摩擦盤受到壓力作用，應力增大，提取結果
3）溫度
由于參考溫度為0度，故提取的溫度就是溫升，第1秒，第2秒，第3秒和第4秒結束時的溫度如圖
該實例對汽車摩擦片的摩擦效果進行了仿真方法的研究，可以較好的模擬該類摩擦生熱熱的仿真，如果考慮初始旋轉速度和摩擦系數等其他參數合適的加載，可以較好的得到摩擦片的停止轉動時間，為汽車摩擦片的設置提供很好的指導意義。
討論貼：馬路殺手們，想要汽車有自動剎車功能嗎？
為什么不在汽車內安裝撞車就自動剎車系統呢？
其實現在已經有了這樣的系統， 還主要裝備于中高端車里面， 逐漸開始向所有車型滲透。
汽車的安全系統分為兩類：
一類是被動安全系統，比如汽車的安全氣囊， 這一類安全系統是在汽車發生事故時發揮作用，將傷害減至最低。
另一類是主動安全系統，自動剎車系統屬于這一類。
主動安全系統分為兩個方向：
一個方向偏向于對車本身的控制， 比如汽車制動防抱死系統（Antilock Braking System，ABS）， 還有車身電子穩定系統（Electronic Stability Program，PESP）等等。
另外一個方向注重于對環境的感知，本文所討論的快撞車時候的自動剎車屬于對環境的感知。要實現這個功能，汽車必須自己知道什么時候快撞車了， 這個就是對環境的感知。
這一方向的研究是基于人工智能的發展而開始的。
在車輛上加入了雷達或攝像頭系統，通過掃描前方車輛或者可能存在障礙物，當判斷可能發生潛在的碰撞時，主動剎車系統就會發出聲音警示駕駛員，并且提前準備足夠的制動力，只要駕駛員踩下剎車，就會立刻發揮最大的制動效能。
攝像頭如何運作？
第一步：3D重建
判斷是否發生碰撞， 必須先知道所有障礙物的三維信息。 所以第一步是基于圖像三維重建。
三維重建有兩種方式：
一種是雙目攝像頭，就是類似于人眼，基于同一個點在兩個攝像頭的位置差恢復三維信息；
另外一種叫Structure from motion， 就是根據同一個點在攝像頭連續兩幀不同的位置以及攝像頭本身的運動恢復三維信息。
我國主要使用的是第一種方法。
展開 ANSYS中不需要插入命令的摩擦生熱分析 ￥1
ANSYS中不需要插入命令的摩擦生熱分析
請關注作者，下載源文件，微信公眾號：CAE_ANSYS
摩擦生熱產生高溫，在汽車剎車系統當中的是一個關鍵的考慮標準，其主要原理是將摩擦盤的旋轉動能轉化為熱能，根據理論計算在短時間內，物體的溫升在忽略散熱的情況下，由CmT=1/2m^2所決定，即動能轉化為熱能，考慮材料的比熱容和質量既可以粗略的估算出物體的溫度
但實際情況是溫度不均勻分布，估算值和實際情況相差很多，那么仿真分析就是一個很好的計算方法，可以盡可能的考慮參數的變化過程和最后的溫度分布情況。在ANSYS中可以設置相關的參數進行仿真。可以參考文章或視頻查看。
之前的設置都需要重新設置材料的單元編號，由于ANSYS Workbench中默認單元是186單元，需要重新插入命令更改單元。需要更改接觸單元的關鍵字，考慮熱傳導和摩擦熱效果。所有這些對于新手來說是不太方便的。那么有沒有一種簡單的方法來實現該功能呢？答案是肯定的。新方法就是使用最新版的ANSYS 2019R3。
展開 聊一下汽車電傳電控系統中的安全死穴：實時系統和分時系統
高速行駛的汽車，對所有輸入/輸出反應都有強制的時間需要，滿足不了這一個時間規定，你踩剎車了，他系統死機了和分時系統一樣卡主了鼠標在轉圈這樣的情況出現了，等系統反應過來，汽車恐怕已經在幾百米開外了。
汽車A類安全系統，在設計之初就有強制要求，必須滿足規定的時間相應限制要求，不能滿足相應時間，就無法保證安全和可靠。
四、車輛核心系統和分布式系統
傳統汽車通常都是多個系統通過總線進行連接通訊，組成的一個分布式系統，例如ABS系統負責剎車和ESP等相關功能；空氣懸掛電腦只是負責底盤懸架穩定性主要功能，并通過數據交換和動力總線上的控制單元分享信息，也接收指令，進而實現行車穩定性和舒適性控制；發動機控制單元負責發動機運行；部分數據共享給動力總線其他用戶，用于驅動防滑，驅動扭矩控制，變速器匹配等動力控制；變速器負責驅動車輛行駛，通過總線和發動機系統協同工作......
每一個控制單元都有一個自己的系統，他們各司其職，只是通過網關和總線系統相互交換數據，進行協同工作，這種就是分布式系統，分布式系統具有自愈功能，什么意思呢？就是識別到總線系統其他控制單元提供的錯誤的數據給自己后，自己可以進行判斷，不再采納錯誤的第三方信息，直接通過信息控制輸出報警，然后用自己內部邏輯程序控制系統進入應急工作模式，保證了基本功能的可靠穩定運行。
新能源車出來之后，有了另外的一種玩法，叫核心系統，這個系統管理車輛的所有控制系統，也就是說，車上系統有一個大腦，是領導核心，其他系統都要聽他分配，這種設計是希望通過一臺擁有強大算力的核心運算操作系統來支持整車所有系統工作，提升整車以往分布式系統的高成本的研發制造性價比，同時也簡化其他系統開發制造成本。
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