制動的案例
集成式電子液壓制動系統的復合制動協調控制
摘要：在電動汽車復合制動過渡工況中，針對液壓制動力與電機制動力配合不好造成的沖擊度問題，提出了雙閉環反饋和電機力修正的協調策略.其中雙閉環反饋策略依靠電機力來補償液壓系統的液壓力跟蹤誤差，電機力修正策略的作用是讓電機在過渡工況下始終具有補償能力.結合集成式電子液壓制動系統(I-EHB)進行仿真及硬件在環試驗，試驗結果表明所提出的策略能大幅減小制動力切換時的沖擊度，提高車輛制動舒適性。
前言
研究表明，一輛常年在城市行駛的車輛大約有30%～50%的能量在制動過程中以熱的形式耗散掉.而電驅動車輛依靠其配備的復合制動系統可以大幅回收這部分能量，改善車輛的經濟性.復合制動系統一般包括電機制動子系統和液壓制動子系統，車輛的制動需求優先由電機再生制動提供，當電機制動力不足時，液壓制動介入.然而，受到電機高速時制動力有限以及低速時不能提供再生制動力的限制，復合制動會出現液壓制動系統介入制動、液壓制動系統撤出制動以及低速時再生制動力撤出制動的三種過渡工況.由于電機的響應速度快，液壓系統的響應速度較電機慢，導致復合制動在過渡工況下，會產生較大的制動沖擊度(即制動減速度的導數)，制動的平順性與舒適性有所惡化.
文獻[6]基于制動減速度和沖擊度提出了“不舒適度指數”來描述制動平順性和舒適性.其中不舒適度指數為1，表示所有的乘客都感到舒適；不舒適度指數為5，表示所有的乘客都感到不舒適；不舒適度指數為3，表示一般的乘客都感到舒適.圖1給出了部分制動減速度和沖擊度范圍下的不舒適度指數.
目前，對復合制動領域的研究主要集中在提出制動力分配策略，在保證制動穩定性前提下盡可能多地回收制動能量，而對制動過程中車輛減速度、沖擊度等狀態的研究不多，致使眾多的能量回收策略無法體現實際效果.因此，對于復合制動過渡工況控制的研究有較高的實際應用需求和價值.
展開 Adams制動仿真助力美馳汽車公司縮短30%制動距離
項目背景
監管機構正在不斷要求汽車制造商提高性能標準，其中一個典型的例子就是聯邦機動車輛安全標準105和121，兩個標準對制動系統的要求愈發的嚴格，要求重型卡車和掛車在常規制動以及緊急制動條件下都應具有很好的安全制動性能。這些法規中的典型要求是減小緊急條件下的制動距離。實現這樣的目標可以通過設計更大、更重、更昂貴的制動系統來達到目的。但美馳的首席工程師Ragnar Ledesma并沒有采用這種方法，而是通過更改ABS的控制算法來實現所有中重型卡車的制動目標。
ABS系統是基于mu-slip曲線(摩擦系數與輪胎縱向滑移曲線)來設計的，而mu-slip曲線定義了輪胎縱向滑移與制動力矩的關系。mu-slip曲線上，滑移率為10%到15%的區間，一般為最大制動扭矩位置。制動過程中，不斷的增加制動的壓力，某一刻輪胎的滑移率超過這個最佳的點，從而使制動扭矩減小。ABS系統的目的是防止制動壓力大幅度增加，超過最大制動力矩發生的點。除了控制制動力矩，ABS系統還能使輪胎繼續滾動，這有助于司機保持轉向能力。
通過比較每一個車輪與整車的速度，ABS系統可以預估輪胎縱向滑移。輪胎的速度用傳感器很容易測量，車輛的速度不能直接測量，所以需要通過一套算法來估算整車的速度。該算法的輸入主要包括每個車輪的輪速、轉向車輪轉角、橫擺角以及汽車是否在剎車還是加速模式。當前ABS系統的狀態是由離散的控制系統來定義的，對應的離散狀態分別為增壓，減壓和保壓三種。這限制了達到最大化制動扭矩的能力，整車在整個制動過程中，均會使輪胎滑移率保持在最優滑移率位置上下波動。
展開 設計仿真 | Adams 制動仿真助力美馳汽車公司縮短30%制動距離
01
項目背景
監管機構正在不斷要求汽車制造商提高性能標準，其中一個典型的例子就是聯邦機動車輛安全標準105和121，兩個標準對制動系統的要求愈發的嚴格，要求重型卡車和掛車在常規制動以及緊急制動條件下都應具有很好的安全制動性能。這些法規中的典型要求是減小緊急條件下的制動距離。實現這樣的目標可以通過設計更大、更重、更昂貴的制動系統來達到目的。但美馳的首席工程師Ragnar Ledesma并沒有采用這種方法，而是通過更改ABS的控制算法來實現所有中重型卡車的制動目標。
ABS系統是基于mu-slip曲線(摩擦系數與輪胎縱向滑移曲線)來設計的，而mu-slip曲線定義了輪胎縱向滑移與制動力矩的關系。mu-slip曲線上，滑移率為10%到15%的區間，一般為最大制動扭矩位置。制動過程中，不斷的增加制動的壓力，某一刻輪胎的滑移率超過這個最佳的點，從而使制動扭矩減小。ABS系統的目的是防止制動壓力大幅度增加，超過最大制動力矩發生的點。除了控制制動力矩，ABS 系統還能使輪胎繼續滾動，這有助于司機保持轉向能力。
通過比較每一個車輪與整車的速度，ABS系統可以預估輪胎縱向滑移。
展開 ABAQUS制動盤熱力耦合分析（雙制動片） ￥3
制動盤采用中性軸算法進行網格劃分。
求解器：
隱式溫度-位移耦合；打開幾何非線性開關
三種情況下打開非線性開關：幾何非線性（大變形）；材料非線性（非線性材料）；邊界非線性/狀態非線性（接觸）。
最大增量步數：1000；最大溫度變化范圍：10℃。
連接關系構建：
定義切向接觸的摩擦系數：0.1；法向接觸默認硬接觸；摩擦生熱的轉換系數默認為1。
主從面接觸選擇原則：主面選擇大面，從面選擇小面。
接觸狀態為正接觸。
約束：創建一個中心參考點并與制動盤的內孔面創建coupling耦合約束以此來實現后續制動盤轉動的定義。
邊界條件設定：
1.位移邊界條件：制動盤的轉動
2.載荷邊界條件：制動片對制動盤的壓力
3.預定義邊界條件：制動片與制動盤的初始溫度的設定
制動盤的溫度云圖
制動片的溫度云圖
下一帖預告：軋制/旋壓仿真。
展開 
32 Fluent實用案例 | 動網格高鐵制動盤制動過程仿真
，流線圖如下所示：
對制動過程的云圖進行初步繪制，截面速度云圖如下所示：
對制動過程的云圖進行初步繪制，速度矢量圖如下所示：
制動過程中的速度云圖動畫結果如下所示 ： 制動過程中的壓力云圖動畫結果如下所示：
汽車制動器知識.
汽車制動器是汽車的制動裝置，汽車所用的制動器幾乎都是摩擦式的，可分為鼓式和盤式兩大類。鼓式制動器摩擦副中的旋轉元件為制動鼓，其工作表面為圓柱面；盤式制動器的旋轉元件則為旋轉的制動盤，以端面為工作表面。汽車制動器是指產生阻礙車輛運動或運動趨勢的力（制動力）的部件，其中也包括輔助制動系統中的裝置。
簡介
概念及作用
鼓式制動器根據其結構都不同，又分為：雙向自增力蹄式制動器、雙領蹄式制動器、領從蹄式制動器、雙從蹄式制動器。其制動效能依次降低，最低是盤式制動器；但制動效能穩定性卻是依次增高，盤式制動器最高。也正是因為這個原因，盤式制動器被普遍使用。但由于為了提高其制動效能而必須加制動增力系統，使其造價較高，故低端車一般還是使用前盤后鼓式。用來讓輪胎與地面加大摩擦系數的設備，主要分為鼓式和碟式，也是用來駐車用的，鼓式迅間制動力度大，但發熱后制動力下降得快；碟式制動技術性大，迅間制動力不夠鼓式的大，但發熱后還是可以保持較為良好的制動效果，而且高級的碟式剎車有6個剎車泵，可以做好很好的制動較果，所以現代小車都是采用碟式制動器。
如何正確使用
汽車上一般都設有腳制動和手制動兩套獨立的制動機構。使用制動的目的是強制汽車迅速減速直至停車，或在下坡時維持一定車速，另外，還可用來使停歇的汽車可靠地保持在原地不溜滑。在行車中，正確使用制動，不僅有利于保證行車安全，而且有利于節約燃料，減少輪胎磨損，防止機件損壞。應該如何正確使用制動？你會使用制動嗎？一、預見性制動駕駛員按照自己的目的或針對已發現的情況，為停車采取的提前減速制動措施，稱預見性制動。方法是迅速抬起油門踏板，充分利用發動機的牽制作用，同時輕踩制動踏板，使汽車降低車速。當汽車接近停止時，踏下離合器踏板，將變速器擋位置于空擋，將車平穩地停在預定的位置上。
展開 盤式制動器的制動過程的熱仿真 ￥800
盤式制動器是一種常見的制動系統，當剎車盤旋轉時，與之接觸的剎車墊片會產生摩擦力。這個摩擦力會在剎車盤與車輪停止旋轉之間轉化為動能的熱能，從而減緩或停止車輪的轉動。本案例建立了一盤式制動器和墊片模型，基于COMSOL軟件的熱場分析模塊，模擬仿真得到制動器剎車制動過程時的熱量產生過程以及制動器的溫度場分布，仿真結果如圖所示：
感興趣的朋友，歡迎交流模型！
線控制動eBooster介紹
傳統的制動能量回收功能控制簡單，當駕駛員松開踏板后，驅動電機便通過較小的制動扭矩產生0.1~0.2g的減速度，而當駕駛員踩下制動踏板后，電機制動力繼續保持并適度增大，于此同時液壓制動力也隨著制動踏板的深度增大而增大，兩種制動力疊加作用從而實現車輛制動。這種簡單的制動力疊加雖然實現了能量回收，但是也帶來了新的問題：相比燃油車，駕駛員會感覺到制動踏板的腳感變化，因此開新能源車需要重新適應。
傳統的制動能量回收控制示意圖
eBooster和ESC的制動組合可以完美地解決燃油車和新能源車上腳感不一致的問題，這需要對ESC的硬件進行適當的設計優化——增加ESC蓄能器的容量。在大容量蓄能器的加持下，當駕駛員踩下制動踏板時，eBooster控制主缸液壓進入輪缸產生制動力，于此同時驅動電機制動力隨著制動踏板深度增加緩慢上升，該過程中來自主缸的制動液不會直接流入輪缸，而是將一部分暫時存儲在蓄能器中，在蓄能器中的制動液不會產生制動力。整個過程中蓄能器液量和驅動電機制動力可以協調控制，此消彼長，而這個過程中eBooster通過對助力大小控制（如下圖所示）始終保證相同的踏板深度下踏板的反作用力恒定，讓駕駛員感受不出此時是電機制動還是制動液制動，從而實現踏板感的一致性，給駕駛員帶來最舒適的體驗。
eBooster實現制動能量回收時保持踏板感一致的原理
展開 33 Fluent實用案例 | 動網格高鐵制動盤制動過程散熱仿真
本案例對高鐵緊急制動時的制動盤溫度場和速度場進行了仿真計算。由于涉及到傳熱、動網格之類的仿真計算，整個計算流程與計算模型十分復雜繁瑣。上一節已經展開了制動過程的教學，因此本節展開熱仿真的耦合教學。
1 workbench 設置
與 Fluent 動網格+高鐵制動盤制動過程仿真(一) 相比，增加了一個模塊，是用來劃分固體域網格。
2 SCDM 設置
2.1 導入幾何
與 Fluent 動網格+高鐵制動盤制動過程仿真(一) 一致，因此不做過多闡述：
固體域區域需要注意，各部分命名如下圖：
2.2 網格設置
采用Fluent meshing進行網格劃分，增加固體域網格劃分，不做過多闡述：
采用 Fluent meshing 進行網格劃分，層鋪區域采用四面體網格劃分。具體的網格劃分如下圖所示：
網格劃分情況可以參考 Fluent meshing 層鋪動網格劃分教程（一）
3 FLUENT 設置
3.1 General設置與網格導入
首先導入網格，由于是三部分網格，因此需要通過附加case的方式，將其余兩部分網格導入，然后勾選穩態計算，具體設置如下圖所示。
展開 輪軌制動防滑數值仿真 ￥1500
輪軌制動防滑是一種用于鐵路列車的制動系統，旨在防止列車在制動時產生滑輪。這種制動系統的目的是保持列車的平穩行駛和安全停車。輪軌制動防滑系統使用輪軌摩擦來實現列車的制動，其中輪軌之間利用適當的力使摩擦發揮作用。該系統使用傳感器監測輪軌之間的摩擦情況，以確保列車保持在安全的制動范圍內。當列車需要制動時，制動系統根據列車的速度和其他參數，計算出適當的制動力。然后，制動力通過制動器傳遞到輪軌之間，產生制動摩擦。同時，輪軌制動防滑系統會持續監測輪軌之間的摩擦情況。如果傳感器檢測到輪軌之間的摩擦力超過安全范圍或發生故障，系統會立即采取措施來降低或恢復制動力，以避免列車產生滑輪。這可以通過減小制動力、調整制動器的施加力或控制制動器的釋放來實現。輪軌制動防滑系統的實現需要精確的傳感器和控制模塊，以及對列車動力系統和制動系統的密切協調。它的設計旨在確保列車的制動過程穩定、安全，并盡可能地減少列車和軌道的磨損。總而言之，輪軌制動防滑系統是鐵路列車上的一種制動系統，它通過監測輪軌之間的摩擦情況，并及時調整制動力，以防止列車產生滑輪，并確保列車的平穩制動和安全停車。
本案例模擬了一輪軌模型上車輪制動防滑的過程，仿真結果如圖所示：
感興趣的朋友，歡迎合作交流！
展開 轉子盤式制動器是現代制動系統的關鍵部件
轉子盤式制動器
轉子盤式制動器是現代制動系統的關鍵部件，廣泛應用于汽車、摩托車和自行車等交通工具。它的工作原理是通過摩擦將動能轉化為熱能，從而有效地減慢或停止車輛。轉子盤式制動器以其可靠性、耐用性和卓越的散熱性而聞名，是兼顧性能和安全性的首選。轉子盤式
制動系統的部件
：轉子（盤）：
安裝在輪轂上的扁平圓形金屬盤，通常帶有通風口。
由鑄鐵、碳陶瓷或鋼等材料制成。
隨車輪旋轉，為剎車片提供夾緊表面。
可以是實心的，也可以是通風的（帶有內部通道），以改善冷卻效果。
制動鉗：
容納剎車片和活塞。
有兩種類型：浮動（滑動）或固定。
對剎車片施加壓力，使其壓向轉子。
剎車片：
摩擦材料，壓向轉子以產生制動力。
由有機復合材料、半金屬化合物或陶瓷等材料制成。
安裝在卡鉗內部。
活塞：
卡鉗內部的圓柱形部件。
由液壓驅動，將剎車片推向轉子。
液壓系統：
包括剎車液、主缸和剎車管路。
將剎車力從剎車踏板傳遞到卡鉗。
展開 
制動系統的進化：從真空助力器到eBooster
采編 |
一驥絕塵
出品 |
焉知
概述
從汽車誕生時起，車輛制動系統在車輛安全方面就扮演著至關重要的角色。最原始的制動控制只是駕駛員操縱一組簡單的機械裝置向制動器施加作用力，這時的車輛質量比較小，速度比較低，機械制動已滿足車輛制動的需要。
隨著科學技術的發展及汽車工業的發展，尤其是軍用車輛及軍用技術的發展，車輛制動有了新的突破，液壓制動是繼機械制動后的又一重大革新。于此同時隨著車輛越來越重，制動助力器開始被廣泛使用，配合傳統發動機工作的真空助力器成為車輛標配。
到今天，隨著新能源汽車的興起，發動機逐漸被電機取代，與此同時自動駕駛系統對制動提出了新的要求——制動冗余，使得線控制動系統的市場占有率在逐漸提高，
典型的線控助力器eBooster在逐漸蠶食真空助力器的市場份額
，風頭正盛。
在這樣的發展趨勢之下，本文旨在對傳統的真空助力器和電子助力器eBooster進行介紹，以期讀者在了解制動系統進化的同時對eBooster的優勢有更清晰的了解。
1. 真空助力器
當前乘用車和輕型商用車的制動系統主要采用液壓作為傳動媒介，與可以提供動力源的氣壓制動系統相比，其需要助力系統來輔助駕駛員進行制動。真空制動助力系統也稱作真空伺服制動系統，伺服制動系是在人力液壓制動的基礎上加設一套由其他能源提供制動力的助力裝置，使人力與動力可兼用，即兼用人力和發動機動力作為制動能源的制動系。在正常情況下，其輸出工作壓力主要由動力伺服系統產生，因而在動力伺服系統失效時，仍可全由人力驅動液壓系統產生一定程度的制動力。
展開 汽車制動系統知識
汽車制動系統是指對汽車某些部分（主要是車輪）施加一定的力，從而對其進行一定程度的強制制動的一系列專門裝置。制動系統作用是：使行駛中的汽車按照駕駛員的要求進行強制減速甚至停車；使已停駛的汽車在各種道路條件下(包括在坡道上)穩定駐車；使下坡行駛的汽車速度保持穩定。
簡介
對汽車起制動作用的只能是作用在汽車上且方向與汽車行駛方向相反的外力，而這些外力的大小都是隨機的、不可控制的，因此汽車上必須裝設一系列專門裝置以實現上述功能。汽車制動系統是指為了在技術上保證汽車的安全行駛，提高汽車的平均速度等，而在汽車上安裝制動裝置專門的制動機構。一般來說汽車制動系統包括行車制動裝置和停車制動裝置兩套獨立的裝置。其中行車制動裝置是由駕駛員用腳來操縱的，故又稱腳制動裝置。停車制動裝置是由駕駛員用手操縱的，故又稱手制動裝置。行車制動裝置的功用是使正在行駛中的汽車減速或在最短的距離內停車。而停車制動裝置的功用是使已經停在各種路面上的汽車保持不動。但是，有時在緊急情況下，兩種制動裝置可同時使用而增加汽車制動的效果。有些特殊用途的汽車和經常在山區行駛的汽車，長期而又頻繁地制動將導致行車制動裝置過熱，因此在這些汽車上往往增設各種不同型式的輔助制動裝置，以便在下坡時穩定車速。按照制動能源情況，制動系還可分為人力制動系、動力制動系、和伺服制動系等3種。人力制動系以駕駛員的體力作為制動能源；動力制動系以發動機動力所轉化的氣壓或液壓作為制動能源；而伺服制動系則是兼用人力和發動機動力作為制動能源。此外，按照制動能量的傳遞方式，制動系又可分為機械式、液壓式、氣壓式和電磁式等到幾種。在汽車制動系統中，制動器是汽車制動系中用以產生阻止車輛運動或運動趨勢的力的部件。汽車所使用的制動器都是摩擦制動器，也就是阻止汽車運動的制動力矩來源于固定元件和旋轉工作表面之間的摩擦。
展開 常見的汽車制動器解析
常見的汽車制動器解析
信封印刷 聚氨酯發泡設備 速生柳 燃氣設備 廣播電視塔防腐維護 鋼煙囪防腐刷漆 污水池堵漏
在日常車輛行駛的過程中，最為常用的一項動作就是剎車，為了避免前方的障礙物，或者下坡行駛中為了保持速度問題，都要需用到汽車的制動系統，而實現這一切的動作的核心部件就是制動器。我們最為常見的兩種制動器為鼓式制動器和盤式制動器兩種，今天我們就來為大家詳細介紹一下這兩種制動器。
鼓式制動器 :
鼓式制動器的旋轉元件是制動鼓，固定元件是制動蹄，制動時制動蹄在促動裝置作用下向外旋轉，外表面的摩擦片壓靠到制動鼓的內圓柱面上，對鼓產生制動摩擦力矩。凡對蹄端加力使蹄轉動的裝置統稱為制動蹄促動裝置，制動蹄促動裝置有輪缸、凸輪和楔。
制動器根據動力輔助的方式不同，可以分為以下三種：以液壓制動輪缸作為制動蹄促動裝置的制動器稱為輪缸式制動器；以凸輪作為促動裝置的制動器稱為凸輪式制動器；用楔作為促動裝置的制動器稱為楔式制動器。其中我們最為常見的制動器就是輪崗式制動器。下面就來介紹幾種輪崗式制動器。
1、領從蹄式 :
其特點是兩個制動蹄各有一個支點，濟南租車公司一個蹄在輪缸促動力作用下張開時的旋轉方向與制動鼓的旋轉方向一致，稱為領蹄；另一個蹄張開時的旋轉方向與制動鼓的旋轉方向相反，稱為從蹄。
2、雙領蹄和雙向雙領蹄式 :
汽車前進時兩個制動蹄均為領蹄的制動器稱為雙領蹄式制動器。雙領蹄式制動器的結構特點是，每一制動蹄都用一個單活塞制動輪缸促動，固定元件的結構布置是中心對稱式。雙向雙從蹄式制動器使用了兩個雙活塞輪缸，無論汽車前進還是倒車，都是雙領蹄式制動器，故稱雙向雙領蹄式制動器.
3、雙從蹄式 :
汽車前進時兩個制動蹄均為從蹄的制動器為雙從蹄式制動器。
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本案例對高鐵緊急制動時的制動盤溫度場和速度場進行了仿真計算。由于涉及到傳熱、滑移網格之類的仿真計算，整個計算流程與計算模型十分復雜繁瑣。上一節已經展開了動網格制動盤散熱過程的教學，因此本節展開滑移網格的耦合教學。
1 workbench 設置
本案例分為三個模塊，其中分別是滑移網格運動區域，固體結構和外部靜止域。
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固體域區域需要注意，各部分命名如下圖：
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3.1 General設置與網格導入
首先導入網格，由于是三部分網格，因此需要通過附加case的方式，將其余兩部分網格導入，然后勾選穩態計算，具體設置如下圖所示。
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