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汽車零組件設計
設計汽車剎車系統使用 HyPneu
 

剎車系統是汽車的重要系統之一,因其直接影響行車安全。本期維美通訊將介紹如何使用 HyPneu 進行剎車系統之設計與分析。
 

剎車系統:

一般汽車的剎車系統其實是一油壓系統。駕駛者踩剎車板後,經由剎車主缸將壓力傳送至控制四個輪子之剎車分缸,再由剎車分缸作動剎車片達到剎車目地。
 

設計目標:

設計工程師想知道的是:
 
1. 駕駛者踩剎車板時,用多少力踩剎車板,剎車分缸能產生多少壓力與作動距離?
2. 所有元件之規格,對剎車系統之影響程度?如何選擇及製訂其規格?
   
 

解決方法:

利用 HyPneu 解決設計問題
 
1. 將汽車剎車系統用 HyPneu 繪成迴路圖,如圖一所示。

2. 將選用之元件規格資料填入 HyPneu 資料庫,因元件數較多,故僅列舉重要之部份元件資料,如表一所示。
3. 利用 HyPneu 進行模擬分析。
   
 

表一、

汽車剎車系統之部份元件資料規格
 
元 件 主 要 規 格 說 明
剎車踩板 0->2 秒內線性增加踩力 0->600 lbf 用訊號產生器模擬踩剎車動作
剎車主缸
Piston Area = 0.785 in²
Primary Spring Const.=2799 lb/in
Secondary Spring Const.=1838 lb/in....
主控油壓系統,分配前後剎車油
前後四輪之剎車缸

前輪:

Piston/bore diameter: 2.6 in
  Rod diameter: 1 in
  Rod length: 3 in,....

後輪:

Piston/bore diameter: 1.9 in
  Rod diameter: 0.75 in
  Rod length: 3 in,....
終端致動器,推動剎車片。
四個負載
Damping=1814 lb-sec/in,
Spring const: ....
剎車片作動時產生摩擦力之負載情形

Priority Valve

Flow discharge Coeff.: 0.61
Spool diameter: 0.5 in, ....
用來確保前剎車故障時不影響後剎車
   

分析結果:

汽車剎車系統動態作動分析部份結果
 
1. 設計剎車系統除迴路設計外,各元件之計算與選用亦是重要關鍵,就圖一之迴路及表一之元件規格(部份),使用 HyPneu 進行系統模擬,剎車作動現象如圖二、及圖三所示。
2. 當駕駛者於 2 秒內,線性地從 0 至 600 lbf 對剎車板施力,如圖二及圖三中 -*- 所示, -*- 採用上方 (x²) 及右方 (y²) 之座標(對剎車板施力之值為負值表示其方向性,絕對值才是其大小)。
3. 圖二中表示,隨著對剎車板施力的增加,前輪剎車分缸及後輪剎車分缸的作動距離增加情形。
4. 圖三中表示,隨著對剎車板施力的增加,前輪剎車分缸及後輪剎車分缸的壓力變化情形。
   
 
  [維美通訊]