作品内容简介

本作品针对传统液压制动系统笨重、耗能大等缺点，通过XBW（线控）技术对其进行线控化改进。通过理论分析、建模仿真和实验测试等方法，实现了制动系统的无油化，极大的减轻了汽车整备质量，节约了燃油等能源消耗；省去了传统制动管路，节省了材料损耗，对汽车节能减排具有重大的实用意义。

XBW技术是通过对汽车制动器进行电机控制实现的，通过采集驾驶员作用在踏板上的指令，经控制模块分析处理，由电机驱动器控制步进电机工作，实现制动。系统的设计共包括三部分：传统制动器的改进设计、踏板模拟器和控制模块的开发。对传统制动器的改进基于鼓式制动器，通过理论和三维建模仿真分析，设计凸块机构代替制动轮缸，驱动制动蹄，同时对所需力矩进行计算，选取驱动电机；踏板模拟器作为信号采集部分，通过连杆传动机构使踏板的旋转运动转换成直线运动，由力学模型推导出两者传动关系；控制模块作为控制部分，采用单片机技术，并运用PROTEL和KEIL等软件设计系统的软硬件，将采集到的踏板信号分析处理后控制步进电机工作，带动凸块制动器实现制动。

通过搭建实验台对线控制动系统进行测试，测试表明，系统可以稳定运行，达到了预期制动命令；系统结构简单，节省了大量的材料消耗；整车可净减重6kg，减少油耗12L/2万公里，减少CO₂排放量6kg/2万公里，达到了节能减排的目标。

传统制动系统多使用液压油进行传动，中间管路较多且结构复杂，而且在汽车安全性要求越来越高的背景下，已不能满足制动实时性的要求，故需要对其进行线控化改进，以求实现轻量化的目标。系统采用线束代替制动管路传递制动信号和能量，经控制模块对采集的制动信号进行处理，进而控制各个车轮的制动，使车辆减速。系统简化了原有结构，提高了响应时间、灵敏度和驾驶安全性；极大的减轻了汽车整备质量，节省了燃油等能源消耗；省去了传统制动管路和制动油液，节省了材料损耗，对汽车节能减排技术具有重大的实用意义。

线控制动系统分为操作机构、控制单元和执行机构三大模块。硬件部分主要是通过机械传动结构和传感器对制动指令进行采集，控制单元采集踏板信号，以及轮速等信号，进行分析处理，能够做到对踏板位置的实时监测，将制动力最优分配，控制步进电机进行制动，并且控制各信号灯输出相应的信号。执行机构包括步进电机和制动器，步进电机接收控制单元输出的控制命令，驱动制动器产生制动动作，实现制动。