(强烈推荐)浅谈防抱死系统 - 毕业论文设计(2)

2019-01-26 14:48

由于电子技术的发展,使得ABS的可靠性显著改善,功能也得以完善。加之汽车行驶速度的提高,致使制动时车轮抱死滑移成为行车安全的重大隐患之一,这也促使了ABS使用日益广泛。

随着电子技术和高速数字通信技术的发展,ABS已逐步由单一的系统正在向汽车多种控制一体化方向发展。目前制动防抱死技术的发展趋势是:

1.减小体积和质量,提高集成度以降低成本和销售价格,并简化安装。

2.开发一种可以使一种系统适应多种车型的回流泵系统。 3.改进电磁阀的磁路设计和结构设计,提高电磁阀的响应速度。 4.ABS的控制单元(ECU)普遍采用16位CPU芯片,12KB以上的ROM,12MHz以上的主频。软件则重视改进算法,提高运算速度。

5.逐渐推广应用ABS+TC(ASR)相结合的系统。

6.采用计算机进行ABS与汽车的匹配、标定技术,同时加强道路试验,提高在各种不同路面上的适应能力。

另外,ABS与电子主动控制悬架或半主动控制悬架、电控四轮转向、电控自动变速器、主动制动器等相结合的组合装置是未来ABS研究的方向。

1.3 汽车防抱死系统的技术介绍

人们在汽车的使用中发现,在湿滑的路面上行驶时,施加的制动力过小,会延长制动距离,降低行驶的安全性;施加的制动力过大,车轮被抱死,不仅不能有效地缩短制动距离,还会造成汽车侧滑、调头、失去控制,同时降低了安全性;只有对车轮施加适当的制动力 ,防止车轮抱死,才能提高制动速度,缩短制动距离,使汽车平稳停止。

汽车是利用地面和轮胎之间产生的摩擦力减速的。制动时,车体速度

因为轮胎路面之间的摩擦力作用而减小,车轮速度因为制动蹄与车轮鼓之间的摩擦力作用而减小。由于车速、载重、路面、车况等因素的影响,车速和轮速的降低并不完全相同,总是存有一定的差值,这一差值就是我们经常见到的打滑,也称为滑移现象,即车轮已经停止转动,车体还在前行。在科学计算中,这一现象的程度用滑移率来表示:

滑移率=(车速-轮速)÷车速×100%

从上式可以看出,当车速等于轮速时,滑移率等于零,为正常行驶;汽车制动时,车速和轮速值差越大,滑移率越大;停止之前,如果轮速为零,滑移动率为100%,为滑行状态。科学计算和实验证明,最佳制动状态不是出现在车轮抱死时,而是出现在车轮与地面维持20%滑移率时。此时,汽

车制动不出现严重方向失控、侧滑和甩尾等危险情况。

早在20世纪初,人们就开始研究制动防抱死技术。开始应用于飞机和铁路,直到50年代后期,ABS技术开始用于汽车。其核心思想始终是避免使制动力像开关一样,只把液压制动力控制在零或最大,而是根据车轮的减速情况,阶段性地控制液压,使制动性能得到最大限度的改善。

首先由轮速传感器测出与车轮或驱动轴共同旋转地传感齿轮的齿数,从而得到频率与车轮转速成正比的交流信号。轮速传感器的交流信号送入电子控制器,电子控制器计算出车轮速度、滑移率和车轮的加、减速度,然后再由电子控制器对这些信号加以分析,给压力调节器发出制动压力控制指令。压力调节器安装在制动系统的制动总水泵与制动分泵之间,接受控制器的指令后,由压力调节器中的电磁阀控制制动压力的增加或减小,从而调节制动力矩,使之与地面附着状况相适应防止制动车轮被抱死。电子控制器还对ABS的其他元件进行控制,当这些元件发生故障时,控制器令警报灯点亮,并使整个系统停止工作,恢复到常规制动方式。

1.4汽车防抱死的技术要求及评价方法 1.4.1 对防抱死系统的设计要求

评价ABS的主要指标是转向能力、稳定性和最佳制动距离。由此对ABS提出以下要求:

(1)在调节制动过程中,汽车转向能力和行驶稳定性必须得到保证; (2)即使左右车轮的附着力系数不相等,无法避免的转向反应应尽可能小;

(3)必须在汽车的整个速度范围内进行调节;

(4)调节系统应该最有效地利用车轮在路面上的附着性,这时保持转向能力的考虑优先于缩短制动距离的目标;

(5)调节装置应极快地适应路面传递能力的变化;

(6)在波状路面上给以任意强的制动,汽车都能被完全控制住; (7)调节装置必须能识别出覆水路面,并对此做出正确的反应; (8)调节装置只能附加在常规制动装置上,如果出现损坏,安全通路必须自动断开调节装置而不出现不良作用,这时常规制动装置必须能全功能工作;

(9)所有这些对调节装置的要求,在所有路面上用所有各自汽车允许的轮胎都必须满足。

1.4.2 防抱死系统的质量准则

高质量的ABS必须有高的可靠性、广泛的适应性及良好的性能。评判一个ABS系统应该遵守的质量准则如下:

(1)良好的行驶稳定性 (2)良好的转向能力 (3)高附着力系数利用率 (4)舒适性良好

汽车行驶条件复杂多变,振动冲击大。ABS的工作环境恶劣,且ABS又是制动系的一个组成部分,因此ABS必须具有高的可靠性。国内外的正反两个方面的经验告诫人们,ABS产品的可靠性必须满足苛刻的汽车使用条件的要求,否则ABS产品不会有市场。

1.5 汽车防抱死系统的分类

根据制动管路布置方式的不同进行分类,可分为单通道、双通道、三通道或四通道的两轮系统和四轮系统。

(1)两轮系统

两轮系统仅对后轮提供防抱死制动性能,两轮系统常见于轻型货车。

两轮ABS系统可以是单通道或双通道系统。在单通道系统中,同时调节左、右两侧车轮的制动器,控制滑移。单通道系统依靠防止中央的ABS转速传感器的输入信号。该转速传感器通常位于差速器齿圈上或变速器上。双通道两轮ABS系统相互独立地调节每个后轮的液压力,在每个车轮上都装有轮速传感器,根据转速传感器传来的速度信号来控制压力调节。

(2)对角分路式系统

这种系统用两个转速传感器的读数调整所有四个车轮的车轮转速。一个传感器输入控制右前轮,另一个传感器输入控制左前轮,对应后轮的制动压力同时由位于其对角线上的前轮控制着。这种系统比两轮系统要好,因为它可提供制动时的转向控制。

(3)前后轮分路式系统

这种系统具有三通道回路,对每个前轮有单独的液压回路,对后轮有一条液压回路。

(4)全轮(四轮)系统

该系统是最有效的ABS系统,它是四路系统,每个车轮都有转速传感器监

控。ABS电控单元以连续的信息保证每个车轮接受正确的制动力来保持防抱死控制和转向控制。

2 汽车防抱死系统的组成与原理 2.1汽车防抱死系统的结构组成

下面仅介绍液压式行车制动系(如图1)。

汽车正常行驶时,制动蹄10连同摩擦片9在弹簧13的拉力下,与固定在车轮轮毂上制动鼓8之间保持有一定的间隙,使制动鼓能随车轮一同自由转动。欲使行驶中的汽车减速或停车时,驾驶员只要踩下制动踏板1,


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