畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）-汽車(chē)防抱死系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1、<p>　　、、、工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院</p><p>　　畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) （論文） 任 務(wù) 書(shū)</p><p>　　姓名 、、、 </p><p>　　專(zhuān)業(yè) 汽車(chē)運(yùn)用技術(shù) </p><p>　　任 務(wù) 下 達(dá) 日 期 年

2、 月 日</p><p>　　設(shè)計(jì)（論文）開(kāi)始日期 年 月 日</p><p>　　設(shè)計(jì)（論文）完成日期 年 月 日</p><p>　　設(shè)計(jì)（論文）題目： 汽車(chē)防抱死系統(tǒng)的設(shè)計(jì) </p>

3、;<p>　　A·編制設(shè)計(jì) </p><p>　　B·設(shè)計(jì)專(zhuān)題（畢業(yè)論文） </p><p>　　指 導(dǎo) 教 師 、、、 </p&g

4、t;<p>　　系（部）主 任 、、、 </p><p>　　年 月 日</p><p>　　、、、工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯委員會(huì)記錄</p><p>　　、、、、、系汽車(chē)運(yùn)用技術(shù)專(zhuān)業(yè)，學(xué)生、、、于 年 月

5、 日進(jìn)行了畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）答辯。</p><p>　　設(shè)計(jì)題目： 汽車(chē)防抱死系統(tǒng)的設(shè)計(jì) </p><p>　　專(zhuān)題（論文）題目： </p><p>　　指導(dǎo)老師： 、、、 </p><p>　　答辯委員會(huì)根

6、據(jù)學(xué)生提交的畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）材料，根據(jù)學(xué)生答辯情況，經(jīng)答辯委員會(huì)討論評(píng)定，給予學(xué)生 、、、 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）成績(jī)?yōu)?。</p><p>　　答辯委員會(huì) 人，出席 人</p><p>　　答辯委員會(huì)主任（簽字）： &

7、lt;/p><p>　　答辯委員會(huì)副主任（簽字）： </p><p>　　答辯委員會(huì)委員： ， ， ， ， ， ，

8、 ， </p><p>　　、、、工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）評(píng)語(yǔ)</p><p>　　第 頁(yè)</p><p>　　共 頁(yè)</p><p>　　畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）及答辯評(píng)語(yǔ)：

9、 </p><p><b>　　摘  要</b></p><p>　　ABS系統(tǒng)可以顯著提高或改善汽車(chē)緊急制動(dòng)時(shí)的操控性和穩(wěn)定性，縮短了制動(dòng)距離，是一種新型的汽車(chē)電子控制產(chǎn)品，并得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　本文以轎車(chē)為研究對(duì)象，展開(kāi)對(duì)汽車(chē)ABS的研究。主要完成了以下的工作。</p>

10、<p>　　通過(guò)對(duì)單個(gè)車(chē)輪時(shí)的受力分析確定了影響車(chē)輪附著系數(shù)的主要因素。</p><p>　　通過(guò)比較電磁感應(yīng)式輪速傳感器和霍爾效應(yīng)傳感器的性能優(yōu)缺點(diǎn)，采用并設(shè)計(jì)了霍爾效應(yīng)式輪速傳感器。</p><p>　　經(jīng)比較各種控制方案，確定了“邏輯門(mén)限制法”作為控制方案，并選用加速度和滑移率的組合作為控制參數(shù)。采用事件門(mén)限來(lái)計(jì)算車(chē)輪的轉(zhuǎn)速。</p><p>　

11、　本文通過(guò)學(xué)習(xí)比較根據(jù)所學(xué)只是設(shè)計(jì)了ABS控制系統(tǒng)。從理論上實(shí)現(xiàn)了ABS的控制功能，完成了設(shè)計(jì)要求。在設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)汽車(chē)制動(dòng)理論和制動(dòng)裝置有了較為深入的了解，擴(kuò)大了自己的知識(shí)面，自己解決問(wèn)題的能力也得到了提高。</p><p>　　關(guān)鍵詞：防抱死制動(dòng)系統(tǒng)  ， 電子控制單元  ， 門(mén)限值滑移率  ， 輪速傳感器</p><p>&l

12、t;b>　　ABSTRCT</b></p><p>　　Anti-lock Braking System (ABS) is an important device to improve the active safety of vehicle. ABS can greatly improve steering control ability during the brake maneuver a

13、nd shorten stopping distance. Today with the improvement of the vehicle speed, ABS is applied widely.</p><p>　　With the car as the research object, the research on ABS has been carried on. And a series of wo

14、rk were finished:</p><p>　　The dynamic situation of wheel was analyzed. Then, the model of hydraulic ABS was built and assured main complication affects the wheeler appendiculate coefficient.</p><

15、p>　　By comparing the capability of electromagnetism rotate speed sensor with Houser rotate speed sensor, we chose the later, and have designed a sensor of this kind.</p><p>　　After comparing the different

16、 projects of the controllers, the method of logic rate has been confirmed, and the combination of acceleration and slippage rate as been chose as control parameters. The time gate method to calculate the wheel rotat

17、e speed was adopted.</p><p>　　In this paper, based on the knowledge I have mastered, I designed an ABS system and realized the control function in theory, accomplished my assignment. I have gotten an in-dept

18、h understand of motorcar trig theory and equipment. It widen my knowledge scope, improved my ability of solving problems.</p><p>　　Keywords: ABS  ，  electronic control   ， slipp

19、age gate   ，  rotate speed sensor</p><p><b>　　目　　錄</b></p><p><b>　　摘  要1</b></p><p><b>　　ABSTRCT2</b></p><p

20、>　　第1章 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)概述5</p><p>　　1.1 ABS的功能6</p><p>　　1.2 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展歷史7</p><p>　　1.3 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)8</p><p>　　1.4 國(guó)內(nèi)ABS系統(tǒng)研究的理論狀態(tài)和具有代表的ABS產(chǎn)品公司9</p><p>　　第2章

21、 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)基本原理12</p><p>　　2.1 汽車(chē)制動(dòng)時(shí)車(chē)輪的運(yùn)動(dòng)狀況12</p><p>　　2.2 制動(dòng)時(shí)汽車(chē)受力分析13</p><p>　　2.2.1、地面制動(dòng)力13</p><p>　　2.2.2、制動(dòng)器制動(dòng)力14</p><p>　　2.2.3、地面制動(dòng)力、制動(dòng)器制動(dòng)力與地面附著力的關(guān)

22、系14</p><p>　　第3章 滑移率定義19</p><p>　　3.1 滑移率的定義19</p><p>　　3.2 附著系數(shù)與滑移率的關(guān)系19</p><p>　　3.3 采用防抱死制動(dòng)的必要性20</p><p>　　第4章 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的基本工作原理22</p><p&g

23、t;　　4.1 防抱死系統(tǒng)工作形式及介紹22</p><p>　　4.2 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的布置形式與組成24</p><p>　　4.2.1 防抱死系統(tǒng)的布置形式24</p><p>　　4.2.2、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的基本組成27</p><p>　　4.3 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)輪速傳感器選擇27</p><p>　

24、　4.3.1、電磁式輪速傳感器28</p><p>　　4.3.2、霍爾式輪速傳感器31</p><p>　　4.4 車(chē)輪制動(dòng)器的選擇32</p><p>　　第5章 防抱死系統(tǒng)ABS/CPU簡(jiǎn)介33</p><p>　　第6章 邏輯門(mén)限制法作為控制方案35</p><p><b>　　第7章 結(jié)論

25、36</b></p><p><b>　　致 謝37</b></p><p><b>　　參考文獻(xiàn)38</b></p><p><b>　　防抱死制動(dòng)系統(tǒng)概述</b></p><p>　　在汽車(chē)制動(dòng)時(shí)，如果車(chē)輪抱死滑移，車(chē)輪與路面間的側(cè)向附著力將完全消失。如果

26、只是前輪(轉(zhuǎn)向輪)制動(dòng)到抱死滑移而后輪還在滾動(dòng)，汽車(chē)將失去轉(zhuǎn)向能力。如果只是后輪制動(dòng)到抱死滑移而前輪還在滾動(dòng)，即使受到不大的側(cè)向干擾力，汽車(chē)也將產(chǎn)生側(cè)滑(甩尾)現(xiàn)象。這些都極易造成嚴(yán)重的交通事故。因此，汽車(chē)在制動(dòng)時(shí)不希望車(chē)輪制動(dòng)到抱死滑移，而是希望車(chē)輪制動(dòng)到邊滾邊滑的狀態(tài)。由試驗(yàn)得知，汽車(chē)車(chē)輪的滑動(dòng)率在15％～20％時(shí)，輪胎與路面間有最大的附著系數(shù)。所以為了充分發(fā)揮輪胎與路面間的這種潛在的附著能力，目前在某些高級(jí)轎車(chē)、大客車(chē)和重型貨車(chē)上

27、裝備了防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(Antilock Brake System)，簡(jiǎn)稱(chēng)ABS。</p><p>　　圖1-1 汽車(chē)ABS防抱死系統(tǒng)</p><p><b>　　ABS的功能   </b></p><p>　　汽車(chē)ABS在高速制動(dòng)時(shí)用來(lái)防止車(chē)輪抱死，ABS是英文Anti-lock Brake  Syste

28、m的縮寫(xiě)，全文的意思是防抱死制動(dòng)系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)ABS。</p><p>　　凡駕駛過(guò)汽車(chē)的人都有這樣的經(jīng)歷：在積水的柏油路上或在冰雪路面緊急制動(dòng)時(shí)，汽車(chē)輕者會(huì)發(fā)生側(cè)滑，嚴(yán)重時(shí)會(huì)掉頭、甩尾，甚至產(chǎn)生劇烈旋轉(zhuǎn)。制動(dòng)力過(guò)大，將使車(chē)輪抱死，汽車(chē)方向失去控制后，若是彎道就有可能從路邊滑出或闖入對(duì)面車(chē)道，即使不是彎道也無(wú)法躲避障礙物，產(chǎn)生這些危險(xiǎn)狀況的原因在于汽車(chē)的車(chē)輪在制動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生抱死現(xiàn)象，此時(shí)，車(chē)輪相對(duì)于路面的運(yùn)動(dòng)不再是滾

29、動(dòng)，而是滑動(dòng)，路面作用在輪胎上的側(cè)滑摩擦力和縱向制動(dòng)力變得很小，路面越滑，車(chē)輪越容易。總之，汽車(chē)制動(dòng)時(shí)車(chē)輪如果抱死將產(chǎn)生以下不良影響：方向失去控制，出現(xiàn)側(cè)滑、甩尾，甚至翻車(chē)；制動(dòng)效率下降，延長(zhǎng)了制動(dòng)距離；輪胎過(guò)度磨損，產(chǎn)生“小平面”，甚至爆胎。</p><p>　　ABS防抱死制動(dòng)裝置就是為了防止上述缺陷的發(fā)生而研制的裝置，它有以下幾點(diǎn)好處：增加制動(dòng)穩(wěn)定性，防止方向失控、側(cè)滑和甩尾；提高制動(dòng)效率，縮短制動(dòng)距離（松

30、軟的沙石路面除外）；減少輪胎磨損，防止爆胎。</p><p>　　現(xiàn)代轎車(chē)的ABS由輸入傳感器、控制電腦、輸出調(diào)制器及連接線等組成。輸入傳感器通常包括死個(gè)車(chē)輪的輪速信號(hào)、剎車(chē)信號(hào)，個(gè)別車(chē)型還有減速度信號(hào)、手剎車(chē)或車(chē)油面信號(hào)。</p><p>　　ABS的第一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是增加了汽車(chē)制動(dòng)時(shí)候的穩(wěn)定性。汽車(chē)制動(dòng)時(shí)，四個(gè)輪子上的制動(dòng)力是不一樣的，如果汽車(chē)的前輪抱死，駕駛員就無(wú)法控制汽車(chē)的行駛方向，這是

31、非常危險(xiǎn)的；倘若汽車(chē)的后輪先抱死，則會(huì)出現(xiàn)側(cè)滑、甩尾，甚至使汽車(chē)整個(gè)掉頭等嚴(yán)重事故。ABS可以防止四個(gè)輪子制動(dòng)時(shí)被完全抱死，提高了汽車(chē)行駛的穩(wěn)定性。汽車(chē)生產(chǎn)廠家的研究數(shù)據(jù)表明，裝有ABS的車(chē)輛，可使因車(chē)論側(cè)滑引起的事故比例下降8%左右。</p><p>　　ABS的第二個(gè)優(yōu)點(diǎn)是能縮短制動(dòng)距離。這是因?yàn)樵谕瑯泳o急制動(dòng)的情況下，ABS可以將滑移率（汽車(chē)華東距離與行駛的比）控制在20%左右，即可獲得最大的縱向制動(dòng)力的結(jié)

32、果。</p><p>　　ABS的第三個(gè)優(yōu)點(diǎn)是改善了輪胎的磨損狀況，防止爆胎。事實(shí)上，車(chē)輪抱死會(huì)造成輪胎小平面磨損，輪胎面損耗會(huì)不均勻，使輪胎磨損消耗費(fèi)增加，嚴(yán)重時(shí)將無(wú)法繼續(xù)使用。因此，裝有ABS具有一定的經(jīng)濟(jì)效益和安全保障。</p><p>　　另外，ABS使用方便，工作可靠。ABS的使用與普通制動(dòng)系統(tǒng)的使用幾乎沒(méi)有區(qū)別，緊急制動(dòng)時(shí)只有把腳用力踏在制動(dòng)踏板上，ABS就會(huì)根據(jù)情況進(jìn)入工作狀

33、態(tài)，即使雨雪路滑，ABS也會(huì)使制動(dòng)狀態(tài)保持在最佳點(diǎn)。ABS利用電腦控制車(chē)輪制動(dòng)力，可以充分發(fā)揮制動(dòng)器的效能，提高制動(dòng)減速度和縮短制動(dòng)距離，并能有效地提高車(chē)輛制動(dòng)的穩(wěn)定性，防止車(chē)輛側(cè)滑和甩尾，減少車(chē)禍?zhǔn)鹿实陌l(fā)生，因此被認(rèn)為是當(dāng)前提高汽車(chē)行駛安全性的有效措施。目前ABS已經(jīng)在國(guó)內(nèi)外中高級(jí)轎和客車(chē)上得到了廣泛使用。</p><p>　　防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展歷史</p><p>　　ABS裝置最早

34、應(yīng)用在飛機(jī)和火車(chē)上，而在汽車(chē)上的應(yīng)用比較晚。鐵路機(jī)車(chē)在制動(dòng)時(shí)如果制動(dòng)強(qiáng)度過(guò)大，車(chē)輪就會(huì)很容易抱死在平滑的軌道上滑行。由于車(chē)輪和軌道的摩擦，就會(huì)在車(chē)輪外圓上磨出一些小平面，小平面產(chǎn)生后，車(chē)輪就不能平穩(wěn)地行駛，產(chǎn)生噪聲和掙動(dòng)。1908年英國(guó)工程師J. E. Francis提出了“鐵路車(chē)輛車(chē)輪抱死滑動(dòng)控制器”理論，但卻無(wú)法將它實(shí)用化。接下來(lái)的30年中，包括Karl Wessel的“剎車(chē)力控制器”、Werner Mhl的“液壓剎車(chē)安全裝置”與R

35、ichard Trappe的“車(chē)輪抱死防止器”等嘗試都宣告失敗。在1941年出版的《汽車(chē)科技手冊(cè)》中寫(xiě)到：“到現(xiàn)在為止，任何通過(guò)機(jī)械裝置防止車(chē)輪抱死危險(xiǎn)的嘗試皆尚未成功，當(dāng)這項(xiàng)裝置成功的那一天，即是交通安全史上的一個(gè)重要里程碑”，可惜該書(shū)的作者恐怕沒(méi)想到這一天竟還要再等30年之久。</p><p>　　當(dāng)時(shí)開(kāi)發(fā)剎車(chē)防抱死裝置的技術(shù)瓶頸是什么？首先該裝置需要一套系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)輪胎速度變化量并立即通過(guò)液壓系統(tǒng)調(diào)整剎車(chē)壓

36、力大小，在那個(gè)沒(méi)有集成電路與計(jì)算機(jī)的年代，沒(méi)有任何機(jī)械裝置能夠達(dá)成如此敏捷的反應(yīng)！等到ABS系統(tǒng)的誕生露出一線曙光時(shí)，已經(jīng)是半導(dǎo)體技術(shù)有了初步規(guī)模的1960年代早期。</p><p>　　精于汽車(chē)電子系統(tǒng)的德國(guó)公司Bosch（博世）研發(fā)ABS系統(tǒng)的起源要追溯到1936年，當(dāng)年Bosch申請(qǐng)“機(jī)動(dòng)車(chē)輛防止剎車(chē)抱死裝置”的專(zhuān)利。1964年（也是集成電路誕生的一年）Bosch公司再度開(kāi)始ABS的研發(fā)計(jì)劃，最后有了“通過(guò)

37、電子裝置控制來(lái)防止車(chē)輪抱死是可行的”結(jié)論，這是ABS（Antilock Braking System）名詞在歷史上第一次出現(xiàn)！世界上第一具ABS原型機(jī)于1966年出現(xiàn)，向世人證明“縮短剎車(chē)距離”并非不可能完成的任務(wù)。因?yàn)橥度氲馁Y金過(guò)于龐大，ABS初期的應(yīng)用僅限于鐵路車(chē)輛或航空器。Teldix GmbH公司從1970年和奔馳車(chē)廠合作開(kāi)發(fā)出第一具用于道路車(chē)輛的原型機(jī)——ABS 1，該系統(tǒng)已具備量產(chǎn)基礎(chǔ)，但可靠性不足，而且控制單元內(nèi)的組件超過(guò)

38、1000個(gè)，不但成本過(guò)高也很容易發(fā)生故障。</p><p>　　1973年Bosch公司購(gòu)得50％的Teldix GmbH公司股權(quán)及ABS領(lǐng)域的研發(fā)成果，1975年AEG、Teldix與Bosch達(dá)成協(xié)議，將ABS系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)計(jì)劃完全委托Bosch公司整合執(zhí)行?！癆BS 2”在3年的努力后誕生！有別于ABS 1采用模擬式電子組件， ABS 2系統(tǒng)完全以數(shù)字式組件進(jìn)行設(shè)計(jì)，不但控制單元內(nèi)組件數(shù)目從1000個(gè)銳減到14

39、0個(gè)，而且有造價(jià)降低、可靠性大幅提升與運(yùn)算速度明顯加快的三大優(yōu)勢(shì)。兩家德國(guó)車(chē)廠奔馳與寶馬于1978年底決定將ABS 2這項(xiàng)高科技系統(tǒng)裝置在S級(jí)及7系列車(chē)款上。</p><p>　　在誕生的前3年中，ABS系統(tǒng)都苦于成本過(guò)于高昂而無(wú)法開(kāi)拓市場(chǎng)。從1978到1980年底，Bosch公司總共才售出24000套ABS系統(tǒng)。所幸第二年即成長(zhǎng)到76000套。受到市場(chǎng)上的正面響應(yīng)，Bosch開(kāi)始TCS循跡控制系統(tǒng)的研發(fā)計(jì)劃。1

40、983年推出的ABS 2S系統(tǒng)重量由5.5公斤減輕到4.3公斤，控制組件也減少到70個(gè)。到了1985年代中期，全球新出廠車(chē)輛安裝ABS系統(tǒng)的比例首次超過(guò)1％，通用車(chē)廠也決定把ABS列為旗下主力雪佛蘭車(chē)系的標(biāo)準(zhǔn)配備。</p><p>　　防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì) </p><p>　　1. ABS本身控制技術(shù)的提高現(xiàn)代制動(dòng)防抱死裝置多是電子計(jì)算機(jī)控制，這也反映了現(xiàn)代汽車(chē)制動(dòng)系向電子

41、化方向發(fā)展?；诨坡实目刂扑惴ㄈ菀讓?shí)現(xiàn)連續(xù)控制，且有十分明確的理論加以指導(dǎo)，但目前制約其發(fā)展的瓶頸主要是實(shí)現(xiàn)的成本問(wèn)題。隨著體積更小、價(jià)格更便宜、可靠性更高的車(chē)速傳感器的出現(xiàn)，ABS系統(tǒng)中增加車(chē)速傳感器成為可能，確定車(chē)輪滑移率將變得準(zhǔn)確而快速。</p><p>　　全電制動(dòng)控制系統(tǒng)BBW (Brake-By-Wire)是未來(lái)制動(dòng)控制系統(tǒng)的發(fā)展方向之一。它不同于傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)，其傳遞的是電，而不是液壓油或壓縮空氣

42、，可以省略許多管路和傳感器，縮短制動(dòng)反應(yīng)時(shí)間，維護(hù)簡(jiǎn)單，易于改進(jìn)，為未來(lái)的車(chē)輛智能控制提供條件。但是，它還有不少問(wèn)題需要解決，如驅(qū)動(dòng)能源問(wèn)題，控制系統(tǒng)失效處理，抗干擾處理等。目前電制動(dòng)系統(tǒng)首先用在混合動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)車(chē)輛上，采用液壓制動(dòng)和電制動(dòng)兩種制動(dòng)系統(tǒng)。</p><p>　　2. 防滑控制系統(tǒng)ASR (Acceleration Slip Regulation)或稱(chēng)為牽引力控制系統(tǒng)TCS(Traction Cont

43、rol System)是驅(qū)動(dòng)時(shí)防止車(chē)輪打滑，使車(chē)輪獲得最大限度的驅(qū)動(dòng)力，并具有行駛穩(wěn)定性，減少輪胎磨損和發(fā)動(dòng)機(jī)的功耗，增加有效的驅(qū)動(dòng)牽引力。防滑控制系統(tǒng)包括兩部分:制動(dòng)防滑與發(fā)動(dòng)機(jī)牽引力控制。制動(dòng)部分是當(dāng)驅(qū)動(dòng)輪 (后輪)在低附著系數(shù)路面工作時(shí)，由于驅(qū)動(dòng)力過(guò)大，則產(chǎn)生打滑，當(dāng)ASR制動(dòng)部分工作時(shí)，通過(guò)傳感器將非驅(qū)動(dòng)輪及驅(qū)動(dòng)輪的輪速信號(hào)采集到控制器中，控制器根據(jù)輪速信號(hào)計(jì)算出驅(qū)動(dòng)車(chē)輪滑移率及車(chē)輪減、加速度，當(dāng)滑移率或減、加速度超過(guò)某一設(shè)定閥

44、值時(shí)，則控制器打開(kāi)開(kāi)關(guān)閥，氣壓由儲(chǔ)氣筒直接進(jìn)入制動(dòng)氣室進(jìn)行制動(dòng)，由于三通單向閥的作用氣壓只能進(jìn)入打滑驅(qū)動(dòng)輪的制動(dòng)氣室，在低附著系數(shù)路面上制動(dòng)時(shí)，輪速對(duì)壓力十分敏感，壓力稍稍過(guò)大，車(chē)輪就會(huì)抱死。為此利用ABS電磁閥對(duì)制動(dòng)壓力進(jìn)行精細(xì)的調(diào)節(jié)，即用小步長(zhǎng)增壓或減壓，以達(dá)到最佳的車(chē)輪滑移的效果既可以得到最大驅(qū)動(dòng)力，也可保持行駛的穩(wěn)定性。</p><p>　　3. 電子控制制動(dòng)系統(tǒng)由于ass在功能方面存在許多缺陷，如氣壓系

45、統(tǒng)的滯后，主車(chē)與接車(chē)制動(dòng)相容性問(wèn)題等。為改善這些，出現(xiàn)了電子制動(dòng)控制系統(tǒng)EBS (Electronics Break System)它是將氣壓傳動(dòng)改為電線傳動(dòng)，縮短了制動(dòng)響應(yīng)時(shí)間。最重要的特點(diǎn)是各個(gè)車(chē)輪上制動(dòng)力可以獨(dú)立控制?？刂茝?qiáng)度則由司機(jī)踏板位移信號(hào)的大小來(lái)決定，由壓力調(diào)節(jié)閥、氣壓傳感器及控制器構(gòu)成閉環(huán)的連續(xù)壓力控制，這樣可以在外環(huán)形成一個(gè)控制回路，來(lái)實(shí)現(xiàn)各種控制功能，如制動(dòng)力分布控制、減速控制、牽引車(chē)與掛車(chē)處禍合力控制等。</

46、p><p>　　4. 車(chē)輛動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)車(chē)輛動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)VDC  (Vehicle Dynamics Control)是在ABS的基礎(chǔ)上通過(guò)測(cè)量方向盤(pán)轉(zhuǎn)角、橫擺角速度和側(cè)向加速度對(duì)車(chē)輛的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行控制。VDC系統(tǒng)根據(jù)轉(zhuǎn)向角、油門(mén)、制動(dòng)壓力，通過(guò)觀測(cè)器決定出車(chē)輛應(yīng)具有的名義運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。同時(shí)由輪速、橫擺角速度和側(cè)向加速度傳感器測(cè)出車(chē)輛的實(shí)際運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。名義狀態(tài)與實(shí)際狀態(tài)的差值即為控制的狀態(tài)變量，控制的目的就是使

47、這種差值達(dá)到最小，實(shí)現(xiàn)的方法則是利用車(chē)輪滑移率特性。車(chē)輛動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)目的是改善車(chē)輛操縱的穩(wěn)定性，它可以在車(chē)輛運(yùn)動(dòng)狀態(tài)處于危險(xiǎn)狀態(tài)下自動(dòng)進(jìn)行控制。其主要作用就是通過(guò)控制車(chē)輛的橫向運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，使車(chē)輛處于穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，使人能夠更容易地操縱車(chē)輛。</p><p>　　5. 控制系統(tǒng)總線技術(shù)隨著汽車(chē)技術(shù)科技含量的不斷增加，必然造成龐大的布線系統(tǒng)。因此，需要采用總線結(jié)構(gòu)將各個(gè)系統(tǒng)聯(lián)系起來(lái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和資源信息實(shí)時(shí)共享，并可以

48、減少傳感器數(shù)量，從而降低整車(chē)成本，朝著系統(tǒng)集成化的方向發(fā)展。目前多使用CAN控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network)用于汽車(chē)內(nèi)部測(cè)量與執(zhí)行部件之間的數(shù)據(jù)通信協(xié)議。</p><p>　　國(guó)內(nèi)ABS系統(tǒng)研究的理論狀態(tài)和具有代表的ABS產(chǎn)品公司</p><p>　　我國(guó)ABS 的研究開(kāi)始于80 年代初。從事ABS研制工作的單位和企業(yè)很多,諸如東風(fēng)汽車(chē)公司、重慶公路研究所、

49、西安公路學(xué)院、清華大學(xué)、吉林大學(xué)、北京理工大學(xué)、上海汽車(chē)制動(dòng)有限公司和山東重汽集團(tuán)等。具有代表性的有以下幾個(gè)。清華大學(xué)汽車(chē)安全與節(jié)能?chē)?guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室有宋健等多名博導(dǎo)、教授,有很強(qiáng)的科技實(shí)力,他們還配套有一批先進(jìn)的儀器設(shè)備,如汽車(chē)力學(xué)參數(shù)綜合試驗(yàn)臺(tái)、汽車(chē)彈射式碰撞試驗(yàn)臺(tái)及翻轉(zhuǎn)試驗(yàn)臺(tái)、模擬人及標(biāo)定試驗(yàn)臺(tái)、Kodak 高速圖像運(yùn)動(dòng)分析系統(tǒng)、電液振動(dòng)臺(tái)、直流電力測(cè)功機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)排放分析儀、發(fā)動(dòng)機(jī)電控系統(tǒng)開(kāi)發(fā)裝置及工況模擬器、計(jì)算機(jī)工作站及ADAMS

50、、IDEAS 軟件、非接觸式速度儀、噪聲測(cè)試系統(tǒng)、轉(zhuǎn)鼓試驗(yàn)臺(tái)、電動(dòng)車(chē)蓄電池試驗(yàn)臺(tái)、電機(jī)及其控制系統(tǒng)試驗(yàn)臺(tái)等。該實(shí)驗(yàn)室針對(duì)ABS 做了多方面的研究,其中,在ABS 控制量、輪速信號(hào)抗干擾處理、輪速信號(hào)異點(diǎn)剔除、防抱死電磁閥動(dòng)作響應(yīng)研究等方面的研究處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先地位。</p><p>　　吉林大學(xué)汽車(chē)動(dòng)態(tài)模擬國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室以郭孔輝院士為代表的研究人員致力于汽車(chē)操縱穩(wěn)定性、汽車(chē)操縱動(dòng)力學(xué)、汽車(chē)輪胎模型、汽車(chē)輪胎穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)

51、態(tài)側(cè)偏特性的研究,在輪胎力學(xué)模型、汽車(chē)操縱穩(wěn)定性以及人- 車(chē)閉環(huán)操縱運(yùn)動(dòng)仿真等方面的研究成果均達(dá)到世界先進(jìn)水平。</p><p>　　華南理工交通學(xué)院汽車(chē)系以吳浩佳教授為代表從事汽車(chē)安全與電子技術(shù)及汽車(chē)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)計(jì)算的研究,在ABS 技術(shù)方面有獨(dú)到之處,能夠建立制動(dòng)壓力函數(shù),通過(guò)車(chē)輪地面制動(dòng)力和整車(chē)動(dòng)力學(xué)方程計(jì)算出汽車(chē)制動(dòng)的平均減速度和車(chē)速;還可以通過(guò)輪缸等效壓力函數(shù)計(jì)算防抱死制動(dòng)時(shí)的滑移率。另外,在滑移率和附著系

52、數(shù)之間的關(guān)系、汽車(chē)整車(chē)技術(shù)條件和試驗(yàn)方法方面也有獨(dú)到見(jiàn)解。</p><p>　　濟(jì)南程軍電子科技公司以ABS 專(zhuān)家程軍為代表的濟(jì)南程軍電子科技公司對(duì)ABS 控制算法研究頗深,著有《汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的理論與實(shí)踐》等專(zhuān)著幾本,專(zhuān)門(mén)講述ABS 控制算法,是國(guó)內(nèi)ABS 開(kāi)發(fā)人員的必備資料之一。另外,他們?cè)诨贛AT2LAB 仿真環(huán)境實(shí)現(xiàn)防抱死控制邏輯、基于VB 開(kāi)發(fā)環(huán)境進(jìn)行車(chē)輛操縱仿真和車(chē)輛動(dòng)力學(xué)控制的模擬研究等方面也

53、頗有研究。</p><p>　　重慶聚能公司產(chǎn)品包括汽車(chē)、摩托車(chē)系列JN111FB 氣制動(dòng)電子式單通道、JN144FB 氣制動(dòng)電子式四通道和JN244FB 液壓電子式四通道等類(lèi)型ABS 裝置及其相關(guān)零部件30 多個(gè)品種,其ABS 產(chǎn)品已通過(guò)國(guó)家汽車(chē)質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心和國(guó)家客車(chē)質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)中心的認(rèn)定,獲得國(guó)家實(shí)用新技術(shù)專(zhuān)利,并正式被列為國(guó)家火炬項(xiàng)目計(jì)劃。</p><p>　　西安博華公司主要產(chǎn)

54、品是適用于大中型客車(chē)和貨車(chē)的氣壓四通道ABS 和適用中型面包車(chē)的液壓三通道ABS 及其相關(guān)零部件。其中BH1203 -FB 型ABS 和BH1101 - FB 型ABS 已通過(guò)陜西省科委科技成果鑒定和陜西省機(jī)械工業(yè)局新產(chǎn)品鑒定,認(rèn)為該項(xiàng)技術(shù)已達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。</p><p>　　山東重汽集團(tuán)引進(jìn)國(guó)際先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行的研究也已取得了一些進(jìn)展。</p><p>　　重慶公路研究所研制的適用于中型

55、汽車(chē)的氣制動(dòng)FKX - ACI 型ABS 裝置已通過(guò)國(guó)家級(jí)技術(shù)鑒定,但各種制動(dòng)情況的適應(yīng)性還有待提高。</p><p>　　清華大學(xué)研制的適用于中型客車(chē)的氣制動(dòng)ABS由于資源價(jià)格和性能上的優(yōu)勢(shì),陶瓷材料的應(yīng)用將迅速擴(kuò)展;金剛石和CBN 超硬材料的應(yīng)用將進(jìn)一步擴(kuò)大;新刀具材料的研制周期會(huì)越來(lái)越短,新品種新牌號(hào)的推出也將越來(lái)越快。人們所希望的既有高速鋼、硬質(zhì)合金的強(qiáng)度和韌性,又有超硬材料的硬度和耐磨性的新刀具材料也完

56、全有可能出現(xiàn)。</p><p>　　防抱死制動(dòng)系統(tǒng)基本原理</p><p>　　汽車(chē)制動(dòng)時(shí)車(chē)輪的運(yùn)動(dòng)狀況</p><p>　　汽車(chē)在行駛過(guò)程中，會(huì)有各種不同的行駛狀況，制動(dòng)時(shí)也同樣。汽車(chē)在直線行駛時(shí)，制動(dòng)過(guò)程會(huì)出現(xiàn)幾種不同的運(yùn)動(dòng)情況：</p><p>　　1.前輪抱死。由于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)一般情況下布置在前部，因而前部負(fù)荷大，所以汽車(chē)設(shè)計(jì)時(shí)，前后輪

57、制動(dòng)力分配比例不同，這和前后輪驅(qū)動(dòng)力分配概念十分相似。如果制動(dòng)力分配給前輪的比較大時(shí)，汽車(chē)逐漸加強(qiáng)制動(dòng)后前輪首先抱死。抱死的前輪會(huì)失去側(cè)向力，而后輪沒(méi)有抱死，仍能產(chǎn)生充分的側(cè)向力。結(jié)果不論前輪轉(zhuǎn)到哪個(gè)方向汽車(chē)也不會(huì)轉(zhuǎn)向，一直向前運(yùn)動(dòng)直到汽車(chē)停車(chē),如圖2-1（a）。假如此時(shí)汽車(chē)正在處于轉(zhuǎn)向過(guò)程中，汽車(chē)將會(huì)沿彎道切線方向沖出道路。這是一種比較理想的制動(dòng)情況。</p><p>　　2.后輪抱死。如果制動(dòng)力分配給后輪比較

58、大時(shí)，汽車(chē)加強(qiáng)制動(dòng)，后輪首先抱死。這時(shí)失去側(cè)向力的是后輪，后輪將會(huì)產(chǎn)生橫向打滑，并使汽車(chē)?yán)@自身重心旋轉(zhuǎn)，一直到停車(chē)為止,如圖2-1（b）。我們?cè)陔娪昂碗娨晞≈谐Ｒ?jiàn)的汽車(chē)漂移，就是利用這個(gè)道理。這種情況是不理想的。</p><p>　　3.前后輪同時(shí)抱死。如果前后輪制動(dòng)力分配得非常巧妙的話，當(dāng)汽車(chē)制動(dòng)時(shí)，前后輪將會(huì)同時(shí)出現(xiàn)抱死。這時(shí)，前后輪全都失去了側(cè)向力，無(wú)論哪個(gè)方向，汽車(chē)對(duì)地面的摩擦力都是相同的。所以在車(chē)輪抱死

59、之后，汽車(chē)仍然會(huì)按車(chē)輪抱死前的運(yùn)動(dòng)路線繼續(xù)向前行駛, 如圖2-1（c）。如果是在轉(zhuǎn)彎過(guò)程中，汽車(chē)的車(chē)頭仍然保持轉(zhuǎn)向運(yùn)動(dòng)，但是汽車(chē)的重心是沿直線方向前進(jìn)，直到停止。</p><p>　　綜合以上所述，由于前后輪制動(dòng)力分配比例不同，在緊急制動(dòng)時(shí)，汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)大不相同。當(dāng)然在制動(dòng)時(shí)最好不要踩死制動(dòng)踏板，而應(yīng)調(diào)整踏動(dòng)制動(dòng)踏板的力度，使各個(gè)車(chē)輪不要抱死。然而一旦出現(xiàn)緊急狀況，不得不緊急制動(dòng)，上述現(xiàn)象仍然不可避免。<

60、/p><p>　?。╝）前輪抱死 （b）后輪抱死 （c）前后輪同時(shí)抱死</p><p>　　圖2-1汽車(chē)前后輪抱死的運(yùn)動(dòng)</p><p><b>　　制動(dòng)時(shí)汽車(chē)受力分析</b></p><p>　　汽車(chē)制動(dòng)時(shí)，使汽車(chē)從一定的速度制動(dòng)到較小的車(chē)速或直至停車(chē)的外力由地面和空氣提供。由于空氣 阻力相對(duì)較

61、小，所以實(shí)際上外力是由地面提供的，我們稱(chēng)之為地面制動(dòng)力。地面制動(dòng)力越大，制動(dòng)減速度越大，制動(dòng)距離越小。 </p><p>　　2.2.1 地面制動(dòng)力 </p><p>　　汽車(chē)在良好路面上制動(dòng)時(shí)，車(chē)輪受力如圖2-2所示。Tμ是車(chē)輪制動(dòng)器中的摩擦力矩，F(xiàn)xb為地面制動(dòng)力，F(xiàn)p為車(chē)軸對(duì)車(chē)輪的推力。 </p><p>　　圖2-2 制動(dòng)時(shí)車(chē)輪的受力分析</p>

62、<p>　　由力矩平衡分析顯然可以得到 </p><p>　　Fxb=Tμ/r （2-1） </p><p>　　地面制動(dòng)力是使汽車(chē)制動(dòng)而減速或停車(chē)的外力，它的產(chǎn)生源于制動(dòng)力矩Tμ。地面制動(dòng)力的大小因而取決于制動(dòng)器內(nèi)制動(dòng)摩擦片與制動(dòng)鼓（盤(pán)）間的摩擦力及輪胎與地面間的摩擦力（附著力）。 </p>&

63、lt;p>　　2.2.2 制動(dòng)器制動(dòng)力 </p><p>　　制動(dòng)器制動(dòng)力是為克服制動(dòng)器摩擦力矩而在輪胎周緣所需施加的切向力。它等于把汽車(chē)架離地面，啃住制動(dòng)踏板后，在輪胎周緣切線方向推動(dòng)車(chē)輪直至它能轉(zhuǎn)動(dòng)所需施加的力。 </p><p>　　Fμ= Tμ/r （2-2）</p><p>　　由上式可知，制動(dòng)器

64、制動(dòng)力僅取決于制動(dòng)器的摩擦力矩，并與制動(dòng)踏板力成正比。但制動(dòng)器摩擦副的摩擦作用的大小，在實(shí)際使用權(quán)用中變化很大，因此必須正確地保養(yǎng)和調(diào)節(jié)器整流器，以保證制動(dòng)器技術(shù)狀況良好。 </p><p>　　2.2.3 地面制動(dòng)力、制動(dòng)器制動(dòng)力與地面附著力的關(guān)系 </p><p>　　汽車(chē)制動(dòng)時(shí)，根據(jù)制動(dòng)強(qiáng)度的不同，車(chē)輪的運(yùn)動(dòng)可簡(jiǎn)單地考慮為減速滾動(dòng)和抱死拖滑動(dòng)兩種狀態(tài)。此時(shí)地面制動(dòng)力、制動(dòng)器制動(dòng)力及地

65、面附著力之間的關(guān)系如圖所示。 </p><p>　　圖2-3 地面制動(dòng)力、制動(dòng)器制動(dòng)力及地面附著力之間的關(guān)系</p><p><b>　　1．車(chē)輪作減速滾動(dòng)</b></p><p>　　車(chē)輪滾動(dòng)時(shí)的地面制動(dòng)和就等于制動(dòng)器制動(dòng)力，其值不能超過(guò)地面附著力 </p><p>　　Fxb≤Fψ=Fz

66、 （2-3） </p><p><b>　　2．車(chē)輪抱死滑拖 </b></p><p>　　當(dāng)制動(dòng)踏板力或制動(dòng)系壓力上升到某一極限值時(shí)，地面制動(dòng)力達(dá)到地面附著力，車(chē)輪即抱死不轉(zhuǎn)達(dá)而出現(xiàn)拖滑現(xiàn)象。由于制動(dòng)器摩擦力矩的增長(zhǎng)而仍按線性關(guān)系繼續(xù)增大。若要增大地面制動(dòng)力，此時(shí)只能通過(guò)提高附著系數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 </p><p>　　由此可見(jiàn)，

67、汽車(chē)的地面制動(dòng)力首先取決于制動(dòng)器制動(dòng)力，同時(shí)又受地面附著條件的限制，所以只有汽車(chē)具有足夠的制動(dòng)器制力，同時(shí)又能提供高的地面附著力時(shí)，才能獲得足夠的地面制動(dòng)力。 </p><p>　　圖2-4 制動(dòng)時(shí)輪胎印痕的變化</p><p>　　仔細(xì)觀察汽車(chē)的制動(dòng)過(guò)程，就會(huì)發(fā)現(xiàn)輪胎胎面在地面上的印跡從滾動(dòng)到抱死是一個(gè)逐漸變化的過(guò)程。輪胎印跡的變化基本上可分為三個(gè)階段。</p><p

68、>　　在第一階段內(nèi)，輪胎的印跡與輪胎的花紋基本一致，車(chē)輪近似為單純滾動(dòng)狀態(tài)，車(chē)輪中心速度與車(chē)輪角速度存在關(guān)系式</p><p><b>　?。?-4）  </b></p><p>　　在第二階段內(nèi)，花紋逐漸模糊，但是花紋仍可辨別。此時(shí)，輪胎除了滾動(dòng)之外，胎面和地面之間的滑動(dòng)成份逐漸增加，車(chē)輪處于邊滾邊滑的狀態(tài)。這時(shí)，車(chē)輪中心速度與車(chē)輪角速度的

69、關(guān)系為</p><p><b>　　（2-5） </b></p><p>　　且隨著制動(dòng)強(qiáng)度的增加滑移成份越來(lái)越大，即。</p><p>　　在第三階段，車(chē)輪被完全抱死而拖滑，輪胎在地面上行程粗黑的拖痕，此時(shí)           

70、                                 </p><p>　

71、　隨著制動(dòng)強(qiáng)度的增加，車(chē)輪的滾動(dòng)成份逐漸減少，滑動(dòng)成份越來(lái)越多。一般用滑動(dòng)率描述制動(dòng)過(guò)程中輪胎滑移成份的多少，即</p><p><b>　　（2-6）</b></p><p>　　滑動(dòng)率的數(shù)值代表了車(chē)輪運(yùn)動(dòng)成份所占的比例，滑動(dòng)率越大，滑動(dòng)成份越多。</p><p>　　一般將地面制動(dòng)力與地面法向反作用力（平直道路為垂直載荷）之比成為制動(dòng)力系數(shù)

72、。它是滑動(dòng)率的函數(shù)（見(jiàn)圖2-5）。</p><p>　　圖2-5 制動(dòng)力系數(shù)φp與滑移率s之間的關(guān)系</p><p>　　由圖可知，當(dāng)較小時(shí)，近似為的線性函數(shù)，隨著的增加急劇增加。當(dāng)趨近于時(shí)，隨著的增加，增加緩慢，直到達(dá)到最大值。通常被成為峰值附著系數(shù)。很多試驗(yàn)表明，。然后，隨著繼續(xù)增加，開(kāi)始下降，直至,。通常被成為滑動(dòng)附著系數(shù)。</p><p>　　在實(shí)際中，汽車(chē)

73、輪胎經(jīng)常受到側(cè)向力的作用而發(fā)生側(cè)偏或側(cè)滑現(xiàn)象。圖4-3中的側(cè)偏力系數(shù)曲線。側(cè)偏力系數(shù)是指，側(cè)向反作用力（側(cè)偏力）與地面法向反作用力之比?；瑒?dòng)率越小，側(cè)偏力系數(shù)越大。</p><p>　　路面的宏觀結(jié)構(gòu)應(yīng)有一定的不平度而有自排水能力；路面的微觀結(jié)構(gòu)應(yīng)是粗糙且有一定的棱角，以穿透水膜，讓路面與胎面直接接觸。</p><p>　　增大輪胎與地面的接觸面積可提高附著能力，低氣壓、寬斷面和子午線輪胎

74、附著系數(shù)大。</p><p>　　滑水現(xiàn)象減小了輪胎與地面的附著能力，影響制動(dòng)、轉(zhuǎn)向?；F(xiàn)象是指，輪胎在有積水的路面上行駛時(shí)，隨著車(chē)速的增加，輪胎實(shí)際接地面積逐漸減小，而被水膜隔開(kāi)的面積逐漸增加，當(dāng)達(dá)到一定車(chē)速時(shí)，在胎面下的動(dòng)液壓升力等于垂直載荷時(shí)，輪胎將完全飄浮在水膜上面而與路面毫不接觸的現(xiàn)象。</p><p>　　表2-1 各種路面上的滑動(dòng)附著系數(shù)</p><p&

75、gt;<b>　　滑移率定義</b></p><p><b>　　滑移率的定義</b></p><p>　　汽車(chē)勻速行駛時(shí)，汽車(chē)的實(shí)際車(chē)速與車(chē)輪滾動(dòng)的圓周速度（也稱(chēng)車(chē)輪速度）是相同的。在駕駛員踩制動(dòng)踏板使車(chē)輪的輪速降低時(shí)，車(chē)輪滾動(dòng)的圓周速度（輪胎胎面在路面上移動(dòng)的速度）也隨之降低了，但由于汽車(chē)自身的慣性，汽車(chē)的實(shí)際車(chē)速與車(chē)輪的速度不再相等，使車(chē)速

76、與輪速之間產(chǎn)生一個(gè)速度差。此時(shí)，輪胎與路面之間產(chǎn)生相對(duì)滑移現(xiàn)象，其滑移程度用滑稱(chēng)率表示。</p><p>　　滑移率是指車(chē)輪在制動(dòng)過(guò)程中滑移成分在車(chē)輪縱向運(yùn)動(dòng)中所占的比例，用“S”表示。其定義表達(dá)式為：</p><p>　　式中：S—車(chē)輪的滑移率；</p><p>　　r—車(chē)輪的滾動(dòng)半徑；</p><p>　　ω—車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度；</

77、p><p>　　ν—車(chē)輪中心的縱向速度。</p><p>　　由上式可知：當(dāng)汽車(chē)的實(shí)際車(chē)速等于車(chē)輪滾動(dòng)時(shí)的圓周速度時(shí)，滑移率為零，車(chē)輪為純滾動(dòng)；當(dāng)汽車(chē)制動(dòng)時(shí)，逐漸踩下制動(dòng)踏板，車(chē)輪邊滾動(dòng)邊滑動(dòng)，滑移率在0%～100%之間；當(dāng)制動(dòng)踏板完全踩到底，車(chē)輪處于抱死狀態(tài)，而車(chē)身又具有一定的速度時(shí)，車(chē)輪滾動(dòng)圓周的速度為零，則滑移率為100%。</p><p>　　附著系數(shù)與滑移率的

78、關(guān)系</p><p>　　大量的實(shí)驗(yàn)證明，在汽車(chē)的制動(dòng)過(guò)程中，附著系數(shù)的大小隨著滑移率的變化而變化。如圖3-1所示為在干路面上時(shí)附著系數(shù)與滑移率的關(guān)系。對(duì)于縱向附著系數(shù)，隨著滑移率的迅速增加，并在S=20%左右時(shí)，縱向附著系數(shù)最大；然后隨著滑移率的進(jìn)一步增加，當(dāng)S=100%，即車(chē)輪抱死時(shí)，縱向附著系數(shù)有所下降，制動(dòng)距離會(huì)增加，制動(dòng)效能下降。對(duì)于橫向附著系數(shù)，S=0時(shí)，橫向附著系數(shù)最大；然后隨著滑移率的增加，橫向附

79、著系數(shù)逐漸下降，并在S=100%，即車(chē)輪抱死時(shí)橫向附著系數(shù)下降為零左右。此時(shí)車(chē)輪將完全喪失抵抗外界側(cè)向力作用的能力。稍有側(cè)向力干擾（如路面不平產(chǎn)生的側(cè)向力、汽車(chē)重力的側(cè)向分力、側(cè)向風(fēng)力等），汽車(chē)就會(huì)產(chǎn)生側(cè)滑而失去穩(wěn)定性。而轉(zhuǎn)向輪抱死后將失去轉(zhuǎn)向能力。因此，車(chē)輪抱死將導(dǎo)致制動(dòng)時(shí)汽車(chē)的方向穩(wěn)定性變差。</p><p>　　圖3-1  附著系數(shù)與滑移率的關(guān)系曲線</p><p>　　從

80、以上分析可知，制動(dòng)時(shí)車(chē)輪抱死，制動(dòng)效能和制動(dòng)方向穩(wěn)定性都將變壞。而如果制動(dòng)時(shí)將車(chē)輪的滑移率S控制在15%～30%左右，此時(shí)縱向附著系數(shù)最大，可得到最好的制動(dòng)效能；同時(shí)橫向附著系數(shù)也保持較大值，使汽車(chē)也具有較好的制動(dòng)方向穩(wěn)定性。</p><p>　　在汽車(chē)的制動(dòng)過(guò)程中，若能將滑移率控制在最大附著系數(shù)所對(duì)應(yīng)的滑移率范圍，汽車(chē)將處于最佳制動(dòng)狀態(tài)。但如何才能控制滑移率呢？</p><p>　　要控

81、制滑移率就要對(duì)作用于車(chē)輪上的力矩進(jìn)行瞬時(shí)的自適應(yīng)調(diào)節(jié)。防抱死制動(dòng)系統(tǒng)就是通過(guò)電子控制單元、車(chē)輪轉(zhuǎn)速傳感器和制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器，對(duì)作用于制動(dòng)輪缸內(nèi)的制動(dòng)液壓力進(jìn)行瞬時(shí)的自動(dòng)控制（每秒約10次），從而控制制動(dòng)車(chē)輪上的制動(dòng)器壓力，使制動(dòng)車(chē)輪盡可能保持在最佳的滑移率范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)，從而使汽車(chē)的實(shí)際制動(dòng)過(guò)程接近于最佳制動(dòng)狀態(tài)成為可能。</p><p>　　采用防抱死制動(dòng)的必要性</p><p>　　如圖2-

82、1所示，汽車(chē)在沒(méi)有裝ABS防抱死系統(tǒng)情況下,汽車(chē)的運(yùn)動(dòng)軌跡,每種情況都是很危險(xiǎn)的。裝有制動(dòng)防抱死系統(tǒng)的汽車(chē)與沒(méi)有裝制動(dòng)防抱死系統(tǒng)的汽車(chē)在轉(zhuǎn)彎制動(dòng)時(shí)的情況。</p><p>　　結(jié)果表明，裝有制動(dòng)防抱死系統(tǒng)的汽車(chē)能準(zhǔn)確地按彎道行駛；不裝有制動(dòng)防抱死系統(tǒng)的汽車(chē)未能按彎道行駛，且制動(dòng)距離較長(zhǎng)。裝備了制動(dòng)防抱死系統(tǒng)的汽車(chē)在趕路面上制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)距離縮短了3.9米，在濕路面上縮短了7.3米。</p><p

83、>　　由此可見(jiàn)，制動(dòng)防抱死系統(tǒng)不僅能縮短汽車(chē)的制動(dòng)距離，而且能增加駕駛員在制動(dòng)過(guò)程中控制方向盤(pán)，繞開(kāi)障礙物的功能，并能保證汽車(chē)制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性，特別是在較滑的濕路面上行駛時(shí)，優(yōu)越性尤其明顯。</p><p>　　防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的基本工作原理</p><p>　　防抱死系統(tǒng)工作形式及介紹</p><p>　　通常，ABS是在普通制動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上加裝車(chē)輪速度傳感

84、器、ABS電控單元、制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置及制動(dòng)控制電路等組成的，如圖。</p><p>　　圖4-1 ABS系統(tǒng)的組成（分置式）</p><p>　　1-前輪速度傳感器2-制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置3-ABS電控單元</p><p>　　4-ABS警告燈5-后輪速度傳感器6-停車(chē)燈開(kāi)關(guān)7-制動(dòng)主缸</p><p>　　8-比例分配閥9-制動(dòng)輪缸10-蓄電池

85、11-點(diǎn)火開(kāi)關(guān)</p><p>　　制動(dòng)過(guò)程中，ABS電控單元(ECU)3不斷地從傳感器1和5獲取車(chē)輪速度信號(hào)，并加以處理，分析是否有車(chē)輪即將抱死拖滑。如果沒(méi)有車(chē)輪即將抱死拖滑，制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置2不參與工作，制動(dòng)主缸7和各制動(dòng)輪缸9相通，制動(dòng)輪缸中的壓力繼續(xù)增大，此即ABS制動(dòng)過(guò)程中的增壓狀態(tài)。如果電控單元判斷出某個(gè)車(chē)輪(假設(shè)為左前輪)即將抱死拖滑，它即向制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置發(fā)出命令，關(guān)閉制動(dòng)主缸與左前制動(dòng)輪缸的通道

86、，使左前制動(dòng)輪缸的壓力不再增大，此即ABS制動(dòng)過(guò)程中的保壓狀態(tài)。若電控單元判斷出左前輪仍趨于抱死拖滑狀態(tài)，它即向制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置發(fā)出命令，打開(kāi)左前制動(dòng)輪缸與儲(chǔ)液室或儲(chǔ)能器(圖中未畫(huà)出)的通道，使左前制動(dòng)輪缸中的油壓降低，此即ABS制動(dòng)過(guò)程中的減壓狀態(tài)。 </p><p>　　ABS系統(tǒng)的工作過(guò)程可以分為常規(guī)制動(dòng)、制動(dòng)壓力保持、制動(dòng)壓力減小和制動(dòng)壓力上升階段。下面分別進(jìn)行說(shuō)明。在常規(guī)制動(dòng)階段，ABS不進(jìn)行壓力控制，

87、液壓調(diào)節(jié)器各阻斷閥（常開(kāi)閥）處于開(kāi)啟狀態(tài)，各減壓閥（常閉閥）處于關(guān)閉狀態(tài)，液壓調(diào)節(jié)器的管路是暢通的，各輪缸制動(dòng)壓力隨制動(dòng)主缸的壓力輸出而變化。制動(dòng)液通過(guò)常開(kāi)的阻斷閥芯中心，流到阻斷閥芯四周，進(jìn)入制動(dòng)輪缸。這是電動(dòng)液壓泵不工作，儲(chǔ)能器和衰減器是空的，雖然常規(guī)制動(dòng)時(shí)ABS不工作，但電控單元（ECU）持續(xù)監(jiān)視車(chē)輪信號(hào)的輸入，判斷是否有必要進(jìn)入ABS狀態(tài)。如果ABS由于出現(xiàn)某種故障而被切斷，駕駛員還可以進(jìn)行常規(guī)制動(dòng)。制動(dòng)壓力保持階段，如果駕駛員

88、踩踏制動(dòng)踏板過(guò)重，會(huì)造成制動(dòng)器制動(dòng)力大于車(chē)輪與路面的附著力，使汽車(chē)的制動(dòng)減速度很大。這時(shí)車(chē)輪速度傳感器把車(chē)輪將抱死的信號(hào)傳給ECU，ECU控制ABS處于觸發(fā)狀態(tài)，使制動(dòng)輪缸的制動(dòng)壓力進(jìn)入保持狀態(tài)。ECU首先給阻斷閥通電，使電樞下移，關(guān)閉阻斷閥，制動(dòng)輪缸壓力和制動(dòng)主缸壓力隔絕，防止制動(dòng)輪缸的壓力繼續(xù)增加。制動(dòng)壓力下降階段，在制動(dòng)輪缸內(nèi)制動(dòng)壓力被隔絕后，車(chē)輪滑移率逐步增加，將要超出ABS的工作范圍（一般滑移率在8%～35</p>

89、<p>　　ABS系統(tǒng)不斷重復(fù)上述保壓、減壓和增壓的控制循環(huán)過(guò)程。這種控制循環(huán)過(guò)程一般每秒鐘進(jìn)行3～4次！此外，由于存在這種控制循環(huán)，造成制動(dòng)踏板的振動(dòng)。當(dāng)制動(dòng)液從制動(dòng)主缸進(jìn)入制動(dòng)輪缸時(shí)，制動(dòng)踏板下降；當(dāng)制動(dòng)液從儲(chǔ)能器被抽回到制動(dòng)主缸時(shí)，制動(dòng)踏板上升。這種制動(dòng)踏板的反復(fù)振動(dòng)是正常的。</p><p>　　退出制動(dòng)，當(dāng)駕駛員放松制動(dòng)踏板或者減小制動(dòng)踏板力使制動(dòng)主缸壓力低于制動(dòng)輪缸壓力時(shí)，制動(dòng)輪缸中的制

90、動(dòng)液通過(guò)阻斷閥上的單向密封皮碗流回到制動(dòng)主缸，同時(shí)有電動(dòng)機(jī)會(huì)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)把儲(chǔ)能器中的制動(dòng)液抽回到制動(dòng)主缸。另外，當(dāng)出現(xiàn)制動(dòng)踏板開(kāi)關(guān)斷開(kāi)或者持續(xù)加壓超過(guò)一定時(shí)間而不能使汽車(chē)車(chē)速減慢等故障時(shí)，系統(tǒng)則退出ABS工作狀態(tài)，阻斷閥斷電打開(kāi)，制動(dòng)器完全由駕駛員控制，則常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)起作用。</p><p>　　圖4-2 汽車(chē)ABS工作過(guò)程圖</p><p>　　防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的布置形式與組成</p&g

91、t;<p>　　ABS系統(tǒng)中，能夠獨(dú)立進(jìn)行制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)的制動(dòng)管路稱(chēng)為控制通道。如果對(duì)某車(chē)輪的制動(dòng)壓力可以進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié)，稱(chēng)這種控制方式為獨(dú)立控制；如果對(duì)兩個(gè)(或兩以上)車(chē)輪的制動(dòng)壓力一同進(jìn)行調(diào)節(jié)，則稱(chēng)這種控制方式為一同控制。在兩個(gè)車(chē)輪的制動(dòng)壓力進(jìn)行一同控制時(shí)，如果以保證附著力較大的車(chē)輪不發(fā)生制動(dòng)抱死為原則進(jìn)行制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)，稱(chēng)這種控制方式為按高選原則一同控制；如果以保證附著力較小的車(chē)輪不發(fā)生制動(dòng)抱死為原則進(jìn)行制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)，則稱(chēng)

92、這種控制方式為按低選原則一同控制。</p><p>　　4.2.1 防抱死系統(tǒng)的布置形式</p><p>　　按照控制通道數(shù)目的不同，ABS系統(tǒng)分為四通道、三通道、雙通道和單通道四種形式，而其布置形式卻多種多樣。</p><p><b>　　1．四通道式</b></p><p>　　四通道式如圖所示，有四個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器，在

93、通往車(chē)輪四個(gè)制動(dòng)輪缸的管路中，各設(shè)一個(gè)制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)分裝置（如電磁閥），進(jìn)行獨(dú)立控制，構(gòu)成四通道控制形式。</p><p>　　圖4-3 四通道四傳感器式ABS</p><p>　　（a）雙制動(dòng)管路前后布置 （b）雙制動(dòng)管路對(duì)角線布置</p><p>　　由于四通道式ABS可以最大程度地利用每個(gè)車(chē)輪的附著力進(jìn)行制動(dòng)，因此汽車(chē)的制動(dòng)效能最好。但在附著系數(shù)分離（兩側(cè)車(chē)輪的

94、附著系數(shù)不相等）的路面上制動(dòng)時(shí)，由于同一軸上的制動(dòng)力不相等，使得汽車(chē)產(chǎn)生極大的偏轉(zhuǎn)力矩而產(chǎn)生制動(dòng)跑偏。因此，ABS通常不對(duì)四個(gè)車(chē)輪進(jìn)行獨(dú)立的制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)。</p><p><b>　　2. 三通道式</b></p><p>　　四輪ABS大多為三通道系統(tǒng)，而三通道系統(tǒng)都是對(duì)前兩輪的制動(dòng)壓力進(jìn)行單獨(dú)控制的，對(duì)兩后輪的制動(dòng)壓力按地選原則一同控制，布置形式如圖</p&

95、gt;<p>　　圖4-4 三通道式ABS</p><p>　?。╟）三通道四傳感器式ABS（對(duì)角布置）（d）三通道四傳感器式ABS</p><p>　?。╡）三通道三傳感器式ABS</p><p>　　兩后輪按地選原則進(jìn)行一同控制時(shí)可以保證汽車(chē)在各種了條件下左右兩后輪的制動(dòng)力相等，即使兩側(cè)車(chē)輪的附著力相差較大，兩個(gè)車(chē)輪的制動(dòng)力都限制在附著力較小的水平

96、，是兩個(gè)后輪的制動(dòng)力始終保持平衡，保證汽車(chē)在各種條件下制動(dòng)時(shí)都具有良好的方向穩(wěn)定性。</p><p>　　汽車(chē)緊急制動(dòng)時(shí)，會(huì)發(fā)生很大的軸荷轉(zhuǎn)移（前軸荷增加，后軸荷減小），使得前輪的附著力比后輪的附著力大很多（前置前驅(qū)汽車(chē)的前輪附著力約占汽車(chē)總附著力的70%～80%）。對(duì)前輪制動(dòng)力進(jìn)行獨(dú)立控制，可充分利用兩前輪的附著力對(duì)汽車(chē)進(jìn)行制動(dòng)，有利于縮短制動(dòng)距離，并且汽車(chē)的方向穩(wěn)定性得到很大改善。</p>&l

97、t;p><b>　　3.雙通道式</b></p><p>　　各種雙通道式ABS的布置方式如圖所示</p><p>　　圖4-5 雙通道式ABS</p><p>　　雙通道式ABS難以在方向穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向控制能力和制動(dòng)效能各方面得到兼顧，目前采用的很少。.</p><p><b>　　4.一通道式ABS&l

98、t;/b></p><p>　　一通道式ABS通常稱(chēng)為單通道式ABS。它在后輪制動(dòng)器總管中設(shè)置一個(gè)制動(dòng)液力調(diào)節(jié)器，在后橋主減速器上安裝一個(gè)車(chē)輪轉(zhuǎn)速傳感器（也有在兩后輪上各安裝一個(gè)傳感器）</p><p>　　圖4-6 單通道式ABS</p><p>　　4.2.2、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的基本組成</p><p>　　ABS防抱死制動(dòng)系統(tǒng)是在液

99、壓制動(dòng)的基礎(chǔ)上完成為各個(gè)車(chē)輪制動(dòng)力的調(diào)節(jié)。組成：　　</p><p>　　1.常規(guī)液壓制動(dòng)系統(tǒng)：制動(dòng)總泵、連接油管、制動(dòng)分泵、車(chē)輪制動(dòng)器等。</p><p>　　2.輪速傳感器：第個(gè)車(chē)輪均設(shè)有一個(gè)輪速傳感器，檢測(cè)各個(gè)車(chē)輪的轉(zhuǎn)速。</p><p>　　3.電子控制單元ECU：處理輪速傳感器的信號(hào)，然后由此計(jì)算出車(chē)速，判斷輪胎和道路情況，控制執(zhí)行器給每個(gè)車(chē)輪提供最佳制動(dòng)

100、力。</p><p>　　4.ABS執(zhí)行器：ABS執(zhí)行器根據(jù)來(lái)自ECU的指令工作，減小或增大制動(dòng)的液壓力，或者視需要而保持制動(dòng)液壓力不變，以控制輪胎的最佳滑移率（10％～30％），避免車(chē)輪被抱死。</p><p>　　5.故障指示燈：位地儀表的故障指示燈，打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)時(shí)，ECU自檢ABS系統(tǒng)時(shí)點(diǎn)亮，若系統(tǒng)正常故障指示燈熄滅。行車(chē)過(guò)程中點(diǎn)亮表明系統(tǒng)存在故障。</p><p

101、>　　圖4-7 ABS防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的組成圖</p><p>　　防抱死制動(dòng)系統(tǒng)輪速傳感器選擇</p><p>　　輪速傳感器的功用是檢測(cè)車(chē)輪的旋轉(zhuǎn)速度，并將速度信號(hào)輸入電子控制單元。目前，常用的輪速傳感器主要有電磁式和霍爾式兩種。</p><p>　　4.3.1、電磁式輪速傳感器</p><p><b>　　1．結(jié)構(gòu)<

102、;/b></p><p>　　電磁式輪速傳感器主要由傳感器頭和齒圈兩部分組成，如圖4-8所示。</p><p>　　圖4-8  輪速傳感器外形</p><p>　　齒圈一般安裝在輪轂或軸座上，如圖4-9所示。對(duì)于后輪驅(qū)動(dòng)且后輪采用同時(shí)控制的汽車(chē)，齒圈也可安裝在差速器或傳動(dòng)軸上，如圖4-10所示。</p><p>　　圖4-9

103、 輪速傳感器在車(chē)輪處的安裝位置</p><p>　　1、7-傳感器  2、6-傳感器齒圈  3-定位螺釘  4-輪轂和組件 </p><p>　　5-半軸  8-傳感器支架  9-后制動(dòng)器連接裝置</p><p>　　圖4-10  輪速傳感器在傳動(dòng)系中的安裝位置</p>&

104、lt;p>　　1-傳感器頭  2-主減速器從動(dòng)齒輪  3-齒圈  4-變速器輸出部位  5-傳感器頭</p><p>　　齒圈隨車(chē)輪或傳動(dòng)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，通常用磁阻很小的鐵磁材料制成。傳感頭通常由永久磁鐵、電磁線圈和磁極等組成，如圖13-12所示。它對(duì)應(yīng)安裝在靠近齒圈而又不隨齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)的部件上，如轉(zhuǎn)向節(jié)、制動(dòng)底板、驅(qū)動(dòng)軸套管或差速器、變速器殼體等固定件上。傳感頭與齒圈的端面

105、有一空氣間隙，此間隙一般為1mm，通?？梢苿?dòng)傳感頭的位置來(lái)調(diào)整間隙。</p><p>　　圖4-11  電磁式輪速傳感器的結(jié)構(gòu)</p><p>　　1-傳感器外殼  2-極軸  3-齒圈  4-電磁線圈  </p><p>　　5-永久磁鐵  6-導(dǎo)線</p><p><b&g

106、t;　　2．工作原理</b></p><p>　　a)齒隙與磁心端部相對(duì)時(shí)  b)齒頂與磁心端部相對(duì)時(shí)</p><p>　　圖4-12  電磁式輪速傳感器的工作原理</p><p>　　1-齒圈  2-極軸  3-電磁線圈引線  4-電磁線圈  5-永久磁體  </p&

107、gt;<p>　　6-磁力線  7-電磁式傳感器  8-磁極  9-齒圈齒頂</p><p>　　電磁式輪速傳感器的工作原理如圖4-12所示。傳感器齒圈隨車(chē)輪旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，即與傳感頭極軸作相對(duì)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)傳感頭的極軸與齒圈的齒隙相對(duì)時(shí)，極軸距齒圈之間的空氣間隙最大，即磁阻最大。傳感頭的磁極磁力線只有少量通過(guò)齒圈而構(gòu)成回路，在電磁線圈周?chē)拇艌?chǎng)較弱，如圖4-12a)所示；當(dāng)傳感

108、頭的極軸與齒圈的齒頂相對(duì)時(shí)，兩者之間的空隙較小，即磁阻最小。傳感頭的磁極磁力線通過(guò)齒圈的數(shù)量增多，在電磁線圈周?chē)拇艌?chǎng)較強(qiáng)，如圖4-12b)所示。齒圈隨車(chē)輪不停地旋轉(zhuǎn)，就使傳感頭電磁線圈周?chē)拇艌?chǎng)以強(qiáng)—弱—強(qiáng)—弱……周期性地變化，因此電磁線圈就感應(yīng)出交變電壓信號(hào)，即車(chē)輪轉(zhuǎn)速信號(hào)，如圖4-13所示。</p><p>　　圖4-13   電磁式輪速傳感器輸出電壓信號(hào)</p><

109、p>　　因而車(chē)輪轉(zhuǎn)速傳感器輸出的交流電壓信號(hào)頻率只與相應(yīng)的車(chē)輪轉(zhuǎn)速成正比。</p><p>　　輪速傳感器由電磁線圈交變電壓信號(hào)的頻率與齒圈的齒數(shù)和轉(zhuǎn)速成正比，因齒圈的齒數(shù)一定，引出兩根導(dǎo)線，將其速度變化產(chǎn)生的交變電壓信號(hào)送至ABS的電子控制單元（ECU）。為防止外部電磁波對(duì)速度信號(hào)的干擾，傳感器的引出線采用屏蔽線，以保證反映車(chē)輪速度變化的交變電壓信號(hào)準(zhǔn)確地送至ABS的電子控制單元（ECU）。</p&

110、gt;<p>　　4.3.2、霍爾式輪速傳感器</p><p>　　1．霍爾式輪速傳感器的組成和工作原理</p><p>　　霍爾式輪速傳感器也是由傳感頭、齒圈組成。其齒圈的結(jié)構(gòu)及安裝方式與電磁式輪速傳感器的齒圈相同，傳感頭由永磁體、霍爾元件和電子電路等組成</p><p>　　傳感器的工作原理如圖4-14所示，永磁體的磁力線穿過(guò)霍爾元件通向齒圈，齒圈