管理信息化信息化知識汽車防抱死系統(tǒng){管理信息化信息化知識}汽車防抱死系統(tǒng)1.汽車防抱死制動系統(tǒng)概述1.1防抱死制動系統(tǒng)的產(chǎn)生出現(xiàn)抱死現(xiàn)象；同時汽車制動的初速度越高，車輪抱死所產(chǎn)生的危險性也越大。這將導(dǎo)致汽車可能會出現(xiàn)下面三種情況：1)制動距離變長2)方向穩(wěn)定性變差，出現(xiàn)側(cè)滑現(xiàn)象，嚴重時出現(xiàn)旋轉(zhuǎn)掉頭3)方向操縱性喪失，駕駛員不能控制汽車的行駛方向防抱死制動系統(tǒng)ABS（Anti-lockBrakingSystem）是一種主動安全裝置，它“車輛一路面狀況，采用電子控制方式自動調(diào)節(jié)車輪的制動程中的方向穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向控制能力和縮短制動距離，使制動更為安全有效。全性的因素很多，諸如汽車的制動性、操縱性、行駛的穩(wěn)定性、抵御外界影響10%的事故是由于車輛在制動瞬間偏離預(yù)定軌道或甩尾造成的.因此完善制動性能是減少交通事故的重要措施。汽車行駛時能在短距離內(nèi)停車且維持行駛方向穩(wěn)定性和在下長坡時能維持坡道上長時間停車不動的性能。汽車的制動性主要由下列三個方面來評價：１)制動效能越短，越有利于避免交通事故的發(fā)生。它是制動性最基本的評價指標。２)制動時汽車的方向穩(wěn)定性動過程中，不能失去方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向控制能力。３)制動效能的恒定性汽車在連續(xù)多次制動或涉水后仍具備必要的制動功能的能力，即抗衰退性。慮的一個重要問題。ABSABS是汽車上十分重要的主動安全裝置。ABS與常規(guī)制動系統(tǒng)相比，有以下優(yōu)點：1)改善制動效能。這是因為在同樣緊急制動情況下，ABS系統(tǒng)可以將滑移率控制在20%左右，充分利用縱向峰值附著系數(shù)和較大的側(cè)向附著系數(shù)，使車輪和地面間產(chǎn)生最大的地面制動力，縮短了制動距離。2)則會出現(xiàn)側(cè)滑、甩尾，甚至使汽車整個調(diào)頭等嚴重事故。3)ABS把滑移率控制在8%~25%系數(shù)較大，有足夠的抵抗橫向干擾的能力。4)壽命，ABS系統(tǒng)可以防止這種情況出現(xiàn)。5)安全性。6)使用方便，工作可靠，維修簡便。制動時只要把腳踏在制動踏板上，ABS系的點剎車方式進行制動，ABS系統(tǒng)會使制動狀態(tài)保持在最佳點。如果發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)有故障，就會自動恢復(fù)為常規(guī)制動狀態(tài)。1.2防抱死制動系統(tǒng)的發(fā)展歷史ABS發(fā)展至今，其發(fā)展史大致可劃分為三個階段。20世紀30年代至50ABS著陸后制動跑偏、甩尾和輪胎劇烈磨損，縮短滑行距離。在30年代機械式防抱死制動系統(tǒng)就開始在飛機上獲得應(yīng)用。由于飛機對制動時的方向穩(wěn)定性要求高，而ABS測量機速，從而可獲得正確的滑移率，實現(xiàn)精確控制等一系列有利條件，使ABS在飛機上的應(yīng)用取得成功，普及率很快上升，并很快成為飛機上的標準裝備。汽車上使用ABS始于20世紀50這開創(chuàng)了汽車使用ABS的先河。1969III動管路上的真空操縱閥，以降低后制動器的油壓。裝用ABS動，其制動距離較一般制動系的汽車長，加上ABS路很有限。制動廠家終于在70代中期停止了ABS汽車的生產(chǎn)。由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，歐洲隨后研制成由數(shù)字計算機組成的較為現(xiàn)代型的ABS。數(shù)字計算機不易度完全可以與數(shù)字計算機處理數(shù)據(jù)的速度相匹配。這種較為現(xiàn)代的ABS體積小、質(zhì)量輕、動作更快、更準確。波許公司在20世紀60年代初就開始ABS的開發(fā)工作，于1978年正式生產(chǎn)出ABS１型汽車防抱死制動系統(tǒng)，以后相繼開發(fā)出將汽車防抱死制動系統(tǒng)與驅(qū)動力自動調(diào)節(jié)裝置有機結(jié)合的ABS／ASR1975年研制出部分集成模擬信號處理的第一代ABS產(chǎn)品，以后又相繼研制出全數(shù)字化和高度集成化的ABSTEVES1984年首次推出了整體式ABS—坦威斯MK11ABS都是將是分離式結(jié)構(gòu)。20世紀30-50ABS了60年代，模擬電子技術(shù)在ABS上開始使用，但因成本太高，可靠性也不穩(wěn)定，70年代后期出現(xiàn)了數(shù)字式電子控制的ABS現(xiàn)代ABSABS低了成本，提高了可靠性，歐、美、日的汽車公司逐步在汽車上裝備了ABS。進入70年代后，隨著電子技術(shù)的進步，數(shù)字電子技術(shù)、大規(guī)模集成電路的發(fā)展和微機的運用，電子控制式ABS日趨成熟，成本不斷降低，并且體積小、質(zhì)量輕、創(chuàng)造了條件。20世紀80年代ABS向著提高效能成本比的方向發(fā)展，是汽車ABS研制生產(chǎn)應(yīng)用迅速發(fā)展的階段，加之法規(guī)的推動作用，ABS已成為汽車上標準裝備或選擇裝備。1.3防抱死制動系統(tǒng)的發(fā)展趨勢1)ABS本身控制技術(shù)的提高。格更便宜、可靠性更高的車速傳感器的出現(xiàn)，ABS系統(tǒng)中增加車速傳感器成為可能，確定車輪滑移率將變得準確而快速。全電制動控制系統(tǒng)BBW(Brake-By-Wire)是未來制動控制系統(tǒng)的發(fā)展方向之上，采用液壓制動和電制動兩種制動系統(tǒng)。2)防滑控制系統(tǒng)防滑控制系統(tǒng)ASR(AccelerationSlipRegulation)或稱為牽引力控制系統(tǒng)TCS(TractionControSystem)是驅(qū)動時防止車輪打滑，使車輪獲得最大限度的驅(qū)動輪（后輪）在低附著系數(shù)路面工作時，由于驅(qū)動力過大，則產(chǎn)生打滑，當ASR制動部分工作時，通過傳感器將非驅(qū)動輪及驅(qū)動輪的輪速信號采集到控制器中，控制器根據(jù)輪速信號計算出驅(qū)動車輪滑移率及車輪減、加速度，當滑移率或減、為此利用ABS到最佳的車輪滑移的效果既可以得到最大驅(qū)動力，也可保持行駛的穩(wěn)定性。3)電子控制制動系統(tǒng)由于ASS在功能方面存在許多缺陷,如氣壓系統(tǒng)的滯后，主車與接車制動相容性問題等。為改善這些,出現(xiàn)了電子制動控制系統(tǒng)EBS(ElectronicsBreakSystem)它是將氣壓傳動改為電線傳動，縮短了制動響應(yīng)布控制、減速控制、牽引車與掛車處禍合力控制等。4)車輛動力學(xué)控制系統(tǒng)車輛動力學(xué)控制系統(tǒng)VDC(VehicleDynamicsControl)是在ABS的基礎(chǔ)上通過測量方向盤轉(zhuǎn)角、橫擺角速度和側(cè)向加速度對車輛的運動狀態(tài)進行控制。VDC系態(tài)與實際狀態(tài)的差值即為控制的狀態(tài)變量，控制的目的就是使這種差值達到最小，地操縱車輛。5)控制系統(tǒng)總線技術(shù)傳感器數(shù)量，從而降低整車成本，朝著系統(tǒng)集成化的方向發(fā)展。目前多使用CANControllerAreaNetwork)用于汽車內(nèi)部測量與執(zhí)行部件之間的數(shù)據(jù)通信協(xié)議。1.4國內(nèi)防抱死制動系統(tǒng)的研究和應(yīng)用概況我國ABS的研究始于20世紀80題變得越來越突出。ABS系統(tǒng)的研究在我國成為熱門課題，許多高校、科研單位ABS的單位主要有東風汽車公司、交通部重慶公路研究所、重慶宏安ABS有限公司、陜西興平514廠、80年代初就開始研究ABS，是較早研究ABS的廠家之一，現(xiàn)研究工作的主要目標是對國外的產(chǎn)品進行消化吸收。重慶公路研究所相繼開發(fā)出了兩代ABS代ABS的ECU采用了Ｚ80ABS產(chǎn)品為FKX-ACIECU中的CPU微處理器采用了美國工NTEL公司的MCS－96系列8098ABS系統(tǒng)。從1998年起，國產(chǎn)的奧迪、桑塔納和富康等轎車，己普遍裝上了ABS．2.防抱死制動系統(tǒng)基本原理ABSABS系統(tǒng)進行研究，就必須先了解汽車制動時的制動特性。2.1制動時汽車的運動2.1.1制動時汽車受力分析汽車在制動的過程中主要受到地面給汽車的作用力、風的阻力和自身重力的所受到地面給汽車的力如圖2-12-1(a)所圖2-1汽車直線和轉(zhuǎn)彎制動時的平面受力簡圖如圖2-1（ｂ）所示。地面制動力決定制動距離的長短，側(cè)滑摩擦力則決定了汽穩(wěn)定性越好。車發(fā)生各種危險運動狀況的主要原因。因此，汽車行駛時，要根據(jù)冰路、雪路、角等行駛條件進行制動操作，必須時常注意不能讓車輪完全抱死。2.1.2車輪抱死時汽車運動情況ABS在一種路面上直線和轉(zhuǎn)彎制動兩方面簡單討論一下當車輪抱死時汽車的運動情況。１)汽車在一種路面上直線運動制動車輪抱死時可能出現(xiàn)的運動情況如圖2-22-2（a2-2（b）為只有后輪抱死時，后輪的側(cè)向力接近于零，汽車仍具有方向操縱性，但2-2（c動釋放，汽車就會沿著瞬時行駛方向急速駛出，這也是很危險的。圖2-2汽車直線制動車輪抱死時的運動情況2)汽車在一種路面上轉(zhuǎn)彎制動車輪抱死時可能出現(xiàn)的運動情況如圖2-3有這些運動情況若在制動時出現(xiàn)，都是極其危險的。圖2-3汽車轉(zhuǎn)彎制動車輪抱死時的運動情況從上面對出現(xiàn)這些危險運動情況的簡單分析可以看出，制動摩擦力之間存在一定的關(guān)系，ABS之所以能防止汽車制動時出現(xiàn)危險的運動情況，就是根據(jù)這個關(guān)系來調(diào)整車輪的運動狀態(tài)，以避免側(cè)滑摩擦力為零。2.2滑移率和路面附著系數(shù)的關(guān)系向輪的側(cè)向附著力就是使汽車轉(zhuǎn)向的側(cè)向力。定義縱向附著力為F，側(cè)向附著力Ｆ，車輪的垂直載荷Ｎ，則縱向附著系數(shù)和側(cè)向附著系數(shù)可以用下式表示：…………………（2—1）……（2—2）表示：……………（2—3）Ｖ：車輪中心的速度，單位ｍ／ｓ；：車輪制動時轉(zhuǎn)速，單位弧度／ｓ；ｒ：沒有地面制動力時的車輪滾動半徑，單位ｍ：~速度汽車速度心速度和汽車的速度大小相等，滑移率為０。若對車輪施加制動，滾動又做滑動，滑移率介于０和１之間。當制動增強時，車輪的轉(zhuǎn)速逐漸變小，最終為零，這時汽車拖帶車輪相對于路面做純滑動，滑移率為1?？梢?，滑移率能夠定量表示車輪抱死的程度。車輪滑移率和車輪的縱向及側(cè)向附著系數(shù)之間有如圖2-4它們之間的關(guān)系是一種非線性關(guān)系。圖2-4滑移率與附著系數(shù)的關(guān)系滑移率為零時，縱向附著系數(shù)為零，側(cè)向附著系數(shù)為最大?；坡试龃髸r，數(shù)減小。當滑移率繼續(xù)增大時，縱向附著系數(shù)在滑移率S為20%左右時達到峰值側(cè)向附著系數(shù)在車輪抱死時幾乎為零。實質(zhì)上車輪通過輪胎的胎面與地面接觸，非線性及輪胎與地面之間接觸的非線性所造成的。2-12-22-4中縱向附著系數(shù)與車輪滑移率之間的關(guān)系還可以得出制動時車輪由20%能在制動時把車輪的運動狀態(tài)控制在車輪滑移率S為20%左右，即在圖2-4中的ABS系統(tǒng)的基本控制目標。實驗證明，道路的附著系數(shù)受車輪結(jié)構(gòu)、材料，道路表面形狀、材料有關(guān)，2-5給出了不同類型路面上滑移率一縱向附著系數(shù)之間的關(guān)系。圖2-5不同路面上滑移率和縱向附著系數(shù)關(guān)系由圖2-5降。一般干燥潔凈的平整水泥、瀝青路面縱向峰值附著系數(shù)高達0.8-0.9，而冰雪路面的縱向峰值附著系數(shù)低至0.1-0.2。如果這種差別隨路面類型的不同變化ABS系統(tǒng)控制方法時，就必須考慮到隨路面類型的不同而采取不同的控制目標和策略。若汽車在同一種類型路面上制動時的初速度不一樣，系數(shù)一滑移率關(guān)系曲線不會有太大變化。車輪的運動狀態(tài)，從而改變車輪的滑移率，形成整個非線性的制動過程。2.3制動時車輪運動方程制動過程單輪受力如圖2-6所示。圖2-6制動過程單輪受力簡圖rV動角速度，制動器制動力矩Mu，通常與車輪制動壓力成正比，系數(shù)K，則有…………（2-4）…………（2-5）為Vｏ，質(zhì)量為ｍ（重力G），質(zhì)心ｃ到前后軸距離I1I2,軸距Ｌ，B質(zhì)心高hg，汽車制動減速度為………（2-6）前軸載荷…………（2-7）后軸載荷…………（2-8）制動時附加轉(zhuǎn)向力矩MS＝［（Fb1t+Fｂ２ｒ）-（Fｂ1r+Fｂ２r）］B=［（Fｂ1t-Fｂ1r）+（Fb2t-Fｂ２r）］B………………（2-9）………………（2-10）從式（２-４）可知，調(diào)節(jié)制動壓力可以使車輪角減速度產(chǎn)生變化：從式（2-10）計算制動時的瞬時車速V，可計算各車輪滑移率，從式（2-7）（2-8）ABS可以用ｄw/ｄｔ（角加速度）或滑移率S，或滑移率與角加速度聯(lián)合作為控制參數(shù)。2.4采用防抱死制動系統(tǒng)的必要性汽車直線行駛過程中，突然緊急制動，汽車車輪一下子抱死，汽車仍然向前，8%-25%8%-25%將在更短的制動距離內(nèi)停車。當汽車轉(zhuǎn)向時，如果汽車緊急制動的話，和直線行駛一樣會出現(xiàn)車輪抱死現(xiàn)象。由于車輪抱死,汽車的側(cè)向附著力變成了零，汽車輪胎出現(xiàn)側(cè)向滑動，汽車喪夫了控制方向的能力,這是十分危險的。汽車的側(cè)向附著力和制動力之間的關(guān)100%危險的。為了避免發(fā)生這些現(xiàn)象，司機在踏動制動板時，必須謹慎從事。8%-25%將在最短的制動距離內(nèi)停車并具有良好的控制方向的能力。為了達到上述目的，操作。在摩擦系數(shù)小的光滑路面上，司機在制動時都很小心，唯恐使車輪抱死，每時每刻各不一樣，前后輪胎的載荷分配更是如此。也不會有什么大問題。ABS系統(tǒng)調(diào)節(jié)作用到每個車輪制動缸的制動液壓力，以防止無論任何時由于制動過猛而可能引起的車輪抱死。當不再有可能抱死車輪時，定性，增強了車輛方向的可控性，而且縮短了制動距離。2.5防抱死制動系統(tǒng)的類型2.5.1按控制方式分類1）單參數(shù)控制（ABS）它以控制車輪的角減速度為對象，控制車輪的制動力，實現(xiàn)防抱死制動，其結(jié)構(gòu)主要由輪速傳感器、控制器(電腦)及電磁閥組成。2）雙參數(shù)控制（ABS）雙參數(shù)控制的ABS，由車速傳感器(測速雷達)、輪速傳感器、控制裝置(電腦)和執(zhí)行機構(gòu)組成。其工作原理是車速傳感器和輪速傳感器，分別將車速和輪速信號輸入電腦，由電腦計算出實際滑移率，并與理想滑移率15%—20%作比較，再通過電磁閥增減制動器的制動力。2.5.2控制通道對能夠獨立進行制動壓力調(diào)節(jié)的制動管路稱為控制通道。獨立控制是指某個車輪的制動壓力占用一個控制通道可以單獨進行調(diào)節(jié)；一同控制是指兩個車輪的制動壓力是一同進行調(diào)節(jié)的。高選原則一同控制是指保證附著力較大的車輪不發(fā)生制動抱死或驅(qū)動防滑為原則進行制動壓力調(diào)節(jié)；反之，稱為低選原則一同控制。按控制通道數(shù)分可以分為：四通道ABS系統(tǒng)、三通道ABS系統(tǒng)、雙通道ABS系統(tǒng)與單通道ABS系統(tǒng)。1）四通道ABS系統(tǒng)（如圖2-7-1）圖2-7-1四通道四傳感器ABS(a)雙制動管路前后布置(b)雙制動管路對角布置①組成：四個輪速傳感器，在通往四個車輪制動分泵的管路中，各設(shè)一個制動壓力調(diào)節(jié)分裝置，分別對各個車輪進行獨立控制。②優(yōu)點：附著系數(shù)利用率高，制動時可以最大限度地利用每個車輪的最大附著力。③適用：汽車左右兩側(cè)車輪附著系數(shù)相近的路面，不僅可以獲得良好的方向穩(wěn)定性和方向操縱能力，而且可以得到最短的制動距離。④缺點：如果汽車左右輪附著力相差較大，如：行駛在附著系數(shù)對分的路面上或汽車兩側(cè)垂直載荷相差較大時，制動時兩個車輪的地面制動力就相差較大，因此會產(chǎn)生橫擺力矩，使車身向制動力較大的一側(cè)跑偏，不能保持汽車按預(yù)定方向行駛，會影響汽車的方向穩(wěn)定性，一般駕駛員修正有些困難。⑤結(jié)論：在具有驅(qū)動防滑轉(zhuǎn)(ASR)功能時采用四通道式。2）三通道ABS系統(tǒng)（如圖2-7-2）①結(jié)構(gòu)：四個輪速傳感器或三個輪速傳感器。一般三通道ABS是對兩前輪進行獨立控制，兩后輪按低選原則進行一同控制，也稱它為混合控制。②圖2-7-2-(a)所示適用前輪驅(qū)動汽車及按對角布置的雙管路制動系統(tǒng)。該系統(tǒng)中雖然在通往四個車輪制動分泵(輪缸)的制動管路中，各設(shè)置一制動壓力調(diào)節(jié)分裝置，但兩個后輪制動壓力調(diào)節(jié)分裝置卻是由電子控制器按低選原則一同控制的，因此，實際上仍然是三通道ABS。圖2-7-2三通道ABS(a)三通道四傳感器ABS（對角布置）(b)三通道四傳感器ABS（前后布置）(c)三通道三傳感器ABS③圖2-7-2-(b)(c)所示適用后輪驅(qū)動汽車及按前后布置的雙管路制動系統(tǒng)。在通往兩后輪制動分泵(輪缸)的制動總管路中，只設(shè)置一個制動壓力調(diào)節(jié)分裝置，以便對兩后輪制動分泵的制動壓力進行一同控制。由于三通道ABS對兩后輪進行一同控制，對于后輪驅(qū)動的汽車，也可以在傳動系統(tǒng)中(如主減速器或變速器中)只設(shè)置一個輪速傳感器，感測兩后輪的平均轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)近似低選原則的一同控制。④兩后輪按低選原則進行一同控制時，可以保證汽車在各種條件下左右兩后輪的制動力相等，即使兩側(cè)車輪的附著力相差較大，兩個車輪的制動力都限制在附著力較小的水平，使兩個后輪的制動力始終保持平衡，保證汽車在各種條件下制動時都具有良好的方向穩(wěn)定性。但也可能出現(xiàn)附著系數(shù)大的一側(cè)后輪的附著力不能充分利用的問題，使汽車的總制動力有所減小。應(yīng)該看到，在緊急制動時，由于發(fā)生軸荷前移，在汽車的總制動力中，后輪的制動力所占的比重較小，尤其是小轎車，使前輪的附著力比后輪的附著力大得多，通常后輪制動力只占總制動力的30％左右，因此，后輪附著力未能充分利用的損失對汽車的總制動力影響不大。⑤對兩前輪進行獨立控制，主要考慮到小轎車，特別是前輪驅(qū)動的汽車，前輪的制動力在汽車總制動中所占的比例較大(可達70％左右)，可以充分利用兩前輪的附著力。一方面使汽車獲得盡可能大的總制動力，利于縮短制動距離，另一方面更重要的能在制動中使兩前輪始終保持較大的橫向附著力，使汽車保持良好轉(zhuǎn)向控制能力。盡管兩前輪獨立控制可能導(dǎo)致兩前輪制動力不平衡，但由于兩前輪制動力不平衡對汽車行駛方向穩(wěn)定性影響相對較小，而且可以通過駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱對由此造成的影響進行修正。因此，三通道ABS在小轎車上被普遍采用。3）雙通道ABS系統(tǒng)（如圖2-5-3）圖2-7-3雙通道ABS(a)二通道三傳感器ABS(b)二通道四傳感器ABS(c)二通道二傳感器ABS(d)二通道二傳感器ABS①（a）圖中，前輪附著力相差較大時，高選。②（d）圖中，在后制動管路中設(shè)置比例閥或低選擇閥。③雙通道式：難以在方向穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向操縱性和制動距離各方面得到兼顧，目前采用很少。（4）單通道ABS系統(tǒng)（如圖2-7-4）圖2-7-4一通道一傳感器ABS由于前輪無控制，故易抱死，轉(zhuǎn)向操縱性差，制動距離較長。2.6防抱死制動系統(tǒng)2.6.1基本工作原理ABS系統(tǒng)是通過在制動時按一定規(guī)律不斷改變制動液壓力使車輪不產(chǎn)生抱死ABS系統(tǒng)控制方法實施的過程。下面以基于車輪加減速度邏輯門限值的控制方法對直線單一路面的制動過程的控制為例，簡單說明ABS的基本工作原理。ABS系統(tǒng)在制動時對制動油壓的控制過程如圖2-7所示。汽車開始制動時，ABS系統(tǒng)不對制動過到規(guī)定的門限值-ａ時，產(chǎn)生減壓信號，圖2-7中1點所示，ABS系統(tǒng)開始工作，開始減小并小于門限值-2-7中2ABS保持制動油壓速度值達到設(shè)定的門限值＋ａ時，圖2-7中3點，產(chǎn)生升壓信號，ABS使制動油態(tài)，并再次進入另一個控制循環(huán)。ABS通過這樣的控制過程可以使車輪的速度控顯然門限值的確定需要大量的試驗來確定。除了設(shè)定車輪加減速度門限值之外，參考滑移率門限值等。在ABS控制裝置ECU.ECU根據(jù)各車輪轉(zhuǎn)傳感器輸入的信號對各個車輪的運動狀態(tài)進行監(jiān)行調(diào)節(jié)。ABS的工作過程可以分為常規(guī)制動、制動壓力保持、制動壓力減小和制動壓力增大等階段。在常規(guī)制動階段，ABS并不介入制動壓力控制，調(diào)壓電磁閥總成判定有車輪趨于抱死時，ABS就進入防抱死制動壓力調(diào)節(jié)過程。例如，當ECU判定右前輪趨于抱死時，ECU就使控制右前輪制動壓力的進液電磁閥通電，使右前右前出液電磁閥仍未通電而處于關(guān)閉狀態(tài)，右前制動輪缸中的制動液也不會流出，持一定時，ECU右前輪仍然趨于抱死，ECU右前出液電磁閥也通電。將開始消除，隨著右前輪的抱死趨勢己經(jīng)完全消除時，ECU就使右前進液電磁閥動壓力迅速增大，右前輪又開始減速轉(zhuǎn)動。ABS通過使趨于抱死車輪的制動壓力不再使車輪趨于抱死時為止，制動壓力調(diào)節(jié)循環(huán)的頻率可達3-20Hz在該ABS中對應(yīng)于每一個制動輪缸各有一對進液和出液電磁閥，可由ECU死現(xiàn)象。圖2-8基于車輪加減速度邏輯門限值控制方法的ABS系統(tǒng)油壓控制循環(huán)圖2.6.2系統(tǒng)工作過程制動壓力調(diào)節(jié)裝置（簡稱液壓調(diào)節(jié)器）主要由8個2位2通調(diào)壓電磁閥、12個儲液室、21個電動液壓泵和幾個單向閥等組成。電動液壓泵轉(zhuǎn)速傳感器產(chǎn)生的轉(zhuǎn)速信號輸入ECU，供ECU動液壓工作原理如圖2-8示。圖2-9液壓調(diào)節(jié)器工作原理圖1一低壓儲能器：2－液壓柱塞泵；3一電動機：4－嘴業(yè)動土缸儲液室；5－制動主缸：6一儲液室；78一出液電磁閥（常閉）（1）常規(guī)制動過程2位2,個進液電磁閥處于流通狀態(tài)，4個出液電磁閥處于斷制動壓力而變化，即平時汽車進行的常規(guī)制動。（2）防抱死制動過程：在制動過程中，如果電子控制單元（ECU）根據(jù)車輪輪速傳感器輸入的車輪轉(zhuǎn)速信號判定是否有車輪趨于制動抱死傾向。需要調(diào)節(jié)制動輪缸的壓力時，ECU分別進行判斷、處理：直到電子控制單元(ECU)通過計算得知車輪有抱死傾向為止。保壓過程當ECU通過轉(zhuǎn)速傳感器得到信號識別出車輪有抱死傾向時，ECU發(fā)制動輪缸中的制動液壓被封閉而使制動壓力保持一定。ABS時ECU發(fā)出控制指令使該制動輪缸相應(yīng)的進液電磁閥和出液電磁閥都通電換位上升。此過程結(jié)束液壓泵隨之掉電停止運行。值比較）ECU再次發(fā)出控制指令使該制動輪缸相應(yīng)的進液電磁閥和出液電磁閥都ABS系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)頻率為2-4個/秒循環(huán)。在ABS工作期間，ECU根據(jù)４個車輪轉(zhuǎn)速傳感器反饋車輪轉(zhuǎn)速信號，可以獨效果控制在最佳狀態(tài)。（3）解除制動過程：壓儲能室排空，為下一次工作做好準備。3.電控防抱死制動系統(tǒng)（ABS）的基本組成與工作原理3.1ABS的基本組成ABS是在普通制動系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，加裝ABSECU、傳感器、執(zhí)行器等裝置而形成的制動系統(tǒng)，其基本構(gòu)成如圖3-1所示。其結(jié)構(gòu)形式和控制方法因車而異。圖3-1制動防抱死系統(tǒng)（ABS）的基本組成3.2傳感器1）輪速傳感器（1）作用：檢測車輪運動狀態(tài)，獲得車輪轉(zhuǎn)速信號，并將車輪的減速度（或加速度）信號送給ECU。典型輪速傳感器外形與基本結(jié)構(gòu)如圖3-2。（2）安裝：一般在車輪處，但也有設(shè)置在主減速器或變速器中。圖3-2輪速傳感器的外形與基本結(jié)構(gòu)(a)輪速傳感器外形(b)輪速傳感器的基本結(jié)構(gòu)2）車速傳感器作用：檢測車速，給ECU提供車速信號，用于滑移率控制方式。3）減速度傳感器作用：在汽車制動時，獲得汽車減速度信號。因為汽車在高附著系數(shù)路面上制動時，汽車減速度大，在低附著系數(shù)路面上制動時，汽車減速度小，因而該信號送入ECU后，可以對路面進行區(qū)別，判斷路面附著系數(shù)高低情況。當判定汽車行駛在雪地、結(jié)冰路等易打滑的路面上時，采取相應(yīng)控制措施，以提高制動性能。多用于四輪驅(qū)動控制系統(tǒng)3.3電子控制單元（ECU）接收輪速、車速信號、發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號、制動信號、液位等信號，分析判定車輪制動狀態(tài)，需要時發(fā)出調(diào)節(jié)指令，并具有報警、記憶、存儲、自診斷和保護功能。ECU控制原理如圖3-3所示。圖3-3ABS控制電腦原理圖3.4執(zhí)行器1）油泵及儲能器作用：產(chǎn)生控制油壓，使制動壓力調(diào)節(jié)裝置工作。2）制動壓力調(diào)節(jié)器制動壓力調(diào)節(jié)器是ABS系統(tǒng)中最主要的執(zhí)行器，一般都設(shè)在制動總泵(主缸)與車輪制動分泵(輪缸)之間。(1)作用:根據(jù)ECU的控制指令，自動調(diào)節(jié)制動分泵(輪缸)的制動壓力。(2)分類①根據(jù)動力來源分可以分為：氣壓式與液壓式。氣壓式：主要用在大型客車和載重汽車上。液壓式：主要用在小轎車和一些輕型載重汽車上。②根據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系分可以分為：分離式與整體式。分離式：制動壓力調(diào)節(jié)器自成一體，通過制動管路與制動總泵相連。圖3-4-1分離式液壓調(diào)節(jié)器組件整體式ABS系統(tǒng)總成整體式：制動壓力調(diào)節(jié)器與制動總泵構(gòu)成一個整體。如圖3-4-1所示。③根據(jù)調(diào)壓方式分可以分為：流通式與變?nèi)菔健Ａ魍ㄊ剑涸谥苿涌偙煤椭苿臃直弥g串聯(lián)一個或兩個電磁閥，由電磁閥根據(jù)ECU的指令，通過控制，使制動分泵的制動液回到制動總泵(或儲液器)，或使制動總泵(或儲能器)的制動液流入制動分泵，或者使制動分泵的制動液既不流入也不流出，以實現(xiàn)制動分泵壓力的減小、增大或保持。變?nèi)菔剑喝鐖D3-4-2。在原制動管路中，并聯(lián)一套液壓裝置，該裝置中有一個類似活塞的裝置。工作時根據(jù)ECU的指令，該裝置首先將制動分泵和總泵隔離，然后通過電磁閥的開閉或電動機的轉(zhuǎn)動等不同方式，控制活塞在調(diào)壓缸中運動，使調(diào)壓缸工作室至制動分泵的容積發(fā)生變化。容積增大，實現(xiàn)制動壓力減小；容積減小，實現(xiàn)制動壓力增大；容積不變，實現(xiàn)壓力保持。圖3-4-2可變?nèi)莘e式制動壓力調(diào)節(jié)器常規(guī)制動（升壓）狀態(tài)1—制動踏板2—制動主缸3—儲能器4—電動泵5—儲液室6—電磁線圈7—電磁閥8—柱塞9—電控單元10—制動輪缸11—轉(zhuǎn)速傳感器12—車輪13—單向閥14—控制活塞4．ABS防抱死液壓主制動缸設(shè)計4.1液壓串聯(lián)雙腔制動主缸的結(jié)構(gòu)雙腔液壓制動主缸，如圖4-1或膨脹時，都可以通過補償孔來調(diào)節(jié)。圖4-1雙腔液壓制動主缸4.2液壓串聯(lián)雙腔制動主缸的工作原理2個獨立的產(chǎn)生液壓的油腔，因此稱為雙腔制動主缸。制動主缸通22個回位彈簧使其的位置。制動。圖4-2制動主缸的工作位置室中的液壓方能升高到所需要的數(shù)值。室油壓升高而制動?？梢?，雙管路液壓制動系統(tǒng)中任何一套管路漏油時，另一套管路仍能工作，力。4.3液壓缸缸筒和缸蓋的選材4.3.1缸蓋材料的選擇串聯(lián)液壓雙腔制動主缸的缸蓋可以選擇用3545ZG35ZG45或HT200HT300HT350鑄鐵等材料。當缸蓋本身又是活塞桿的導(dǎo)向套時，缸蓋最好選用鑄鐵。同時、應(yīng)在導(dǎo)向表面上熔堆黃銅、青銅或其他耐磨材料。而磨損少，公差等級和形位公差等級足以保證活塞密封件的密封性。因此本設(shè)計的缸蓋選用45鋼。4.3.2缸筒材料的選擇對焊接的缸筒還要求有良好的焊接性能。用的材料為20鋼、30鋼和45鋼以及25CRMO,38CRMOAL用較少，對于工作溫度低于-50度的串聯(lián)液壓雙腔制動主缸，則必須采用35鋼、45鋼且要調(diào)質(zhì)處理。當缸筒與缸蓋,管接頭與耳軸等件需焊接時,則應(yīng)采用焊接性能較好的35鋼,粗加工后調(diào)質(zhì),一般情況下均采用45鋼,并應(yīng)調(diào)質(zhì)到241-285HB。.因此本設(shè)計的缸筒選用45鋼。4.4液壓串聯(lián)雙腔制動主缸的主要尺寸確定4.4.1制動主缸缸筒內(nèi)徑的確定根據(jù)所給的技術(shù)參數(shù)，主缸內(nèi)孔直徑30mm,制動主缸的內(nèi)徑的確定需要查表4-3。表4-3液壓內(nèi)徑尺寸系列81012162025324050638090100110125140160180200220因此確定制動主缸內(nèi)徑的尺寸為32mm。4.4.2確定制動主缸缸壁厚1）系統(tǒng)工作壓力的確定需根據(jù)所給的技術(shù)參數(shù)：系統(tǒng)工作液壓3.5±0.3Mpa，查表4-4。表4-4液壓缸的公稱壓力系列0.631.01.62.54.06.310.016.025.031.540.0因此確定制動主缸的公稱壓力為4.0MPa。（2）缸筒壁厚的計算。查表，當?shù)蛪合到y(tǒng)時，缸筒壁厚按低等壁厚缸筒計算;即式中為實驗壓力，為缸筒材料的許用應(yīng)力，缸筒的材料選用的是45鋼，它的許用應(yīng)力一般選35.5。缸筒內(nèi)徑為32mm表4-5。表4-5缸筒外徑的選擇產(chǎn)品額定缸筒內(nèi)經(jīng)材料系列壓力40506380100125140A型1650607695121146168202050607695121146168452550608310212115216845325463.58310212715216845B型165063.57695121168194C型20152168D型255056708911213915640505974.595118148166E型2550607810012515017035506283100125160178F型25577083102127150180根據(jù)實際情況（液壓系統(tǒng)的公稱壓力4.0，遠遠小于型的最低壓力16此選C型系列，缸筒外徑為45mm。3）缸筒壁厚的驗算。額定壓力應(yīng)低于一定極限值，以保證工作安全。式中缸筒材料的屈服強度，缸筒內(nèi)徑，缸筒的外徑。查表缸筒45鋼的屈服點的應(yīng)力320。雙腔液壓串聯(lián)主缸的系統(tǒng)壓力4.0<55.3647.5mm.缸筒外徑為45mm。缸筒主要尺寸圖4-6如下圖所示。圖4-6缸筒主要尺寸4.5制動主缸活塞桿直徑的確定（1）活塞桿的結(jié)構(gòu)選擇選擇查表4-7所示。表4-7活塞桿的結(jié)構(gòu)桿體實心桿一般情況多用空心桿多在以下情況采用1.缸筒運動的液壓缸，用來導(dǎo)通油路2.大型液壓缸的活塞桿，為了減輕重量3.為了增加活塞桿的抗彎能力4.d/D比值較大或桿心需裝有如位置傳感器機構(gòu)的情況桿內(nèi)端活塞桿的外端頭部與載荷的拖動機構(gòu)相連接，為了避免活塞桿在桿外端工作中產(chǎn)生偏心承載力，適應(yīng)液壓缸的安裝要求，提高其作用效果，應(yīng)根據(jù)載荷的具體情況選擇適當?shù)臈U頭連接型式。小螺栓頭大螺栓頭螺紋孔小球頭大球頭軸銷光桿耳環(huán)（2）活塞桿的材料和技術(shù)要求H8/h7配合[10]裝活塞的軸頸與外圓的同軸度公差不大于0.01mm[14]，可保證活塞桿[11]外圓與活和技術(shù)要求查表2-4所示。表4-8活塞桿的材料和技術(shù)要求材料選擇處理。對活塞桿通常要求淬火，淬火深度一般為0.5-1.0mm，或活塞桿直徑每毫米深0.03mm。常用材料材料熱處理表面處理力學(xué)性能3552031015調(diào)質(zhì)鍍鉻4560034013調(diào)質(zhì)20-30um35CrMo100085012調(diào)質(zhì)1Cr18Ni952020545淬火活塞桿直徑：式中往復(fù)速度比的選取應(yīng)根據(jù)表4-9所示。表4-9往復(fù)速度比工作壓力/速度比活塞桿外徑的確定需根據(jù)表4-10液壓缸活塞桿外徑尺寸系列。表4-10液壓缸活塞桿外徑尺寸系列418451102805205012532062256140360825631601028701801232802001436902201640100250因此活塞桿直徑為8mm?；钊麠U螺紋尺寸系列的確定需要查表4-11所示。表4-11活塞桿螺紋尺寸系列螺紋直徑與螺距螺紋長度L短型長型M10x1.251422M12x1.251624M14x1.51828M16x1.52232M18x1.52536M20x1.52840M22x1.53044因此根據(jù)活塞桿的設(shè)計的實際情況，桿體選實體，桿外端選擇大螺栓頭,螺紋選M10x1.25，螺紋長度短型14mm。整個活塞桿的主要尺寸如圖4-12所示：圖4-12活塞桿4.6制動主缸缸蓋壁厚的確定定壓力、用途和使用環(huán)境等因素。缸筒和缸蓋的連接型式需查表4-13。表4-13缸筒和缸蓋的連接型式連接型式優(yōu)缺點法蘭連接優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單、易加工，易裝卸缺點：重量比螺紋連接的大，但比拉桿連接的小。外、內(nèi)螺優(yōu)點：重量較輕，外徑較??；紋連接缺點：端部結(jié)構(gòu)復(fù)雜；裝卸時要用專門的工具；擰端部時，有可能把密封圈擰扭。焊接優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，尺寸?。蝗秉c：缸體有可能變形。拉桿連接優(yōu)點：缸體最易加工；最易裝卸；結(jié)構(gòu)通用性大；缺點：重量較重，外形尺寸較大。內(nèi)半環(huán)連優(yōu)點:結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕。接缺點：安裝時，端部進入缸體較深，密封圈可能被進油孔邊緣檫傷。接較好。缸筒頭部法蘭厚度一般可以按強度要求進行近似計算，計算公式如下：式中rF法蘭在缸筒內(nèi)最大的內(nèi)壓力，為缸蓋的許用應(yīng)力,b是法蘭孔離壁的距離。結(jié)合缸筒的厚度和缸蓋的計算厚度，因此缸蓋的厚度選12mm。缸筒和缸蓋的螺紋連接尺寸的大小查表，因此選用缸筒和缸蓋的螺紋連接的CD250CD2504-14所示。圖4-14缸蓋4.7制動主缸缸筒內(nèi)彈簧的設(shè)計（1）彈簧材料的選用：選擇彈簧材料的主要依據(jù)彈簧的工作條件，彈簧承的制造工藝性。彈簧材料的選用需要查表4-15所示。表4-15彈簧常用材料表材料名稱代號直徑規(guī)格切變模數(shù)彈性模數(shù)推薦溫度性能范圍碳素彈簧70、72A、C級79206鋼絲72A、72B、0.08-13.0能好，C級GB/T435782A、82B用于中等應(yīng)力彈簧彈簧用不A組A組B組C71193-銹鋼YB（T）1Cr18Ni9、組110Cr18Ni100.8--12.0用于腐蝕B組1Cr18Ni9、工作條件0Cr18Ni10下的小彈C組簧。0Cr17Ni8AL閥門用Cr、50crVA0.8~12.079206高溫時性VA彈簧鋼絲，于較高工YB/T5136作下的高應(yīng)力彈簧根據(jù)技術(shù)要求，因此可得出彈簧選用的材料是72A。(2)彈簧的類型的確定彈簧類型的確定需要查表4-15所示。表4-15彈簧類型類型性能和應(yīng)用圓柱螺旋彈簧圓形截面柱螺性能與應(yīng)用，特性線呈線性，剛變穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，制造旋壓縮彈簧方便，應(yīng)用較廣，在機械設(shè)備中多用作緩沖，減振以及儲備和控制運動等。圓柱螺旋彈簧矩形截面柱螺在同樣的空間條件下，矩形的比圓柱形螺旋壓縮彈簧剛性旋壓縮彈簧大，吸收能量多，特性線更接近于直線，剛度更接近于常數(shù)。扁形截面柱螺旋壓縮彈簧壓縮量大。因此被廣泛應(yīng)用于發(fā)動機、離合器、等安裝空間比較小的裝置上。不等節(jié)距圓柱當載荷達到一定程度后，隨著彈簧載荷的增加，彈簧從小螺旋壓縮彈簧節(jié)矩開始依次逐漸并緊，剛度逐漸增加。因此由以上性能和應(yīng)用可選用圓形截面圓柱螺旋壓縮彈簧，特性線呈線性，剛變穩(wěn)定，結(jié)構(gòu)簡單，制造方便，應(yīng)用較廣?？芍?彈簧選擇的是圓柱形壓縮彈簧。(3)確定需要通過計算材料直徑：6材料直徑的選取查表，材料直徑選1.6mm和彈簧中徑選取22mm。（4）彈簧有效圈數(shù)的確定計算公式計算有效圈數(shù)如下：式中：為材料直徑長度；是彈簧剛度6.08[15]為系統(tǒng)壓力；為彈簧中徑；G為常溫下切變量，查表得圓柱形壓縮彈簧72A的G=79圓柱形壓縮彈簧的總?cè)?shù)n查表4-16所示。表4-16按結(jié)構(gòu)型式選取端部并緊磨平支一般用于總?cè)?shù)自由高度h壓并高度h1承圈為1圈（n+1.5）d端部不并緊不磨平端部并緊不磨平支承圈為1圈因此總?cè)?shù)（有效圈數(shù)）為10.128圈。要得到標準的圈數(shù)必須查表4-17所示表4-17有效圈數(shù)n22.252.7533.253.544.254.54.7555.566.577.588.599.51010.51111.51212.51313.51414.51515.5因此有效圈數(shù)為10.5圈。自由高度的計算H查表，得公式；要想計算出自由高度需要計算節(jié)距t，查表得螺旋角：。到標準的自由高度查表4-18所示。表4-18標準的自由高度30323538404245485052555860707580859095100因此彈簧的自由高度為85mm72A，自由長度。由于是兩個分開的彈簧，所以每個彈簧的自由高度為42mm根據(jù)上表可知彈簧中徑為22mm。4.8活塞的主要尺寸確定積有關(guān)，活塞直徑應(yīng)與缸筒內(nèi)徑一致。長。（1）活塞尺寸及加工公差的溝槽尺寸確定；有時可以結(jié)合中隔圈的布置確定活塞寬度。活塞外徑的配合一般采用f9，外徑對內(nèi)徑的同軸度公差不大于0.02mm，端的，表面粗糙度視結(jié)構(gòu)型式不同而異。（2）活塞材料的選用無導(dǎo)向環(huán)活塞;高強度鑄鐵或球墨鑄鐵；有導(dǎo)向環(huán)活塞：優(yōu)質(zhì)碳素鋼2