汽车防抱死系统.ppt

1、1汽车防抱死制动系统汽车防抱死制动系统 汽车工程系汽车工程系2制动力来源制动力来源制动力制动力F摩摩F摩摩圆周力圆周力制动踏板制动踏板制动主制动主缸缸制动轮缸制动轮缸制动鼓制动鼓摩擦片摩擦片制动蹄制动蹄.3汽车制动力的产生汽车制动力的产生制动蹄对制动鼓产制动蹄对制动鼓产生磨擦力矩生磨擦力矩M；摩擦力矩使车轮对摩擦力矩使车轮对路面产生向前的力路面产生向前的力F，同时路面给车轮一，同时路面给车轮一个向后的力个向后的力FB。FB是路面给车轮的是路面给车轮的制动力。制动力越大，制动力。制动力越大，汽车的减速度越大。汽车的减速度越大。影响制动力的因素有：影响制动力的因素有：摩擦力矩摩擦力矩M和路面附和路

2、面附着条件。着条件。M4 汽车制动系统的工作原理汽车制动系统的工作原理5制动力来源制动力来源6领从蹄式双领蹄式双向双领蹄双向自动增力式单向自动增力式指出下列鼓式制动器类型：指出下列鼓式制动器类型：78制动时车轮受力情况地面制动力首先取决与地面制动力首先取决与制动器制动力制动器制动力，但同时，但同时受到地面附着条件的限制受到地面附着条件的限制，它们同时大才好。，它们同时大才好。9在汽车紧急制动情况下，若欲提高制动效能，在汽车紧急制动情况下，若欲提高制动效能，必须设法增大最大制动力。可采取两条途径：必须设法增大最大制动力。可采取两条途径：一方面，可以通过提高正压力一方面，可以通过提高正压力Fz来增

3、大；来增大；另一方面，也可以通过提高摩擦系数另一方面，也可以通过提高摩擦系数中使中使之得到提高。之得到提高。考虑到汽车具体使用情况，后一种途径更具考虑到汽车具体使用情况，后一种途径更具有实际意义。有实际意义。10 大量试验已经证明，轮胎与路面之间的附着大量试验已经证明，轮胎与路面之间的附着系数主要受到三方面要素影响，即：系数主要受到三方面要素影响，即：路面的类型、状况；路面的类型、状况；轮胎的结构类型、花纹、气压和材料；轮胎的结构类型、花纹、气压和材料；车轮的运动方式和车速。车轮的运动方式和车速。l为定量描述汽车制动时车轮的运动状态，引入车为定量描述汽车制动时车轮的运动状态，引入车轮滑移率来反

4、映车轮滑动的成分。轮滑移率来反映车轮滑动的成分。l滑移率滑移率S定义为：定义为：式中：式中：v车身相对于地面的速度，车身相对于地面的速度，ms；w车轮圆周角速度，车轮圆周角速度，ms；r车轮半径，车轮半径，m；11 S=0，纯滚动，纯滚动lS=100%，抱死拖滑，抱死拖滑l0S100%，边滚边滑，边滚边滑汽车未制动时，车轮处于纯滚动状态汽车未制动时，车轮处于纯滚动状态当车轮制动抱死时，车轮在路面上的运动处于当车轮制动抱死时，车轮在路面上的运动处于纯滑动状态纯滑动状态汽车在制动过程中，车轮在路面上的运动是一汽车在制动过程中，车轮在路面上的运动是一个边滚边滑的过程个边滚边滑的过程12纯滚动纯滚动：

5、印痕的形状基本与：印痕的形状基本与轮胎胎面花纹相一致。轮胎胎面花纹相一致。车速车速 V=V=轮速轮速V V 边滚边滑边滚边滑：可辨别轮胎花纹：可辨别轮胎花纹的印痕，但花纹逐渐模糊，的印痕，但花纹逐渐模糊，随着滑动成分的增加，花随着滑动成分的增加，花纹越来越模糊。纹越来越模糊。车速车速 V V 轮速轮速V V拖滑拖滑：车轮抱死拖滑，粗黑：车轮抱死拖滑，粗黑印痕，看不出花纹。印痕，看不出花纹。轮速轮速V V =0=0观察汽车的制动过程可发现：轮胎留在地面上的印痕从观察汽车的制动过程可发现：轮胎留在地面上的印痕从车轮滚动到滑动是一个渐变的过程。车轮滚动到滑动是一个渐变的过程。13l当滑移率处于10一

6、一30的范围时，纵向附着系数有最大值，即可产生的地面制动力最大，制动即可产生的地面制动力最大，制动距离相对最短，制动效果最佳。距离相对最短，制动效果最佳。滑移率的大小对车轮与地面间的附着系数有很大影响滑移率的大小对车轮与地面间的附着系数有很大影响1.良好的制动力效能良好的制动力效能142.制动方向稳定性制动方向稳定性 指汽车在制动时仍能按指定的方向行驶，即指汽车在制动时仍能按指定的方向行驶，即不不发生跑偏、侧滑和失去转向能力。发生跑偏、侧滑和失去转向能力。152.制动方向稳定性制动方向稳定性 当滑移率为零时，横向当滑移率为零时，横向附着系数最大；附着系数最大；随着滑移率的增加，随着滑移率的增加

7、，横向附着系数越来越小，横向附着系数越来越小，当当车轮抱死时，横向附着系数车轮抱死时，横向附着系数几乎为零，车轮将完全丧失几乎为零，车轮将完全丧失抵抗外界侧向力作用的能力。抵抗外界侧向力作用的能力。使汽车失去方向稳定性，失使汽车失去方向稳定性，失去转向控制能力。去转向控制能力。横向附着系数是研究汽车行驶稳定性的重要参数之一。横向附着系数是研究汽车行驶稳定性的重要参数之一。16最佳制动状态最佳制动状态纵向附着系数较大，汽车获得的地面制动力最纵向附着系数较大，汽车获得的地面制动力最大，制动距离相对最小；大，制动距离相对最小；即良好的制动效能即良好的制动效能车轮的横向附着系数也较大，使汽车获得较大的

8、车轮的横向附着系数也较大，使汽车获得较大的转向和防止横向侧滑所需要的侧向附着力，转向和防止横向侧滑所需要的侧向附着力，即保即保持制动时的方向稳定性持制动时的方向稳定性17l将小于滑移率将小于滑移率S为为15-20的制动过程称为制动稳定区。的制动过程称为制动稳定区。l将大于滑移率将大于滑移率S为为15-20的制动过程称为非制动稳定的制动过程称为非制动稳定区。区。汽车制动时，若汽车制动时，若能将滑移率控制能将滑移率控制在最大附着系数在最大附着系数所对应的滑移率所对应的滑移率范围内，即为范围内，即为15-20时制动效时制动效果最佳。果最佳。稳定界限稳定界限18l普通制动系在汽车制动、车轮抱死滑移时，

9、不但会普通制动系在汽车制动、车轮抱死滑移时，不但会使轮胎严重磨损，而且会使胎面产生局部高温而稀使轮胎严重磨损，而且会使胎面产生局部高温而稀化，导致轮胎与路面的纵向附着系数减小，侧向附化，导致轮胎与路面的纵向附着系数减小，侧向附着系数则完全消失。着系数则完全消失。前轮抱死滑移而后轮还在滚动前轮抱死滑移而后轮还在滚动，汽车将失去转，汽车将失去转向能力向能力后轮抱死滑移而前轮还在滚动后轮抱死滑移而前轮还在滚动，汽车易侧滑，汽车易侧滑(甩甩尾尾)甚至掉头甚至掉头19理想的制动控制过程理想的制动控制过程 （1 1）制动开始时）制动开始时 让制动压力迅速增大，使让制动压力迅速增大，使S S上上升至升至20

10、%20%所需时间最短，以便获取所需时间最短，以便获取最短的制动距离和方向稳定性。最短的制动距离和方向稳定性。（2 2）制动过程中）制动过程中 当当S S上升稍大于上升稍大于20%20%时，对制时，对制动轮迅速而适当降低制动压力，动轮迅速而适当降低制动压力，使使S S迅速下降到迅速下降到20%20%；当当S S下降稍小于下降稍小于20%20%时，对制时，对制动轮迅速而适当增大制动压力，动轮迅速而适当增大制动压力，使使S S迅速上升到迅速上升到20%20%；20l结论：结论：车轮在制动过程中，以车轮在制动过程中，以5 510 10 次次/秒秒 的频率进行增压、保压、减压的不断切换，的频率进行增压、

11、保压、减压的不断切换，使使s s稳定在稳定在20%20%是最理想的制动控制过程是最理想的制动控制过程。ABSABS的功用的功用 ABSABS的功用是控制实际制动过程接近于的功用是控制实际制动过程接近于理想制动过程。理想制动过程。21ABS功能 能根据路面状况，控制车轮的滑移率在某一范围内工作.在汽车制动过程中，自动调节车轮的制动力，防止车轮的制动抱死.即使在非常恶劣的路面条件下，也能够保证车辆:(1)在制动时方向的稳定性 (2)在制动时的转向操纵能力 (3)获得较短的制动距离 (4)无需点制动22ABS与普通制动系统的关系优于普通制动系统建立在普通制动系统正常工作的基础上只有超过一定的速度值A

12、BS才开始工作只有抱死时才调节23汽车防抱死制动装置汽车防抱死制动装置-ABS 汽车防抱死制动装置汽车防抱死制动装置(Anti-Lock Brake System)简称简称ABS便是一套能在制动过程中随时便是一套能在制动过程中随时监控车轮滑转程度，并依此自动调节作用在车轮监控车轮滑转程度，并依此自动调节作用在车轮上的制动力矩，上的制动力矩，使车轮滑移率保持在理想滑移率使车轮滑移率保持在理想滑移率附近附近的狭小范围内，以达到充分利用车轮与路面的狭小范围内，以达到充分利用车轮与路面间纵向峰值附着系数和较高的横向附着系数，实间纵向峰值附着系数和较高的横向附着系数，实现防止车轮抱死和获得最佳制动性能。

13、现防止车轮抱死和获得最佳制动性能。ABS不仅能缩短制动距离，有效避免各种因不仅能缩短制动距离，有效避免各种因制动引起的事故，还可减少轮胎磨损，使其达到制动引起的事故，还可减少轮胎磨损，使其达到使用寿命。使用寿命。24有有ABS与无与无ABS汽车的比较汽车的比较25三、三、ABS的发展史的发展史 1950年ABS首先用于飞机。1978年德国Benz汽车公司首次推出了四轮控制式防抱死制动系统。自80年代后期起ABS在汽车上应用得到普及，并逐渐已成为现代汽车上的一种标准装备。26l目前，目前，ABS装置制造商装置制造商主要有主要有:l德国博世公司德国博世公司(BOSCH),),欧、美、日、韩车采用欧

14、、美、日、韩车采用最多；最多；l美国德科公司美国德科公司(DELCO)，美国通用及韩国大宇汽，美国通用及韩国大宇汽车采用；车采用；l美国本迪克斯公司美国本迪克斯公司(BENDIX)，美国克莱斯勒汽，美国克莱斯勒汽车采用；车采用；l还有德国戴维斯公司还有德国戴维斯公司(TEVES)、德国瓦布科公、德国瓦布科公司司(WABCO)、美国凯尔西海斯公司、美国凯尔西海斯公司(KELSEYHAYES)等，这些公司的等，这些公司的ABS产品都在产品都在广泛地应用，而且还在不断发展、更新和换代。广泛地应用，而且还在不断发展、更新和换代。27l汽车汽车ABS仍需进一步提高系统的技术性能，提高系统元器仍需进一步提

15、高系统的技术性能，提高系统元器件的可靠性，其发展趋势为：件的可靠性，其发展趋势为：l1.ABS/ASR一体化一体化:l ASR是驱动力防滑转系统的英文缩写，全称为是驱动力防滑转系统的英文缩写，全称为Anti-Slip Regulation。有时也称为驱动力控制系统，全称为。有时也称为驱动力控制系统，全称为Traction Control System，简称为，简称为TRC。lASR也是典型的机电一体化控制系统，其作用是在汽车的也是典型的机电一体化控制系统，其作用是在汽车的启动和加速过程中，控制传递到驱动轮上的驱动力矩，防启动和加速过程中，控制传递到驱动轮上的驱动力矩，防止车轮空转，从而使启动和

16、加速过程快速而稳定。止车轮空转，从而使启动和加速过程快速而稳定。l由于由于ASR与与ABS所需的工作部件和控制原理等有许多相近所需的工作部件和控制原理等有许多相近的地方，的地方，ABS制造公司常将二者集成为一体，实现信息与制造公司常将二者集成为一体，实现信息与资源的共享资源的共享 ABS的发展(2)28l汽车汽车ABS仍需进一步提高系统的技术性能，提高系统元器仍需进一步提高系统的技术性能，提高系统元器件的可靠性，其发展趋势为：件的可靠性，其发展趋势为：l2.减小体积，降低重量减小体积，降低重量:现代汽车装备的辅助装置越来越现代汽车装备的辅助装置越来越多，一方面汽车的重量随之增加，能耗与运行成本也相应多，一方面汽车的重量随之增加，能耗与运行成本也相应地增加，另一方面，可供这些装置布置的空间受到限制，地增加，另一方面，可供这些装置布置的空间受到限制，因此，减小因此，减小ABS的体积，降低系统的总重量一直是的体积，降低系统的总重量一直是ABS生生产公司追求的目标；产公司追求的目标；l3.基于基于CAN总线的多控制系统集成网络控制总线的多控制系统集成网络控制:由于汽车上由于汽车上采用的机电一体