ABS齿圈和传感器的应用与研究

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1、ABS齿圈和传感器的应用与研究 环保、安全、经济是当今汽车工业发展的三大主流趋势。在汽车普遍成为人们不可缺少的工作、生活工具的今天，汽车的安全性能优良与否不仅与车辆使用者的安全密切相关，也直接影响着其他交通工具使用者乃至行人的生命财产安全。采用先进的汽车主动安全技术，可以帮助驾驶员避免、纠正一些错误的、甚至危险的操作，或者克服原车辆系统中物理特性所决定的某些性能上的缺陷和减少事故数量和事故造成的损失。其中，提高、改善汽车的制动性能是提高车辆主动安全性能的最直接途径之一，而在这其中，汽车防抱死制动系统(ABS)的作用尤为突出。随着

2、ABS系统在汽车工业中的应用越来越广泛，如何正确使用该系统是汽车设计人员不可回避的问题。而ABS系统的相关零部件在整车上的匹配设计对于整车厂的设计人员就显得日益重要，本文对ABS齿圈和传感器的匹配设计进行了总结，为整车厂的设计人员在齿圈和传感器设计时提供参考。并对ABS轮速传感器的工作原理作了一定的研究。1　ABS的基本原理ABS汽车防抱死制动系统是在传统制动系统的基础上，采用先进的电子控制技术，在汽车制动过程中，使其自动调节车轮制动力，防止车轮抱死以取得最佳的制动效能的一种机电一体化设备。正常情况下，司机在紧急制动时通常会将制

3、动踏板一踩到底，施加上全制动。采用常规制动系统的车辆在全制动状态下，车轮通常会处于抱死状态，即车轮不再滚动，而是使其在路面上拖滑，这样会导致很多交通事故和危险状况的发生。对于四轮车辆，如果前轮抱死，会使车辆失去转向控制能力；如果后轮抱死，会使车辆的制动稳定性变差，车辆会出现跑偏、侧滑、甩尾等危险驾驶情况。ABS汽车防抱死制动系统的引入，使汽车在制动过程中车轮处于非抱死状态，从而能充分利用路面与轮胎之间的最大附着力，不仅可以防止制动过程中后轮抱死而导致车辆甩尾、侧滑，大大提高在制动过程中的方向稳定性，同时还可以防止前轮抱死而丧失转

4、向控制能力，提高汽车躲避车辆前方障碍物的操纵性和弯道制动时的轨迹保持能力，而且一般情况下能缩短制动距离，使制动系统的效能得到充分发挥。2　ABS系统的工作过程ABS系统主要由电子控制单元、传感器和液压调节器(电磁阀)4三个主要部分组成。汽车制动过程中，ABS系统通过传感器采集到的汽车轮速信号来计算、判断车轮的滑移状态，电子控制单元通过相应的控制算法操纵电磁阀的通断来实现对轮缸的减压、增压、保压控制，使滑移率控制在理想范围。当电子控制单元检测到车轮有抱死的倾向时，电子控制单元通过控制制动系统，减小制动压力；当轮速恢复并且地面摩擦力

5、有减小趋势时，电子控制单元又通过控制制动系统，增加制动压力。这样使车轮一直处于最佳的滑移率附近，可以最有效地利用地面附着力，得到最佳的制动距离和制动稳定性能，防止车轮抱死。ABS系统能实时控制作用于车轮上的制动力矩，令滑移率一直保持在最理想的范围内，使车辆得到较大的侧向力和最大制动力，从而保证汽车稳定的制动。3　ABS齿圈设计参数的匹配方法与安装ABS齿圈安装在汽车轮毂上，随着车轮的旋转而转动，使ABS传感器内产生交流电并传输到电子控制器，电子控制器从交流电变化的频率计算出车轮的速度。3.1　ABS齿圈材料及尺寸ABS齿圈材料一

6、般使用铁磁性材料，如45号钢、35号钢；ABS齿圈表面保护一般采用镀铬或镀锌；3.2　ABS齿圈齿数ABS齿圈齿数目前主要有三种：80、100和120，根据汽车轮胎周长的不同应用于不同的车型。80齿主要用于轴荷较小的挂车和轻型载货汽车；100齿主要用于客车、挂车以及中、重型载货汽车；120齿主要用于特殊用途的大轮胎车辆，如露天挖掘车、起重机和自卸车等。在选择ABS齿圈齿数时，轮胎动态周长／齿数的比值应为27.4～36.8mm／齿。可按照参数或轮胎型号来确定轮胎的动态周长，然后根据适用范围选择合适的ABS齿圈齿数。如对于100齿的

7、齿圈，其对应轮胎的动态周长范围应是2740～3680mm，同时根据后桥轮胎滚动周长和前桥轮胎滚动周长的适用范围来确定齿圈齿数是否符合系统要求。由于车辆的参考速度是由对角线车轮速度决定的，因此，前桥与后桥齿圈与轮胎周长之间的关系应相同或在一定的公差范围内。在前后轴以及第三轴之间的轮胎的允许的最大偏差为14％。对100个齿数的齿圈，如果轴间偏差在14％的公差内，轮胎周长在2740～3680mm范围内是可以接受的。如果用较小的轮胎，也可以用80个齿的齿圈，但此时允许的轮胎周长范围发生了变化。如果前轴和后轴有不同的齿圈齿数或轮胎大小，任

8、何一种结合不能超出公差范围。3.3　齿圈的安装(1)配合公差齿圈装在轮毂上，与轮毂为过盈配合，推荐配合公差为H8/s7。(2)装配公差齿圈安装后齿顶轴向(径向)跳动偏差不超过0.2mm，相邻齿的高度偏差不超过40.04mm。(3)安装方法可采用加热装配，将ABS