汽车制动控制系统原理.doc

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1、汽车制动控制系统汽车的制动性能是表征汽车行驶安全性的主要性能之一，它直接关系到行车安全性。重大的交通事故，往往与制动距离过长和紧急制动时汽车发生侧滑等制动系统问题有关。随着汽车拥有量不断增加和汽车平均行驶速度不断提高，由于制动系统问题导致的交通事故给人们带来的危害日益严重，研究和改善汽车的制动性能成为汽车设计与开发部门的重要课题。8.1汽车制动控制的理论基础8.1.1汽车制动时的受力分析如果忽略车轮及与其一起旋转部件的惯性力矩和车轮的滚动阻力，汽车制动时车轮的受力情况如图8-1所示。其中，W-车轮的径向载荷

2、；FZ-地面对车轮的法向反作用力；Mb-制动器的制动力矩；Fp-车轴对车轮的纵向推力；FX-地面对车轮的切向反作用力；r0-车轮的工作半径；Fy-车轴对车轮的横向推力；FY地面对车轮的横向反作用力；V-汽车行驶速度；ω-车轮角速度。图8-1汽车制动时车轮的受力分析地面对车轮的切向反作用力FX使车辆产生减速度，称之为地面纵向制动力；地面对车轮的横向反作用力FY可阻止车轮侧向滑移，称之为地面防侧滑力。地面制动力是在制动器的制动力矩作用下产生的，在车轮没有拖滑时，地面制动力主要取决于制动器制动力矩的大小，即FX=

3、Mb/r0。但是，最面制动力FXmax=φXFZ(φX为地面纵向附着系数)。也就是说，在紧急制动情况下，地面纵向附着系数对制动效果有着直接的影响。最面防侧滑力FYmax=φYFZ(φY为地面横向附着系数)。即地面横向附着系数的大小对防止车辆侧滑、甩尾起着决定性的作用。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：①路面的类型、状况；②轮胎的结构类型、花纹、气压和材料；③用于表征车轮运动状态的滑移率S。8.1.2滑移率与路面附着系数的关系图8-2附着系数随滑动率变化规律滑移率S的定义如

4、下：车轮被完全抱死时，w=0，S=100；车轮作纯滚动时，wr0=V，S=0。通过试验研究，某种路面的地面附着系数与滑移率之间的关系如图8-2所示。车轮纵向附着系数（又称制动力系数）随车轮滑动成分的增加呈先上升后下降的趋势，附着系数最大值（亦称峰值附着系数冲。一般出现在滑动率S＝15％－25％之间，滑动率S达到100％（车轮抱死）时的附着系数（也称滑动附着系数）φs小于峰值附着系数φp。一般情况下，（φp-φs）随道路状况的恶化而增大，即滑动附着系数φs会远远低于w，另外轮胎拖滑而造成的与地面的剧烈摩擦，使

5、轮胎的磨损加剧。同时，当S=100％时，车轮的横向附着系数（又称横向力系数）中趋近于0，这时，车轮无法获得地面横向摩擦力。若这种情况出现在前轮上，通常发生侧滑的程度不甚严重，但是却会导致前轮无法获得地面侧向摩擦力，导致转向能力的丧失；若这种状况出现在后轮上，则会导致后轮抱死，此时，后轴极易产生剧烈的侧滑，使汽车处于危险的失控状态。综上所述，理想制动系统的特性应当是：当汽车制动时，将车轮滑动率S控制在峰值系数滑动率（即S＝20％）附近，这样既能使汽车获得较高的制动效能，又可保证它在制动时的方向稳定性。8.2汽

6、车防抱死制动系统防抱死制动系统简称ABS(Anti-lockBrakingSystem)，是汽车主动安全控制装置。由于ABS可防止汽车紧急制动时车轮抱死，因此可充分发挥制动器的效能，缩短制动时间和距离；有效地防止了紧急制动时的车辆侧滑和甩尾，提高了制动时的行驶稳定性和转向控制能力；避免了轮胎与地面的剧烈摩擦，减少了轮胎的磨损。ABS最初的应用始于飞机。20世纪40年代末，ABS在波音47飞机上应用，以后ABS成为飞机上的标准件。但这种采用真空管的ABS在汽车上应用则性能达不到要求，加之其体积大、成本高等缺点

7、，因此在汽车上的实用意义不大。1971年，德国博世公司首次推出了电子ABS，并从开始的集成电路控制，发展为用微机控制。从此，ABS在汽车上的应用得以迅速的发展，其控制形式也从二轮防抱死控制发展为四轮防抱死控制。现在，ABS作为汽车的主动安全装置，已成为汽车上的标准装备或选装装备。8.2.1ABS的基本功能和特点1.ABS的基本功能ABS的功能是在车轮将要抱死时，降低制动力，而当车轮不会抱死时又增加制动力，如此反复动作，使制动效果最佳。ABS是一种具有防滑、防抱死等优点的安全制动控制系统。没有安装ABS系统的

8、汽车，在遇到紧急情况时，来不及分步缓慢制动，只能一脚踩死。这时车轮容易抱死，加之车辆冲刺惯性，便可能发生侧滑、跑偏、方向不受控制等危险状况。而装有ABS的汽车，当车轮即将到达下一个抱死点时，制动在15可作用60-120次，相当于不停地制动、放松，即类似于机械式“点刹”。因此，可以避免在紧急制动时方向失控及车轮侧滑，使车轮在制动时不被抱死；轮胎不在一个点上与地面摩擦，从而加大摩擦力，使制动效率达到90%以上。2.A