山东科技职业学院毕业论文 - 图文

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人们在汽车的使用中发现，在湿滑的路面上行驶时，施加的制动力过小，会延长制动距离，降低行驶的安全性;施加的制动力过大，车轮被抱死，不仅不能有效地缩短制动距离，还会造成汽车侧滑、调头、失去控制，同时降低了安全性；只有对车轮施加适当的制动力 ，防止车轮抱死，才能提高制动速度，缩短制动距离，使汽车平稳停止。

汽车是利用地面和轮胎之间产生的摩擦力减速的。制动时，车体速度因为轮胎路面之间的摩擦力作用而减小，车轮速度因为制动蹄与车轮鼓之间的摩擦力作用而减小。由于车速、载重、路面、车况等因素的影响，车速和轮速的降低并不完全相同，总是存有一定的差值，这一差值就是我们经常见到的打滑，也称为滑移现象，即车轮已经停止转动，车体还在前行。在科学计算中，这一现象的程度用滑移率来表示：

滑移率=（车速-轮速）÷车速×100%

从上式可以看出，当车速等于轮速时，滑移率等于零，为正常行驶;汽车制动时，车速和轮速值差越大，滑移率越大；停止之前，如果轮速为零，滑移动率为100%，为滑行状态。科学计算和实验证明，最佳制动状态不是出现在车轮抱死时，而是出现在车轮与地面维持20%滑移率时。此时，汽车制动不出现严重方向失控、侧滑和甩尾等危险情况。

早在20世纪初，人们就开始研究制动防抱死技术。开始应用于飞机和铁路，直到50年代后期，ABS技术开始用于汽车。其核心思想始终是避免使制动力像开关一样，只把液压制动力控制在零或最大，而是根据车轮的减速情况，阶段性地控制液压，使制动性能得到最大限度的改善。

首先由轮速传感器测出与车轮或驱动轴共同旋转地传感齿轮的齿数，从而得到频率与车轮转速成正比的交流信号。轮速传感器的交流信号送入电子控制器，电子控制器计算出车轮速度、滑移率和车轮的加、减速度，然后再由电子控制器对这些信号加以分析，给压力调节器发出制动压力控制指令。压力调节器安装在制动系统的制动总水泵与制动分泵之间，接受控制器的指令后，由压力调节器中的电磁阀控制制动压力的增加或减小，从而调节制动力矩，使之与地面附着状况相适应防止制动车轮被抱死。电子控制器还对ABS的其他元件进行控制，当这些元件发生故障时，控制器令警报灯点亮，并使整个系统停止工作，恢复到常规制

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动方式。

1.2 车轮防抱死系统（ABS）的分类

ABS根据制动系统的传动介质，可分为气压系统、气顶液系统和液压系统。 气压系统主要用于重型载重汽车及其挂车，由发动机产生的压缩气直接控制动力分泵的气压，不需在原有的系统中增加另外的部件，能较容易地独立控制各车轮的制动力。

气顶液系统一般用于大中型汽车，在前后轴原有的制动管路中各装一个空气加压器，通过控制动力气室的输入气压间接地控制液压主缸的输出液压。

液压系统用于轿车、厢式车和轻型载重车，系统中增加了一套制动传动介质的独立供给装置，如支流电动机和再循环油泵。

ABS根据控制通道数量和传感器数量，可分为单通道式、双通道式、三通道式和四通道式。

根据控制方式，ABS可分为机械式和电子式。由于机械式ABS控制精度差，反应速度慢，不能保证紧急制动时车轮不被抱死，已经基本被电子式ABS所取代。

根据压力调节器的布置，ABS分为整体式和分离式。将压力调节器与制动总泵制成一体的称整体式，具有独立制动压力调节器和独立制动总泵的称分离式。

2 车轮防抱死系统（ABS）的组成与原理

2.1 车轮防抱死系统（ABS）的结构组成

普通行车制动系的结构原理大家都很清楚，下面仅介绍液压式行车制动系(如图1)。

汽车正常行驶时,制动蹄10连同摩擦片9在弹簧13的拉力下，与固定在车轮轮毂上制动鼓8之间保持有一定的间隙，使制动鼓能随车轮一同自由转动。欲使行驶中的汽车减速或停车时，驾驶员只要踩下制动踏板1，就可使肌体的制动能源通过推杆2和制动主缸4中的活塞3，使主缸内的制动液加压流入制动轮缸6，并通过两个轮缸活塞7推动两个制动蹄10连同摩擦片9绕支承销12转动，使摩擦片的外圆面压紧在制动鼓8的内圆面上。这样，固定不旋转地制动蹄摩擦片就对旋转着的制动鼓作用一个摩擦力矩Mu，其方向与车轮旋转方向相反。制动鼓将该制动器制动力矩传到车轮后，由于车轮与路面的附着作用，车轮对路面

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作用一个向前的周缘力，即制动器制动力Fu。同时，路面也给车轮一个向后的反作用力，即路面制动力Fb，这就是制动时迫使汽车减速行驶直至停车的外力。路面制动力愈大，汽车减速度也就愈大。当驾驶员松开制动踏板时，回位弹簧13即将制动蹄拉回原位，摩擦片的外圆面与制动鼓的内圆面之间恢复原有间隙，摩擦力矩Mu和制动力Fb解除，制动作用也就终止。

1-制动踏板 2-推杆 3-主缸活塞 4-制动主缸 5-油管 6-制动轮缸 7-轮缸活塞 8-制动鼓

9-摩擦片 10-制动蹄 11-制动底板 12-支承销 13-制动蹄回位弹簧

图1 液压行车制动系的结构原理

综上所述不难看出，阻止汽车行驶的路面制动力Fb不仅取决于制动器制动力Fu的大小，而且还受到轮胎与路面间附着条件的限制。也就是说，汽车制动系只有具备了足够的制动器制动力Fu，同时路面又能提供大的附着力F1时，才能获得较大的路面制动力Fb。

2.2 制动系统工作过程：

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1-前制动气室 2-直踏式制动阀 3-手制动阀 4-快放阀 5-气压警报开关6-三通管 7弹簧储能式制动室 8-感载储阀 9-后制动灯开关 10-储气筒 11-四回路保护阀 12-气压表 13-三通管接头 14-空压机 15-气压调节器 16-湿处气筒 17-放气阀 18-安全阀 19-低压警报开关 20-双路阀 21-四通接头 22-前制动灯开关

汽车双管路制动系统

①驻车制动。汽车驻车时，操纵手制动阀3，放掉驻车制动三通管6和快放阀4中的压缩空气，使弹簧储能式后制动气室中的储能弹簧释放，推动后轮鼓式制动器制动蹄片张开，摩擦片紧压在制动鼓的内圆面上，起驻车制动作用。在制动中，制动三通管中压缩空气已全部流失，仍有驻车制动。

②解除驻车制动。起动发动机，带动空气压缩机运转，使制动系统供气管路和两个储气筒中充满压缩空气，压缩空气的压力可由气压表12来指示。此时接在驻车制动供气管路中的快放阀4和气压警报开关5无气压，气压警报开关控制警报器发响和警报灯亮，指示汽车处于驻车制动状态。操纵手制动阀3至解除制动位置，气压较低时，气压警报灯仍然灯亮，表示制动气压不足；制动气压足够时，驻车制动供气管路通过快放阀4和三通管接头使驻车制动气室供气，压缩后轮制动气室储能弹簧，使后轮制动蹄片回位，后轮制动即处于非制动状态，气压警报灯熄灭，表示汽车制动气压足够，可以起步。

③行车制动。行车中在制动系统供气管路气压足够的情况下，踏下行车制动

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