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摩托车防抱死装置实验台设计论文.doc

摩托车防抱死装置实验台设计【5张CAD图纸+毕业论文+开题报告+外文翻译】

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关键词：: 摩托车防抱死装置实验台设计 cad图纸毕业论文开题报告摩托车防抱死装置实验台外文翻译

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摩托车防抱死装置实验台设计

30页 13000字数+论文说明书+任务书+5张CAD图纸【详情如下】

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1 绪论 1

1.1 课题背景及意义 1

1.2 国外研究概况 2

1.3 国内ABS的研究情况 3

1.4 ABS的发展趋势 3

1.5 ABS性能试验台 4

1.6 ABS试验台的必要性 4

2 ABS的结构及工作原理 5

2.1 ABS的形式及工作原理 5

2.2 ABS的功能及优点 7

2.3 ABS控制技术 7

2.4 ABS（防抱死）制动压力控制 9

2.5 ABS的质量控制 10

2.6 制动时车轮受力分析 10

2.7 滑移率 12

2.8 车轮制动与车轮的旋转 14

2.9 车轮减速度和-S特性 15

3 试验台系统结构和工作原理 17

3.1 机械系统 17

3.2 电机调速系统 17

3.3 试验台的结构 17

3.4 试验台工作过程 18

3.5 系统的飞轮设计 19

3.6 法兰盘设计 21

3.7 系统的加力装置 22

3.8 试验台结构架 24

结束语 25

致谢 26

参考文献 27

毕业设计说明书（论文）中文摘要

本论文论述了ABS的意义，国内外的研究情况，ABS的发展趋势，以及研究ABS试验台的必要性。同时鉴于本课题还说明了ABS制动装置的工作原理，功能及特点，同时还简单介绍了ABS的制动压力控制，质量控制，制动时车轮的受力分析，滑移率。试验台部分主要说明了试验台的系统结构和工作原理，工作过程，系统的飞轮设计，法兰盘设计，以及系统的加力装置，其中加力装置分为两种，砝码式的和弹簧式的，最后说明了整个装置的结构架。

关键词 ABS 试验台制动装置结构。

毕业设计说明书（论文）外文摘要

Title The Design of Test-bed of Anti-Skid Brake System device of The Motorcycle

Abstract

This discourse discuss the ABS's significance, demestic study and overseas study about ABS, the history of ABS and the necessary of the ABS's study. The discourse discuss the ABS's work principle, function and traits,at the same time ,it discourse the ABS's control of the pressure, mass ,the analyse of the wheel's mechanics, the slippage rate. The part of the test-bed mainly discuss the framework of the test-bed, its work's principle ,work's process, the design of the system's flywheel and the flange, and the system's add force device, which is divide into two kinds, the form of the weight and the form of spring .At last it shows that the frame of the whole device.

Keywords ABS Test-bed Device Frame

1 绪论

1.1 课题背景及意义

ABS是防抱死制动系统的英文缩写，其英文的全称是Anti-Lock Brake System.该系统在制动过程中可自动调节车轮制动力，防止车轮抱死以取得最佳制动效果[1]。

摩托车防抱死制动系统是基于车轮与路面的附着性能随滑移率的原理而开发的高技术系统[2]。它以防止制动过程中车轮“抱死”的机理出发，避免摩托车后轮侧滑和前轮失去转向能力，达到提高摩托车制动稳定性，操纵性和安全性的目的[14]。

ABS在汽车上的应用已是非常成熟,但在摩托车上的应用还处在发展中势头很猛.1988年德国宝马公司率先在K100车上装了ABS,目前德国本土生产的所有宝马摩托都已配备了ABS.在日本本田公司雅马哈公司生产的摩托上制动系统更是紧随着汽车制动技术的发展而不停发展在应用ABS上进步很快[3].

我国的摩托车产量目前已居世界第一但技术水平还比较低,随着中国加入世贸组织中国的摩托车将和世界级企业在同等条件下竞争因此将摩托车的技术水平迅速搞上去已成为当务之急.在中国的摩托车企业中对真正意义上摩托车ABS的研究几乎是一片空白,但市场有对带ABS摩托车的需求,目前许多厂家生产的摩托车配置一种所谓的ABS在业内引起了很大争论[4].

通过对ABS基本原理典型结构的分析，形成一种对ABS的客观正确认识能够对国际上摩托车ABS的应用情况有一定了解，通过对国产摩托车上一些机械式ABS的实验分析，澄清一部分混乱认识，能够对在将来的实际生产中应用ABS起到技术上的引导作用。

我国摩托车的发展从1980年到现在已突破一千万辆，产量跃居世界前列。摩托车的销量在世界上位居第二，仅仅次于日本[5]。随着我国国民经济的发展和人民生活水平的提高，人们对摩托车的适应性，舒适性以及安全性的要求也越来越高。

由于防抱死制动系统具有显著改善车辆制动性能的功用，现在已经成为汽车，摩托车制动系统的基本装备。随着ABS在汽车，摩托车上的广泛使用，如何准确，快速，有效地检测ABS的各种工作性能已是一项十分紧迫的任务[6]。

本课题研究的任务就是防抱死制动系统装置的性能检测，设计出一台检测防抱死控制器的装置，模拟摩托车制动。

结束语

大学四年的本科学习即将结束，毕业设计是其中最后一个环节，是对以前所学的知识及所掌握的技能的综合运用和检验。随着我国经济的迅速发展，采用模具的生产技术得到愈来愈广泛的应用。

　　在完成大学四年的课程学习和课程、生产实习，我熟练地掌握了机械制图、机械设计、机械原理等专业基础课和专业课方面的知识，对机械制造、加工的工艺有了一个系统、全面的理解，达到了学习的目的。对于汽车ABS试验台设计这个实践性非常强的设计课题，我进行了大量的资料查阅。我对于一般设计的步骤有了一个全新的认识，也丰富了我对摩托车结构方面的知识，而对于ABS更是实现了零的突破。在胡小秋指导老师和李立新老师的协助下，同时在老师那查阅了很多相关资料，明确了ABS的工作原理和设计思路。并在图书馆借阅了许多相关手册和书籍，设计中，将充分利用和查阅各种资料，并与同学进行充分讨论，尽最大努力搞好本次毕业设计。

　　在设计的过程中，将有一定的困难，但有指导老师的悉心指导和自己的努力，相信会完满的完成毕业设计任务。由于学生水平有限，而且缺乏经验，设计中不妥之处在所难免，肯请各位老师指正。

致谢

历经近三个月的毕业设计即将结束，敬请各位老师对我的设计过程作最后检查。

　　在这次毕业设计中通过参考、查阅各种有关摩托车ABS方面的资料，请教各位老师有关摩托车方面的问题，特别是ABS在实际中可能遇到的具体问题，使我在这短暂的时间里，对摩托车ABS认识有了一个质的飞跃。使我对ABS的原理，意义，对驾驶员的重要意义，使我认识到ABS在当今社会生活中运用得非常广泛，掌握ABS的原理对我以后选购汽车、摩托车有着十分重要的意义。

　　从陌生到开始接触，从了解到熟悉，这是每个人学习事物所必经的一般过程，我对摩托车ABS的认识过程亦是如此。经过三个月的努力，我相信这次毕业设计一定能为四年的大学生涯划上一个圆满的句号，为将来的事业奠定坚实的基础。

参考文献

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[2] 方泳龙.汽车制动理论与设计专家系统吉林工业大学[M]. 1999年8月.

[3] 潘旭峰.现代汽车电子技术北京理工大学出版社[M].1998年1月第一版 .

[4] 汽车工程手册编辑委员会汽车工程手册基础篇[M].2001年5月.

[5] 司利增. 汽车防滑控制系统ADR与ASR[M].1996年6月.

[6] 余志生.汽车理论[M].2000年.

[7] 程军.防抱制动系统防抱逻辑的研究. 汽车工程[J]. 1995年第1期.

[8] Herb. Carrier, Anti-skid brake system the BOSCH application

Brake & Front End ,August,1987.

[9] 柴占祥等.防抱制动系统计算机动态模拟.汽车工程[J].1992年第2期.

[10] 程军.汽车防抱制动系统的控制方法分析汽车技术[J].1995年第3 期.

[11] 罗育长.汽车防抱死制动技术上海汽车[J].1995年第4期.

[12] 张耀锦.汽车制动防抱装置ABS的开发汽车杂志[J].1994年第6期.

[13] 吕铁山.国外汽车制动防抱系统的发展情况汽车情报[J].1991年第7-8期.

[14] 宋传学.防抱制动系统控制算法的仿真研究汽车工程[J].1998年第1期.

[15] 吴政清.浅谈ABS汽车技术[J].1995年第11期.

[16] 刘砚静.浅谈汽车ABS[J]. 山西建筑，2007（9）：344-345.

[17] 熊有伦.机器人技术基础[M].武汉：华中理工大学出版社，1996.

[18] 刘兴良.机器人基础知识[M].北京新时代出版社，1986.

[19] 李刚.工业用码垛机器人[J].现代制造，2005（24）：40-41.

[20] 刘兴良.机器人基础知识[M].北京新时代出版社，1986.

[21] 王乘义.机械手及其应用[M].北京：机械工业出版社，1985.

内容简介：: 任务书填写要求 1毕业设计（论文）任务书由指导教师根据各课题的具体情况填写，经学生所在专业的负责人审查、系部领导签字后生效。此任务书应在第七学期结束前填好并发给学生； 2 任务书内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，不得随便涂改或潦草书写，禁止打印在其它纸上后剪贴； 3 任务书内填写的内容，必须和学生毕业设计（论文）完成的情况相一致，若有变更，应当经过所在专业及系部主管领导审批后方可重新填写； 4 任务书内有关“系部”、“专业”等名称的填写，应写中文全称，不能写数字代码。学生的“学号”要写全号； 5 任务书内“主要参考文献”的填写，应按照国标 714 2005文后参考文献著录规则的要求书写，不能有随意性； 6 有关年月日等日期的填写，应当按照国标 7408 2005数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。如“ 2009 年 3 月 15 日”或“ 2009 毕业设计（论文）任务书 1本毕业设计（论文）课题应达到的目的：通过本设计，使学生熟悉机械产品开发性设计的一般过程，培养学生综合运用所学基础理论、专业知识和各项技能，着重培养设计、计算、分析和解决问题的能力，进而总结、归纳和获得合理结论，进行较为系统的工程训练，初步锻炼科研能力，提高论文撰写和技术表述能力。为实际工作奠定基础，达到人才培养的目的与要求。 2本毕业设计（论文）课题任务的内容和要求（包括原始数据、技术要求、工作要求等）：原始数据：（ 1）手闸施加握力 10 （ 2）飞轮质量 30速 10术要求：（ 1）手闸施加握力无级可调，允许用拉力弹簧实现。（ 2）飞轮质量模块化，便于更换，重量分 4 个等级，呈等比级数布置。。（ 3）飞轮转速无级调速，允许用调速电机提供动力。工作任务：（ 1）查阅资料 20 篇以上，翻译外文资料 6000 字，撰写文献综述和开题报告。（ 2）完成试验台总体设计，绘制功能原理图 1 份。（ 3）绘制装配图 1 份（ 0 号图纸）；零件图若干。（其中，至少有 1 张图纸使用计算机绘制）（ 4）设计说明书 3 万字左右。 (打印 ) 毕业设计（论文）任务书 3对本毕业设计（论文）课题成果的要求包括毕业设计论文、图表、实物样品等：毕业设计成果以图纸和说明书形式交卷。要求图纸规范，符合国家标准；说明书层次分明、论据可靠、计算正确、图标规范、语句通顺。 4主要参考文献： 1 米凸 . 制动系统 . 当代汽车， 2008(8):1002 沈继红 . 车的力学原理及试验模型 J. 物理教师， 2008(1): 273 刘砚静 . 山西建筑， 2007（ 9）： 3444 熊有伦 M中理工大学出版社， 1996 5 刘兴良 M时代出版社， 1986 6 李刚 J2005（ 24）： 407 刘兴良 M时代出版社， 1986 8 王乘义 M械工业出版社， 1985 9 刘兴良 M时代出版社， 1986 10 沈继飞 M 上海科学技术出版社 , 1995 毕业设计（论文）任务书 5本毕业设计（论文）课题工作进度计划：起迄日期工作内容 2009 年 3 月 9 日 3 月 15 日 3 月 16 日 3 月 23 日 3 月 24 日 4 月 8 日 4 月 9 日 4 月 23 日 4 月 24 日 4 月 30 日 5 月 1 日 5 月 8 日 5 月 9 日 5 月 28 日 5 月 29 日 6 月 5 日 6 月 7 日 6 月 8 日 6 月 9 日 6 月 10 日 6 月 12 日 6 月 14 日熟悉课题，查阅资料，外文翻译围绕设计主题调研，关注安装情况，了解使用及作用。撰写文献综述，完成开题报告原理方案设计，确定合理方案，绘制功能原理图，熟悉相关软件编制软件，计算相关结构参数，选择标准部件对设计方案进行评价与修改，使之完善完成总装图，绘制零件图整理相关资料，撰写并打印设计说明书初步提交设计成果 (包括图纸及论文 )，整改正式提交设计成果，准备论文答辩论文答辩所在专业审查意见：负责人：年月日系部意见：系部主任：年月日毕业设计 (论文 )外文资料翻译系部：机械工程系专业：机械工程及自动化姓名：学号：外文出处： n 7 2007 附件：指导教师评语：签名：年月日注：请将该封面与附件装订成册。 (用外文写 ) 附件 1：外文资料翻译译文对 1混合工作机床在插补原理和方法的研究范守文，王小斌，师明全，黄鸿忠中国电子科技大学成都，四川， 610054, 中华人民共和国摘要本文基于 4 1设计了新型的混合工作机器（ 4入空间的混合机制和 a x y 的工作台。这一类型大的工作空间、较好的灵活度等等。可以实现倒转的换置模型和倒转的运动学模型的关闭。对应运动控制特性和基于传统的数字控制机器的研究成果。即时的五轴插补器，它包括切削路径计算，倒转的换置分析模型，倒转的运动学的分析模型和，事实证明他们可以构建。通过切削路径间隔计算和插补错误分析来证明以上方法的可行性和高效性。关键字：混合的工作机床；计算机数字控制；插补；错误分析；切削 1. 介绍床是床中一个有创造力的应用实例，数字技术和计算机控制技术在这个领域内也得到广泛使用。作为一种新型的工作机床，简单结构，低成本，低的移动惯性、高速度、较好的灵活性、较高的技术要求的特点等。传统的的数字机床更加完美，使它更适合对叶片，叶轮和螺旋桨等的表面的加工。然而，现有的只采用铰链或者链约束的平行结构，特别地被一些因素影响：比如连接器的位置和方向，移动的平台对方向有限制能力。因此，它很难符合大多数数控机床对大的工作空间和加工困难而且复杂的表面的加工需求。为了要解决这一个问题，研究员在探索新结构上已经做了很多努力。许多研究员开始关注（少于 6 个自由度的结构，特别是混合的工作机床（ 4，另一个重要的发展趋势是移动的旋转的利用组合的机制个别地被实现的这个结构不仅释放移动控制和旋转的控制之间的联结，而且也有大工作空间和较好的结构能力的特点。特别地，它能解决向前的运动学的位置和方位，因此它能很方便提供序，控制和错误反馈。 14制是新型的 4 合机制 ,在缩写的 1 4之中，P 表示节， S 表示球的关节， T 表示连接关节，它能实现一次平移运动和三次旋转的运动。新型的核心结构是在 4 个合机制和 a x y 的工作台，如图示。新的机制给这个新型的混合工作机床的设计和运动学的分析很好的进行了描述，然后设计一个统方案，给路径控制制定一个及时的五轴插补程序。而且也能讨论切削路径间隔计算和插补错误分析。 2. 新型构学的描述一个 4 混合机制图显示图 1 新型混合机制结构图这个混合的机制由五个运动的次链组成，用同一个拓扑学和一段被动的行程，它包括四个可变长度推进的行程，把固定的基础结构连结到一个移动的平台上。在这个 4 混合机制中，四个同样的行程中，每一个都有一个固定的连接关节，一个操纵关节，一个移动连接和一个与移动平台连接的附件。这第五链，把固定的基本中心连结到移动的平台中心，是另外四个不同的结构同一个链的一段被动的行程。个移动的连接和一个连接平台的全关节。上述的混合机制能和像 x y 的平台这样的二轴系统结合，形成五轴的机床。 3. 相反的换置分析模型一个固定的叁考协调系统和和一个可移动的固定的叁考协调系统都被安装在固定平台和可移动平台的中心。正如示，固定平台的四个连接关节都被安装在能用来描述的固定框架上。可一定平台的四个球型关节都被安装在能用来描述的可移动框架上，可移动平台的四个球形关节都各自固定在能用来描述的上，能用来描述的可移动框架的起始点。由三个角度决定它的可移动平台的中心方向。图 2 主要进给方法图解可移动平台上的球型关节的用以下关系式表示：（ 1）相反的变位分析方程序能被写为：（ 2）是一个 3 3旋转变化的系统，它能通过三种角度获得三种旋转角度，，和，如下所示：（如运动分析中的参数定义如下：驱动行程的长度，驱动行程的进给速度，移动平台的角速度，移动平台的中心点驱动行程的角速度，驱动行程上部的最大中心速度，驱动行程下部的最大中心速度。最大中心上部离点的距离为，最大中心下部离点的距离为。如下定义：，对于所有的给定数据，我们取： i=1,2,3,4. 让 K= ，由于可移动平台的球型关节的速度与驱动臂上点的速度相同，所以我们有：（ 3）公式两边不同时乘以，我们得到（ 4）公式 4能用；另一种方式写为：（ 5）这里于是（ 6）上述公式能被分别写成：（ 7）这里通过两边同时乘以，得到：（ 8）用公式（ 8）替换公式（ 7） ,得到：（ 9）这里：然后得到：（ 10）行程装置上部的速度和下部的速度能表示成：（ 11）把公式（ 7）和公式（ 10）代入公式（ 11）得到：（ 12）这里由于（ 13）把公式（ 7）代入公式（ 13）得到（ 14）当输入运动知道的前提下，可移动平台的速度和角速度是确定的，对比公式（ 7）和公式（ 14），前面的速度公式可以写成（ 15）这里的，一个决定性的因素是，操纵者的位置和方向速度取决于输入速度。如果坐标系相反的运动方程可表示成：（ 16）统的方案这片文献说的是对于 14 一个统方案。就和示的一样，图 3 这个计划包括设计想法目的是要利用传统数字控制系统扩充的成果，以便他能与传统控制系统相兼容。也能在控制系统结构，技术标准方面保持一致性，能采用两者开放的标准系统结构和标准设计理念。助层等，在他们之中，次的自动程序运行模块能在表面自动产生运行路径，切削补偿信息和速度控制信息，切削路径资料都能自动产生。通过处理器的处理， G 指令能从运行路径中得出， G 指令也能通过机器的模拟得出，于是正确的切削路径就能被核实。自动程序运行模块能够直接输出直线或曲线的插补指令，插补的补层次能高精度的产生切削路径，然后分散粗糙的路径能通过计算机硬件的处理得到修正。然后路径的数据会被输入到各个关节空间（等，移置和速度相反的分析模块），分散关节空间的位置，在共同的空间里，每一步精确的定位都是通过运动控制卡发出的信号控制的。通过调节混合机制，传统的数字控制系统积累了许多的研究成果，上述计划继承了一些传统的数字控制系统的结构，和一些特殊的运动控制装置。所以对于述 5表面的插补运算表面方程定义如下（ 17）这里，控制顶点当做一个形分配布署，一个控制格子，是由重力因素控制最高点，和，现在的标准齿条以有如果切削方法适合表面加工，水平表面可以用来加工零件，也可以得到想要的切削路径，曲线方程能表示成如下：（ 18）普通表面的切削点能用如下方程表示（ 19）上述方程又能写成（ 20）此外，单位内的就是说（ 21）这里切削的轴线要和被加工零件表面保持一致，如图 4 切削的数学模型根据几何关系我们可以得到如下关系（ 22）这里矢量是点 P，是补偿余量，是切削半径，进给速度（ 23）（ 24）这里所以（ 25）选取时间 t=用们得到（ 26）上述方程对于因素线的进给速度能通过机器控制给予一合适的增量 u。使进给速度能在弯曲方向上持续运行。所以光滑的切割就能完成。度，时间运动方式。在这种补运算是持续不断进行的，加速度与时间是呈线性关系的，前提是基于位置的约束和开始和结束点的速度。弯曲曲线能用插补进行运算，所以加速度 . （ 27）这里的。图 5 切削路径的间隔计算图示的情况，被加工面是一个平面，切削半径是 R，两圆心之间的距离是 L，余下的高度是 h，在们可以得到（ 28）为了使高度小于被允许的最大高度，如下的关系式要满足：（ 29）加工的面是一个凸出的面，我们把面的曲率半径定义为，基于们可以得到：（ 30）通过上述的方程关系，我们可以把方程简单的表示为：（ 31）为了使高度小于被允许的最大高度，以下方程必须满足：（ 32）加工面是一个凹面，基于图们可以得到：（ 33）通过以上两个方程，我们可以用一个简单的方程表示：（ 34）为了使高度小于被允许的最大高度，必须满足以下方程：（ 35）基于上述插补运算的起源，我们可以看到插补点通常被设置在加工表面的弯曲处，那里没有累计错误，并持续的给予经给速度，插补错误通常来自弯曲部分的经向错误。如图示，定义弦长为 L，曲率是，曲线顶点到弦的距离是，通过上述关系，我们可以得到：（ 36）定义加工点的曲率半径是 500米，统的插补间隔时间是 2毫秒，在公式（ 36）的基础上，能计算出插补错误是米，所以我们能够得出的结论是，机器的运行速度很高，上述的插补方法能够把插补错误控制在 1毫米以内。为了证实插补运算的正确性，我们做一个运算模拟试验，为了模拟机器程序，切削轨迹被显示在电脑屏幕上，模拟程序是用了清楚的显示模拟结果，切削路径和切削方向隔一定的时间就会被显示，在图削轴和切削表面是垂直的，数据显示结果和数据抽样分析结果显示，插补运算在这里是正确的，合适的。图 6 切削加工的路径和方向 1 闭合相反的变位分析模型和相反的运动模式是被确定的，对于 1高度的非线性和不确定性，我们在传统数控机床的基础上，专门为 1计了一个计划，及时五轴插补，它包括插补路径的计算，相反的变位分析模式，相反的运算分析模式和补模式。他们都被统一起来，通过数据实例和及时的插补能够证实路径的间隔计算和插补错误分析都是有根据的，正确的和合适的。随着平行机床的发展，新的轴数小于 6 的机床将会越来越受欢迎。所以混合机床正在展现它的潜力。 1好的运动特性、高硬度、大的工作空间等特点。它是数控机床一种有前景的结构。发展和应用理论和高速、高精度和高效率的技术应用于数控机床中很有意义和价值。参考文献（略）附件 2：外文原文（复印件） 610054, s a on a 4a MT to A is on on of is of VT of by 1. is a of NC in of 1 As a of C it is as . as MT is by by is by as of a to it is to of C In to on to to ,of 4, MT is OF OF 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F MTs 4is 1. of of to a In of of a an a a to to is a a It of a to a a to be as xy to 3. A a up on of . of of to be of of to be of of to be of be by is of to by . of in to be be is x3 of be by as .) . of in as of of of of of of of of of of of to in of to in we i=1,2,3,4. of of is to of in we q.(3) we 4) be be q.(3) q.(7) q.(8), we of of be q.(7) q.(10) q.(11), we q.(7) q.(13), we is of is as q.(7) q.(14), be of s to If is be 4. F A is in as to of to to to in as to NC is AD AM on of be G be of by G be to of by so of be of to to to by of of be In a is to by be of so NC is a 5. be as a a , u v If is be of be in be of of be be , Ne be of of of to we is of , is of is of r is 5.2 of (u) be t=we is u. be by of u, be to be VT of is VT is to be a is a of on of of a be of be 5.4 6a in is a of , , is h, on we In to 0, be b in is a of , on we be In to 0, be c is a on we be In to 0, be 6 on of it ca be on of is of 7. of , , , on we MT 0m/NC q.(36), it be m. it be is we a In to is on is .0 8 of in to an of 8, to anal 毕业设计 (论文 )开题报告学生姓名：学号：专业：机械工程及自动化设计 (论文 )题目：摩托车防抱死装置试验台设计指导教师 : 2009 年 3 月 22 日文献综述摘要本文主要介绍了摩托车防抱死系统的现状，发展趋势，研究防抱死系统的意义，括他的组成。讨论了验台的作用及要求，分析试验台的布局 ,试验台的优点与缺点关键词防抱制动系统（摩托车试验台 1 摩托车防抱死系统摩托车防抱死系统的意义汽车上的应用已是非常成熟 ,但在摩托车上的应用还处在发展中势头很猛德国宝马公司率先在上装了前德国本土生产的所有宝马摩托都已配备了进步很快 . 我国的摩托车产量目前已居世界第一但技术水平还比较低 ,随着中国加入世贸组织中国的摩托车将和世界级企业在同等条件下竞争因此将摩托车的技术水平迅速搞上去已成为当务之急 1研究几乎是一片空白 ,但市场有对带托车的需求 ,目前许多厂家生产的摩托车配置一种所谓的业内引起了很大争论 . 通过对本原理典型结构的分析，形成一种对客观正确认识能够对国际上摩托车应用情况有一定了解，通过对国产摩托车上一些机械式实验分析，澄清一部分混乱认识，能够对在将来的实际生产中应用到技术上的引导作用 2。摩托车防抱死系统的研究现状一项在 80 年代末才兴起应用的新技术，现在已经成为一般轿车的必装件了。但在摩托车上却还没有普及，他并没有在所有出厂的摩托车上安装，只有一些有品牌的摩托车上安装，我国的研究也只处在起步阶段，它也不像汽车样受到人们的重视，人们还没有认识到它的重要性，不过在这个以技术为前提的时代，我相信它会在不久之后取得重大发展 3。摩托车防抱死系统的发展趋势出现到目前在汽车摩托车上的广泛使用已经历了半个世纪的发展过程到现在为止中在以下几方面。为提高车辆的安全性而增加的装置车辆重量也会随之增加对燃料经济性不利因此必须尽量减少目前得到广泛采用的是采用门限值式逻辑控制算法的缺点是调试困难在个各车型间的互换性差随着传感器技术的发展采用各种现代控制算法的与防抱制动系统有关和类似的控制系统由综合成一体的趋势博世公司早在 1987 年就推出了防抱制动和驱动防滑结合起来 1996 年博世公司提出了车辆动力学控制系统基础上加入了侧向稳定性控制等新的内容并推出了相应的产品日本丰田公司开发了动系统监控轮胎气压监控的集成控制系统 4。 2 结构及工作原理什么是 (8中文译为“防抱死制动系统”它是一种具有防滑防抱死等优点的汽车安全控制系统 5。常规刹车装置基础上的改进型技术。现代汽车上大量安装防抱死制动系统。有普通制动系统的制动功能，又能防止车轮锁死，使汽车在制动状态下仍能转向，保证汽车的制动方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏，是目前汽车上最先进制动效果最佳的制动装置 6。功能 1）增加制动稳定性，防止方向失控，侧滑和甩尾； 2）提高制动效率，缩短制动距离（松软的沙石路面除外）； 3）减少轮胎磨损，防止爆胎。据欧洲各国统计应用了防抱死技术后，交通事故摩托车减少 10%，轿车和轻型货车减少 8%，公共汽车减少 4%，重型货车减少 10%，平均起来减少从上述数据显示 ,抱死制动系统对提高车辆的安全性能有着很大的功用7。形式及工作原理为机械式和电子式两种 1）机械式构比较简单，主要是一个机械阀，利用阀体内的一个橡胶气囊对刹车压力的反馈来不断放松，制动，从而达到车轮防抱死的效果。图 1 机械式构图 2）电子式过传感器将车轮制动时的车速，轮速及制动时汽车的减速等信号发送给脑，由算出车速，轮速滑移率和车轮的减速度，加速度，并加以分析，判别，放大。由输出极输出控制指令，由该控制指令控制指令制动压力调节器，液压泵及常规制动装置等制动执行器的动作，以平衡制动时每个车轮受到 5 个力的作用，达到快速平稳的制动效果。从制动效果上看，电子式大大优于机械式以目前轿车的多数是电子式的机械式适用特性需要事先设定，在积水路面、冰雪路面、沙石路面、沥青路面上，轮胎的摩擦系数不同，车速不同，需要的制动力也不相同。没有即时的测量回馈系统，只依靠预先设定的阀值，适用范围较窄，制动效果也会有所降低 9。 3 验台的作用及要求验台的必要性普通制动系统在湿滑路面上制动，或在紧急制动的时候，车轮容易因制动力超过轮胎与地面的摩擦力而安全抱死 10。近年来由于汽车消费者对安全的日益重视，大部分的车都已将为标准配备。如果没有急制动通常会造成轮胎抱死，这时，滚动摩擦变成滑动摩擦，制动力大大下降 11。而且如果前轮抱死，车辆就失去了转向能力；如果后轮先抱死，车辆容易产生侧滑，使车行方向变得无法控制 12。所以，统通过电子机械的控制，以非常快的速度精密的控制制动液压力的收放，来达到防止车轮抱死，确保轮胎的最大制动力以及制动过程中的转向能力，使车辆在紧急制动时也具有躲避障碍的能力 13。随着世界汽车工业的迅猛发展，安全性日益成为人们选购汽车的重要依据 14。目前广泛采用的防抱制动系统（人们对安全性要求得以充分的满足 15。鉴于上述原因，所以急需一种简单易行的方法来对行研究与探讨。所以它是非常必要的。试验台的布局通常试验台由调速电机，变速齿轮，转动轴，飞轮，刹车片，液压系统，手闸，弹簧，工作台组成。常用试验台：试验台的优点与缺点优点：可以提前知道这种可能存在的各种缺陷，提前模拟在实际行驶中会出现的问题，然后对其进行改进。对研究和探讨提供了方便。缺点：虽然他能模拟实际行驶中的情况，但毕竟不能完全与实际行驶进行比较，肯定存在不足，他不能完全代替实际。只是一种理想的模型。参考文献 1 米凸 . 当代汽车， 2008(8):1002 沈继红车的力学原理及试验模型 J. 物理教师， 2008(1): 273 刘砚静 . 山西建筑， 2007（ 9）： 3444 熊有伦 M中理工大学出版社， 1996. 5 刘兴良 M时代出版社， 1986. 6 李刚 J2005（ 24）： 407 刘兴良 M时代出版社， 1986. 8 王乘义用 M械工业出版社， 1985. 9 刘兴良 M时代出版社， 1986. 10 沈继飞 M 上海科学技术出版社 , 1995. 11 罗育长 J第 4 期 . 12 张耀锦开发汽车杂志 J第 6 期 . 13 吕铁山 J第 7 . 14 宋传学 J 第 1 期 . 15 吴政清车技术 J第 11 期 . 毕业设计（论文）开题报告本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：题要研究或解决的问题（ 1）手闸施加握力无级可调，允许用拉力弹簧实现。（ 2）飞轮质量模块化，便于更换，重量分 4 个等级，呈等比级数布置。（ 3）飞轮转速无级调速，允许用调速电机提供动力。采用的研究手段此试验台主要包括三个部分，一个是刹车片部分，二是制动部分，三是手刹部分。刹车片部分主要包括调速电机，飞轮，刹车片，传动齿轮。制动部分主要是一个液压装置，手刹部分主要由弹簧和手闸组成。然后把这三个部分合理的安装在一个大的试验台上。具体由调速电机带动刹车片，由飞轮模拟摩托车质量，然后由手闸对液压装置施加一定的压力，压力不能太大，也不能太小。如果太大，容易使飞轮马上抱死；太小的话就起不到制动的效果。图 1 测试原理图调速电机，刹车片，飞轮，传动轴都安装在试验台的上方，在飞轮的下方安装液压制动装置，手闸也安装在试验台上。毕业设计（论文）开题报告指导教师意见： 1对“文献综述”的评语： 2对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：指导教师：年月日所在专业审查意见：负责人：年月日本科毕业设计说明书（论文）第 I 页共 I 页目录 1 绪论 2 课题背景及意义 2 国外研究概况 3 国内研究情况 4 发展趋势 4 能试验台 5 验台的必要性 5 2 结构及工作原理 6 形式及工作原理 6 功能及优点 8 制技术 8 抱死）制动压力控制 10 质量控制 11 制动时车轮受力分析 11 滑移率 13 车轮制动与车轮的旋转 14 车轮减速度和性 15 3 试验台系统结构和工作原理 17 机械系统 18 电机调速系统 18 试验台的结构 18 试验台工作过程 19 系统的飞轮设计 20 法兰盘设计 22 系统的加力装置 23 试验台结构架 25 结束语 26 致谢 27 参考文献 28 本科毕业设计说明书（论文）第 2 页共 2 页毕业设计说明书（论文）中文摘要本论文论述了意义，国内外的研究情况，发展趋势，以及研究验台的必要性。同时鉴于本课题还说明了动装置的工作原理，功能及特点，同时还简单介绍了制动压力控制，质量控制，制动时车轮的受力分析，滑移率。试验台部分主要说明了试验台的系统结构和工作原理，工作过程，系统的飞轮设计，法兰盘设计，以及系统的加力装置，其中加力装置分为两种，砝码式的和弹簧式的，最后说明了整个装置的结构架。关键词试验台制动装置结构。本科毕业设计说明书（论文）第 1 页共 27 页毕业设计说明书（论文）外文摘要 BSs BS of BSs BSs at it BSs of of s of of s s of s s is of of At it of 本科毕业设计说明书（论文）第 2 页共 27 页 1 绪论课题背景及意义防抱死制动系统的英文缩写，其英文的全称是在制动过程中可自动调节车轮制动力，防止车轮抱死以取得最佳制动效果 1。摩托车防抱死制动系统是基于车轮与路面的附着性能随滑移率的原理而开发的高技术系统 2。它以防止制动过程中车轮“抱死”的机理出发，避免摩托车后轮侧滑和前轮失去转向能力，达到提高摩托车制动稳定性，操纵性和安全性的目的 14。汽车上的应用已是非常成熟 ,但在摩托车上的应用还处在发展中势头很猛德国宝马公司率先在上装了前德国本土生产的所有宝马摩托都已配备了制动系统更是紧随着汽车制动技术的发展而不停发展在应用进步很快 3. 我国的摩托车产量目前已居世界第一但技术水平还比较低 ,随着中国加入世贸组织中国的摩托车将和世界级企业在同等条件下竞争因此将摩托车的技术水平迅速搞上去已成为当务之急研究几乎是一片空白 ,但市场有对带目前许多厂家生产的摩托车配置一种所谓的 4. 通过对成一种对有一定了解，通过对国产摩托车上一些机械式清一部分混乱认识，能够对在将来的实际生产中应用到技术上的引导作用。我国摩托车的发展从 1980 年到现在已突破一千万辆，产量跃居世界前列。摩托车的销量在世界上位居第二，仅仅次于日本 5。随着我国国民经济的发展和人民生活水平的提高，人们对摩托车的适应性，舒适性以及安全性的要求也越来越高。由于防抱死制动系统具有显著改善车辆制动性能的功用，现在已经成为汽车，摩托车制动系统的基本装备。随着托车上的广泛使用，如何准确，快速，有效地检测 6。本课题研究的任务就是防抱死制动系统装置的性能检测，设计出一台检测防抱死控制器的装置，模拟摩托车制动。本科毕业设计说明书（论文）第 3 页共 27 页国外研究概况摩托车基本原理是相同的。防抱死制动系统最早出现在 20 世纪 30 年代，应用于铁路机车上， 40 年代中期，美国政府将在波音公司生产地飞机上安装了期产品。 1954 年美国司首次把法国生产地民航机用用在林肯轿车上，这次试验虽然失败，但揭开了汽车应用 7。随着造成本的降低，车上，而且在摩托车上也得到了应用 8。由于其良好的防抱死能力，首先在一些高档摩托车上应用，如赛车和豪华游艇摩托车。最早研制生产并在摩托车上安装 1988年先后在推广到 1900年又在此车上安装了第二代产品。但价格较高。在摩托车制动器研制方面，日本本田公司一直处于领先地位。 1983年开发研制的车上。其后于 1993年又研制出用手或者脚操作的双联动制动系统（其结构由前后制动钳、压力制动阀、主辅缸组成。当采用手或者脚制动时，前后轮制动力能趋近于理想分配。但是这种后又研制出一种电机驱动式要由轮速传感器、电子控制器、电机启动器、和调节器组成。它是通过制电机驱动器，由调节器调节压力，具有较为理想的控制效果。与电磁阀式有体积小、重量轻、成本低等特点。但是对于中、低档摩托车而言，价格仍然过高，重量仍有不适合在中、低档摩托车上推广。此外，本田还研制出机械式要由速度传感器、控制器、制动压力调节器三部分组成。置对制动钳压力的调节频率一般为 2大可达 7 次每秒。能根据路面的变化，及时调节制动器的制动压力，有效防止车轮抱死，保持车轮的滑移率总小于 50%，使制动距离明显减短，同时有效地减小了侧滑现象，确保摩托车的安全性。但是此机械式制动器装置需要对摩托车的车价结构进行改造，整体结构复杂，成本高，同样难以在中、低档摩托车上广泛应用 9。本科毕业设计说明书（论文）第 4 页共 27 页国内研究情况我国从事研究开始于 70 年代，当时长春汽车研究所采用逻辑控制电路对液压制动的轻型货车进行道路防抱死试验。现在刚刚进入产品试制和在车辆上时装阶段。交通部在 6120 型大客车项目中曾把气制动为攻关项目之一，委托西安公路学院和陕西兴国 514厂联合研制，推广了 350080年代中期，交通部重庆公路研究所研制成 1985年，二汽技术中心引进了西德公司生产地数模混合电子控制在型货车上进行了装车测试，达到了防抱死的要求。 1989年，清华大学汽车工程系开始了液压普车上的应用研究，但距离国标要求仍有明显差距。目前，清华大学和济南重型汽车技术中心正在进行“汽车防抱死制动系统究”，这是国家科委的攻关项目。上海汽车集团公司于美国资建厂生产以目前已经安装 000车出售 10。发展趋势出现到目前在汽车摩托车上的广泛使用已经历了半个世纪的发展过程到现在为止指标提高到最佳状态今后的研究工作将集中在以下几方面。 (1) 减小体积降低重量为提高车辆的安全性而增加的装置车辆重量也会随之增加对燃料经济性不利因此必须尽量减少 (2)实现精确控制目前得到广泛采用的是采用门限值式逻辑控制算法的 (3)实现多功能综合控制与防抱制动系统有关和类似的控制系统由综合成一体的趋势博世公司早在 1987年就推出了防抱制动和驱动防滑结合起来 1996 年博世公司提出了车辆动力学控制系统概念在基础上加入了侧向稳定性控制等新的内容并推出了相应的产品丰田公司开发了 11。本科毕业设计说明书（论文）第 5 页共 27 页能试验台国内生产制动器的厂家众多，市场上出现了一系列摩托车防抱死控制器产品，这些产品在实际应用中存在着各种各样的问题，这些问题产生的主要原因是防抱死控制器设计原理不成熟，无法准确计算和调节防抱死的压力。这样的产品无论对摩托车生产厂商还是摩托车驾驶员来说都是潜在的安全隐患，但这些产品的检验尚无统一的标准，更缺乏检测手段，产品的质量性能无法进行检测，国外工业发达国家如日本，美国，早在 70 年代就制定了轿车，汽车，摩托车制动器的实车试验方法标准，并在以后于 80 年代分别制定台架试验方法，根据这个趋势，摩托车制动器台架试验方法检测装置的研制必须提到议事日程 12。汽车，摩托车上的广泛使用，如何准确，快速，有效地检测各种工作性能已是一项十分紧迫的任务。从实验情况看，车路试存在着三个方面的问题：（一）实验费用高；（二）实验周期长；（三）实验精度低，而仅靠整车制动性能试验不能反映制动器的性能和质量，为了有效克服现对托车研制使确成为可能，为 13。因此，摩托车制动器试验台是考核，评价制动器这一部件性能的专用试验装置。验台的必要性普通制动系统在湿滑路面上制动，或在紧急制动的时候，车轮容易因制动力超过轮胎与地面的摩擦力而安全抱死。近年来由于汽车消费者对安全的日益重视，大部分的车都已将果没有急制动通常会造成轮胎抱死，这时，滚动摩擦变成滑动摩擦，制动力大大下降。而且如果前轮抱死，车辆就失去了转向能力；如果后轮先抱死，车辆容易产生侧滑，使车行方向变得无法控制。所以，统通过电子机械的控制，以非常快的速度精密的控制制动液压力的收放，来达到防止车轮抱死，确保轮胎的最大制动力以及制动过程中的转向能力，使车辆在紧急制动时也具有躲避障碍的能力 14。随着世界汽车工业的迅猛发展，安全性日益成为人们选购汽车的重要依据。目前广泛采用的防抱制动系统（人们对安全性要求得以充分的满足。鉴于上述原因，所以急需一种简单易行的方法来对行研究与探讨。所以它是非常必要的。本科毕业设计说明书（论文）第 6 页共 27 页 2 结构及工作原理形式及工作原理机械式要是一个机械阀，利用阀体内的一个橡胶气囊对刹车压力的反馈来不断放松，制动，从而达到车轮防抱死的效果。图 1机械式电子式速及制动时汽车的减速等信号发送给速滑移率和车轮的减速度，加速度，并加以分析，判别，放大。由输出极输出控制指令，由该控制指令控制指令制动压力调节器，液压泵及常规制动装置等制动执行器的动作，以平衡制动时每个车轮受到 5个力的作用，达到快速平稳的制动效果。从制动效果上看，电子式以目前轿车的多数是电子式的机械式积水路面、冰雪路面、沙石路面、沥青路面上，轮胎的摩擦系数不同，车速不同，需要的制动力也不相同。没有即时的测量回馈系统，只依靠预先设定的阀值，适用范围较窄，制动效果也会有所降低 15。本科毕业设计说明书（论文）第 7 页共 27 页图 2 盘式制动器工作原理图防抱死制动系统（改善车辆安全性的技术之一。它能提高车辆在不同附着系数路面条件上的制动安全性能，保障车辆的稳定性，减少交通事故的发生，具有明显的社会效应和经济效应，因此，防抱死制动装置已作为车辆标准部件和安装部件使用。防抱死制动装置已经发展为与驱动防滑控制组合的装置（它既可以防止制动时车轮抱死，又可以防止起步和加速时驱动轮的滑转。车辆在安装传统的制动转变为瞬态自动控制的制动过程，即使驾驶员制动过度，经循环控制制动压力的变化，车轮也不会抱死 5。本科毕业设计说明书（论文）第 8 页共 27 页功能及优点功能就是通过调节，控制制动管路压力，避免车轮在制动过程中抱死而滑移，使其处于滑移率 15%边滚边滑的运动状态。其优点如下：改善了车辆制动时的横向稳定性。车辆不管在何种路面上实施制动，只要车轮抱死滑移，横向附着系数就极小，车辆将失去抵抗横向干扰力，极易侧滑，不稳定。当车轮处于 15%边滚边滑运动状态时横向附着系数较大。有足够的抵抗横向干扰力的能力。从而保证了车辆制动时有较高的横向稳定性。改善了车辆制动时的方向稳定性。车辆制动时转向轮抱死滑移，车辆将失去了转向操纵能力，只能按惯性力的方向运行；当转向轮处于边滚边滑的运动状态，则可以保证车辆有足够的转向操纵能力。改善了制动能效。绝大多数路面的附着系数与滑移率有比较大的关系，但也有少数的松散路面，当滑移率为 100%时，附着系数最大。在前一种所示的绝大多数情况下，充分利用路面的潜在附着力的优点，因而改善了制动效能，但保证了车辆有良好的稳定性及足够的转向操纵性。减少了轮胎的局部过度磨损。车辆制动时，车轮抱死滑移，会造成轮胎局部磨损严重，特别是在高附着系数路面上更甚，采用了使用方便，工作可靠动时只要把脚踏在制动踏板上，统就会根据情况自动进入工作状态，如遇雨雪路滑，驾驶员也没有必要用一连串的点刹车进行制动，统会使制动状态保持在最佳点16。制技术基本技术要求对任何一种设计和使用的防抱死装置来说，都必须做到制动的可靠性和稳定性，以满足安全性的需要。因此（ 1）在任何路面条件下制动都能保证制动稳定性。（ 2）在设计车速的整个范围内，都能控制调节制动车轮。（ 3）与无防抱死制动相比，在满足制动稳定性的条件下做到缩短制动时间。（ 4）必须最快地适应制动滞后和发动机驱动的影响，不受司机操作熟练程度的影响。本科毕业设计说明书（论文）第 9 页共 27 页（ 5）保证具备防抱死制动调节的后续制动压力的供给能力。（ 6）必须具备系统的监测和诊断功能，一旦发现有损制动性的性能故障，恢复常规制动功能。（ 7）装车应用的部件必须安全可靠并符合法规要求。以滑移率为控制参数的控制滑移率是由车辆速度和车轮速度计算得到的，如果能在制动时把滑移率始终控制在 8% 30%的范围内，就会获得满意的制动效果。但是如果在实际应用中，可以用车轮传感器准确的测出轮速，却没有理想的用于准确测出瞬时车速的方法，在制动加压和车轮在稳定区减速的过程中，车速和车轮变化趋势是相同的。可设定斜率变化的规律，计算出近似的车速，在车辆开始制动加压时，轮速下降，根据参考车速计算出的滑移率数值超过设定值时，会发出滑移信号，由此开始降低制动压力，直到滑移率减小到低于设定值，轮速逼近车速又继续增大制动压力，实现滑移率的控制过程，只要车轮减速度达到要求的特定值，斜率满足前述条件，在所有路面上都能保持车轮旋转恢复到稳定区域。以车轮加速度和减速度为控制参数的控制在开始制动时制动压力迅速上升，车辆和车轮开始减速，很快车轮减速度达到控制门限值，制动压力开始下降，轮速由继续下降而转为轮速上升，逐渐达到较小的加速度，制动压力停止减小而保压，很快由达到加速度门限值，这时制动压力增长较大，使轮速很快下降，当加速度重新回至较小的加速度时，压力又缓慢上升，促使轮速随压力增加而逐渐减速，重复前面的循环，达到防抱死车轮的目的。在加速度过程中车辆从低系数路面进入高系数路面后，因附着系数急剧变化而使车轮转速过高时，就马上增加制动压力弥补制动力不足，在地附着系数路面的制动压力下降斜率应不同于其它路面；压力降和压力上升的特定时间的限制，保证防止车轮不被抱死和制动轮速上升循环的要求。以车轮加，减速度与滑移率联合控制参数的控制根据车型，道路，技术性能要求高低互相协调，通过对控制参数“门限值”设定，使加速度和滑移率控制获得趋近优化控制设计的目的。把滑移率信号与车轮减速度和加速度控制结合起来作为控制参数，明显提高了拟控制技术是在控制过程中，记录前一控制周期的各参数，再按照这些参数值规定下一周期的控制条件。这里解决的问题是：本科毕业设计说明书（论文）第 10 页共 27 页（ 1）路面的识别。（ 2）对不同滞后量和转动惯量的修正。相对于预测控制技术而言，进一步提高了其适应各种车型，各种路面以及运输条件，扩大了抱死）制动压力控制动压力幅度的影响车辆在防抱死制动过程中，所施加的制动力和压力的变化速度，大小和滞后有关。在程中，要求开始制动压力的幅值必须能使车轮减速度达到或者超过“减速度门限值”，否则“欠压”制动不能实现控制过程。这是，制动压力应该随着车轮减速度的增加而降低，直至发出车轮加速度信号，为了保证制动力矩和车轮转矩在所行驶的路面上恢复到最佳状态，使车轮控制在较佳的滑移率范围内，就必须控制其减压幅度不要太大。制器压力变化速度的影响在轮的减速度逐渐过渡到加速度，应使车轮速度返回到稳定区域。在不同路面情况下，制动控制压力的变化会对车轮产生不同的影响。减压速度过慢，使轮速过渡降低，导致滑移率增加，制动控制失灵或者抱死。为了改善制动效果，必须加大在低制动力区域的减速度。在减压的相同时间里，减压速度太快，轮速由减速转为升速的过程短，并且比较早的达到加速度控制值，使车轮进入加压过程，如果减压速度超过需要值，会造成“欠压”，加压控制过程太长，不可能将轮速控制在最佳范围，是制动距离增加。一般情况下在低附着路面的减压速度要求比高附着系数的路面快，以便获得较佳的制动效果。高低附着系数路面行驶过程中减压控制时间的确定装车使用时与原来制动装置成为一体，减压和加压速度受到制动装置刚性的影响。高压区减压快，低压区域减压较慢，所以对制动压力要求高的高系数路面，缩短减压时间以避免过渡减压；而对制动力低，车轮转矩小，车轮在加速度慢的低系数路面，尽量延长减压时间，以保证车轮恢复正常的加速度状态 18。本科毕业设计说明书（论文）第 11 页共 27 页质量控制反应时间反应时间不仅取决于力调节器的反应时间，而且与基本制动系统的促进系统，放松时间密切相关。前文叙述的计算给出了最理想的反应时间，如果反应时间过短，则附着系数利用率低，制动效能差；如果反应时间过大，则车轮就会抱死，制动的稳定性受到影响。控制压力调整速率力调整速率过大，制动器制动力矩的增长率 b 过大，车轮的减速度与加速度势必过大，这样会导致对传动系统的冲击，摩托车在制动过程中就会出现前后窜动的现象，制动舒适性下降，而且制动效果差 19。制动时车轮受力分析采用防抱死制动系统的车辆，在制动过程中其单个车轮的制动力矩与变化着的制动工况及路况有关，故应采用适合于不同的变化规律的力学模型以达到最佳效果。由于制动器的制动力矩、路面对车轮的滚动阻力距。地面对车轮的水平作用力和车体受到的迎风阻力都是速度的函数。因此其力学模型是一个非线性方程组。只有在计算仿真时，才采用上述模型或者更加复杂的模型 17。车辆行驶时能在最短距离内停车且维持行驶方向稳定性和在下坡时能维持一定车速的能力称为车辆的制动性，它是车辆的主要性能之一。以一定速度行驶的车辆具有相应的动能和位能，制动过程就是借助于外力，将车辆的动能和位能变为其它形式的能量予以散失。车辆制动时，驾驶员操纵制动器给车轮一制动力矩，即车轮给地面一制动力，由于附着作用，地面反作用力给车轮一制动力，前者称为制动器制动力，后者称为地面制动力。车辆制动过程实际就是地面制动力阻止车轮运动的过程，因此，地面制动力对车辆制动性具有决定性的影响 16。制动器制动力如图所示为车辆在良好的硬路面上制动时车轮受力分析情况。图中 1M 为制动器产生的摩擦力矩， 2M 为惯性力矩。由于有摩擦力矩 1M 的作用，轮胎给地面一个切向力1F ,称为制动器的制动力。本科毕业设计说明书（论文）第 12 页共 27 页 1M =1F *r 制动器制动力由于来自制动器的摩擦力矩 1M ，而制动器的摩擦力矩主要取决于制动器的形式，结构尺寸，摩擦副间的摩擦系数；制动器制动力虽与车轮半径成反比，但在实际结构设计中是难以两全的，且车轮半径轮的接触面积减小，使附着力降低，制动效果下降。图 3 制动时车轮受力图图 4 制动力与附着系数的本科毕业设计说明书（论文）第 13 页共 27 页地面制动力制动过程中，车轮受到一个与行驶方向相反地面外力，使车轮从一定得速度减小到较低的车速或者停车，这个地面外力称为地面制动力。大小主要取决于制动器摩擦副的摩擦力和轮胎与地面间的附着力。地面制动力增大，制动减速度也增大，制动距离则短，因此，地面制动力的大小对车辆制动性能具有决定性的影响。制动力与附着力车辆在制动过程中，车轮的运动有滚动，抱死滑移和边滚边滑三种情况。制动器操纵力较小还未达到某一极限值时，制动器产生的制动力不大，地面与轮胎之间的摩擦力即地面制动力足以克服制动器制动力而使车轮滚动，轮胎在地面上留下胎面花纹的压印，压印前段形状与轮胎花纹基本一致，后段花纹逐渐模糊。当制动器操纵力增大，其制动力也成正比例的增大，直到车轮抱死在路面上滑移，轮胎在地面上留下拖印。但是地面制动力的最大值不能超过地面附着力，即： F=Z* 制动时，设在某种路面上附着系数一常数，当制动器操纵 P面制约力F ，并随 P=；之后 P动器制动力 1F 直线上升，但地面制约力时车轮产生滑移。所以，车辆制动时，制动器必须提供足够的制动力，且地面又能提供较高附着力，才能获得足够的地面制动力，两者缺一不可 20。滑移率滑移率定义由制动过程可知，随着制动强度的增加，车轮滚动的成分越来越少，滑动的成分越来越多，轮胎与地面出现相对速度，即车速与轮速产生速度差。将相对速度与车辆前进速度之比称为滑移率。本科毕业设计说明书（论文）第 14 页共 27 页图 5 车速与车轮滑移率与附着系数的关系随着制动强度的增加，随着制动强度的增加，车轮滚动的成分越来越少，滑动的成分越来越多，滑移率逐渐增大。但是附着系数在摩托车的整体制动过程中并不是常数，车轮在各种运动状态下，具有不同的滑移率，其附着系数也随着变化。表 1 各种路面上的附着系数路面状况纵向附着系数峰值侧向附着系数沥青或混凝土沥青（湿）石块路））））雪 1所示为各种路面上的附着系数，由表可知，附着系数干燥路面比湿路面高，且纵向附着系数与侧向系数的差别，干路面比湿路面小 21。车轮制动与车轮的旋转本科毕业设计说明书（论文）第 15 页共 27 页如图 6所示，对正在旋转的车轮施加制动，随着制动压力的升高，在车轮旋转地相反方向上将产生制动力矩，车轮减小并产生滑移。制动完全解除时，制动力矩消失，车轮从滑动状态开始恢复到滚动状态。车辆行驶时能在最短距离内停车且维持行驶方向稳定性和在下坡时能维持一定车速的能力称为车辆的制动性，它是车辆的主要性能之一。车辆制动时，驾驶员操纵制动器给车轮一制动力矩，即车轮给地面一制动力，由于附着作用，地面反作用力给车轮一制动力，前者称为制动器制动力，后者称为地面制动力。车辆制动过程实际就是地面制动力阻止车轮运动的过程，因此，地面制动力对车辆制动性具有决定性的影响。以一定速度行驶的车辆具有相应的动能和位能，制动过程就是借助于外力，将车辆的动能和位能变为其它形式的能量予以散失。即车轮速度逐步增加至车辆速度。这种单位时间内车轮增加或者减少的变化量叫车轮的加速度或减速度。图 6 车轮的减速度与加速度一般情况下，制动的强度越大，车轮减速度越大；在滑动状态下，解除制动越快，车轮加速度越大。车轮减速度和性本科毕业设计说明书（论文）第 16 页共 27 页图 7 车轮抱死过程分析制动时影响车轮旋转地主要原因是制动力矩和车轮转矩。制动力矩大于车轮转矩时，轮速降低，车轮减速度与制动转矩只差成正比。制动力矩小于车轮转矩时，轮速增加，车轮加速度与轮速转矩和制动力矩只差成正比，图 7所示为车辆制动后，车轮减速度过程与典型的图可知，施加制动力后，制动压力上升，制动力矩随之增大，车轮速度开始降低，滑移率和车轮转矩增大。可以认为在滑移率达到轮转矩和制动力矩是同步增长的。因此，该阶段车轮减速度和制动力矩的速度成正比。但是，继续增大制动力矩，滑移率超过向附着系数s反而下降，车轮转矩也随之减小，与制动力矩之差急剧增大，最终使车轮的速度迅速减小直至车轮抱死。这期间车轮减速度非常大，由车轮抱死过程可知，滑移率够通过制动力矩即通过制动压力来控制车轮稳定旋转。超过轮转速对制动力矩很敏感，不能通过制动压力控制车轮的旋转，车轮很容易抱死。如果把本科毕业设计说明书（论文）第 17 页共 27 页制动过程的滑移率 S 控制在纵向附着系数s可以保持最大值，则制动距离缩短。由公式： L=2 可知：s越大，制动距离式中：滑移率向附着系数p也可以保持较大值，能够确保车辆行驶方向的稳定性和操作性，当超过车轮很容易抱死，所以将0叫稳定区域 19。 3 试验台系统结构和工作原理本科毕业设计说明书（论文）第 18 页共 27 页摩托车制动器性能试验台上装有一套能转的圆盘相当于各种型号摩托车惯性的质量，由于在惯性飞轮上积蓄有能量，这就获得了相当于车辆行驶时的能量。该试验台由调速电机，传动轴，飞轮，制动器支架，被检测部件（操纵装置等组成。其结构原理图如下所示。图 8 防抱死控制器检测试验台原理图机械系统本试验台主要部分包括飞轮组，主轴，键和试验台的总体结构。飞轮组的任务是将摩托车在制动时的惯性质量换算为飞轮的转动惯量，再根据试验台检测需要将转动惯量分成几个等级，以模拟不同车型的制动情况；试验台主轴任务是传递扭矩；键的主要作用是传递扭矩，同时要保证飞轮安装的定心性和导向性，总体结构可参照相关试验台的结构来确定。电机调速系统为使系统操作方便，技术可靠，适应于各种型号摩托车的不同扭矩和转速的要求，主轴转速应采用无级可调节控制系统。根据对电机主轴输出扭矩和转速的要求，本实验台采用试验台的结构试验台主轴上安装有一个有六个孔的法兰盘，通过 6个个直径为 9的通孔德刹车盘连接器来安装盘式制动器的制动盘；在刹车盘的两边是两个轴承座，右边的轴承座连接是一个联轴器和调速电机，左边的轴承座连接的是飞轮。本科毕业设计说明书（论文）第 19 页共 27 页如图：图 9试验台结构试验台工作过程要模拟一辆摩托车的制动工况时，把一个相当于其惯量的飞轮通过键套在试验台的主轴上（通过给飞轮增加质量来模拟不同型号的摩托车），并通过一个螺母来轴向固定飞轮，使其不会左右动。通过调速电机来调整主轴的转速来模拟车轮的转速，当达到一定得转速后，通过施加压力来推动手闸实现制动操作。具体看装配图：本科毕业设计说明书（论文）第 20 页共 27 页图 10 总装图系统的飞轮设计作为防抱死控制器检测试验台一个重要组成部分，即惯性质量模拟系统的合理结合和较高模拟精度是至关重要的。同时要保证其具有模拟惯量选择的连续性，以适应目前任何系列不同质量的摩托车制动器试验的需要。随着摩托车行业的发展，在各系列摩托车质量有较大改变的情况下，本试验台的惯性质量模拟系统只需将活动盘的厚度作适当调整，便能满足要求。 12， 3， 4图 11 飞轮示意图本科毕业设计说明书（论文）第 21 页共 27 页

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