课题五 制动防抱死装置课件

课题五制动防抱死装置一、理论知识1.汽车的制动性

汽车在行驶过程中，强制地减速以至停车且维持行驶方向稳定性的能力称为汽车的制动性。评价制动性能的指标主要有：（1）制动效能——汽车在行驶中，强制减速以至停车的能力称为制动效能。即汽车以一定的初速度制动到停车所产生的：

★制动距离

★制动时间

★制动减速度（2）制动时的方向稳定性汽车在制动时仍能按指定方向的轨迹行驶，即不发生跑偏、侧滑、以及失去转向能力称为制动时的方向稳定性。2.汽车制动时车轮受力分析Ｖ——车速ω——车轮旋转角速度Ｍｊ——惯性力矩Ｍμ——制动阻力矩Ｗ——车轮法向载荷Ｆｚ——地面法向反力Ｔ——车轴对车轮的推力Ｆｘ——地面制动力ｒ——车轮半径ｒω——车轮切向速度，简称轮速

制动蹄与制动鼓（盘）压紧时形成的摩擦力矩Mμ通过车轮作用于地面的切向力——Fμ（2）地面制动力

制动时地面对车轮的切向反作用力——FX（3）地面制动力Fμ、制动器制动力FX及附着力Fφ之间的关系（1）制动器制动力◆附着力——地面对轮胎切向反作用力的极限值Fφ。◆附着力取决于轮胎与路面之间的摩擦作用及路面的抗剪强度。地面制动力、制动器制动力及附着力之间的关系3.硬路面上附着系数φ与滑移率s的关系

（1）制动过程中车轮的三种运动状态

第一阶段：纯滚动，路面印痕与胎面花纹基本一致，车速V=轮速Vω

第二阶段：边滚边滑，路面印痕可以辨认出轮胎花纹，但花纹逐渐模糊。车速V＞轮速Vω

第三阶段：抱死拖滑，路面印痕粗黑。轮速Vω=0若需增大Fx，必须增大F

。F取决于附着系数φ，φ又受滑移率S的影响。（2）滑移率S定义：S=[(V－Vω)/V]×100%=[(V－rω)/V]×100%

式中：v——车速；r——车轮半径；

ω——车轮角速度（3）附着系数φ与滑移率s的关系分析结论：

S＜20%为制动稳定区域；

S＞20%为制动非稳定区域；

将车轮滑移率S控制在20%左右，便可获取最大的纵向附着系数和较大的横向附着系数，是最理想的控制效果。

4.理想的制动控制过程（1）制动开始时，让制动压力迅速增大，使S上升至20%所需时间最短，以便获取最短的制动距离和方向稳定性。（2）制动过程中：

当S上升稍大于20%时，对制动轮迅速而适当降低制动压力，使S迅速下降到20%；

当S下降稍小于20%时，对制动轮迅速而适当增大制动压力，使S迅速上升到20%。结论：

车轮在制动过程中，以5～10次/秒的频率进行增压、保压、减压的不断切换，使S稳定在20%是最理想的制动控制过程。二、概述1.定义：

制动防抱死系统（ABS，Anti-lockBrakingSystem），是防止制动过程中，车轮被完全抱死，保持方向稳定性和转向操作能力，并缩短操作距离的装置。2.功用：保证汽车在任何路面上进行紧急制动时，自动控制和调节车轮制动力，防止车轮完全抱死，从而得到最佳制动效果。三、ABS的基本组成与工作原理1.组成ABS是在传统制动基础上，又增设如下装置：

☆车轮轮速传感器

☆电子控制单元ECU

☆制动压力调节器

☆ABS警告灯几点说明：

1、ABS是在常规制动基础上工作，制动中车轮未抱死时，与常规制动相同；车轮趋于抱死时，ABS才工作，ECU控制制动压力调节器对分泵制动压力进行调节。

2、ABS工作的汽车车速必须大于5Km/h，若低于该车速，制动时车轮仍可能抱死。

3、常规制动系统出故障，ABS随之失去控制作用；ABS出故障，ECU自动关闭ABS，同时ABS警告灯点亮并存储故障码，但常规制动系统仍可正常工作。2.工作原理：

在汽车以大于或等于20公里/小时车速运行过程中，驾驶员踩下制动踏板紧急制动时，ABS系统的控制单元（ABSECU）接收到制动灯开关接通信号，由装在车轮上的转速传感器采集4个车轮的转速信号，送到ABS控制单元计算出每个车轮的线速度和车速进而推算出车辆的减速度及车轮的滑移率判断车轮是否有抱死的趋势。

ABS工作过程可以分为常规制动、制动压力保持、制动压力减少和制动压力增大。

图10-4ABS液压泵电动机1、建压阶段：制动时，通过助力器和总泵建立制动压力。此时常开阀打开，常闭阀关闭，制动压力进入车轮制动器，车轮转速迅速降低，直到ABS电子控制单元通过转速传感器识别出车轮有抱死的倾向为止。图10-5建压阶段状态示意图2、保压阶段：ABS电子控制单元通过转速传感器得到的信号识别出车轮有抱死的倾向时，即向液压控制单元发出控制信号关闭常开阀，此时常闭阀仍然关闭，使制动器中的压力保持不变。图10-6保压阶段状态示意图3、降压阶段：

在制动压力保持不变后，控制单元还不断检测车轮转速信号，若判断出车轮仍有抱死倾向时，ABS电子控制单元立即向液压控制单元发出控制信号打开常闭阀，起动液压泵工作，制动液从制动器经低压蓄能器被送回到制动总泵，制动压力降低，制动踏板微量顶起，车轮抱死程度降低，车轮转速开始上升。图10-7降压阶段状态示意图4、增压状态为了取得最佳的制动效果，当车轮达到一定转速后，ABS电子控制单元再次命令常开阀打开，常闭阀关闭。随着制动压力增加，车轮再次被制动和减速。图10-8增压阶段状态示意图flash小结本节