ABS液壓制動(dòng)系統(tǒng)汽車防抱死系統(tǒng)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙和文檔資料】

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In recent years, Chinas independent automobile brand has gradually been recognized by people. More and more people choose their own brand cars because of their reliable performance, high safety factor and low price. For the automobile industry, the most important system of an automobile is the braking system. Because braking is related to peoples life safety. In recent years, the accidents of braking failure are also emerging. From the requirements of national laws and regulations to the development of enterprises, the braking system research of automobiles is particularly important, and the emergence of passive safety system greatly improves the safety factor of automobiles. The application of anti-lock braking system provides the direction for the development of automobile braking, so the research of anti-lock braking system is particularly important. In this design, the anti-lock braking system of hydraulic brake vehicle is mainly designed. In the design process, the development of Hydraulic Anti-lock braking system is analyzed, and the overall design of anti-lock braking system is carried out according to the development situation at home and abroad and the classification of anti-lock braking system. The distribution of braking force, braking efficiency, braking moment and other parameters are calculated. The ABS system is plotted by CAD drawing software and modeled and analyzed by CATIA three-dimensional software. Final completion of the design instructions. Key words: anti-lock braking system; safety performance; ABS actuator; brake; brake force;目 錄摘 要1Abstract2第一章 緒論51.1課題研究的目的與意義51.2液壓防抱死系統(tǒng)的簡(jiǎn)介51.3 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r61.4 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展方向71.5 研究的方法及技術(shù)路線71.5.1研究方法71.5.2研究技術(shù)路線7第二章 總體設(shè)計(jì)52.1 汽車制動(dòng)過(guò)程的分析82.1.1 制動(dòng)時(shí)汽車受力分析82.1.2 車輪抱死時(shí)運(yùn)動(dòng)分析92.2側(cè)滑的分析112.3附著系數(shù)的分析112.5 采用防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)分析142.6 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)介入工況15第三章 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)主要零部件的設(shè)計(jì)1631 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的布置形式163.2 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的組成193.3.1霍爾傳感器的設(shè)計(jì)223.3.2傳感器齒盤的設(shè)計(jì)2234 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的壓力分配23第四章 制動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算244.1 分配基礎(chǔ)制動(dòng)力244.2 同步附著系數(shù)的選擇244.3 制動(dòng)力矩的計(jì)算244.4 制動(dòng)因數(shù)的確定254.5 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算254.5.1 制動(dòng)輪缸的計(jì)算254.5.2 制動(dòng)主缸的計(jì)算264.5.3 制動(dòng)力的計(jì)算274.6制動(dòng)盤直徑設(shè)計(jì)284.7制動(dòng)盤厚度設(shè)計(jì)284.8摩擦襯塊設(shè)計(jì)284.9 制動(dòng)器壓力的計(jì)算284.9.1磨損特性分析284.9.2熱容量的核算294.9.3 制動(dòng)力矩的計(jì)算30總 結(jié)31參考文獻(xiàn)33致 謝35第一章 緒論1.1課題研究的目的與意義制動(dòng)系統(tǒng)是每輛車的必備系統(tǒng)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)公路建設(shè)逐步形成了運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)。此外，為了滿足人們的需要，方便人們生活，高速公路的限速越來(lái)越高。高速公路部分路段已達(dá)到120公里/小時(shí)，對(duì)于汽車廠來(lái)說(shuō)，發(fā)展高性能、快速的汽車是一種趨勢(shì)。但不管多快，緊急停車和減速是最重要的。因此，它關(guān)系到人身安全。每輛車投入市場(chǎng)生產(chǎn)前，必須進(jìn)行車輛可靠性路考和國(guó)家法律法規(guī)的申報(bào)，制動(dòng)時(shí)間和制動(dòng)距離的測(cè)試是必不可少的。這就是剎車的作用。任何汽車都必須有兩個(gè)獨(dú)立的制動(dòng)機(jī)構(gòu)。主要包括兩種制動(dòng)：行車制動(dòng)和駐車制動(dòng)。行車制動(dòng)裝置主要用于在各種路況和緊急情況下減速或停車。該機(jī)構(gòu)主要由駕駛員踏板控制。駐車制動(dòng)主要是車輛在停車或半坡起步時(shí)為防止車輛打滑而采用的制動(dòng)裝置。目前，停車制動(dòng)裝置主要有手動(dòng)停車、電子停車、自動(dòng)停車等。該機(jī)構(gòu)主要通過(guò)駕駛員的手動(dòng)操作或車輛電子控制系統(tǒng)的自動(dòng)識(shí)別來(lái)實(shí)現(xiàn)。在一些山區(qū)或斜坡上，駐車制動(dòng)是必不可少的。另外，在一些特殊車輛上還設(shè)有緊急制動(dòng)、輔助制動(dòng)等機(jī)構(gòu)或系統(tǒng)，以保證車輛和人員的安全1.2液壓防抱死系統(tǒng)的簡(jiǎn)介 任何一個(gè)曾經(jīng)駕駛過(guò)汽車的人都有這樣的經(jīng)歷：當(dāng)汽車在浸水的瀝青路上或冰雪路上剎車時(shí)，車燈會(huì)側(cè)滑、掉頭、甩尾甚至劇烈旋轉(zhuǎn)。如果制動(dòng)力太大，車輪將被鎖定。當(dāng)車輛的方向失控時(shí)，如果彎道不是彎道，可以滑出路邊或進(jìn)入對(duì)面車道。即使不是彎道，也無(wú)法避免障礙物。造成這些危險(xiǎn)情況的原因是汽車的車輪在制動(dòng)過(guò)程中被鎖住了。此時(shí)，車輪相對(duì)于路面的運(yùn)動(dòng)不再是滾動(dòng)，而是滑動(dòng)。作用在輪胎上的側(cè)向滑動(dòng)摩擦力和縱向制動(dòng)力變得非常小。路面越滑，車輪就越容易?？傊?，如果車輪在制動(dòng)過(guò)程中抱死，會(huì)產(chǎn)生以下不利影響：方向失控、側(cè)滑、甩尾、甚至翻車；制動(dòng)效率降低，制動(dòng)距離延長(zhǎng)；輪胎過(guò)度磨損，導(dǎo)致“小癟”甚至爆胎。此外，ABS使用方便、可靠。ABS的使用與普通制動(dòng)系統(tǒng)幾乎相同。緊急制動(dòng)時(shí)，只有踩下制動(dòng)踏板，ABS才會(huì)根據(jù)情況進(jìn)入工作狀態(tài)。即使路面很滑，ABS也會(huì)將制動(dòng)狀態(tài)保持在最佳狀態(tài)。ABS采用計(jì)算機(jī)控制車輪制動(dòng)力，充分發(fā)揮制動(dòng)效率，提高制動(dòng)減速度，縮短制動(dòng)距離，有效提高車輛制動(dòng)穩(wěn)定性，防止車輛側(cè)滑和尾擺，減少事故發(fā)生，是提高車輛行駛安全性的有效措施。鎮(zhèn)定。目前，ABS已廣泛應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外高檔轎車和客車。1.3 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩rABS裝置最早應(yīng)用在飛機(jī)和火車上，而在汽車上的應(yīng)用比較晚。鐵路機(jī)車在制動(dòng)時(shí)如果制動(dòng)強(qiáng)度過(guò)大，車輪就會(huì)很容易抱死在平滑的軌道上滑行。由于車輪和軌道的摩擦，就會(huì)在車輪外圓上磨出一些小平面，小平面產(chǎn)生后，車輪就不能平穩(wěn)地行駛，產(chǎn)生噪聲和掙動(dòng)。1908年英國(guó)工程師J. E. Francis提出了“鐵路車輛車輪抱死滑動(dòng)控制器”理論，但卻無(wú)法將它實(shí)用化。接下來(lái)的30年中，包括Karl Wessel的“剎車力控制器”、Werner Mhl的“液壓剎車安全裝置”與Richard Trappe的“車輪抱死防止器”等嘗試都宣告失敗。在1941年出版的汽車科技手冊(cè)中寫到：“到現(xiàn)在為止，任何通過(guò)機(jī)械裝置防止車輪抱死危險(xiǎn)的嘗試皆尚未成功，當(dāng)這項(xiàng)裝置成功的那一天，即是交通安全史上的一個(gè)重要里程碑”，可惜該書的作者恐怕沒(méi)想到這一天竟還要再等30年之久。在其誕生的前三年，ABS系統(tǒng)因成本過(guò)高而無(wú)法開(kāi)拓市場(chǎng)。從1978年到1980年底，博世僅銷售了24000套ABS系統(tǒng)。幸運(yùn)的是，它在第二年增長(zhǎng)到了76000臺(tái)。在市場(chǎng)的積極響應(yīng)下，博世開(kāi)始了TCS可追溯控制系統(tǒng)的研發(fā)計(jì)劃。1983年引進(jìn)的ABS 2S系統(tǒng)的重量從5.5公斤降到了4.3公斤，控制部件的數(shù)量也降到了70個(gè)。到1985年中期，世界上超過(guò)1%的新車首次配備了ABS系統(tǒng)。通用汽車還決定將ABS列為其主要雪佛蘭標(biāo)準(zhǔn)。圖1-1 BOSCH防抱死制動(dòng)系統(tǒng)1.4 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展方向ABS控制技術(shù)的改進(jìn)?，F(xiàn)代汽車防抱死制動(dòng)裝置大多由計(jì)算機(jī)控制，這也反映了現(xiàn)代汽車制動(dòng)系統(tǒng)向電子化方向發(fā)展的趨勢(shì)?；谵D(zhuǎn)差率的控制算法易于實(shí)現(xiàn)連續(xù)控制，具有非常清晰的理論指導(dǎo)意義，但制約其發(fā)展的瓶頸主要是實(shí)現(xiàn)成本。隨著尺寸更小、價(jià)格更低、可靠性更高的速度傳感器的出現(xiàn)，在ABS系統(tǒng)中增加速度傳感器、準(zhǔn)確快速地確定車輪打滑率成為可能。隨著汽車技術(shù)含量的不斷提高，控制系統(tǒng)的總線技術(shù)不可避免地會(huì)產(chǎn)生龐大的布線系統(tǒng)。因此，有必要采用總線結(jié)構(gòu)將各個(gè)系統(tǒng)連接起來(lái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)和資源信息的實(shí)時(shí)共享，減少傳感器的數(shù)量，從而降低整車成本，朝著系統(tǒng)集成的方向發(fā)展。目前，CAN控制器局域網(wǎng)（CAN控制器局域網(wǎng)）主要用于汽車內(nèi)部測(cè)量和執(zhí)行部件之間的數(shù)據(jù)通信協(xié)議。1.5 研究的方法及技術(shù)路線1.5.1研究方法（1）通過(guò)查閱相關(guān)資料，掌握防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的主要參數(shù)。（2）結(jié)合現(xiàn)有防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)，確定了防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)方案，并分析了現(xiàn)有裝置的缺點(diǎn)。（3）對(duì)設(shè)計(jì)的防抱死制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行修改和優(yōu)化，最終設(shè)計(jì)出滿足要求的防抱死制動(dòng)系統(tǒng)。1.5.2研究技術(shù)路線（1）根據(jù)標(biāo)題和原始數(shù)據(jù)，可以查閱相關(guān)資料，了解國(guó)內(nèi)外防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和前景，撰寫文獻(xiàn)綜述和專題報(bào)告。（2）根據(jù)產(chǎn)品功能和技術(shù)要求，提出各種設(shè)計(jì)方案，對(duì)各種方案進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，從中選擇較好的方案，對(duì)所選方案進(jìn)行進(jìn)一步修改或優(yōu)化，最終確定總體設(shè)計(jì)方案。（3）具體設(shè)計(jì)汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)裝置、工作裝置等。 （4）對(duì)所設(shè)計(jì)的機(jī)械結(jié)構(gòu)中的重要零件進(jìn)行校核計(jì)算，保證設(shè)計(jì)的合理性和可行性。；（5）繪制零件圖、裝配圖，完成要求的圖紙量；（6）整理各項(xiàng)設(shè)計(jì)資料，撰寫論文。第二章 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的總體方案確定2.1 汽車制動(dòng)過(guò)程的分析2.1.1 制動(dòng)時(shí)汽車受力分析在制動(dòng)過(guò)程中，汽車主要受地面對(duì)汽車的作用力、風(fēng)的阻力和自身重力的影響。地面作用在車輛上的力分為垂直于車輪地面的支撐力和平行于車輪地面的力。當(dāng)車輛直線行駛時(shí)，受到橫向外部干擾和轉(zhuǎn)向的影響，地面對(duì)車輛的作用力如圖2-1所示。fx是作用在每個(gè)車輪上的地面制動(dòng)力。其大小取決于路面的縱向附著系數(shù)和車輪上的載荷。所有車輪上的地面制動(dòng)力之和作為車輛的總地面制動(dòng)力，從而縮短了車輛的制動(dòng)時(shí)間速度和停止的主要力量。fy是地面作用于每個(gè)車輪的側(cè)向滑動(dòng)摩擦力。側(cè)滑摩擦力的大小取決于側(cè)向附著系數(shù)和車輪上的載荷。當(dāng)車輪抱死時(shí)，側(cè)滑摩擦力會(huì)變得非常小，幾乎為零。當(dāng)車輛在直線上制動(dòng)時(shí)，如果受到橫向干擾，如側(cè)風(fēng)或不平路面，車輛將產(chǎn)生側(cè)滑摩擦，以保持車輛的直線方向，如圖2-1（a）所示圖2-1 汽車直線和轉(zhuǎn)彎制動(dòng)時(shí)的平面受力簡(jiǎn)圖2.1.2 車輪抱死時(shí)運(yùn)動(dòng)分析當(dāng)車輪抱死時(shí)，汽車的側(cè)滑摩擦力會(huì)變得非常小，從而使制動(dòng)時(shí)保持汽車方向操縱性和方向穩(wěn)定性的轉(zhuǎn)向力和側(cè)向力變得非常小，使汽車在制動(dòng)時(shí)出現(xiàn)一些危險(xiǎn)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。對(duì)于ABS系統(tǒng)，必須防止這些危險(xiǎn)情況發(fā)生。下面從直線和路面轉(zhuǎn)彎制動(dòng)兩個(gè)方面簡(jiǎn)要論述了車輪抱死時(shí)汽車的運(yùn)動(dòng)。從以上對(duì)這些危險(xiǎn)運(yùn)動(dòng)的分析可以看出，在制動(dòng)過(guò)程中車輪抱死會(huì)導(dǎo)致車輛發(fā)生各種危險(xiǎn)運(yùn)動(dòng)。本質(zhì)上，車輛失去側(cè)滑摩擦力，以保持其方向穩(wěn)定性和方向機(jī)動(dòng)性。也就是說(shuō)，由于車輪抱死，車輛的側(cè)滑摩擦力為零。車輪抱死程度與地面制動(dòng)力和車輛側(cè)滑摩擦力有一定的關(guān)系。防抱死制動(dòng)系統(tǒng)能夠防止車輛在制動(dòng)時(shí)發(fā)生危險(xiǎn)運(yùn)動(dòng)的原因是根據(jù)這一關(guān)系調(diào)整車輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，以避免側(cè)滑摩擦力為零。圖2-2 汽車直線制動(dòng)車輪抱死時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況圖2-3 汽車轉(zhuǎn)彎制動(dòng)車輪抱死時(shí)的運(yùn)動(dòng)情況2.2側(cè)滑的分析汽車制動(dòng)過(guò)程中的阻力一般有兩種：一種是制動(dòng)片與制動(dòng)鼓或制動(dòng)盤之間的摩擦阻力，稱為制動(dòng)系統(tǒng)的阻力。由于它在制動(dòng)時(shí)提供制動(dòng)力，又稱制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)力；另一種是輪胎與路面之間的摩擦阻力，又稱地面制動(dòng)力。地面對(duì)輪胎的切向反作用力的極限值稱為輪胎路面附著力，等于地面對(duì)輪胎的法向反作用力與輪胎路面附著系數(shù)的乘積。如果制動(dòng)力小于輪胎-道路附著力，則汽車制動(dòng)力時(shí)會(huì)保持穩(wěn)定狀態(tài)，反之，如果制動(dòng)力大于輪胎-道路附著力，則汽車制動(dòng)力時(shí)會(huì)出現(xiàn)車輪抱死和滑動(dòng)。地面制動(dòng)力受地面附著系數(shù)的限制。當(dāng)制動(dòng)產(chǎn)生的制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)力增大到一定值（大于粘著）時(shí)，輪胎會(huì)在地面上打滑。汽車的實(shí)際速度與車輪滾動(dòng)的圓周速度之差稱為車輪的滑動(dòng)率?；坡蔛的定義式為: -（2-3） 式中:S 滑移率;Vt 汽車的理論速度(車輪中心的速度) ; 汽車車輪的角速度;r 汽車車輪的滾動(dòng)半徑。由公式可以看出，當(dāng)車輪中心速度（即實(shí)際車速）Vt等于車輪角速度_與車輪滾動(dòng)半徑r的乘積時(shí)，滑移率為零（s=0），車輪為純滾動(dòng)；當(dāng)_0，s=100%時(shí)，車輪完全抱死并滑動(dòng)；當(dāng)0s100%，輪子既滾動(dòng)又滑動(dòng)。2.3附著系數(shù)的分析圖2-4顯示了具有滑移率的車輪和路面的縱向和橫向粘著系數(shù)的典型曲線。當(dāng)輪胎純滾動(dòng)時(shí)，縱向附著系數(shù)為零；當(dāng)滑移率為15%-30%時(shí)，縱向附著數(shù)達(dá)到峰值；當(dāng)滑移率繼續(xù)增加時(shí)，縱向附著系數(shù)繼續(xù)下降，直至車輪抱死（S=100%），縱向附著系數(shù)Dr操作到較低的值。此外，隨著滑移率的增加，側(cè)向粘結(jié)系數(shù)也急劇降低。當(dāng)車輪鎖定時(shí)，橫向附著系數(shù)幾乎為零。從圖1可以看出，如果車輪打滑率可以控制在15%-30%的范圍內(nèi)，縱向附著系數(shù)可以接近峰值，也可以考慮較大的橫向附著系數(shù)。這樣，車輛可以獲得最佳的制動(dòng)效率和方向穩(wěn)定性。ABS是基于這一原則。圖2-4 滑移率與附著系數(shù)關(guān)系試驗(yàn)表明，路面附著系數(shù)與車輪結(jié)構(gòu)、材料、路面形狀和材料有關(guān)。道路附著系數(shù)隨性能的不同而變化較大。圖2.5顯示了不同類型路面的滑動(dòng)率和縱向附著系數(shù)之間的關(guān)系。 圖2-5 不同路面上縱向、側(cè)向附著系數(shù)與滑移率關(guān)系曲線從圖2-5可以看出，各種道路的總體變化趨勢(shì)是一致的?；坡逝c縱向附著系數(shù)的關(guān)系曲線隨路面類型的不同而變化，峰值滑移率隨路面類型的不同而變化?？v向附著系數(shù)曲線對(duì)應(yīng)于不同路面類型，峰值附著系數(shù)后隨不同速度下降，干路面略有下降，濕路面略有下降。一般情況下，干洗平整水泥瀝青路面的垂直峰值粘著力系數(shù)高達(dá)0.8-0.9，冰雪路面的垂直峰值粘著力系數(shù)低達(dá)0.1-0.2。如果不同路面類型的差異明顯，在設(shè)計(jì)ABS系統(tǒng)控制方法時(shí)必須考慮不同的控制目標(biāo)和策略。如果同一類型道路上車輛制動(dòng)的初始速度不同，縱向附著系數(shù)與車輪滑移率的關(guān)系曲線將略有不同。制動(dòng)速度越高，車輪的縱向附著系數(shù)越低。但是，在同一路面上以不同的初始制動(dòng)速度制動(dòng)時(shí)，車輪的滑移率曲線變化不大。2.4 制動(dòng)時(shí)車輪運(yùn)動(dòng)分析制動(dòng)過(guò)程單輪受力如圖2-6所示。 圖 2-6 制動(dòng)過(guò)程車輪受力簡(jiǎn)圖制動(dòng)輪的軸荷與支承力n平衡，制動(dòng)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量j、半徑r:、軸平動(dòng)速度v、旋轉(zhuǎn)角速度和制動(dòng)力矩m通常與車輪的制動(dòng)壓力成正比，并有地面制動(dòng)力。緊急制動(dòng)時(shí)不考慮滑動(dòng)阻力。然后有Mr=Jddt=M-Fbr=Kp-Fbr-2-4Fb=Fs-2-5制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)力遠(yuǎn)大于空氣阻力和滾動(dòng)阻力，分別為右前輪和后輪制動(dòng)力，車輛初始速度為m（重力g），質(zhì)心c到前后軸距離，軸距l(xiāng)，軸距b，質(zhì)心高h(yuǎn)g，車輛制動(dòng)減速a。是 mdvdt=Fb1l+Fb2r+Fb2l+Fb2r-2-6前軸載荷 N1=Gl2L+dVdthgLg-2-7后軸載荷 N2=Gl1L-dVdthgLg-2-8制動(dòng)時(shí)附加轉(zhuǎn)向力矩Ms=Fb1l+Fb2l-Fb1r+Fb2rB=Fb1l-Fb1r+Fb2l-Fb2r-2-9V=v0+0tdVdtdt-2-10 公式（2-4）表明，調(diào)整制動(dòng)壓力可以改變車輪的角減速度。公式（2-10）計(jì)算制動(dòng)時(shí)的瞬時(shí)速度v，計(jì)算車輪的打滑率，公式（2-7）（2-8）和軸荷可以判斷道路附著系數(shù)，并對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。因此，ABS可以使用dw/dt（角加速度）或轉(zhuǎn)差率s，或轉(zhuǎn)差率和角加速度的組合作為控制參數(shù)。2.5 采用防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)分析直線行駛時(shí)，汽車突然剎車，車輪抱死，汽車仍在向前滑動(dòng)，輪胎和地面發(fā)出可怕的摩擦聲，汽車終于停了下來(lái)。在日常生活中，我們可能會(huì)遇到這種現(xiàn)象。如果一輛車發(fā)生了交通事故，交警在到達(dá)后總是檢查車輛的剎車痕跡，以確定司機(jī)在事故中是否采取了剎車措施。然后測(cè)量制動(dòng)距離，看制動(dòng)效果是否良好。當(dāng)輪胎的滑移率在8%到25%之間時(shí)，輪胎與胎面之間的摩擦（粘著）最大。如果輪胎的打滑率太大，則會(huì)降低粘合力。如果駕駛員在制動(dòng)時(shí)能控制輪胎的打滑率，使其保持在8%-25%的范圍內(nèi)，那么汽車將在較短的制動(dòng)距離內(nèi)停車。上面的驅(qū)動(dòng)程序做不到的很多事情都可以通過(guò)傳感器來(lái)完成。計(jì)算機(jī)很容易對(duì)傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、判斷和轉(zhuǎn)換，為執(zhí)行機(jī)構(gòu)提供必要的信息。在機(jī)械結(jié)構(gòu)中，按計(jì)算機(jī)指令進(jìn)行操作并不是一個(gè)大問(wèn)題。ABS系統(tǒng)調(diào)節(jié)每個(gè)車輪制動(dòng)缸的制動(dòng)液壓，以防止車輪因過(guò)度制動(dòng)而隨時(shí)抱死。當(dāng)無(wú)法再固定車輪時(shí)，恢復(fù)正常壓力?；坡士刂圃谝欢ǚ秶鷥?nèi)。這不僅提高了車輛的穩(wěn)定性，增強(qiáng)了車輛方向的可控性，而且縮短了制動(dòng)距離。2.6 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)介入工況 ABS系統(tǒng)是通過(guò)在制動(dòng)時(shí)按一定規(guī)律不斷改變制動(dòng)液壓力使車輪不產(chǎn)生抱死狀態(tài)的。這種對(duì)制動(dòng)液壓力的改變過(guò)程實(shí)際上就是ABS系統(tǒng)控制方法實(shí)施的過(guò)程。下面以基于車輪加減速度邏輯門限值的控制方法對(duì)直線單一路面的制動(dòng)過(guò)程的控制為例，簡(jiǎn)單說(shuō)明ABS的基本工作原理。 制動(dòng)時(shí)ABS系統(tǒng)對(duì)制動(dòng)油壓的控制過(guò)程如圖2-7所示。當(dāng)汽車開(kāi)始制動(dòng)時(shí)，駕駛員踩下制動(dòng)踏板，制動(dòng)管路中的油壓從零開(kāi)始上升。制動(dòng)器在車輪上產(chǎn)生制動(dòng)力矩，地面制動(dòng)力使汽車和車輪開(kāi)始減速。在ABS中，每個(gè)車輪都裝有一個(gè)速度傳感器，每個(gè)車輪的速度信號(hào)輸入到電子控制單元ECU中。電子控制單元根據(jù)每個(gè)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)傳感器的輸入信號(hào)對(duì)每個(gè)車輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和判斷，并形成相應(yīng)的控制指令。制動(dòng)調(diào)壓裝置主要由壓電電磁閥總成、電動(dòng)泵總成、儲(chǔ)液罐等組成，通過(guò)制動(dòng)管路與主制動(dòng)缸和各制動(dòng)輪缸連接。制動(dòng)調(diào)壓裝置由電子控制裝置控制，調(diào)節(jié)各制動(dòng)輪缸的制動(dòng)壓力。圖2-7 基于車輪加減速度邏輯門限值控制方法的ABS系統(tǒng)油壓控制循環(huán)圖第三章 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)主要零部件的設(shè)計(jì)31 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的布置形式在ABC系統(tǒng)中，有能力獨(dú)立調(diào)節(jié)剎車壓力的制動(dòng)通道叫做控制通道。如果車輪上的剎車壓力可以單獨(dú)調(diào)節(jié)，則可調(diào)整地面剎車壓力。如果兩個(gè)（或兩個(gè)以上）輪上的剎車壓力共同調(diào)節(jié)，則稱為同一個(gè)。制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)是確保大離合器輪不致有剎車鎖閉，這叫做按你的原則控制。高選擇性；如果對(duì)制動(dòng)壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)是確保小附著力輪胎不致發(fā)生制動(dòng)鎖閉，那么這種調(diào)節(jié)叫做控制ABC由四個(gè)渠道，三個(gè)渠道，兩個(gè)渠道和一個(gè)渠道組成，其配置各不相同。我愿意。然而，由于一次通過(guò)的ABC可以大大提高車輛制動(dòng)過(guò)程中的線路穩(wěn)定性，并具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單和低成本優(yōu)勢(shì)，廣泛使用坐在轎車?yán)铩?3.2 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的組成 ABS系統(tǒng)主要由三個(gè)組成部分組成：傳感器、電子控制裝置和電磁閥門。這些傳感器通常安裝在輪子上，以測(cè)量輪子的轉(zhuǎn)速，通常是電磁的。傳感器的輪子，通常是符合ECU電壓要求的矩形波，然后將程序合并到ECU中，以確定每一輪剎車液的壓力如何與每一輪的速度匹配和傳送？a與每輪電壓控制單元相應(yīng)的控制單元。液壓控制單元接受信號(hào)并調(diào)整輪胎的壓力。傳感器的作用是向ECU提供輪胎運(yùn)動(dòng)的信息，ECU爪哇由ABC控制中心操作，向ECU固化過(guò)程實(shí)際上是ABC控制方法，液壓元件是ABC控制方法的執(zhí)行機(jī)。構(gòu)。 3-2（a） ABS系統(tǒng)的組成（分置式）1、前輪速度傳感器 2、制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置 3、ABS電控單元 4、ABS警告燈 5、后輪速度傳感器 6、停車燈開(kāi)關(guān) 7、制動(dòng)主缸 8、比例分配閥 9、制動(dòng)輪缸 10、蓄電池 11、點(diǎn)火開(kāi)關(guān)3-2（b）系統(tǒng)原理結(jié)構(gòu)框圖 圖 3-2 ABS系統(tǒng)的組成輪子速度傳感器是汽車車輪速度控制元件，產(chǎn)生近似正弦電信信號(hào)，與車速成正比電子控制單元是整個(gè)剎車系統(tǒng)的中心控制部件短路，它通過(guò)計(jì)算符合邏輯判斷的電氣信號(hào)，接受輪子速度傳感器的信號(hào)頻率，并操縱電磁在質(zhì)的意義上，當(dāng)車輪的滑移速度沒(méi)有控制，ECU發(fā)出控制信號(hào)，指示打開(kāi)或關(guān)閉打開(kāi)電磁閥，這樣做可以控制制動(dòng)缸的壓力，以提高或降低車輪的速度，控制車輪在一定限度內(nèi)的轉(zhuǎn)速，并為車輛提供安全可靠的制動(dòng)。圖3和圖3顯示了電子控制模塊的原理。電磁閥是一個(gè)夾子式剎車系統(tǒng)的操作部件，如果您不知道的話?？刂葡到y(tǒng)符合正常的制動(dòng)系統(tǒng)，并產(chǎn)生最大的直接輸出制動(dòng)壓力；當(dāng)ECU發(fā)送一個(gè)在電磁閥的控制下，電磁閥的作用調(diào)節(jié)圓柱體的壓力，以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)輪的運(yùn)動(dòng)速度，使轉(zhuǎn)輪在峰值區(qū)附近流動(dòng)，但沒(méi)有到達(dá)峰值區(qū)。鑒于霍爾傳感器的比較優(yōu)點(diǎn)，本設(shè)計(jì)采用霍爾輪速傳感器。3.3.1霍爾傳感器的設(shè)計(jì)本系統(tǒng)采用的是三通道四傳感器布置形式，需要四個(gè)傳感器?；魻杺鞲衅鞯慕M成：傳感頭，齒圈。傳感頭由永磁體霍爾元件和電子電路組成。3.3.2傳感器齒盤的設(shè)計(jì) 根據(jù)傳感器的測(cè)量范圍，在設(shè)計(jì)與其配合的齒盤時(shí)應(yīng)保證產(chǎn)生的輪速信號(hào)頻率在這個(gè)范圍內(nèi)，而這個(gè)頻率是由車輪的輪速和齒盤齒數(shù)決定的。 ABS控制轉(zhuǎn)速為：5KM/H300KM/H 傳感器采集數(shù)據(jù)頻率：1HZ100KHZ 車速的計(jì)算公式： 式中：r-車輪的半徑 z-齒圈齒數(shù) f-頻率對(duì)于確定的系統(tǒng)，為確定的常數(shù)。計(jì)算齒數(shù)的范圍： 本系統(tǒng)擬選定齒數(shù)為100個(gè)。 在輪速傳感器的齒盤的外直徑和齒數(shù)確定以后，齒盤的齒頂寬和齒槽寬外圓之和就可如下計(jì)算：34 防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的壓力分配 液壓調(diào)節(jié)器工作原理如圖3-10所示。圖3-10 液壓調(diào)節(jié)器工作原理圖1、助力器 2、主缸 3、三位三通電磁閥 4、回液泵5、限位閥6、電動(dòng)機(jī) 7、回液過(guò)濾器 8、油箱9、制動(dòng)器第四章 制動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算4.1 分配基礎(chǔ)制動(dòng)力 根據(jù)公式： （4.1）得：式中：L2為質(zhì)心位置； hg為質(zhì)心高度； L為軸距4.2 同步附著系數(shù)的選擇同步耦合因子是車輛結(jié)構(gòu)參數(shù)確定的車輛制動(dòng)性能的一個(gè)重要參數(shù)。制動(dòng)力分配系數(shù)的實(shí)際制動(dòng)力分布線位于綜合安全分遣隊(duì)理想曲線的第一交點(diǎn)。車輛制動(dòng)強(qiáng)度：對(duì)于有固定的前輪和前輪剎車的車輛，只有在粘貼系數(shù)等于同步粘貼系數(shù)的道路上，前輪和前輪才能同時(shí)被阻擋。如果車輛在不同的情況下停下來(lái)。這是一個(gè)計(jì)劃，可能有以下三種情況：。（1）：剎車前前輪始終鎖定。這是一個(gè)穩(wěn)定的工作條件。（2）當(dāng)時(shí)制動(dòng)器一直鎖定時(shí)，后橋首先被鎖定，容易發(fā)生后軸打滑，導(dǎo)致車輛失去方向穩(wěn)定性。（3）當(dāng)時(shí)：制動(dòng)時(shí)前輪和后輪鎖定在一起，這是一個(gè)穩(wěn)定的工作狀態(tài)，但也失去了轉(zhuǎn)向能力。 （4.2）故取=0.64.3 制動(dòng)力矩的計(jì)算由輪胎與路面附著系數(shù)所決定的前后軸最大附著力矩： （4.3）式中：該車所能遇到的最大附著系數(shù)；q制動(dòng)強(qiáng)度；車輪有效半徑；最大制動(dòng)力矩；G汽車滿載質(zhì)量；L汽車軸距；q=0.66 制動(dòng)力矩為1010N.m4.4 制動(dòng)因數(shù)的確定制動(dòng)器因數(shù)定義為在制動(dòng)盤的作用半徑上所產(chǎn)生的摩擦力與輸入力之比，即 （4.4）式中：制動(dòng)器的摩擦力矩； 制動(dòng)盤的作用半徑； 輸入力，一般取加于兩制動(dòng)蹄的張開(kāi)力的平均值輸入力。對(duì)于鉗盤式制動(dòng)器，設(shè)兩側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤的壓緊力均為P，即制動(dòng)盤在其兩側(cè)的作用半徑上所受的摩擦力為2,此處為盤與制動(dòng)襯塊餓摩擦系數(shù)，于鉗盤式制動(dòng)器的制動(dòng)器因數(shù)為 （4.5）f取0.5得BF=20.5=14.5 液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算4.5.1 制動(dòng)輪缸的計(jì)算前輪制動(dòng)輪缸直徑與工作容積的設(shè)計(jì)計(jì)算 （4.6）式中：p考慮到制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置作用下的輪缸或灌錄液壓，p=8Mp12Mp.取p=10Mp查Santana3000轎車使用與維護(hù)手冊(cè)得P=19625N得=50mm根據(jù)GB7524-87標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸中選取,因此輪缸直徑為50mm。一個(gè)輪缸的工作容積 （4.7）式中：一個(gè)輪缸活塞的直徑；n 輪缸活塞的數(shù)目；一個(gè)輪缸完全制動(dòng)時(shí)的行程： （4.8）取=2mm消除制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓間的間隙所需的輪缸活塞行程。由于摩擦襯片變形而引起的輪缸活塞。，分別為鼓式制動(dòng)器的變形與制動(dòng)鼓的變形而引起的輪缸活塞行程。得一個(gè)輪缸的工作容積=3925mm全部輪缸的工作容積 （4.9）式中：m輪缸的數(shù)目；V=2V+2V=22826+23925=13502mm4.5.2 制動(dòng)主缸的計(jì)算制動(dòng)主缸應(yīng)有的工作容積 （4.10）式中：V全部輪缸的總的工作容積；制動(dòng)軟管在掖壓下變形而引起的容積增量；V=13502mm轎車的制動(dòng)主缸的工作容積可取為=1.1V=1.113502=14852.2 mm主缸直徑和活塞行程S （4.11）一般S=(0.8-1.2)d取S= d得=26.65mm根據(jù)GB7524-87標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的尺寸中選取,因此主缸直徑為28mm。=28mm4.5.3 制動(dòng)力的計(jì)算制動(dòng)踏板力可用下式驗(yàn)算： （4.12）式中：制動(dòng)主缸活塞直徑； 制動(dòng)管路的液壓； 制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)傳動(dòng)比，=4； h制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)及制動(dòng)主缸的機(jī)械效率，可取h=0.9。求得：=1710N500N-700N所以需要加裝真空助力器。 （4.13）式中：真空助力比，取4。=1710/4=427.5N500N-700N所以符合要求 （4.14）式中：主缸中推桿與活塞的間隙，取2mm ； 主缸活塞空行程，即主缸活塞由不工作的極限位置到使其皮碗完全封堵主缸上的旁通孔的行程，取2mm 。求得：=128mm150mm，符合設(shè)計(jì)要求。4.6制動(dòng)盤直徑設(shè)計(jì)制動(dòng)盤直徑D希望盡量大些，這時(shí)制動(dòng)盤的有效半徑得以增大，就可以降低制動(dòng)鉗的夾緊力，降低摩擦襯快的單位壓力和工作溫度。但制動(dòng)盤直徑D受輪輞直徑的限制。通常，制動(dòng)盤的直徑D選擇為輪輞直徑的70%79%。所以求得制動(dòng)盤直徑D=256mm 。4.7制動(dòng)盤厚度設(shè)計(jì)制動(dòng)盤厚度直接影響制動(dòng)盤質(zhì)量和工作時(shí)的溫升。為使質(zhì)量不致太大，制動(dòng)盤厚度應(yīng)取小些；為了降低制動(dòng)時(shí)的溫升，制動(dòng)盤厚度不宜過(guò)小。通常，實(shí)心制動(dòng)盤厚度可取為10 mm20 mm；只有通風(fēng)孔道的制動(dòng)盤的兩丁作面之間的尺寸，即制動(dòng)盤的厚度取為20 mm50 mm，但多采用20 mm30 mm。 取h=20mm 。4.8摩擦襯塊設(shè)計(jì)推薦摩擦襯塊的外半徑與內(nèi)半徑的比值不大于1.5。若此比值偏大，工作時(shí)摩擦襯塊外緣與內(nèi)緣的圓周速度相差較大，則其磨損就會(huì)不均勻，接觸面積將減小，最終會(huì)導(dǎo)致制動(dòng)力矩變化大。摩擦襯塊厚度取14mm,推薦根據(jù)制動(dòng)摩擦襯塊單位面積占有的汽車質(zhì)量在1.6kg/3.5 kg/內(nèi)選取。摩擦面積取76cm。4.9 制動(dòng)器壓力的計(jì)算4.9.1磨損特性分析磨擦襯里的磨損是由表面處理?xiàng)l件、溫度、壓力和相對(duì)磨損速度等多種因素造成的，因此，理論上很難準(zhǔn)確估計(jì)磨損的性能，但試驗(yàn)表明，溫度、壓力和磨損的相對(duì)速度是由溫度造成的。（n）摩擦系數(shù)和摩擦表面狀態(tài)是影響磨損的重要因素。汽車制動(dòng)過(guò)程是將其部分機(jī)械動(dòng)力（動(dòng)能和潛力）轉(zhuǎn)化為熱能，在高度制動(dòng)的緊急制動(dòng)期間，剎車幾乎控制了車輛的全部動(dòng)力，當(dāng)時(shí)剎車的溫度比磨擦產(chǎn)生的熱量還要高。這是剎車的能量負(fù)荷，能量負(fù)荷越大，磨擦襯里的磨損就越大，因此，在短時(shí)間內(nèi)無(wú)法從剎車中逃脫。雙軸汽車的單個(gè)前輪制動(dòng)器的比能量耗散率分別為 （4.15）式中：汽車回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)，緊急制動(dòng)時(shí)，； ：汽車總質(zhì)量； ，：汽車制動(dòng)初速度與終速度，/；計(jì)算時(shí)轎車取27.8/； ：制動(dòng)時(shí)間，；按下式計(jì)算 t=27.8/6=4.6 ：制動(dòng)減速度， 0.6106； ，：前制動(dòng)器襯片的摩擦面積；=7600mm,質(zhì)量在1.52.5/t的轎車摩擦襯片面積在200-300cm,故取=30000mm ：制動(dòng)力分配系數(shù)。則 =5.7轎車盤式制動(dòng)器的比能量耗散率應(yīng)不大于6.0，故符合要求。4.9.2熱容量的核算制動(dòng)器熱容量和溫升是否滿足下列條件： （4.16）式中：各制動(dòng)盤的總質(zhì)量； 與各制動(dòng)盤相連的受熱金屬件（如輪轂、輪輻、輪輞、制動(dòng)鉗體等）的總質(zhì)量； 制動(dòng)盤材料的比熱容，對(duì)鑄鐵c=482，對(duì)鋁合金c=880； 與制動(dòng)盤相連的受熱金屬件的比熱容； 制動(dòng)盤的溫升（一次=30km/h到完全停車的強(qiáng)烈制動(dòng)，溫升不應(yīng)超過(guò)15）； L滿載汽車制動(dòng)時(shí)由動(dòng)能轉(zhuǎn)變的熱能，由于制動(dòng)過(guò)程迅速，可以認(rèn)為制動(dòng)產(chǎn)生的熱能全部為前、后制動(dòng)器所吸收，并按制動(dòng)力的分配比率給前、后制動(dòng)器，即 （4.17）式中：滿載汽車總質(zhì)量； 汽車制動(dòng)時(shí)的初速度，可取=； b汽車制動(dòng)器制動(dòng)力分配系數(shù)。式中的=5kg, =20kg.將其他已知的參數(shù)代入式（4-8）得：前輪鉗盤式制動(dòng)器的熱容量和溫升都滿足。4.9.3 制動(dòng)力矩的計(jì)算盤式制動(dòng)器的計(jì)算用簡(jiǎn)圖4-1若襯塊表面與制動(dòng)盤接觸良好，且各處的單位壓力分布均勻，則盤式制動(dòng)器的制動(dòng)力矩為 圖4.1盤式制動(dòng)器的計(jì)算用簡(jiǎn)圖式中：摩擦系數(shù)； 單側(cè)制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤的壓緊力； 作用半徑。對(duì)于常見(jiàn)的扇形摩擦襯塊，其徑向尺寸不大了，R為平均半徑或有效半徑已足夠精確。平均半徑為 （4.20）式中；扇形摩擦襯塊的內(nèi)半徑和外半徑。所以盤式制動(dòng)器的力矩方程為：，是關(guān)于活塞給予制動(dòng)塊對(duì)制動(dòng)盤的壓緊力的一個(gè)直線函數(shù)。根據(jù)圖4.4，在任一單元面積上的摩擦力對(duì)盤中心的力矩為，式中q為襯塊與制動(dòng)盤之間的單位面積上的壓力，則單側(cè)制動(dòng)塊作用于制動(dòng)盤上的制動(dòng)力矩為 （4.21）單側(cè)襯塊給予制動(dòng)盤的總摩擦力為 （4.22）得有效半徑為 （4.23）令，則有 （4.24）因，故當(dāng)。但當(dāng)m過(guò)小即扇形的徑向?qū)挾冗^(guò)大時(shí)，襯塊摩擦表面在不同半徑處的滑磨速度相差太大，磨損將不均勻，因而單位壓力分布將不均勻，則上述計(jì)算方法失效?？?結(jié)汽車的制動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)汽車的關(guān)鍵，也是人身安全的保證。從我接到畢業(yè)設(shè)計(jì)起，自己心里面都在打鼓，現(xiàn)在是驗(yàn)證自己在大學(xué)期間學(xué)習(xí)內(nèi)容的時(shí)候。從設(shè)計(jì)最初的構(gòu)思到論文的逐步成型，從零件圖的繪制到零件的三維模型的建立，讓自己在制作過(guò)程中將學(xué)習(xí)到的內(nèi)容更加的深入的了解。也讓自己明白了自己的不足之處。在論文的書寫過(guò)程中，從零部件的材料選擇，到零件的尺寸設(shè)計(jì)，到零件的最終確定，自己都是進(jìn)行逐一的分析，這段時(shí)間內(nèi)也是長(zhǎng)時(shí)間泡在圖書館，不斷地去查找相關(guān)的資料，不斷的學(xué)習(xí)，吸收新的知識(shí)，對(duì)論文的修改也是一次一次的進(jìn)行。很多時(shí)候，遇到自己不懂不明白的地方，往往都在一瞬間想放棄的時(shí)候，還是被自己一次次的說(shuō)服，想著不能就這么就放棄，這樣，讓自己一步步的堅(jiān)持下來(lái)了?？粗约和瓿傻恼撐模瑘D紙，猶如自己的榮譽(yù)一般，很開(kāi)心自己在這段時(shí)間的付出是有成績(jī)的。在這段時(shí)間內(nèi)，我不斷的與我的指導(dǎo)老師對(duì)接相關(guān)內(nèi)容，很多的計(jì)算，圖紙的繪制，自己都是不懂得，或者十不完善的，是我的指導(dǎo)老師不斷的對(duì)其進(jìn)行啟發(fā)，不斷的進(jìn)行指導(dǎo)，很多時(shí)候他不是點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的對(duì)問(wèn)題進(jìn)行指導(dǎo)，而是從大面上對(duì)我的設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，進(jìn)而一步一步的進(jìn)行牽引，不斷的給自己一些啟發(fā)，讓我自己能夠理解或者明白自己哪方面做的不對(duì)。在這一方面我就特別的佩服我的指導(dǎo)老師，他讓我的思維不在進(jìn)行固化，讓我的思維形成發(fā)散式，往往能夠很好的抓住自己的問(wèn)題，這在以后的生活中，學(xué)習(xí)中也是一項(xiàng)很好的技能，也能給自己帶來(lái)意想不到的收獲。現(xiàn)在，畢業(yè)設(shè)計(jì)這一份大學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容的試題我已經(jīng)通過(guò)自己的不謝努力完成了，在以后的生活中，工作中會(huì)不斷的遇到這個(gè)那個(gè)的試卷，需要我們不斷的去面對(duì)，去解決，這樣就需要我們?cè)诿鎸?duì)這些事情的時(shí)候，不畏艱難，勇與尋找突破口，不在出現(xiàn)逃避問(wèn)題的想法，這樣將是自己在人生中的一項(xiàng)重大的成就。很多時(shí)候，往往自己在人生的十字路口不知道該如何的抉擇，這個(gè)時(shí)候就需要那個(gè)給你指導(dǎo)迷津的人，在大學(xué)這個(gè)小社會(huì)里面，同學(xué)，朋友，老師都是那個(gè)給予一點(diǎn)亮光帶你走出困境的人。在以后的人生中我們往往要懷著感恩的心去面對(duì)他們，給予自己最真誠(chéng)的幫助。參考文獻(xiàn)1 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