北京工业大学:汽车文化教学课件第9章汽车新技术-文档资料.ppt
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1、汽汽 车车 文文 化化教师:教师:张红光张红光单位:单位:北京工业大学教务处北京工业大学教务处北京工业大学环能学院北京工业大学环能学院汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系第第9章章汽车新技术汽车新技术汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系第一节第一节ABS技术技术汽车防抱死制动系统汽车防抱死制动系统ABS(Anti-LockBrakeSystem)抱死?抱死?汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系抱死的概
2、念抱死的概念汽车在制动过程中,车轮在路面汽车在制动过程中,车轮在路面上的运动是一个边滚变滑的过程。上的运动是一个边滚变滑的过程。车轮未抱死时:车轮是车轮未抱死时:车轮是纯滚动纯滚动状状态。态。车轮抱死时:车轮在路面上的运车轮抱死时:车轮在路面上的运动处于动处于纯滑动纯滑动状态。状态。汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系抱死抱死车轮抱死:刹车时车轮不能转车轮抱死:刹车时车轮不能转动,与路面发生了的滑动摩擦,动,与路面发生了的滑动摩擦,即即纯滑动纯滑动。现象现象:轮胎尖叫,在路面上留:轮胎尖叫,在路面上留下了两条黑黑的轮胎印。下了两条黑黑的轮胎印。汽车文化汽
3、车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系!抱死的危险!抱死的危险轮胎磨损轮胎磨损汽车极易失去控制汽车极易失去控制!如果前轮抱死,会失去转向能力,此!如果前轮抱死,会失去转向能力,此时打转向盘根本无济于事!时打转向盘根本无济于事!如果后轮抱死,转向能力倒是存在,!如果后轮抱死,转向能力倒是存在,但极有可能出现后轮侧滑,严重时出现但极有可能出现后轮侧滑,严重时出现甩尾。车子一旦发生侧滑或甩尾,尤其甩尾。车子一旦发生侧滑或甩尾,尤其是在高速行驶时,车身便完全失去控制是在高速行驶时,车身便完全失去控制!汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程
4、系!抱死的危险抱死的危险当汽当汽车车制制动动前前轮轮抱死抱死时时,汽,汽车车会失去会失去转转向向能力能力。后后轮轮抱死抱死时时会会造成汽造成汽车车急急转转甩尾。甩尾。汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系安全的制动:安全的制动:当驾驶者紧急制动时快速当驾驶者紧急制动时快速踩下制动踏板后,前轮不会抱死,转向踩下制动踏板后,前轮不会抱死,转向能力依旧存在,那就完全可以在制动时能力依旧存在,那就完全可以在制动时采取措施避开前方的危险。后轮也不会采取措施避开前方的危险。后轮也不会抱死,侧滑和甩尾也将不会出现,对车抱死,侧滑和甩尾也将不会出现,对车身的控制依然在驾驶
5、者手中。身的控制依然在驾驶者手中。ABS:最重要的功能并不是为了缩短制:最重要的功能并不是为了缩短制动距离,而是为了能够尽量保持制动时动距离,而是为了能够尽量保持制动时汽车的方向稳定性。汽车的方向稳定性。汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系ABS历史历史世界上第一台防抱死制动系统世界上第一台防抱死制动系统在在1950年问世,首先年问世,首先被应用在航空领域的飞机上,被应用在航空领域的飞机上,1968年开始研究在汽年开始研究在汽车上应用。车上应用。70年代,由于欧美七国生产的新型轿车的前轮或前年代,由于欧美七国生产的新型轿车的前轮或前后轮开始采用盘式制动器
6、,促使了后轮开始采用盘式制动器,促使了ABS在汽车上的在汽车上的应用。应用。1980年后,电脑控制的年后,电脑控制的ABS逐渐在欧洲、美国及亚逐渐在欧洲、美国及亚洲日本的汽车上迅速扩大。洲日本的汽车上迅速扩大。到到1993年,美国在轿车上安装年,美国在轿车上安装ABS已达已达46%。现今在世界各国生产的轿车中大都安装了现今在世界各国生产的轿车中大都安装了ABS。汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系ABS(Anti-LockBrakeSystem)汽车防抱死制动系统汽车防抱死制动系统ABS是是制制动动过过程中防止程中防止车轮车轮被制被制动动抱死,提抱死,提
7、高制高制动动减速度、减速度、缩缩短制短制动动距离,距离,能有效地提高汽能有效地提高汽车车的方向的方向稳稳定性定性和和转转向操向操纵纵能力,保能力,保证证汽汽车车的行的行驶驶安全安全。一、一、ABS的作用的作用汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系车辆垂直载荷ABS作用:作用:控制制动力矩,控制制动力矩,使车轮制动力最使车轮制动力最大,侧向力要大大,侧向力要大以保证车轮半抱以保证车轮半抱死、半滚动(又死、半滚动(又滚又滑)。滚又滑)。汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系车轮滑动率车轮滑动率汽汽车车在制在制动时动时,车车
8、速与速与轮轮速之速之间产间产生速生速度差,度差,车轮发车轮发生滑生滑动现动现象。滑象。滑动动率的定率的定义为义为:汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系车轮滑动率对汽车制动性能影响车轮滑动率对汽车制动性能影响当车速轮速时:当车速轮速时:0车轮纯滚动车轮纯滚动当轮速当轮速0时:时:100车轮被抱死,车轮被抱死,纯滑动纯滑动当当20100时时车轮既滚动车轮既滚动又滑动又滑动汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系车辆垂直载荷汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系车轮滑动率对汽车制动性能影
9、响车轮滑动率对汽车制动性能影响ABS作用:使制动力最大,同时作用:使制动力最大,同时侧向力要大侧向力要大汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系车轮滑动率对汽车制动性能影响车轮滑动率对汽车制动性能影响试验证明试验证明:车轮在制动过程中,车轮滑动率为:车轮在制动过程中,车轮滑动率为20左右,制动效果最好,确保汽车安全。左右,制动效果最好,确保汽车安全。汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系二、二、ABS结构及工作过程结构及工作过程ABS的组成:的组成:车轮转速传感器车轮转速传感器制动压力调节装置制动压力调节装置电子控制装置
10、电子控制装置汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系ABS工作原理工作原理轮速传轮速传轮速传轮速传感器感器感器感器ECU制动压力制动压力制动压力制动压力调节器调节器调节器调节器汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系2.ABS工作过程工作过程在制动时轮速传感器测量车轮的速度,如果在制动时轮速传感器测量车轮的速度,如果一个车轮有抱死的可能时,车轮减速度增加一个车轮有抱死的可能时,车轮减速度增加很快,车轮开始滑转。如果该减速度超过设很快,车轮开始滑转。
11、如果该减速度超过设定的值,控制器就会发出指令,让电磁阀停定的值,控制器就会发出指令,让电磁阀停止或减少车轮的制动压力,直到抱死的可能止或减少车轮的制动压力,直到抱死的可能消失为止。消失为止。为防止车轮制动力不足,必须再次增加制动为防止车轮制动力不足,必须再次增加制动压力。在自动制动控制过程中,必须连续测压力。在自动制动控制过程中,必须连续测量车轮运动是否稳定,应通过调节制动压力量车轮运动是否稳定,应通过调节制动压力(加压、减压和保压)使车轮保持在制动力(加压、减压和保压)使车轮保持在制动力最大的滑转范围内。最大的滑转范围内。汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车
12、工程系ABS工作过程工作过程常规制动:常规制动:ABS不介入制动压力调节,制动过程完全由制动系统控制。不介入制动压力调节,制动过程完全由制动系统控制。制动压力保持制动压力保持:在制动过程中,如果判定一车轮趋于抱死,在制动过程中,如果判定一车轮趋于抱死,ABS中的中的ECU发出指令,控制制动压力保持一定不再增加,而其它车轮未发出指令,控制制动压力保持一定不再增加,而其它车轮未趋于抱死的车轮的制动力继续增加。趋于抱死的车轮的制动力继续增加。制动压力减小:制动压力减小:当车轮的制动压力保持一定时,当车轮的制动压力保持一定时,ECU判定该车轮仍趋于抱判定该车轮仍趋于抱死,死,ABS中中ECU发出指令控
13、制制动力迅速减小。发出指令控制制动力迅速减小。制动压力增大制动压力增大:随着车轮的制动压力减小,该车轮会逐渐加速并完全消除抱随着车轮的制动压力减小,该车轮会逐渐加速并完全消除抱死趋势时,死趋势时,ABS中中ECU发出指令控制制动力迅速增大,同发出指令控制制动力迅速增大,同时车轮开始减速。时车轮开始减速。汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系制动过程中,制动过程中,ABS电控单元电控单元(ECU)3不断地从不断地从传感器传感器1和和5获取车轮速度信号,并加以处理,获取车轮速度信号,并加以处理,分析是否有车轮即将抱死拖滑。分析是否有车轮即将抱死拖滑。汽车文化汽
14、车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系常规制动:常规制动:ABS不介入制动压力调节,不介入制动压力调节,制动过程完全由制动系统控制。制动过程完全由制动系统控制。汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系制动压力保持制动压力保持制动压力保持制动压力保持:在制动过程中,如果判定一车轮趋于在制动过程中,如果判定一车轮趋于抱死,抱死,ABS中的中的ECU发出指令,控制制动压力保持一发出指令,控制制动压力保持一定不再增加,而其它车轮未趋于抱死的车轮的制动力定不再增加,而其它车轮未趋于抱死的车轮的制动力继续增加。继续增加。汽车文化汽车文化北京工
15、业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系制动压力减小:制动压力减小:当车轮的制动压力保持一定时,当车轮的制动压力保持一定时,ECU判定该车轮仍趋于抱死,判定该车轮仍趋于抱死,ABS中中ECU发出发出指令控制制动力迅速减小。指令控制制动力迅速减小。汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系制动压力增大:制动压力增大:制动压力增大:制动压力增大:随着车轮的制动压力减小,该车轮会随着车轮的制动压力减小,该车轮会逐渐加速并完全消除抱死趋势时,逐渐加速并完全消除抱死趋势时,ABS中中ECU发出指发出指令控制制动力迅速增大,同时车轮开始减速。令控制制动力迅速
16、增大,同时车轮开始减速。汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系2.ABS结构结构汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系轮速传感器轮速传感器作用测出车轮的转速,并把速度测出车轮的转速,并把速度信号送到信号送到ECU。汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系霍尔式转速传感器霍尔式转速传感器霍尔式转速传感器广泛应用于霍尔式转速传感器广泛应用于ABS轮速检测及其它控制系统轮速检测及其它控制系统的转速检测中。的转速检测中。优优点点1.输出信号幅值不受转速影响输出信号幅值不受转速影响2.频率响应
17、高频率响应高3.抗电磁波干扰能力强抗电磁波干扰能力强汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系制动压力调节器制动压力调节器作用接收接收ECU的指令,通过电的指令,通过电磁阀的动作自动调节制动磁阀的动作自动调节制动器制动压力。器制动压力。汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系制动压力调节器制动压力调节器主要由电磁阀、回流泵主要由电磁阀、回流泵和储液器组成,通过电和储液器组成,通过电磁阀和液压泵产生的液磁阀和液压泵产生的液压力控制制动力。压力控制制动力。汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程
18、系制动压力调节器制动压力调节器回流泵回流泵:将制动分将制动分泵中排出泵中排出的制动液的制动液泵回到制泵回到制动总泵。动总泵。汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系制动压力调节器制动压力调节器储压器储压器:为在:为在减压过程中大减压过程中大量回流的制动量回流的制动液提供暂时的液提供暂时的储存所。储存所。汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系制动压力调节器制动压力调节器阻尼器阻尼器:阻尼器阻尼器及其下游的节流及其下游的节流装置能减少返回装置能减少返回到制动总泵中的到制动总泵中的液压脉冲幅值,液压脉冲幅值,使噪声减少使噪声减
19、少。汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系电子控制单元电子控制单元电子控制装置时电子控制装置时ABS系统的控制中系统的控制中枢,可接受各传感器以及开关输入枢,可接受各传感器以及开关输入的信号,按照相应的控制逻辑减小的信号,按照相应的控制逻辑减小处理和运算,生产控制指令,对制处理和运算,生产控制指令,对制动压力调节装置减小控制。动压力调节装置减小控制。电子控制装置对电子控制装置对ABS系统进行监测系统进行监测和检查,以免因系统故障造成错误和检查,以免因系统故障造成错误的控制后果。的控制后果。汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽
20、车工程系电子控制单元电子控制单元汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系电子控制单元电子控制单元安全保障安全保障 主要是对系统的工作状态进行监视并作出检测主要是对系统的工作状态进行监视并作出检测和诊断,当发现存在影响系统正常工作的故障时,和诊断,当发现存在影响系统正常工作的故障时,作出相应的响应。作出相应的响应。模式选择模式选择 根据汽车的参考速度、车轮速度以及系统的故根据汽车的参考速度、车轮速度以及系统的故障决定是否进入障决定是否进入ABS工作状态。工作状态。分析子程序分析子程序 将计算的车轮运动特性与参考车速比较决定如将计算的车轮运动特性与参考车速比较决
21、定如何调用电磁阀的控制命令,门限值的设定、控制逻何调用电磁阀的控制命令,门限值的设定、控制逻辑的选择都是在此模块中实现。辑的选择都是在此模块中实现。汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系三、汽车三、汽车ABS的使用的使用若行驶中若行驶中ABSABS指示灯一直不熄灭,表指示灯一直不熄灭,表示系统有故障。此时系统只有一般的示系统有故障。此时系统只有一般的制动功能,而无防抱死功能。制动功能,而无防抱死功能。刹车踏板要踩到底才能激活刹车踏板要踩到底才能激活ABSABS系统。系统。刹车踏板抖动是正常现象。这表明刹车踏板抖动是正常现象。这表明ABSABS系统起作用了。
22、系统起作用了。汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系汽车汽车ABS的使用的使用要始终将脚踩住制动踏板不放松,这样才要始终将脚踩住制动踏板不放松,这样才能保证足够和连续的制动力,使能保证足够和连续的制动力,使ABSABS有效有效地发挥作用。不可采用多踩几脚制动踏板地发挥作用。不可采用多踩几脚制动踏板的方法来增加制动力,否则会使的方法来增加制动力,否则会使ABSABS电脑电脑得不到正确制动信号,导致制动效果不良。得不到正确制动信号,导致制动效果不良。在驾驶有在驾驶有ABSABS的车时,反复踩制动踏板会使的车时,反复踩制动踏板会使ABSABS的工作时断时续,导致
23、制动效能降低和制的工作时断时续,导致制动效能降低和制动距离增加。实际上,动距离增加。实际上,ABSABS本身会以更高速率本身会以更高速率自动增减制动力,并提供有效方向控制能力。自动增减制动力,并提供有效方向控制能力。汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系汽车汽车ABS的使用的使用不要在制动过程中,被不要在制动过程中,被ABSABS的正常液的正常液压工作噪声和制动踏板振颤吓住。这压工作噪声和制动踏板振颤吓住。这种声音和振颤都是正常的,且可让驾种声音和振颤都是正常的,且可让驾驶者由此而感知驶者由此而感知ABSABS在工作。在工作。注意:注意:ABSABS制动时
24、,制动分泵的高速收放动作会制动时,制动分泵的高速收放动作会使高压的制动液被频繁挤压,产生较大的声音,使高压的制动液被频繁挤压,产生较大的声音,制动踏板也会有抖动和顶脚现象。驾驶时不要被制动踏板也会有抖动和顶脚现象。驾驶时不要被这种现象困扰,在紧急情况下使用这种现象困扰,在紧急情况下使用ABSABS制动要毫制动要毫不犹豫,用力直接把刹车踩到底,不能放松。不犹豫,用力直接把刹车踩到底,不能放松。汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系汽车汽车ABS的使用的使用ABSABS系统对制动液的要求非常之高,系统对制动液的要求非常之高,因此添加制动液应严格按照使用因此添加
25、制动液应严格按照使用说明书上的要求:说明书上的要求:!禁止掺杂不同型号的制动液。!禁止掺杂不同型号的制动液。!一般地,一年更换一次相同型号!一般地,一年更换一次相同型号的制动液。也可以选用的制动液。也可以选用DOT3DOT3或或DOT4DOT4醇基型制动液。醇基型制动液。汽车文化汽车文化北京工业大学环能学院汽车工程系北京工业大学环能学院汽车工程系汽车汽车ABS的使用的使用ABSABS车轮传感器及齿圈均安装在各个车轮上,所车轮传感器及齿圈均安装在各个车轮上,所以要经常保持传感器探头及齿圈的清洁,防止以要经常保持传感器探头及齿圈的清洁,防止有泥污、油污特别是磁铁性物质沾附在其表面,有泥污、油污特别
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