汽车ABS和ASR研究报告与探讨.docx
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汽车ABS和ASR研究报告与探讨
摘要
随着我国汽车工业的飞速发展和汽车保有量的大幅提高,我国每年由于交通事故造成的人员伤亡和财产损失也在随之大幅的增加。
汽车的安全性能也就自然而然的越来越受到广大国人的关注。
汽车安全性一般分为主动安全性、被动安全性.本文就汽车的主动安全性能研究为主题,主要介绍汽车防抱死制动系统ABS和汽车驱动防滑控制系统ASR的作用及组成、构造、分类,以及维修的一些知识,本文撰写过程中参考了国内外的文献资料,无论主动还是被动安全系统,都有互相结合的趋势。
除了汽车本身以外,如果没有良好的驾驶习惯,乘员也是不安全的,甚至反而会使安全配备无法发挥其应有作用。
如驾乘不系安全带,酒后驾车,超速行驶等,如果发生险情与车辆的安全性是没有关系的,所以安全意识才是汽车行驶安全的关键。
关键词:
汽车安全性能,ABS,ASR,主动安全,被动安全
AbstractWiththerapiddevelopmentofChina'sautoindustryandthesubstantialincreaseincarownershipinChinaeveryyearduetotrafficaccidentcasualtiesandpropertylossaresubsequentlyincreasedsubstantially.Thesafetycarwillnaturallygrowingconcernbythemajorityofpeople.Vehiclesafetyisgenerallydividedintoactivesafety,passivesafety.Inthispaper,performanceofvehiclesafetyasthetheme,focusesonautomotiveanti-lockbrakingsystem,ABSanti-skidcontrolsystemsandautomotivedrivetheroleandcompositionofASR,whetheractiveorpassivesafetysystems,thereisatrendwitheachother.Expertsadvise,inadditiontovehicleitself,withoutagooddrivinghabits,thecrewissafe,evensafetyequipmentsotheywillnotplayitsduerole.Iftheoccupantsdonotwearseatbelts,drunkdriving,speeding,etc.,incaseofdangerthesafetyofthevehicleisnotrelated,sothesenseofsafety.
Keywords:
carsafety,ABS,ASR,activesafety,passivesafety
目录
1引言…..............….........…..…..................…….................……................................1
2汽车防抱死制动系统 2.1ABS的工作原理........................................................................................................2 2.2ABS的组成...............................................................................................................2 2.2.1ABS的分类..................................................................................................3 2.2.2ABS的使用…......................................……..................................................3 2.3ABS的发展历程.......................................................................................................3 3ABS的故障排除...........................................................................................................3 3.1ABS的故障自诊断测试过程.....................................................................................4 3.2ABS自诊断测试条件.................................................................................................4 3.3ABS故障自诊断测试条件..........................................................................................5 3.3.1ABS测试注意事项.......................................................................................5 3.3.2ABS的优点...................................................................................................5 4汽车驱动防滑控制系统 5总结........................................................................................................................7 参考文献...................................................................................................................8 致谢...................................................................................................................9 1引言 近年来,随着中国加入WTO,我国国民经济的快速发展,中国的汽车工业作为国家支柱产业之一也取得飞速发展,但是交通事故也随之攀升,汽车作为交通运输的主题,它的安全性越来越引起人们的关注和重视,本文就汽车的安全性能研究为主题,汽车安全性一般分为主动安全性、被动安全性.本文就汽车的安全性能研究为主题,撰写过程中参考了国内外的文献资料,无论主动还是被动安全系统,都有互相结合的趋势。 重点介绍汽车的防抱死制动系统ABS和汽车驱动防滑控制系统ASR的作用、结构、分类以及组成,由于写者水平有限,文中疏漏或不妥之处在所难免,恳请老师原谅! 2汽车防抱死制动系统 ABS是英文AntilockBrakingSystem的缩写,意思是防抱死制动系统,它与传统的制动系统协同工作,是一种安全、有效的制动辅助系统。 它的主要作用是防止在制动过程中车轮抱死<即停止滚动),从而保证驾驶员在制动时还能控制方向,在某些情况下,如在湿滑路面上还能减小制动距离。 对于未装备ABS的车辆,驾驶员可以通过点刹制动踏板人为地防止车轮抱死,但这对驾驶员的操作技能要求太高,一般人很难做到,ABS系统通过电脑自动控制制动系统的油压,驾驶员只需踩住制动踏板不动,系统就能自动地快速地调节制动力,在获得最大制动效能的同时,防止车轮抱死[1]. 2.1防抱死制动系统的原理 ABS主要有控制装置和警示灯等组成,在不同的ABS系统中,制动压力调节装置的结构形式和工作原理往往不同,电子控制装置的内部结构和控制逻辑也可能ABS通常都由车轮转速传感器、制动压力调节装置、电子不尽相同。 在常见的ABS系统中,每个车轮上各安装一个转速传感器,将有关各车轮转速的信号输入电子控制装置。 电子控制装置根据各车轮转速传感器输入的信号对各个车轮的运动状态进行监测和判定,并形成相应的控制指令。 制动压力调节装置主要由调压电磁阀组成,电动泵组成和储液器等组成一个独立的整体,通过制动管路与制动主缸和各制动轮缸相连。 制动压力调节装置受电子控制装置的控制,对各制动轮缸的制动压力进行调节[2]。 ABS的工作过程可以分为常规制动,制动压力保持制动压力减小和制动压力增大等阶段。 在常规制动阶段,ABS并不介入制动压力控制,调压电磁阀总成中的各进液电磁阀均不通电而处于开启状态,各出液电磁阀均不通电而处于关闭状态,电动泵也不通电运转,制动主缸至各制动轮缸的制动管路均处于沟通状态,而各制动轮缸至储液器的制动管路均处于封闭状态,各制动轮缸的制动压力将随制动主缸的输出压力而变化,此时的制动过程与常规制动系统的制动过程完全相同。 在制动过程中,电子控制装置根据车轮转速传感器输入的车轮转速信号判定有车轮趋于抱死时,ABS就进入防抱制动压力调节过程。 例如,电子控制装置判定右前轮趋于抱死时,电子控制装置就使控制右前轮刮动压力的进液电磁阀通电,使右前进液电磁阀转入关闭状态,制动主缸输出的制动液不再进入右前制动轮缸,此时,右前出液电磁阀仍末通电而处于关闭状态,右前制动轮缸中的制动液也不会流出,右前制动轮缸的刮动压力就保持一定,而其它末趋于抱死车轮的制动压力仍会随制动主缸输出压力的增大而增大;如果在右前制动轮缸的制动压力保持一定时,电子控制装置判定右前轮仍然趋于抱死,电子控制装置又使右前出液电磁阀也通电而转入开启状态,右前制动轮缸中的部分制动波就会经过处于开启状态的出液电磁阀流回储液器,使右前制动轮缸的制动压力迅速减小右前轮的抱死趋势将开始消除,随着右前制动轮缸制动压力的减小,右前轮会在汽车惯性力的作用下逐渐加速;当电子控制装置根据车轮转速传感器输入的信号判定右前轮的抱死趋势已经完全消除时,电子控制装置就使右前进液电磁阀和出液电磁阀都断电,使进液电磁阀转入开启状态,使出液电磁阀转入关闭状态,同时也使电动泵通电运转,向制动轮缸泵输送制动液,由制动主缸输出的制动液经电磁阀进入右前制动轮缸,使右前制动轮缸的制动压力迅速增大,右前轮又开抬减速转动[3]。 ABS通过使趋于抱死车轮的制动压力循环往复而将趋于防抱车轮的滑动率控制,在峰值附着系数滑动率的附近范围内,直至汽车速度减小至很低或者制动主缸的常出压力不再使车轮趋于抱死时为止。 制动压力调节循环的频率可达3~20HZ。 在该ABS中对应于每个制动轮缸各有对进液和出液电磁阀,可由电子控制装置分别进行控制,因此,各制动轮缸的制动压力能够被独立地调节,从而使四个车轮都不发生制动抱死现象。 尽管各种ABS的结构形式和工作过程并不完全相同,但都是通过对趋于抱死车轮的制动压力进行自适应循环调节,来防止被控制车轮发生制动抱死。 2.2防抱死制动系统的组成 ABS主要是由电子控制系统和液压控制系统两个子系统组成,电子控制系统由传感器、控制开关、防抱死制动控制单元、ABS指示灯以及制动压力调节器等构成。 制动压力调节器既是电子控制系统的执行原件,也是液压控制系统的始控元件。 液压控制系统由常规制动装置和制动压力调节器组成。 常规制动装置主要有制动总泵、制动助力器、制动分泵、制动管路和制动器等组成。 制动压力调节器主要有电磁阀,单向阀和回液阀电动机等组成[4]。 各型ABS尽管结构形式不尽形同,但都是在常规制动装置的基础上增设的传感器、ABS电脑、制动器和ABS指示灯等构成。 ABS采用的传感器有车轮速度传感器和减速度传感器两种。 车轮速度传感器有称车轮轮速传感器或者轮速传感器,一个ABS设有2到4个轮速传感器,目前大多数都是4只轮速传感器。 2.2.1防抱死制动系统的分类 ABS的分类方法一般有两种: 一是按生产厂家分类,二是按控制通道分类。 以下主要介绍按通道分类的方法。 BS中,对能够独立进行制动压力调节的制动管路称为控制通道。 ABS装置的控制通道分为四通道式、三通道式、二通道式和一通道式。 四通道ABS有四个轮速传感器,在通往四个车轮制动分泵的管路中,各设一个制动压力调节器装置,进行独立控制,构成四通道控制形式。 广州本田即是使用四通道ABS装置。 特点: 由于四通道ABS是根据各车轮轮速传感器输入的信号,分别对各个车轮进行独立控制的,因此附着系数利用率高,制动时可以最大程度的利用每个车轮的最大附着力。 四通道控制方式特别适用于汽车左右两侧车轮附着系数接近的路面,不仅可以获得良好的方向稳定性和方向控制能力,而且可以得到最短的制动距离。 但是如果汽车左右两个车轮的附着系数相差较大(如路面部分积水或结冰>,制动时两个车轮的地面制动力就相差较大,因此会产生横摆力矩,使车身向制动力较大的一侧跑偏,不能保持汽车按预定方向行驶,会影响汽车的制动方向稳定性。 因此,驾驶员在部分结冰或积水等湿滑的路面行车时,应降低车速,不可盲目迷信ABS装置[5]。 三通道ABS是对两前轮进行独立控制,两后轮按低选原则进行一同控制(即两个车轮由一个通道控制,以保证附着力较小的车轮不抱死为原则>,也称混合控制。 桑塔纳2000GSi既是用的这种ABS装置。 二通道式二通道式ABS难以在方向稳定性、转向控制性和制动效能各方面得到兼顾,目前采用很少。 一通道式一通道式ABS常叫单通道ABS,它是在后轮制动器总管中设置一个制动压力调节器,在后桥主减速器上安装一个轮速传感器(也有在后轮上各安装一个>。 性能特点: 单通道ABS一般都是对两后轮按低选原则进行一同控制。 单通道ABS不能使两后轮的附着力得到充分利用,因此制动距离不一定会明显缩短。 另外前轮制动未进行控制,制动时前轮仍会出现制动抱死,因而转向操纵能力也未得到改善,但由于制动时两后轮不会抱死,能够显著的提高制动时的方向稳定性,在安全上是一大优点,同时结构简单,成本低等优点,所以在轻型载货车上广泛应用[6]。 2.2.2防抱死制动系统的使用 制动性能是汽车主要性能之一,它关系到行车安全性。 评价一辆汽车的制动性能最基本的指标是制动加速度、制动距离、制动时间及制动时方向的稳定性。 制动时方向的稳定性,是指汽车制动时仍能按指定的方向的轨迹行驶。 如果因为汽车的紧急制动<尤其是高速行驶时)而使车轮完全抱死,那是非常危险的。 若前轮抱死,将使汽车失去转向能力;若后轮抱死,将会出现甩尾或调头<跑偏、侧滑)尤其在路面湿滑的情况下,对行车安全造成极大的危害。 汽车的制动力取决于制动器的摩擦力,但能使汽车制动减速的制动力,还受地面附着系数的制约。 当制动器产生的制动力增大到一定值时,汽车轮胎将在地面上出现滑移。 其滑移率 δ=(Vt-Va>/Vt×100% 式中: δ--滑移率; Vt--汽车的理论速度; Va--汽车的实际速度。 据实验证实,当车轮滑移率δ=15%一20%时附着系数达到最大值,因此,为了取得最佳的制动效果,一定要控制其滑移率在15%~20%范围内。 ABS的功能即在车轮将要抱死时,降低制动力,而当车轮不会抱死时又增加制动力,如此反复动作,使制动效果最佳。 2.3防抱死制动系统的发展历程 ABS系统的发展可以追溯到上世纪初期,早在1928年制动防抱理论就被提出,在30年代机械式制动防抱系统就开始在火车和飞机上获得应用,博世 第一台防抱死制动系统ABS(Anti-lockBrakeSystem>,在1950年问世,首先被应用在航空领域的飞机上,1968年开始研究在汽车上应用。 70年代,由于欧美七国生产的新型轿车的前轮或前后轮开始采用盘式制动器,促使了ABS在汽车上的应用。 1980年后,电脑控制的ABS逐渐在欧洲、美国及亚洲日本的汽车上迅速扩大。 到目前为止,一些中高级豪华轿车,如西德的奔驰、宝马、雅迪、保时捷、欧宝等系列,英国的劳斯来斯、捷达、路华、宾利等系列,意大利的法拉利、的爱快、领先、快意等系列,法国的波尔舍系列,美国福特的TX3、30X、红彗星及克莱斯勒的帝王、纽约豪客、男爵、道奇、顺风等系列,日本的思域,凌志、豪华本田、奔跃、俊朗、淑女300Z等系列,均采用了先进的ABS。 到1993年,美国在轿车上安装ABS已达46%,现今在世界各国生产的轿车中有近75%的轿车应用ABS[7]。 3防抱死制动系统的故障排除 确认故障情况和故障症状。 对系统进行直接检查,检查是否有制动液泄露、导线破损、插头松脱、制动液位过低等现象。 读取故障代码,既可以用解码器直接读取,也可以通过警告灯读取故障代码在根据故障维修手册查找故障代码所代表的故障情况。 根据读取的故障情况,利用必要的工具和仪器对故障部位进行深入的检查,确认故障存在部位和故障原因。 排除故障 清楚故障代码 检查警告灯是否依然持续点亮,如果警告灯依然持续点亮,可能是系统仍有故障存在,也可能是故障已经排除而故障代码未被清楚 警告灯不在亮后进行路试,确认系统是否恢复正常工作 在故障诊断和维修过程中,应注意,不尽不同型号的汽车装备的ABS系统可能不同,即使是同一型号的汽车由于生产年份的不同其装备的ABS系统也可能不同[8]。 3.1ABS自诊断测试条件 所有轮胎的型号和规格必须相同,且轮胎气压符合标准规定 制动灯开关和制动灯技术状态良好 制动液压系统无泄露现象 转速传感器安装位置正常 所有熔断丝正常,并按“电路图”规定连接好 液压电控单元上回液泵的搭铁连接正常 ABS电脑线束插头连接可靠并锁紧 当故障检测仪工作时,测试盒不应同防抱死制动系统的电控单元连接相连 供电电压正常 3.3.1ABS测试注意事项 在汽车静止并且接通点火开关时进入。 如果车速大于2.5千M每小时无法进行 在进行自诊断时,ABS无调节功能,此时ABS指示灯发光 自诊断的第一个检测步骤必须是读取故障存储器的故障信息 从防抱死制动控制单元ABS电脑上拔下线束插头时,切勿开动汽车。 只有点火开关断开时,才能拔下或插上防抱死制动控制单元的线束插头 只有在更换电动回液泵和电磁阀继电器时,才允许拧开液压调节器固定螺栓。 防抱死制动系统中的故障时通过ABS指示灯发光显示的,因为有些故障只有在汽车行驶时才能被识别,所以在自诊断测试后腰通过试车来检查系统的功能,试车时应在30秒内以大于60千M每小时的车速行驶,并且至少进行一次紧急制动,以使ABS投入工作[9]。 3.3.2ABS的优点 对车辆的控制。 装备有ABS的汽车,驾驶员在紧急制动过程中仍能保持着很大程度的操控性,可以及时调整方向,对前面的障碍或险情做出及时、必要的躲避。 而未配备ABS的车辆紧急制动时容易产生侧滑、甩尾等意外情况,使驾驶员失去对车辆的控制,增加危险性。 减少浮滑现象。 没有配备ABS的车辆在潮湿、光滑的道路上紧急制动,车轮抱死后会出现车辆在路面上保持惯性继续向前滑动的情况。 而ABS由于减少了车轮抱死的机会,因此也减少了制动过程中出现浮滑的机会。 有效缩短制动距离。 在紧急制动状态下,ABS能使车轮处于既滚动又拖动的状况,拖动的比例占20%左右,这时轮胎与地面的摩擦力最大,即所谓的最佳制动点或区域。 普通的制动系统无法做到这一点。 减轻了轮胎的磨损。 使用ABS消除了在紧急制动过程中抱死的车轮使轮胎遭受不能修复的损伤,即在轮胎表面形成平斑的可能性。 大家留心就会发现,在道路上留下长长刹车痕迹的是未装备ABS的车辆,而装备了ABS的车辆,只会留下轻微的刹车痕迹,并且是一小段一小段的,明显减少了轮胎和地面的磨损程度。 4汽车驱动防滑控制系统 ASR全称: AccelerationSlipRegulation-----驱动<轮)防滑系统。 它属于汽车主动安全装置。 又称牵引力控制系统防止车辆尤其是大马力车在起步、再加速时驱动轮打滑现象,以维持车辆行驶方向的稳定性。 另: 自动服务器恢复,可监视服务器性能,并在发生关键故障后使服务器恢复到正常运行状态 ASR的作用: 主要目的是防止汽车驱动轮在加速时出现打滑,<特别是下雨下雪冰雹路冻等摩擦力较小的特殊路面上,当汽车加速时将滑动率控制在一定的范围内,从而防止驱动轮快速滑动。 它的功能一是提高牵引力;二是保持汽车的行驶稳定。 行驶在易滑的路面上,没有ASR的汽车加速时驱动轮容易打滑;如是后驱动的车辆容易甩尾,如是前驱动的车辆容易方向失控。 有ASR时,汽车在加速时就不会有或能够减轻这种现象。 在转弯时,如果发生驱动轮打滑会导致整个车辆向一侧偏移,当有ASR时就会使车辆沿着正确的路线转向。 最重要的是车辆转弯时,一旦驱动轮打滑就会全车一侧偏移,这在山路上极度危险的,有ASR的车刚一般不会发生这种现象。 ASR的原理: 它在ABS上加装可膨胀液压装置、增压泵、液压压力筒、第四个车轮速度传感器,复杂的电子系统和带有其自身控制器的电子加速系统。 在驱动轮打滑时ASR通过对比各轮子转速,电子系统判断出驱动轮打滑,自动立刻减少节气门进气量,降低引擎转速,从而减少动力输出,对打滑的驱动轮进行制动。 减少打滑并保持轮胎与地面抓地力的最合适的动力输出,这时候无论你怎么给油,在ASR介入下,会输出最适合的动力[10]。 5总结 汽车安全技术进步是一个长期积累的过程,需要进行大量的实车碰撞实验和改进。 通过这次写论文让我了解了更多ABS系统和ASR系统的知识,通过查阅书籍,使我的视野更加的开阔了,也给即将毕业的我增加了一部分新的知识。 与合资品牌车型相比,自主品牌车型推出时间较短,大部分是第一、二代车型,技术积累还很单薄,不过相比于国外品牌,自主品牌车型的起点较高,对安全的重视程度也很高,很多自主品牌厂家纷纷将汽车安全作为重点改进工程,因此自主品牌车型的安全水平进步很快。 目前,自主品牌车型的安全性已经基本上接近了合资品牌车型的水平,有些自主品牌车型的安全性甚至超过了部分同级合资品牌车型。 参考文献 [1]林湖.中美汽车安全性能的比较[J].上海汽车,2003,(4>. [2]黄大庆,刘娜.汽车安全性能的研究[M].北京: 地震出版社,1999. [3]摘自中国质量报胡立彪[J]
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