ABS液壓制動系統(tǒng)汽車防抱死系統(tǒng)設(shè)計【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)的簡介51.3 防抱死制動系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩r61.4 防抱死制動系統(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52.1 汽車制動過程的分析82.1.1 制動時汽車受力分析82.1.2 車輪抱死時運動分析92.2側(cè)滑的分析112.3附著系數(shù)的分析112.5 采用防抱死制動系統(tǒng)的運動分析142.6 防抱死制動系統(tǒng)介入工況15第三章 防抱死制動系統(tǒng)主要零部件的設(shè)計1631 防抱死制動系統(tǒng)的布置形式163.2 防抱死制動系統(tǒng)的組成193.3.1霍爾傳感器的設(shè)計223.3.2傳感器齒盤的設(shè)計2234 防抱死制動系統(tǒng)的壓力分配23第四章 制動系統(tǒng)的參數(shù)計算244.1 分配基礎(chǔ)制動力244.2 同步附著系數(shù)的選擇244.3 制動力矩的計算244.4 制動因數(shù)的確定254.5 液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算254.5.1 制動輪缸的計算254.5.2 制動主缸的計算264.5.3 制動力的計算274.6制動盤直徑設(shè)計284.7制動盤厚度設(shè)計284.8摩擦襯塊設(shè)計284.9 制動器壓力的計算284.9.1磨損特性分析284.9.2熱容量的核算294.9.3 制動力矩的計算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系統(tǒng)是每輛車的必備系統(tǒng)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國公路建設(shè)逐步形成了運輸網(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越高。高速公路部分路段已達(dá)到120公里/小時，對于汽車廠來說，發(fā)展高性能、快速的汽車是一種趨勢。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。每輛車投入市場生產(chǎn)前，必須進(jìn)行車輛可靠性路考和國家法律法規(guī)的申報，制動時間和制動距離的測試是必不可少的。這就是剎車的作用。任何汽車都必須有兩個獨立的制動機構(gòu)。主要包括兩種制動：行車制動和駐車制動。行車制動裝置主要用于在各種路況和緊急情況下減速或停車。該機構(gòu)主要由駕駛員踏板控制。駐車制動主要是車輛在停車或半坡起步時為防止車輛打滑而采用的制動裝置。目前，停車制動裝置主要有手動停車、電子停車、自動停車等。該機構(gòu)主要通過駕駛員的手動操作或車輛電子控制系統(tǒng)的自動識別來實現(xiàn)。在一些山區(qū)或斜坡上，駐車制動是必不可少的。另外，在一些特殊車輛上還設(shè)有緊急制動、輔助制動等機構(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)的簡介 任何一個曾經(jīng)駕駛過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，車燈會側(cè)滑、掉頭、甩尾甚至劇烈旋轉(zhuǎn)。如果制動力太大，車輪將被鎖定。當(dāng)車輛的方向失控時，如果彎道不是彎道，可以滑出路邊或進(jìn)入對面車道。即使不是彎道，也無法避免障礙物。造成這些危險情況的原因是汽車的車輪在制動過程中被鎖住了。此時，車輪相對于路面的運動不再是滾動，而是滑動。作用在輪胎上的側(cè)向滑動摩擦力和縱向制動力變得非常小。路面越滑，車輪就越容易?？傊绻囕喸谥苿舆^程中抱死，會產(chǎn)生以下不利影響：方向失控、側(cè)滑、甩尾、甚至翻車；制動效率降低，制動距離延長；輪胎過度磨損，導(dǎo)致“小癟”甚至爆胎。此外，ABS使用方便、可靠。ABS的使用與普通制動系統(tǒng)幾乎相同。緊急制動時，只有踩下制動踏板，ABS才會根據(jù)情況進(jìn)入工作狀態(tài)。即使路面很滑，ABS也會將制動狀態(tài)保持在最佳狀態(tài)。ABS采用計算機控制車輪制動力，充分發(fā)揮制動效率，提高制動減速度，縮短制動距離，有效提高車輛制動穩(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)用于國內(nèi)外高檔轎車和客車。1.3 防抱死制動系統(tǒng)的發(fā)展?fàn)顩rABS裝置最早應(yīng)用在飛機和火車上，而在汽車上的應(yīng)用比較晚。鐵路機車在制動時如果制動強度過大，車輪就會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。1908年英國工程師J. E. Francis提出了“鐵路車輛車輪抱死滑動控制器”理論，但卻無法將它實用化。接下來的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中寫到：“到現(xiàn)在為止，任何通過機械裝置防止車輪抱死危險的嘗試皆尚未成功，當(dāng)這項裝置成功的那一天，即是交通安全史上的一個重要里程碑”，可惜該書的作者恐怕沒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)因成本過高而無法開拓市場。從1978年到1980年底，博世僅銷售了24000套ABS系統(tǒng)。幸運的是，它在第二年增長到了76000臺。在市場的積極響應(yīng)下，博世開始了TCS可追溯控制系統(tǒng)的研發(fā)計劃。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。到1985年中期，世界上超過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防抱死制動系統(tǒng)1.4 防抱死制動系統(tǒng)的發(fā)展方向ABS控制技術(shù)的改進(jìn)?，F(xiàn)代汽車防抱死制動裝置大多由計算機控制，這也反映了現(xiàn)代汽車制動系統(tǒng)向電子化方向發(fā)展的趨勢?；谵D(zhuǎn)差率的控制算法易于實現(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)展的瓶頸主要是實現(xiàn)成本。隨著尺寸更小、價格更低、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)將各個系統(tǒng)連接起來，實現(xiàn)數(shù)據(jù)和資源信息的實時共享，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）通過查閱相關(guān)資料，掌握防抱死制動系統(tǒng)的主要參數(shù)。（2）結(jié)合現(xiàn)有防抱死制動系統(tǒng)的優(yōu)缺點，確定了防抱死制動系統(tǒng)的總體設(shè)計方案，并分析了現(xiàn)有裝置的缺點。（3）對設(shè)計的防抱死制動系統(tǒng)進(jìn)行修改和優(yōu)化，最終設(shè)計出滿足要求的防抱死制動系統(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，了解國內(nèi)外防抱死制動系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀和前景，撰寫文獻(xiàn)綜述和專題報告。（2）根據(jù)產(chǎn)品功能和技術(shù)要求，提出各種設(shè)計方案，對各種方案進(jìn)行綜合評價，從中選擇較好的方案，對所選方案進(jìn)行進(jìn)一步修改或優(yōu)化，最終確定總體設(shè)計方案。（3）具體設(shè)計汽車防抱死制動系統(tǒng)的驅(qū)動裝置、工作裝置等。 （4）對所設(shè)計的機械結(jié)構(gòu)中的重要零件進(jìn)行校核計算，保證設(shè)計的合理性和可行性。；（5）繪制零件圖、裝配圖，完成要求的圖紙量；（6）整理各項設(shè)計資料，撰寫論文。第二章 防抱死制動系統(tǒng)的總體方案確定2.1 汽車制動過程的分析2.1.1 制動時汽車受力分析在制動過程中，汽車主要受地面對汽車的作用力、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，受到橫向外部干擾和轉(zhuǎn)向的影響，地面對車輛的作用力如圖2-1所示。fx是作用在每個車輪上的地面制動力。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力之和作為車輛的總地面制動力，從而縮短了車輛的制動時間速度和停止的主要力量。fy是地面作用于每個車輪的側(cè)向滑動摩擦力。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，側(cè)滑摩擦力會變得非常小，幾乎為零。當(dāng)車輛在直線上制動時，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)彎制動時的平面受力簡圖2.1.2 車輪抱死時運動分析當(dāng)車輪抱死時，汽車的側(cè)滑摩擦力會變得非常小，從而使制動時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，使汽車在制動時出現(xiàn)一些危險的運動狀態(tài)。對于ABS系統(tǒng)，必須防止這些危險情況發(fā)生。下面從直線和路面轉(zhuǎn)彎制動兩個方面簡要論述了車輪抱死時汽車的運動。從以上對這些危險運動的分析可以看出，在制動過程中車輪抱死會導(dǎo)致車輛發(fā)生各種危險運動。本質(zhì)上，車輛失去側(cè)滑摩擦力，以保持其方向穩(wěn)定性和方向機動性。也就是說，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力和車輛側(cè)滑摩擦力有一定的關(guān)系。防抱死制動系統(tǒng)能夠防止車輛在制動時發(fā)生危險運動的原因是根據(jù)這一關(guān)系調(diào)整車輪的運動狀態(tài)，以避免側(cè)滑摩擦力為零。圖2-2 汽車直線制動車輪抱死時的運動情況圖2-3 汽車轉(zhuǎn)彎制動車輪抱死時的運動情況2.2側(cè)滑的分析汽車制動過程中的阻力一般有兩種：一種是制動片與制動鼓或制動盤之間的摩擦阻力，稱為制動系統(tǒng)的阻力。由于它在制動時提供制動力，又稱制動系統(tǒng)的制動力；另一種是輪胎與路面之間的摩擦阻力，又稱地面制動力。地面對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。如果制動力小于輪胎-道路附著力，則汽車制動力時會保持穩(wěn)定狀態(tài)，反之，如果制動力大于輪胎-道路附著力，則汽車制動力時會出現(xiàn)車輪抱死和滑動。地面制動力受地面附著系數(shù)的限制。當(dāng)制動產(chǎn)生的制動系統(tǒng)制動力增大到一定值（大于粘著）時，輪胎會在地面上打滑。汽車的實際速度與車輪滾動的圓周速度之差稱為車輪的滑動率?；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 汽車車輪的滾動半徑。由公式可以看出，當(dāng)車輪中心速度（即實際車速）Vt等于車輪角速度_與車輪滾動半徑r的乘積時，滑移率為零（s=0），車輪為純滾動；當(dāng)_0，s=100%時，車輪完全抱死并滑動；當(dāng)0s100%，輪子既滾動又滑動。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)輪胎純滾動時，縱向附著系數(shù)為零；當(dāng)滑移率為15%-30%時，縱向附著數(shù)達(dá)到峰值；當(dāng)滑移率繼續(xù)增加時，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，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是一致的。滑移率與縱向附著系數(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ABS系統(tǒng)控制方法時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速度制動時，車輪的滑移率曲線變化不大。2.4 制動時車輪運動分析制動過程單輪受力如圖2-6所示。 圖 2-6 制動過程車輪受力簡圖制動輪的軸荷與支承力n平衡，制動輪的轉(zhuǎn)動慣量j、半徑r:、軸平動速度v、旋轉(zhuǎn)角速度和制動力矩m通常與車輪的制動壓力成正比，并有地面制動力。緊急制動時不考慮滑動阻力。然后有Mr=Jddt=M-Fbr=Kp-Fbr-2-4Fb=Fs-2-5制動時，制動力遠(yuǎn)大于空氣阻力和滾動阻力，分別為右前輪和后輪制動力，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制動時附加轉(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)整制動壓力可以改變車輪的角減速度。公式（2-10）計算制動時的瞬時速度v，計算車輪的打滑率，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 采用防抱死制動系統(tǒng)的運動分析直線行駛時，汽車突然剎車，車輪抱死，汽車仍在向前滑動，輪胎和地面發(fā)出可怕的摩擦聲，汽車終于停了下來。在日常生活中，我們可能會遇到這種現(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，以確定司機在事故中是否采取了剎車措施。然后測量制動距離，看制動效果是否良好。當(dāng)輪胎的滑移率在8%到25%之間時，輪胎與胎面之間的摩擦（粘著）最大。如果輪胎的打滑率太大，則會降低粘合力。如果駕駛員在制動時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距離內(nèi)停車。上面的驅(qū)動程序做不到的很多事情都可以通過傳感器來完成。計算機很容易對傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、判斷和轉(zhuǎn)換，為執(zhí)行機構(gòu)提供必要的信息。在機械結(jié)構(gòu)中，按計算機指令進(jìn)行操作并不是一個大問題。ABS系統(tǒng)調(diào)節(jié)每個車輪制動缸的制動液壓，以防止車輪因過度制動而隨時抱死。當(dāng)無法再固定車輪時，恢復(fù)正常壓力。滑移率控制在一定范圍內(nèi)。這不僅提高了車輛的穩(wěn)定性，增強了車輛方向的可控性，而且縮短了制動距離。2.6 防抱死制動系統(tǒng)介入工況 ABS系統(tǒng)是通過在制動時按一定規(guī)律不斷改變制動液壓力使車輪不產(chǎn)生抱死狀態(tài)的。這種對制動液壓力的改變過程實際上就是ABS系統(tǒng)控制方法實施的過程。下面以基于車輪加減速度邏輯門限值的控制方法對直線單一路面的制動過程的控制為例，簡單說明ABS的基本工作原理。 制動時ABS系統(tǒng)對制動油壓的控制過程如圖2-7所示。當(dāng)汽車開始制動時，駕駛員踩下制動踏板，制動管路中的油壓從零開始上升。制動器在車輪上產(chǎn)生制動力矩，地面制動力使汽車和車輪開始減速。在ABS中，每個車輪都裝有一個速度傳感器，每個車輪的速度信號輸入到電子控制單元ECU中。電子控制單元根據(jù)每個車輪轉(zhuǎn)動傳感器的輸入信號對每個車輪的運動狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)視和判斷，并形成相應(yīng)的控制指令。制動調(diào)壓裝置主要由壓電電磁閥總成、電動泵總成、儲液罐等組成，通過制動管路與主制動缸和各制動輪缸連接。制動調(diào)壓裝置由電子控制裝置控制，調(diào)節(jié)各制動輪缸的制動壓力。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 防抱死制動系統(tǒng)主要零部件的設(shè)計31 防抱死制動系統(tǒng)的布置形式在ABC系統(tǒng)中，有能力獨立調(diào)節(jié)剎車壓力的制動通道叫做控制通道。如果車輪上的剎車壓力可以單獨調(diào)節(jié)，則可調(diào)整地面剎車壓力。如果兩個（或兩個以上）輪上的剎車壓力共同調(diào)節(jié)，則稱為同一個。制動壓力調(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；如果對制動壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)是確保小附著力輪胎不致發(fā)生制動鎖閉，那么這種調(diào)節(jié)叫做控制ABC由四個渠道，三個渠道，兩個渠道和一個渠道組成，其配置各不相同。我愿意。然而，由于一次通過的ABC可以大大提高車輛制動過程中的線路穩(wěn)定性，并具有結(jié)構(gòu)簡單和低成本優(yōu)勢，廣泛使用坐在轎車?yán)铩?3.2 防抱死制動系統(tǒng)的組成 ABS系統(tǒng)主要由三個組成部分組成：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并調(diào)整輪胎的壓力。傳感器的作用是向ECU提供輪胎運動的信息，ECU爪哇由ABC控制中心操作，向ECU固化過程實際上是ABC控制方法，液壓元件是ABC控制方法的執(zhí)行機。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、停車燈開關(guān) 7、制動主缸 8、比例分配閥 9、制動輪缸 10、蓄電池 11、點火開關(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，與車速成正比電子控制單元是整個剎車系統(tǒng)的中心控制部件短路，它通過計算符合邏輯判斷的電氣信號，接受輪子速度傳感器的信號頻率，并操縱電磁在質(zhì)的意義上，當(dāng)車輪的滑移速度沒有控制，ECU發(fā)出控制信號，指示打開或關(guān)閉打開電磁閥，這樣做可以控制制動缸的壓力，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。圖3和圖3顯示了電子控制模塊的原理。電磁閥是一個夾子式剎車系統(tǒng)的操作部件，如果您不知道的話?？刂葡到y(tǒng)符合正常的制動系統(tǒng)，并產(chǎn)生最大的直接輸出制動壓力；當(dāng)ECU發(fā)送一個在電磁閥的控制下，電磁閥的作用調(diào)節(jié)圓柱體的壓力，以調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)輪的運動速度，使轉(zhuǎn)輪在峰值區(qū)附近流動，但沒有到達(dá)峰值區(qū)。鑒于霍爾傳感器的比較優(yōu)點，本設(shè)計采用霍爾輪速傳感器。3.3.1霍爾傳感器的設(shè)計本系統(tǒng)采用的是三通道四傳感器布置形式，需要四個傳感器。霍爾傳感器的組成：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 根據(jù)傳感器的測量范圍，在設(shè)計與其配合的齒盤時應(yīng)保證產(chǎn)生的輪速信號頻率在這個范圍內(nèi)，而這個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 車速的計算公式： 式中：r-車輪的半徑 z-齒圈齒數(shù) f-頻率對于確定的系統(tǒng)，為確定的常數(shù)。計算齒數(shù)的范圍： 本系統(tǒng)擬選定齒數(shù)為100個。 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算：34 防抱死制動系統(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、電動機 7、回液過濾器 8、油箱9、制動器第四章 制動系統(tǒng)的參數(shù)計算4.1 分配基礎(chǔ)制動力 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)確定的車輛制動性能的一個重要參數(shù)。制動力分配系數(shù)的實際制動力分布線位于綜合安全分遣隊理想曲線的第一交點。車輛制動強度：對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被阻擋。如果車輛在不同的情況下停下來。這是一個計劃，可能有以下三種情況：。（1）：剎車前前輪始終鎖定。這是一個穩(wěn)定的工作條件。（2）當(dāng)時制動器一直鎖定時，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：制動時前輪和后輪鎖定在一起，這是一個穩(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 制動力矩的計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制動強度；車輪有效半徑；最大制動力矩；G汽車滿載質(zhì)量；L汽車軸距；q=0.66 制動力矩為1010N.m4.4 制動因數(shù)的確定制動器因數(shù)定義為在制動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：制動器的摩擦力矩； 制動盤的作用半徑； 輸入力，一般取加于兩制動蹄的張開力的平均值輸入力。對于鉗盤式制動器，設(shè)兩側(cè)制動塊對制動盤的壓緊力均為P，即制動盤在其兩側(cè)的作用半徑上所受的摩擦力為2,此處為盤與制動襯塊餓摩擦系數(shù)，于鉗盤式制動器的制動器因數(shù)為 （4.5）f取0.5得BF=20.5=14.5 液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算4.5.1 制動輪缸的計算前輪制動輪缸直徑與工作容積的設(shè)計計算 （4.6）式中：p考慮到制動力調(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。一個輪缸的工作容積 （4.7）式中：一個輪缸活塞的直徑；n 輪缸活塞的數(shù)目；一個輪缸完全制動時的行程： （4.8）取=2mm消除制動蹄與制動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。，分別為鼓式制動器的變形與制動鼓的變形而引起的輪缸活塞行程。得一個輪缸的工作容積=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 制動主缸的計算制動主缸應(yīng)有的工作容積 （4.10）式中：V全部輪缸的總的工作容積；制動軟管在掖壓下變形而引起的容積增量；V=13502mm轎車的制動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 制動力的計算制動踏板力可用下式驗算： （4.12）式中：制動主缸活塞直徑； 制動管路的液壓； 制動踏板機構(gòu)傳動比，=4； h制動踏板機構(gòu)及制動主缸的機械效率，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)計要求。4.6制動盤直徑設(shè)計制動盤直徑D希望盡量大些，這時制動盤的有效半徑得以增大，就可以降低制動鉗的夾緊力，降低摩擦襯快的單位壓力和工作溫度。但制動盤直徑D受輪輞直徑的限制。通常，制動盤的直徑D選擇為輪輞直徑的70%79%。所以求得制動盤直徑D=256mm 。4.7制動盤厚度設(shè)計制動盤厚度直接影響制動盤質(zhì)量和工作時的溫升。為使質(zhì)量不致太大，制動盤厚度應(yīng)取小些；為了降低制動時的溫升，制動盤厚度不宜過小。通常，實心制動盤厚度可取為10 mm20 mm；只有通風(fēng)孔道的制動盤的兩丁作面之間的尺寸，即制動盤的厚度取為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，則其磨損就會不均勻，接觸面積將減小，最終會導(dǎo)致制動力矩變化大。摩擦襯塊厚度取14mm,推薦根據(jù)制動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 制動器壓力的計算4.9.1磨損特性分析磨擦襯里的磨損是由表面處理條件、溫度、壓力和相對磨損速度等多種因素造成的，因此，理論上很難準(zhǔn)確估計磨損的性能，但試驗表明，溫度、壓力和磨損的相對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。汽車制動過程是將其部分機械動力（動能和潛力）轉(zhuǎn)化為熱能，在高度制動的緊急制動期間，剎車幾乎控制了車輛的全部動力，當(dāng)時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，在短時間內(nèi)無法從剎車中逃脫。雙軸汽車的單個前輪制動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)，緊急制動時，； ：汽車總質(zhì)量； ，：汽車制動初速度與終速度，/；計算時轎車取27.8/； ：制動時間，；按下式計算 t=27.8/6=4.6 ：制動減速度， 0.6106； ，：前制動器襯片的摩擦面積；=7600mm,質(zhì)量在1.52.5/t的轎車摩擦襯片面積在200-300cm,故取=30000mm ：制動力分配系數(shù)。則 =5.7轎車盤式制動器的比能量耗散率應(yīng)不大于6.0，故符合要求。4.9.2熱容量的核算制動器熱容量和溫升是否滿足下列條件： （4.16）式中：各制動盤的總質(zhì)量； 與各制動盤相連的受熱金屬件（如輪轂、輪輻、輪輞、制動鉗體等）的總質(zhì)量； 制動盤材料的比熱容，對鑄鐵c=482，對鋁合金c=880； 與制動盤相連的受熱金屬件的比熱容； 制動盤的溫升（一次=30km/h到完全停車的強烈制動，溫升不應(yīng)超過15）； L滿載汽車制動時由動能轉(zhuǎn)變的熱能，由于制動過程迅速，可以認(rèn)為制動產(chǎn)生的熱能全部為前、后制動器所吸收，并按制動力的分配比率給前、后制動器，即 （4.17）式中：滿載汽車總質(zhì)量； 汽車制動時的初速度，可取=； b汽車制動器制動力分配系數(shù)。式中的=5kg, =20kg.將其他已知的參數(shù)代入式（4-8）得：前輪鉗盤式制動器的熱容量和溫升都滿足。4.9.3 制動力矩的計算盤式制動器的計算用簡圖4-1若襯塊表面與制動盤接觸良好，且各處的單位壓力分布均勻，則盤式制動器的制動力矩為 圖4.1盤式制動器的計算用簡圖式中：摩擦系數(shù)； 單側(cè)制動塊對制動盤的壓緊力； 作用半徑。對于常見的扇形摩擦襯塊，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。所以盤式制動器的力矩方程為：，是關(guān)于活塞給予制動塊對制動盤的壓緊力的一個直線函數(shù)。根據(jù)圖4.4，在任一單元面積上的摩擦力對盤中心的力矩為，式中q為襯塊與制動盤之間的單位面積上的壓力，則單側(cè)制動塊作用于制動盤上的制動力矩為 （4.21）單側(cè)襯塊給予制動盤的總摩擦力為 （4.22）得有效半徑為 （4.23）令，則有 （4.24）因，故當(dāng)。但當(dāng)m過小即扇形的徑向?qū)挾冗^大時，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，則上述計算方法失效?？?結(jié)汽車的制動系統(tǒng)是一個汽車的關(guān)鍵，也是人身安全的保證。從我接到畢業(yè)設(shè)計起，自己心里面都在打鼓，現(xiàn)在是驗證自己在大學(xué)期間學(xué)習(xí)內(nèi)容的時候。從設(shè)計最初的構(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。在論文的書寫過程中，從零部件的材料選擇，到零件的尺寸設(shè)計，到零件的最終確定，自己都是進(jìn)行逐一的分析，這段時間內(nèi)也是長時間泡在圖書館，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，對論文的修改也是一次一次的進(jìn)行。很多時候，遇到自己不懂不明白的地方，往往都在一瞬間想放棄的時候，還是被自己一次次的說服，想著不能就這么就放棄，這樣，讓自己一步步的堅持下來了?？粗约和瓿傻恼撐模瑘D紙，猶如自己的榮譽一般，很開心自己在這段時間的付出是有成績的。在這段時間內(nèi)，我不斷的與我的指導(dǎo)老師對接相關(guān)內(nèi)容，很多的計算，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)老師不斷的對其進(jìn)行啟發(fā)，不斷的進(jìn)行指導(dǎo)，很多時候他不是點對點的對問題進(jìn)行指導(dǎo)，而是從大面上對我的設(shè)計進(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。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題，這在以后的生活中，學(xué)習(xí)中也是一項很好的技能，也能給自己帶來意想不到的收獲。現(xiàn)在，畢業(yè)設(shè)計這一份大學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容的試題我已經(jīng)通過自己的不謝努力完成了，在以后的生活中，工作中會不斷的遇到這個那個的試卷，需要我們不斷的去面對，去解決，這樣就需要我們在面對這些事情的時候，不畏艱難，勇與尋找突破口，不在出現(xiàn)逃避問題的想法，這樣將是自己在人生中的一項重大的成就。很多時候，往往自己在人生的十字路口不知道該如何的抉擇，這個時候就需要那個給你指導(dǎo)迷津的人，在大學(xué)這個小社會里面，同學(xué)，朋友，老師都是那個給予一點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他們，給予自己最真誠的幫助。參考文獻(xiàn)1 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