典型汽車ABS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理與故障診斷

1、湖北汽車工業(yè)學(xué)院Hubei Automotive Industries Institute畢 業(yè) 設(shè) 計 開 題 報 告題目典型汽車ABS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理與故障診斷班號201401專業(yè)汽車服務(wù)工程學(xué)號037014210195學(xué)生姓名呂琦指導(dǎo)教師陶陽（三號、楷體；字母、數(shù)字：Time New Roman）一、課題來源（一級標(biāo)題：四號、宋體、加粗）在汽車防抱死制動系統(tǒng)出現(xiàn)之前，汽車所用的都是開環(huán)制動系統(tǒng)。其特點是制動器制動力矩的大小僅與駕駛員的操縱力、制動力的分配調(diào)節(jié)以及制動器的尺寸和型式有關(guān)。由于沒有車輪運動狀態(tài)的反饋信號，無法測知制動過程中車輪的速度和抱死情況，汽車就不可能據(jù)此調(diào)節(jié)輪缸或氣室制動

2、壓力的大小。因此在緊急制動時，不可避免地出現(xiàn)車輪在地面上抱死拖滑的現(xiàn)象。當(dāng)車輪抱死時，地面的側(cè)向附著性能很差，所能提供的側(cè)向附著力很小，汽車在受到任何微小外力的作用下就會出現(xiàn)方向失穩(wěn)問題，極易發(fā)生交通事故。在潮濕路面或冰雪路面上制動時，這種方向失穩(wěn)的現(xiàn)象會更加嚴(yán)重。汽車防抱死制動系統(tǒng)（Anti-lock Braking System簡稱ABS）的出現(xiàn)從根本上解決了汽車在制動過程中的車輪抱死問題“ABS”中文譯為“防抱死剎車系統(tǒng)”.它是一種具有防滑、防鎖死等優(yōu)點的汽車安全控制系統(tǒng)。ABS是常規(guī)剎車裝置基礎(chǔ)上的改進型技術(shù)，可分機械式和電子式兩種。ABS理論的提出，是在1928年

3、，最早應(yīng)用在火車上，上世紀(jì)40年代末50年代初民航飛機開始采用ABS1。1936年Bosch公司第一個獲得了用電磁式車輪轉(zhuǎn)速傳感器獲取車輪轉(zhuǎn)速的制動防抱系統(tǒng)的專利權(quán)二、國內(nèi)外現(xiàn)狀國外ABS發(fā)展現(xiàn)狀1936年Bosch公司第一個獲得了用電磁式車輪轉(zhuǎn)速傳感器獲取車輪轉(zhuǎn)速的制動防抱系統(tǒng)的專利權(quán)。1954年，F(xiàn)ord公司將飛機的制動防抱系統(tǒng)移置在林肯（LINCOIN）轎車上，從而揭開了汽車應(yīng)用ABS的序幕。1973年，美國國家公路交通安全局(NHTSA)頒布了FMVSS121法規(guī)，規(guī)定采用空氣制動的載貨車，必須安裝ABS裝置。法規(guī)迫使大量的汽車裝上了ABS，但是ABS的故障帶來了大量的使用問題，相繼發(fā)

4、生了一些制動事故，從而迫使NHTSA不到一年就撤消了FMVSS121中關(guān)于制動距離和車輪不得抱死的要求。上世紀(jì)70年代早期和中期，數(shù)字式電子技術(shù)和大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展，微處理器向數(shù)控電路方向轉(zhuǎn)變，為ABS系統(tǒng)向?qū)嵱没l(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。在計算機技術(shù)高速發(fā)展的推動下，歐洲研制成由數(shù)字計算機與電磁閥調(diào)節(jié)器組成的、較為現(xiàn)代型的電控防抱死制動系統(tǒng)。數(shù)字計算機不易受干擾，響應(yīng)速度快，可以把制動液壓循環(huán)的次數(shù)增加到10余次/s，用以調(diào)節(jié)制動液壓的電磁閥的開啟、關(guān)閉時間只需要0.004s，其速度完全可以與數(shù)字計算機處理數(shù)據(jù)的速度相匹配。這種較為現(xiàn)代型的ABS裝置，體積小，質(zhì)量輕，動作更快，控制更準(zhǔn)確。1

5、978年，ABS有了突破性的發(fā)展，BOSCH公司與奔馳公司合作研制出三通道四輪帶有數(shù)字式控制器的ABS-Bosch。ABS2，并批量裝于奔馳轎車上，由此揭開了現(xiàn)代ABS系統(tǒng)發(fā)展的序幕。緊接著，在BMW7系列轎車上，也采用了這套系統(tǒng)，這是世界上第一次批量生產(chǎn)四輪控制ABS系統(tǒng)的生產(chǎn)廠家3。由于微處理器的引入，使ABS開始具有了智能，從而奠定了ABS的基礎(chǔ)和基本模式。Bosch公司在1983年將ABS2型改進為ABS2S型，用大規(guī)模集成電路替代分離元件，使E-CU中的元器件數(shù)量減少到60個；1985年又將ABS2S型的結(jié)構(gòu)簡化，推出經(jīng)濟型BoschABS2E；1986年Bosch公司先推出了Bos

6、chABS/ASR2U型，安裝在許多高級轎車上(如寶馬、凌馬、皇冠、凱迪拉克)。上世紀(jì)90年代以后，ABS技術(shù)己日趨成熟，制造成本不斷降低，ABS迅速普及。目前，最著名的ABS公司有Bosch,Wabco,Delphi和TRW(Lucas)等。ABS系統(tǒng)在歐美日等汽車強國，得到了廣泛的應(yīng)用，己經(jīng)成為轎車的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，裝車率達(dá)到100%。ABS系統(tǒng)在歐美日等汽車強國，得到了廣泛的應(yīng)用，己經(jīng)成為轎車的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，裝車率達(dá)到100%。1992年，歐洲EEC指令委員會規(guī)定了汽車裝用ABS的時間表，要求大貨車、大客車和掛車在1998年之后必須裝用ABS系統(tǒng)；1992年，日本規(guī)定所有觀光客車必須安裝ABS系統(tǒng)

7、；美國則因為1973年FMVSS121法規(guī)的失敗，對再次強制安裝ABS系統(tǒng)表示慎重，但是政府加強了對安裝ABS系統(tǒng)義務(wù)化的宣傳；另外，大多數(shù)美國保險公司宣布：凡裝備ABS系統(tǒng)的車輛可減收保險費。隨著車輛動力學(xué)、計算機技術(shù)和電子技術(shù)的發(fā)展，ABS除本身朝著集成化、低價格、大批量的方向發(fā)展外，還在原有系統(tǒng)上進行了擴展。利用原有ABS只增加部分作動系統(tǒng)和相應(yīng)的軟件，就可以實現(xiàn)防滑控制功能(包括制動防滑和牽引控制)，并與一體化、主動懸架、電子轉(zhuǎn)向控制等系統(tǒng)，構(gòu)成綜合控制裝置等方向發(fā)展。國內(nèi)ABS發(fā)展現(xiàn)狀與國外相比，國內(nèi)在ABS方面的研究起步晚，而且由于資金缺乏以及微處理器技術(shù)的落后，使得我國ABS的研

8、究與歐美日等先進國家相比，存在著較大的差距。我國ABS技術(shù)的研究，開始于20世紀(jì)80年代初，ABS的研究項目被列入“九五”科技攻關(guān)計劃。近年來，ABS技術(shù)在我國也正在推廣和應(yīng)用，1999年我國制定的國家強制性標(biāo)準(zhǔn)GB12676-1999汽車制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗方法中已把裝用ABS作為強制性法規(guī)。此后一汽大眾、二汽富康、上海大眾、重慶長安、上海通用等均開始采用ABS技術(shù)，但這些ABS裝置我國均沒有自主的知識產(chǎn)權(quán)。 國內(nèi)研究ABS主要有東風(fēng)汽車公司、交通部重慶公路研究所、濟南捷特汽車電子研究所、清華大學(xué)、西安交通大學(xué)、吉林大學(xué)、華南理工大學(xué)、合肥工業(yè)大學(xué)等單位，雖然起步較晚，也取得了

9、一些成果。在氣壓ABS方面，國內(nèi)企業(yè)包括東風(fēng)電子科技股份有限公司、重慶聚能、廣東科密等都已形成了一定的生產(chǎn)規(guī)模。液壓ABS由于技術(shù)難度大，國外技術(shù)封鎖嚴(yán)密，國內(nèi)企業(yè)暫時不能獨立生產(chǎn)，但在液壓ABS方面也在做自主研發(fā)，力圖突破國外跨國公司的技術(shù)壁壘，已經(jīng)取得了一些新的進展和突破。如清華大學(xué)和浙江亞太等承擔(dān)的汽車液壓防抱死制動系統(tǒng)（ABS）“九五”國家科技攻關(guān)課題，在ABS控制理論與方法、電子控制單元、液壓控制單元、開發(fā)裝置和匹配方法等關(guān)鍵技術(shù)方面均取得了重大成果。采用的耗散功率理論，避免了傳統(tǒng)的邏輯門限值研究方法的局限性，取得了理論上的突破，研發(fā)ABS成功且進入產(chǎn)業(yè)化、批量生產(chǎn)階段。其試樣在南京

10、IVECO輕型客車上匹配使用全面達(dá)到了國家標(biāo)準(zhǔn)GB12676-1999和歐洲法規(guī)EECR13的要求。這對振興我國汽車工業(yè)與汽車零部件業(yè)具有劃時代意義，標(biāo)志著我國汽車液壓ABS國產(chǎn)化已邁出堅實的一步。同時合肥工業(yè)大學(xué)也研制出國內(nèi)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的液壓制動電子防抱系統(tǒng)，率先在HF6700輕型汽車上匹配使用獲得成功。國內(nèi)液壓ABS技術(shù)含量與國外雖有一定的差距，但在政府的大力支持和國內(nèi)豐富的人力資源配合下，相信國內(nèi)可以在較短的時間內(nèi)在ABS技術(shù)某些領(lǐng)域趕超國際水平。三、綜合分析從ABS的出現(xiàn)到在汽車上廣泛使用，己經(jīng)歷了近半個世紀(jì)的發(fā)展過程。到目前為止，ABS的總體結(jié)構(gòu)方案已趨于成熟，要進一步擴大ABS

11、在汽車上的應(yīng)用范圍，并把ABS各方面性能指標(biāo)提高到最佳狀態(tài)。ABS在汽車上的廣泛應(yīng)用，大大提高了汽車的安全性，對汽車行業(yè)的發(fā)展做出了極其重要的貢獻，通過進一步的技術(shù)改進，其功能將會更為可靠和完善，體積進一步縮小，更安全更實用，在保證汽車行車安全方面將發(fā)揮更大的作用四、方案論證ABS系統(tǒng)本身也有局限性，它仍然擺脫不了一定的物理規(guī)律。在兩種情況下，ABS系統(tǒng)不能提供最短的制動距離。一種是在平滑的干路上，由有經(jīng)驗的駕駛員直接進行制動。另一種情況是在松散的礫石路面、松土路面或積雪很深的路面上制動。 另外，通常在干路面上，最新的ABS系統(tǒng)能將滑移率控制在5%20%的范圍內(nèi)，但并不是所有的ABS都以相同的速率或相同的程度來進行制動。盡管四輪防抱制動系統(tǒng)能使汽車在盡可能短的距離內(nèi)進行制動，但如果制動進行得太遲，使之在與障礙物碰撞前不能完全停下來，仍不能阻止事故的發(fā)生。五、工作步驟畢業(yè)設(shè)計安排1收集資料確定方案.。第1-3周2調(diào)研、初步撰寫論文。第4-6周3初步完成畢業(yè)論文。第7-9周4總體校核完成畢業(yè)論文。第10-12周六、參考文獻1程軍.國外防抱制動系統(tǒng)及其法規(guī)的歷史.現(xiàn)狀.未來J.客車技術(shù)，1995， 2(日)ABS