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汽车制动过程的控制原理分析
发布日期:2017-03-02 新闻来源: 正文字号
汽车的舒适性、安全性、动力性等都是人们关注的重点,其中最重要的就是安全性,在安全性当中就有一部分是制动安全性,这要求车辆既能够有很好的制动效果,又能兼具安全性。要实现制动安全,就需要对制动过程进行控制,本文将对汽车制动过程中的控制原理进行介绍与分析。
1 制动受力情况分析  
在汽车制动过程中,车轮的受力情况如图1所示,其中,最主要的两个力为:Fx,地面作用力:Tb,液压制动力矩。在制动力矩Tb的作用下,地面会给车轮一个作用力Fx来制动车轮,达到减速或者停车的目的。其中,真正使得车辆减速停车的作用力就是Fx。然而,并不是液压制动力越大,车辆获得的地面作用力Fx就越大,Fx有一个极限值F,当达到这个极限值后,再增加液压制动力,车轮就会出现滑动,导致不稳定。这个极限值F与路面、轮胎等情况相关。
 
  在制动过程中,由于制动力过大,车轮出现滑动,造成制动不稳定的情况,采用较多的解决办法是汽车制动防抱死系统(Antilock Braking System, ABS),下面将对防抱死制动原理进行相关的介绍。
2 防抱死制动 
2.1滑移率
  车轮正常的运动状态是滚动,当出现滑动情况后,就会导致不稳定,滑动程度越高,不稳定情况越严重。滑动运动在车轮运动过程中所占的比例一般用滑移率来表示,符号为λ。计算公式为:
λv=■
  其中,v为车轮的轮心速度,rω为车轮的滚动速度。
  可以看出,当车轮纯滚动时,v=rω,滑移率λ=0,当车轮抱死,即纯滑动时,ω=0,滑移率λ=1。所以,λ的范围为0~1。一般情况下,滑移率在0.1~0.2时,变滚边滑,制动效果最好,超过0.2后滑移率会快速下降,车轮很快抱死,所以ABS就开始起作用。
  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。其一般的控制效果是将每个车轮的滑移率控制在0.1~0.2之间。
2.2 ABS的工作过程
  防抱死制动系统一般由转速传感器、电子控制单元、压力调节装置等组成。每个车轮上的转速传感器,负责向电子控制单元传递每个车轮的转速信号,电子控制单元对接收的信号进行处理,一旦发现某个车轮有抱死的趋势,即通过压力调节装置控制对应的液压管路的压力进行调节控制。
  下面以循环式的压力调节装置为例对液压力的调节过程进行说明。