摘 要：研究汽車剎車系統(tǒng)原理和在ABS模式下的防抱死原理，通過(guò)給剎車踏板安裝壓力傳感器，車輪安裝速度傳感器，確定不同速度下的安全中間值，然后將該數(shù)據(jù)庫(kù)導(dǎo)入比較裝置中。當(dāng)壓力數(shù)值過(guò)大時(shí)，根據(jù)傳感器反饋信號(hào)，利用比較裝置將信號(hào)與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比較，產(chǎn)生偏差信號(hào)，然后通過(guò)壓力控制器將信號(hào)作用到壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上，根據(jù)消除偏差的方向來(lái)改變被測(cè)點(diǎn)壓力，將其調(diào)節(jié)到安全值，以提高非正常運(yùn)行條件下的安全性。

關(guān)鍵詞：ABS 壓力傳感器 速度傳感器 數(shù)據(jù)庫(kù) 比較裝置 壓力控制器 壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)

1.剎車原理

剎車系統(tǒng)工作原理是制造出巨大的摩擦力，將車輛的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為熱能。但由于汽車的慣性力作用，致使需要有很大的力量來(lái)抵消，即要求汽車輪胎和地面有大的磨擦力。但因?yàn)槠囕喬ナ菆A的，導(dǎo)致和地面的接觸面積很少，而在力量很大的情況下如果輪胎出現(xiàn)抱死的情況，輪胎和地面之間就會(huì)產(chǎn)生滑動(dòng)摩擦。考慮到輪胎由橡膠制成，在高溫的作用下，這會(huì)降低輪胎的附著力，從而使車的剎車距離增加。因此汽車防抱死顯得格外重要。

防抱死制動(dòng)系統(tǒng)全稱是 Anti-locked Braking System，簡(jiǎn)稱為ABS。ABS是在普通制動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增加了傳感器、ABS執(zhí)行器和ABS電控單元而構(gòu)成。通過(guò)ECU控制電磁閥進(jìn)油量，致使自動(dòng)控制車輪制動(dòng)力，使車輪在制動(dòng)過(guò)程中滑移率控制在10%-25%之間，即控制過(guò)程中車輪處于邊滾動(dòng)邊滑動(dòng)的工作狀態(tài)，從而達(dá)到更有效的剎車系統(tǒng)，有效的縮短剎車距離。但由于系統(tǒng)的高度復(fù)雜性，設(shè)備故障難以避免，通常在故障發(fā)生后會(huì)采取外界強(qiáng)制停車的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)停車，對(duì)安全、財(cái)產(chǎn)等產(chǎn)生一系列影響。為盡量減少這些事故的發(fā)生，如何剎車顯得格外重要，而通常此時(shí)完全依賴于司機(jī)的經(jīng)驗(yàn)，缺少有效的技術(shù)防范手段，存在風(fēng)險(xiǎn)。因此，如何提高ABS失效模式下的汽車運(yùn)行安全保障，成為亟待解決的難題。

2.失效下壓力控制系統(tǒng)各部分原理

2.1數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)置

給剎車踏板安裝壓力傳感器，車輪安裝速度傳感器，接著取汽車初速度v1，對(duì)剎車踏板施加壓力，記錄下非抱死情況的安全中間值，然后進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn)，將記錄的數(shù)值取平均值，確定v1下的最大安全值F1。然后依次以1km/h為間隔，對(duì)不同速度進(jìn)行測(cè)量，記錄v2，v3，……，vn下對(duì)應(yīng)的F2，F(xiàn)3，……，F(xiàn)n。最后將數(shù)據(jù)編入數(shù)據(jù)庫(kù)中，導(dǎo)入比較裝置。

2.2測(cè)量變速器

壓力傳感器、速度傳感器為本系統(tǒng)的測(cè)量變送器。本系統(tǒng)中，壓力傳感器的主要作用是將剎車踏板的壓力值轉(zhuǎn)換成可利用信號(hào)進(jìn)行反饋，速度傳感器的主要作用是將車輪的速度值轉(zhuǎn)換成可利用信號(hào)進(jìn)行反饋，然后比較裝置將反映的壓力大小信號(hào)、速度大小信號(hào)與數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)值進(jìn)行比較，產(chǎn)生壓力偏差信號(hào)。

2.3控制器

控制器的壓力控制器為本系統(tǒng)中的控制器。本系統(tǒng)中，壓力控制器的作用是將偏差信號(hào)通過(guò)壓力控制器作用到壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上，根據(jù)消除偏差的方向來(lái)改變被測(cè)點(diǎn)的壓力，將其調(diào)節(jié)到安全值，以提高非正常運(yùn)行條件下的安全性。

2.4執(zhí)行器

執(zhí)行器調(diào)節(jié)閥為本系統(tǒng)中的執(zhí)行器。本系統(tǒng)中采用電磁閥作為執(zhí)行器，執(zhí)行器的作用是通過(guò)給定的電信號(hào)來(lái)作用調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，即進(jìn)油量，從而控制輪子的剎車狀態(tài)，致使車輛不出現(xiàn)抱死現(xiàn)象。

3.壓力控制系統(tǒng)

3.1單回路控制系統(tǒng)框圖

3.2系統(tǒng)框圖介紹

當(dāng)壓力、速度數(shù)值輸入時(shí)，根據(jù)傳感器反饋信號(hào)，利用比較裝置將信號(hào)與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行比較，產(chǎn)生偏差信號(hào)。然后通過(guò)壓力控制器將信號(hào)作用到壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)上，根據(jù)消除偏差的方向來(lái)改變被測(cè)點(diǎn)壓力，將其調(diào)節(jié)到安全平均值。接著將安全平均值信號(hào)輸出到電磁閥中，通過(guò)給定的電信號(hào)來(lái)作用調(diào)節(jié)閥的開(kāi)度，即進(jìn)油量，從而控制輪子的剎車狀態(tài)，致使車輛不出現(xiàn)抱死現(xiàn)象，以提高非正常運(yùn)行條件下的安全性。

4.結(jié)語(yǔ)

在防抱死制動(dòng)系統(tǒng)失效情況下所采取的壓力控制系統(tǒng)，需要通過(guò)前期根據(jù)壓力傳感器、速度傳感器反饋的參數(shù)，進(jìn)行無(wú)數(shù)次重復(fù)試驗(yàn)，從而得出速度、壓力兩個(gè)變量情況下的二維數(shù)據(jù)情況，并由此完善比較裝置中的數(shù)據(jù)庫(kù)，致使在輸出偏差信號(hào)后，在壓力調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的調(diào)節(jié)下使輸出值更加準(zhǔn)確，進(jìn)一步提高非正常情況下汽車的行駛安全，保障乘客生命、財(cái)產(chǎn)安全。

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作者簡(jiǎn)介：孫海濤，出生年月：1998年8月，性別：男，民族：漢族，籍貫：浙江杭州，學(xué)歷：大學(xué)本科三年級(jí)，研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化。