阜新高等专科学校毕业设计.doc
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1、阜新高等专科学校毕业设计(案例分析)ABS系统的结构原理与故障诊断姓 名: 系 部: 工程系专 业:汽车检测与维修班 级: 指导教师: 创建时间 ABS系统的结构原理与故障诊断摘要:运用机械动力学仿真软件ADAMS 建立汽车ABS的机械动力学模型,在MATLAB/SIMULINK 环境下建立Jetta GTX 轿车的ABS 控制模型,构成了ABS 机电液一体化联合仿真的动力学控制模型。运用MATLAB拟定了ABS 的控制参数的门限值,进行了仿真结果数据解决和分析,与大量的ABS 实车道路实验数据对比,改善模型准确度,获得了对的和可行的ABS 仿真控制模型,为加速开发ABS 的控制算法奠定了基础
2、。关键词:ABS结构组成;ABS工作原理;故障检测ABS structural principle of the system and fault diagnosisAbstract:The mechanical dynamic simulation software ADAMS establish the mechanical dynamics model car ABS, in the MATLAB / SIMULINK environment to establish Jetta GTX ABS control model cars, constitute the ABS hydraul
3、ic control of joint integrated dynamic simulation model. Using MATLAB to determine the parameters of the ABS control threshold, the simulation results of data processing and analysis, and a large number of ABS vehicle road test comparison of the data to improve model accuracy, correct and feasible a
4、ccess to the ABS control model simulation, to accelerate the ABS control algorithm development laid the foundation.Keywords: ABS structural composition; ABS works; fault detection目 录摘要2Abstract:3目 录4第一章概述5第二章:汽车ABS的结构组成和工作原理62.1.ABS的基本结构62.2工作原理72.3汽车ABS的分类9第三章:汽车ABS常见故障及分析103.1.ABS故障诊断仪器和工具103.2故障诊
5、断与排除的一般环节113.3常见故障及分析12第四章:典型ABS系统的车辆的介绍124.1 奔驰YBL6120H型客车ABS基本结构与工作原理124.2一汽捷达轿车ABS结构原理13结论14谢辞16参考文献17第一章概述“ABS”(Anti-lockedBrakingSystem)中文译为“防抱死刹车系统”.它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统。ABS是常规刹车装置基础上的改善型技术,可分机械式和电子式两种。现代汽车上大量安装防抱死制动系统,ABS既有普通制动系统的制动功能,又能防止车轮锁死,使汽车在制动状态下仍能转向,保证汽车的制动方向稳定性,防止产生侧滑和跑偏,是目前汽车上最先
6、进、制动效果最佳的制动装置。普通制动系统在湿滑路面上制动,或在紧急制动的时候,车轮容易因制动力超过轮胎与地面的摩擦力而安全抱死。近年来由于汽车消费者对安全的日益重视,大部分的车都已将ABS列为标准配备。假如没有ABS,紧急制动通常会导致轮胎抱死,这时,滚动摩擦变成滑动摩擦,制动力大大下降。并且假如前轮抱死,车辆就失去了转向能力;假如后轮先抱死,车辆容易产生侧滑,使车行方向变得无法控制。所以,ABS系统通过电子机械的控制,以非常快的速度精密的控制制动液压力的收放,来达成防止车轮抱死,保证轮胎的最大制动力以及制动过程中的转向能力,使车辆在紧急制动时也具有规避障碍的能力。汽车制动防抱系统,简称为AB
7、S,是提高汽车被动安全性的一个重要装置。有人说制动防抱系统是汽车安全措施中继安全带之后的又一重大进展。汽车制动系统是汽车上关系到乘客安全性最重要的二个系统之一。随着世界汽车工业的迅猛发展,汽车的安全性越来越为人们重视。汽车制动防抱系统,是提高汽车制动安全性的又一重大进步。ABS防抱制动系统由汽车微电脑控制,当车辆制动时,它能使车轮保持转动,从而帮助驾驶员控制车辆达成安全的停车。这种防抱制动系统是用速度传感器检测车轮速度,然后把车轮速度信号传送到微电脑里,微电脑根据输入车轮速度,通过反复地减少或增长在轮子上的制动压力来控制车轮的打滑率,保持车轮转动。在制动过程中保持车轮转动,不仅可保证控制行驶方
8、向的能力,并且,在大部分路面情况下,与抱死锁死车轮相比,能提供更高的制动力量。第二章:汽车ABS的结构组成和工作原理2.1.ABS的基本结构ABS系统重要由传感器、电子控制装置和执行器三个部分组成。 组成元件 和功能传感器 车速传感器 检测车速,给ECU提供车速信号,用于滑移率控制方式 轮速传感器 检测车轮速度,给ECU提供轮速信号,各种控制方式均采用 减速传感器 检测制动时汽车的减速度,辨认是否是冰雪等易滑路面,只用于四轮驱动控制系统 执行器 制动压力调节器 接受ECU的指令,通过电磁阀的动作实现制动系统压力的增长、保持和减少 液压泵 受ECU控制,在可变容积式制动压力调节器的控制油路中建立
9、控制油压;在循环式制动压力调节器调节压力减少的过程中,将由轮缸流出的制动液经蓄能器泵回主缸,以防止ABS工作时制动踏板行程发生变化。 ABS警告灯 ABS出现故障时,由EUC控制将其点亮,向驾驶员发出报警,并由ECU控制闪烁显示故障代码 ECU 接受车速、轮速、减速等传感器的信号,计算出车速、轮速、滑移率和车轮的减速度、加速度,并将这些信号加以分析、判别、放大,由输出级输出控制指令,控制各种执行器工作2.2工作原理控制装置和ABS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也许ABS通常都由车轮转速传感器、制动压力调节装置
10、、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鉴定,并形成相应的控制指令。制动压力调节装置重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。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在启动状态,各出液电磁阀均不通电而处
11、在关闭状态,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在沟通状态,而各制动轮缸至储液器的制动管路均处在封闭状态,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鉴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,电子控制装置鉴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在关闭状态,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
12、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;假如在右前制动轮缸的制动压力保持一定期,电子控制装置鉴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启动状态,右前制动轮缸中的部分制动波就会通过处在启动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鉴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,使进液电磁阀转入启动状态,使出液电磁阀转入关闭状态,同时也使电动
13、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。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320HZ。在该ABS中相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可以被独立地调节,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
14、进行自适应循环调节,来防止被控制车轮发生制动抱死。ABS的功用制动性能是汽车重要性能之一,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。假如由于汽车的紧急制动(特别是高速行驶时)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)特别在路面湿滑的情况下,对行车安全导致极大的危害。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
15、面上出现滑移。其滑移率(Vt-Va)/Vt100式中:-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15一20时附着系数达成最大值,因此,为了取得最佳的制动效果,一定要控制其滑移率在1520范围内。ABS的功能即在车轮将要抱死时,减少制动力,而当车轮不会抱死时又增长制动力,如此反复动作,使制动效果最佳。ABS的两种控制方式1、双参数控制双参数控制的ABS,由车速传感器(测速雷达)、轮速传感器、控制装置(电脑)和执行机构组成。其工作原理是车速传感器和轮速传感器,分别将车速和轮速信号输入电脑,由电脑计算出实际滑移率,并与抱负滑移率15一20作比较,再通过电磁阀增减制
16、动器的制动力。这种曳速传感器常用多普勒测速雷达。当汽车行驶时,多普勒雷达天线以一定频率不断向地面发射电磁波,同时又接受反射回来的电磁波,测量汽车雷达发射与接受的差值,便可以准确计算出汽车车速。而轮速传感器装在变速器外壳,由变速器输出轴驱动,它是一个脉冲电机,所产生的频率与轮速成正比。执行机构由电磁阀及继电器等组成。电磁阀调整制动力,以便保持抱负的滑移率。这种ABS可保证滑移率的抱负控制,防抱制动性能好,但由于增长了一个测速雷达,因此结构较复杂,成本也较高。2、单参数控制它以控制车轮的角减速度为对象,控制车轮的制动力,实现防抱死制动,其结构重要由轮速传感器、控制器(电脑)及电磁阀组成。为了准确无
17、误地测量轮速,传感头与车轮齿圈间应留有1mm间隙。为避免水、泥、灰尘对传感器的影响,安装前应将传感器加注黄油。电磁阀用于车轮制动器的压力调节。对于四通道制动系统,一个车轮圈有一个电磁阀;三通道制动系统,每个前轮拥有一个,两个后轮共用一个。电磁阀有三个液压孔,分别与制动主缸与车轮制动分缸相连,并能实现压力升高、压力保持、压力减少的调压功能。工作原理如下。1)升压在电磁阀不工作时,制动主缸接口和各制动分缸接口直通。由于主弹簧强度大,使进油阀启动,制动器压力增长。2)压力保持当车轮的制动分缸中的压力增长到一定值时,进油阀切断关闭。支架就保持在中间状态,三个孔间互相密封,保持制动压力。3)降压当电磁阀
18、工作时,支架克服两个弹簧的弹力,打开卸荷肉使制动分缸压力减少。压力一旦减少,电磁阀就转换到压力保持状态,或升压的准备状态。控制装置ECU的重要任务是把各车轮的传感器传回来的信号进行计算、分析、放大和判别,再由输出级将指令信号输出到电磁阀,去执行制动压力调节任务。电子控制装置,由四大部分组成,输入级A、控制器B、输出级C,稳压与保护装置D。电子控制器以4一101tz的频率驱动电磁阀,这是驾驶员无法做到的。这种单参数控制方式的ABS,由于结构简朴、成本低,故目前使用较广。在美国克莱斯勒型高级轿车中大多配备了这种单参数控制方式的ABS。它在轿车的四个轮上都装有轮速传感器。在车轮轴上安装有45齿或10
19、0齿的齿圈,轮速传感器的传感头装在齿圈的顶上。当车轮转动时,使传感器不断产生电压信号,并输入电脑,与RoM中抱负速度比较,算出车轮的增速或减速,向电磁阀发出升压或卸压的指令,以控制制动分缸制动力。2.3汽车ABS的分类.按结构分类 1机械式ABS 机械式ABS的特点是结构紧凑价格低缺陷是控制不够精确性 能不高该类ABS在轿车和摩托车上都有应用其中最著名的是英国格林公司生产的SCS型机械式防抱装置 2机电一体化的ABS 这是目前广泛使用的ABS由车速传感器电子控制器压力调节器等组成控制性能好可靠性高 2.按控制方法分类. 电子式ABS按控制方法的不同可分为以下两类 1采用逻辑门限值控制的ABS
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