汽車制動(dòng)過(guò)程的控制原理分析

聶玉潔 山東建筑大學(xué)

引言：自新中國(guó)成立以來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)水平以及科技水平均得到了不斷的發(fā)展。在這樣的背景下，汽車已經(jīng)成為人們?nèi)粘Ｉ钪幸豁?xiàng)重要的交通工具。汽車的各種性能也受到了人們的廣泛關(guān)注。其中，安全性是一項(xiàng)最重要的問(wèn)題。本篇文章主要探討了汽車制動(dòng)過(guò)程的控制原理，并通過(guò)這一原理來(lái)對(duì)汽車的安全性進(jìn)行分析。

1 對(duì)制動(dòng)受力的情況進(jìn)行分析

如圖所示，為汽車制動(dòng)時(shí)車輪的圖片。在這個(gè)過(guò)程中，車輪主要受到了兩個(gè)力的作用，這兩個(gè)力分別為：其一，地面的作用力；其二，液壓制動(dòng)力矩。其中，地面的作用力是在液壓制動(dòng)力矩的作用下產(chǎn)生的。這時(shí)，行駛的車輛將會(huì)出現(xiàn)減速或者是停止的現(xiàn)象。由此可見(jiàn)，液壓制動(dòng)力矩在車輛制動(dòng)的過(guò)程中發(fā)揮了主要的作用。但是，在這里需要注意的問(wèn)題是：液壓制動(dòng)力矩有一個(gè)極限值，當(dāng)液壓制動(dòng)力矩到達(dá)這個(gè)極限值以后，再增加液壓的制動(dòng)力度，將會(huì)導(dǎo)致行駛車輛的車輪出現(xiàn)滑動(dòng)的現(xiàn)象，使車輛在行駛的過(guò)程中出現(xiàn)不穩(wěn)定的現(xiàn)象。這個(gè)極限值受到汽車行駛路面的影響以及輪胎實(shí)際情況的影響。

2 對(duì)防抱死制動(dòng)進(jìn)行分析

2.1 滑移率的分析

車輛在行駛的過(guò)程中，車輪正常的狀態(tài)應(yīng)當(dāng)呈現(xiàn)出滾動(dòng)狀。在這個(gè)過(guò)程中，若出現(xiàn)了車輪滑動(dòng)的情況則會(huì)使汽車的運(yùn)行過(guò)程出現(xiàn)不穩(wěn)定的狀態(tài)。這就會(huì)使汽車陷入到一個(gè)危險(xiǎn)的狀態(tài)中。在這個(gè)過(guò)程中，若出現(xiàn)的滑動(dòng)程度越高，那么，汽車在行駛過(guò)程中存在的安全隱患就越大。因此，在汽車行駛過(guò)程中汽車車輪產(chǎn)生的滑動(dòng)情況我們將其叫做滑移率。我們將其用λ來(lái)表示，具體有一個(gè)公式，如下所示：λv=v-rw/v在這個(gè)公式中，v代表的是車輛在行駛過(guò)程中車輪輪心轉(zhuǎn)動(dòng)的速度。rw表示的是車輛在行駛過(guò)程中，車輪滾動(dòng)的速度。

從這個(gè)公式中，我們可以分析出，汽車在行駛的過(guò)程中，車輪處于滾動(dòng)的狀態(tài)時(shí)，v=rw，這個(gè)時(shí)候的滑移率λ為0.汽車在行駛的過(guò)程中，處于抱死的狀態(tài)，車輪為滑動(dòng)狀態(tài)時(shí)，w=0，這時(shí)候的滑移率λ為1。從這個(gè)分析過(guò)程中可知，滑移率λ的取值范圍在0到1之間。通常情況下，汽車在行駛過(guò)程中的滑移率在0.1至0.2之間時(shí)，汽車車輪處于滾動(dòng)和滑動(dòng)的狀態(tài)，此時(shí)的制動(dòng)效果最佳。當(dāng)車輛在行駛過(guò)程中的滑移率λ在0.2以上時(shí)，汽車車輪滑移的速度將會(huì)下降。汽車就會(huì)處于抱死的狀態(tài)。這時(shí)，汽車的防抱死系統(tǒng)將會(huì)發(fā)揮出其應(yīng)有的作用。防抱死系統(tǒng)在車輛將要抱死的時(shí)候發(fā)揮作用。

2.2 ABS的工作過(guò)程

防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)主要分為三個(gè)方面的內(nèi)容，這三個(gè)方面的內(nèi)容分別為：其一，轉(zhuǎn)速傳感器；其二，電子控制單元；其三，壓力調(diào)節(jié)裝置等。其中，轉(zhuǎn)速傳感器這種裝置主要存在于汽車的每個(gè)車輪中。防抱死系統(tǒng)中的傳感機(jī)構(gòu)主要是由輪速傳感器和“齒圈”配對(duì)組成。輪速傳感器內(nèi)有可產(chǎn)生磁力線的電磁線圈，安裝在車輪附近的一個(gè)固定部件上，齒圈安裝在車輪輪輞上，車輪轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)齒圈轉(zhuǎn)動(dòng)，齒圈切割磁力線使傳感器內(nèi)的電磁線圈感應(yīng)出交變電流，其脈沖率與車輪轉(zhuǎn)速成正比并被輸往電子控制器內(nèi)。電子控制器是一臺(tái)微電子計(jì)算機(jī)，它根據(jù)各個(gè)輪速傳感器的電流脈沖信號(hào)測(cè)出各個(gè)車輪的運(yùn)動(dòng)速度、加速度或者減速度、滑動(dòng)率等數(shù)值，當(dāng)這些數(shù)值超出正常值的范圍時(shí)就會(huì)發(fā)出指令給電磁調(diào)節(jié)器。電磁調(diào)節(jié)器里面的柱塞會(huì)依照指令上下移動(dòng)，調(diào)節(jié)輸入各個(gè)車輪制動(dòng)分泵的油量，起到一個(gè)閥門(mén)的作用。

如下圖所示，就是汽車防抱死系統(tǒng)的工作原理圖。

如上圖所示，2代表的是制動(dòng)輪缸，6代表的是控制動(dòng)主缸，將這二者相互連接，便是對(duì)汽車防抱死系統(tǒng)進(jìn)行加壓的過(guò)程。10為閥芯部分，5為電磁閥部分，將閥芯部分進(jìn)行上移。在這個(gè)過(guò)程中需要注意的一點(diǎn)就是，閥芯在上移過(guò)程中的距離。其中，輪缸的部分應(yīng)當(dāng)保持獨(dú)立，該部分不能與系統(tǒng)中的任何一個(gè)部分互相連接。在系統(tǒng)中的電磁閥在進(jìn)行充電的過(guò)程中，閥芯上移的位置應(yīng)當(dāng)大一些。在這個(gè)系統(tǒng)中，輪缸部分應(yīng)當(dāng)與除油罐部分相互連接在一起。這主要是對(duì)整個(gè)系統(tǒng)起到了一個(gè)卸載壓力的作用，換句話說(shuō)，就是降低整個(gè)防抱死系統(tǒng)的壓力。

其系統(tǒng)的工作原理為：ABS系統(tǒng)監(jiān)控4只車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)速度。在具體的運(yùn)行過(guò)程中，當(dāng)某一車輪幾乎要抱死時(shí)，該系統(tǒng)就會(huì)釋放此特定車輪的制動(dòng)器，促進(jìn)此車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的恢復(fù)。并在車輪將要恢復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)后，對(duì)此輪的制動(dòng)器施加制動(dòng)液壓。在這種情況下，如果車輪將要再次抱死，此系統(tǒng)釋放此特定車輪的制動(dòng)器。此系統(tǒng)1s之內(nèi)重復(fù)上述過(guò)程許多次，以便發(fā)揮制動(dòng)器的最大潛力，確保車輛的穩(wěn)定和正常運(yùn)行。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本篇文章詳細(xì)的介紹了汽車的整個(gè)制動(dòng)過(guò)程。在這里，對(duì)汽車的防抱死系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的分析。雖然汽車制動(dòng)的控制系統(tǒng)分為許多種。但是，原理都大同小異。經(jīng)過(guò)本篇文章的分析，對(duì)汽車的安全性能進(jìn)行了詳細(xì)的探討，希望通過(guò)本篇文章的探討，汽車的安全性能能夠有所提高，為人們的生命安全提供保障。