汽车制动技术主要问题及解决思路
摘要:文章主要通过介绍汽车制动系的组成和制动性能以及从事汽车综合性能检测过程中列表记录了18种比较常见营运车辆的制动性能检测数据,通过数据分析对比和工作经验,调查分析产生制动性能不合格项目的原因及引起故障现象,从而阐述汽车制动技术。
关键词:汽车;制动系;制动性能;制动力
1 概述
汽车上用以使路面对车轮施加一定的力,从而对其进行强制制动的一系列专门装置称为制动系。制动系的作用是使行驶中的汽车按照驾驶员的要求强制减速甚至停车,使下坡行驶的汽车保持稳定速度,使已停驶的汽车保持稳定驻车。汽车行驶时能在短距离内停车且维持行驶方向稳定性和在下坡时能维持一定车速的能力,称为汽车的制动性能。汽车的制动性能直接关系到交通安全,重大交通事故往往与汽车的制动距离太长、紧急制动时发生侧滑等情况有关,因此汽车的制动性能是汽车安全行驶的重要保障。
汽车esp2 ABS工作原理
ABS系统硬件构成主要由传感器(包括轮速传感器、减速度传感器和车速传感器)、电子控制装置、制动压力调节器三大部分组成,形成一个以滑移率一直保持在8%25%的自动控制系统。传感器测量车轮转速并将数据传送至电子控制装置上,控制装置是一个微处理器,它根据车轮转速传感器信号来计算车速。在制动过程中,车轮转速可与控制装置中预先编制的理想减速度的特性曲线相比较。如果控制装置判断出车轮减速度太快和车轮即将抱死时,它就发出信号给液压调节器,液压调节器可根据来自控制装置的信号对制动器的卡钳或轮泵的油压进行控制。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中对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能够被独立地调节,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进行自适应循环调节来防止被控制车轮发生制动抱死。
目前已经在应用的ABS产品基本都是基于车轮加、减速度门限值及参考滑移率方法设计的。这种方式在这几个方面还有待改进:门限值的设置与很多因素有关,不同的车辆需
要不同的匹配技术,需要较多的道路试验加以验证;从理论上讲,整个控制过程车轮滑移率不是保持在最佳滑移率上,而是在它的附近波动,并未达到最佳的制动效果;不具备很强的自适应性,难以适应各种制动工况。
而要从根本上改变这一状况的关键,便是要能够对车轮所处的路面进行实时的监测和识别,根据路面状况采用不同的控制门限值并采取不同的控制算法和控制逻辑。理论上,关键问题包括这几个方面:实时道路识别技术;确定各种路况下的最佳滑移率;车辆速度的测量及处理;控制系统的稳定性等。
针对上述存在的问题,在ABS实际产品的研制过程中,研究主要集中在这几个方面:(1)利用软件来补偿轮速传感器测量误差(由传感器齿轮的制造、安装误差及腐蚀所引起的),以提高轮速信号测量精度;(2)将体积小、质量轻、性能可靠、成本低廉的微电子机械及表面声波探测装置应用于ABS中,以测量车辆运行速度;(3)将Kalman滤波器与路面探测器结合用于轮胎路面间摩擦的实时估计;(4)将一些具有自适应强的控制算法应用于ABS控制逻辑的设计中,以适应车辆参数、载荷和路面状况的变化;建立液压ABS精确的数学模型;在控制器软件设计中考虑了轮胎充气不足的影响,设计轮胎气压监视程序。
3 制动性能
1)当制动不平衡,汽车制动时,汽车的行驶方向发生偏斜;紧急制动时,汽车前轮失去转向能力或后轴侧滑,很容易发生交通事故。原因主要如下:左、右车轮制动蹄摩擦片材料不一或新旧程度不一;单边车轮制动蹄摩擦片表面硬化、油污或铆钉露出;左、右车轮制动蹄摩擦片与制动鼓的接触面积不一或制动间隙调整不一;左、右车轮分泵的技术状况不一;单边制动管路有堵塞或漏油现象;单边分泵或管路内有气阻;单边制动鼓失圆、磨损严重或制动时变形;单边制动蹄与支承销不灵活;左、右制动蹄回位弹簧的拉力不一;左、右两边轮胎气压不一或磨损程度相差太大。
2)当行车制动力不足,汽车制动时,驾驶员感到减速度不足,汽车紧急制动时,制动距离太长,从而导致交通事故,原因主要如下:制动踏板自由行程过大;制动蹄摩擦片与制动鼓靠合面不佳或制动间隙调整不当;摩擦片质量欠佳或使用中表面硬化、烧焦、油污及铆钉头露出;制动鼓磨损过甚或制动时变形;制动蹄与支承销的配合孔磨损松旷或锈蚀。
3)车轮阻滞不合格,当抬起制动踏板后,全部或个别车轮的制动作用不能立即完全解除,以致影响了汽车重新起步、加速行驶或滑行,原因主要如下:制动踏板及拉杆的各铰
连部位缺油或踏板回位弹簧拉力太小;制动凸轮轴在套内缺油、锈蚀或犯别造成转动困难;制动蹄回位弹簧脱落、拉断或拉力太小;制动蹄与支承销锈住;制动间隙调整不当,使制动放松后制动摩擦片与制动鼓仍有局部摩擦;轮毂轴承松旷。
4)驻车制动力不合格,汽车停放时,自由滑行,特别是斜坡停车危险很大。
引起汽车制动性能的好坏不仅与平时的使用和维修有关,就汽车本身的设计和质量也有很大关系。青年大客、捷达小客、五十铃小货、五十铃厢式小货的制动性能相对好。装有ABS系统的金龙大客车,其制动力平衡合格率相对高,但其制动力总和就相对小,可能因检测制动力是取踩下制动踏板最大力,而这时ABS系统防抱死作用未能达到大峰值。小货车比大货车的制动性能要好,尤其是制动力平衡。对于后轴质量相对轻的小货车,后轴制动力也相对较差,又因前轴制动力比后轴好很多,这样容易发生后轴侧滑现象。长安微型小货车的制动力总和、制动力平衡、阻滞力、驻车制动力的合格率都相对差,这与其车身质量轻以及本身设计质量有很大关系。这种现象的存在是由其制动器的结构参数所决定的,即取决于制动器的形状、结构尺寸、制动器摩擦副的摩擦因数及车轮半径等。
汽车制动跑偏、侧滑与前轮失去转向能力和制动力不足是造成交通事故的主要原因。制动
时汽车自动向左或向右偏驶称为制动跑偏。侧滑是指制动时汽车的某一轴或两轴发生横向移动。最危险的情况是在高速制动时发生后轴侧滑,此时汽车常发生不规则的急剧回转运动而失去控制。跑偏与侧滑是有联系的,严重的跑偏有时会引起后轴侧滑,易于发生侧滑的汽车也有加剧跑偏的趋势。前轮失去转向能力,是指弯道制动的汽车不再按原来的弯道行驶而沿着弯道的技切线方向驶出,直线行驶制动时虽然转动方向盘但汽车仍按直线方向行驶的现象。失去转向能力和后轴侧滑也是有联系的,一般如果汽车后轴不会侧滑,前轮就可能失去转向能力;后轴侧滑,前轮常仍有转向能力。汽车制动性能是汽车主动安全的主要性能之一,是保障汽车行驶安全的重要保障。制动性能的检测对比为其制动性能实验研究和生产检测提供了条件,为提高制动性能提供了知识。因此,研制具有现代先进水平的汽车制动性能测控系统,对汽车制动性的检测具有重要的现实意义。汽车要保证有良好的制动性能,不但要平时提高使用和维修质量,而且对汽车本身技术设计和质量要求提高。例如加装ABSEBD(独立或综合)制动系统、ASR/TCSESP电子程序等技术。汽车制动系统是保障汽车行车安全、充分发挥汽车速度、提高汽车运输效率的重要设备。制动性能良好和工作可靠,可以化险为夷,避免交通事故;制动性能不好,很容易造成重大交通事故。
4 结语
通过以上分析,对汽车维修技术人员提供了一定的维修技术知识,也对汽车制造工程设计师提供了科学实践数据。汽车要保证有良好的制动性能来适应社会经济的科学发展,不但要平时提高使用和维修质量,而且对汽车本身的技术设计和质量要求也有所提高。
因本人水平有限,文中难免出现错漏及不足,恳请专家、教授及同行批评、指正。
参考文献
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