汽車使用性能論文 汽車安全性能

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1、。 汽車安全性能 學(xué)生姓名： 李 XX 學(xué) 號： 15132403020 班 級： 職業(yè) 15 汽服專 1 學(xué) 部： 職業(yè)技術(shù)學(xué)部 學(xué)年學(xué)期： 2015-2016 學(xué)年 春季學(xué)期 課程名稱： 汽車使用性能

2、 。 1 。 摘要： 隨著電子和信息技術(shù)的發(fā)展，汽車性能已在傳統(tǒng)的行駛、轉(zhuǎn)向、制動性能等基礎(chǔ)上有了很大提高。 人們對于汽車的安全性要求也從被動安全性轉(zhuǎn)向主動安全性。本文在此出發(fā)點上，著重介紹了幾種發(fā)展比 較成熟的現(xiàn)代汽車制動系統(tǒng)，如 ABS、ESP及 ASR等等。通過對這三種制動系統(tǒng)的功用構(gòu)造、工作原理及工 作過程的介紹，讓大家更加了解現(xiàn)代汽車制動系統(tǒng)的安全性。另外又介紹了幾種制動系中較為先進的新技 術(shù)，如電子差速鎖（ EDS）、輔助制動系統(tǒng)（ BAS）、緊急制動輔助裝置（ EBA）、轉(zhuǎn)彎制動控制（ CBC）和全電 路制動（ BB

3、W）等等。通過對這些新技術(shù)的功用及原理的簡單介紹，讓大家有一些初步認識。雖然發(fā)展并沒 有那么成熟，或者說是廣泛，但是其前景還是很明朗的。 關(guān)鍵詞： 汽車制動 安全技術(shù) ABS 電子技術(shù) Abstract ：Along with electronic and the information technology development, the automobile performance in the traditional travel, changed, foundations and so on in braking qua

4、lity had the very big enhancement. The people also change the initiative security regarding the automobile secure request from the passive security. This article on in this starting point, emphatically introduced several kind of development quite mature modern automobile braking system, like

5、 ABS, ESP and ASR and so on. Through to these three kind of braking system function structure, the principle of work and the work process introduction, lets everybody even more understand the modern automobile braking system the security. Moreover this article also introduced in se

6、veral kind of braking systems a more advanced new technology, like electronic differential lock (EDS), electronic braking force distribution system (EBD), assistance braking system (BAS), emergency brake auxiliary unit (EBA), curve brake control (CBC) and the entire electric circuit apply the brake

7、(BBW) and so on. Through to these new technical functions and the principle simple introductions, let everybody have some preliminary understanding. Although develops not that maturely, or said is widespread, but its prospect is very bright. Keywords：Automobile brake Safety work ABS Electronic

8、technology 現(xiàn)代汽車技術(shù)的發(fā)展的主要方向是安全、 環(huán)保和節(jié)能，世界各國都在圍繞這三個方面開展大量研究開發(fā)工作。其中對人類生命財產(chǎn)有直接關(guān)系的是汽車安 全。汽車安全性包括主動安全性和被動安全性兩大類， 主動安全性是指避免交通事故發(fā)生之前的主動安全技術(shù)包括制動、轉(zhuǎn)向、懸架、車距雷達報警系統(tǒng)，即自適應(yīng)巡航控制系統(tǒng)等。 汽車制動系統(tǒng)是汽車主動安全性的重要組成部分。汽車制動系統(tǒng)從 20 世紀初代時外鼓輪制動器、 鼓式制動器、 盤式制動器、 液壓制動器發(fā)展到電子控制制動系統(tǒng)。 1914 年液壓系統(tǒng)應(yīng)用在制動系統(tǒng)中； 1951 年盤式制動器誕生； 1952 年帶真空助力器

9、的制動主缸研發(fā)成功； 20 世紀 70 年代由于電子控制技術(shù)在汽車上的應(yīng)用，制動系統(tǒng)獲得了飛躍的發(fā)展， ABS迅速應(yīng)用于各種汽車上。此后電子控制系統(tǒng)不斷發(fā)展， 汽車制動系統(tǒng)也步入了電子化時代。 汽車制動系統(tǒng)至今已有防抱死制動系統(tǒng)（ ABS）、電子差速鎖（ EDS）、牽引力控制系統(tǒng)（ TCS、ASR）、電子制動力分配系統(tǒng)（EBD）、電控液壓制動系統(tǒng)（EHB）、電子穩(wěn)定程序控制系統(tǒng) （ESP）、輔助制動系統(tǒng)（ BAS）、機電一體化制動系統(tǒng)（ EMB）、線控制動系統(tǒng)（ BBW）等。 傳統(tǒng)汽車制動方式是采用在車輪上安裝機械式摩擦制動器經(jīng)過了一百多年 的發(fā)展，汽車制動系統(tǒng)的形式已經(jīng)基本固定下

10、來， 但是隨著電子控制制動系統(tǒng)的發(fā)展，汽車制動系統(tǒng)的形式也將發(fā)生變化。 。 2 。 1 防抱制動系統(tǒng)（ ABS） 1.1 ABS 防抱死制動系統(tǒng)概述 “ABS”中文譯為“防抱死剎車系統(tǒng)” 。它是一種具有防滑、防鎖死等優(yōu)點的汽車安全控制系統(tǒng)。 ABS是常規(guī)剎車裝置基礎(chǔ)上的改進型技術(shù)，可分機械式和電子式兩種。 現(xiàn)代汽車上大量安裝防抱死制動系統(tǒng)， ABS既有普通制動系統(tǒng)的制動功能，又能防止車輪鎖死，使汽車在制動狀態(tài)下仍能轉(zhuǎn)向， 保證汽車的制動方向穩(wěn)定性，防止產(chǎn)生側(cè)滑和跑偏，是目前汽車上最先進、制動效果最佳的制動裝置。 普通制動系

11、統(tǒng)在濕滑路面上制動， 或在緊急制動的時候， 車輪容易因制動力超過輪胎與地面的摩擦力而安全抱死。 ABS與常規(guī)的液壓制動系統(tǒng)相比有三個顯著的優(yōu)點： （1）車輛控制——裝備有 ABS的汽車駕駛員在緊急制動過程中，保持著很大程度的操縱控制。 在緊急制動過程中， 用標準的液壓制動器產(chǎn)生的打滑使駕駛員失去對車輛的控制。 ABS恢復(fù)穩(wěn)定性并使駕駛員恢復(fù)對車輛的控制。 （2）減少浮滑現(xiàn)象——潮濕、光滑道路和抱死車輛容易形成被稱為浮滑現(xiàn)象的狀態(tài)。由于 ABS減少了車輪抱死的機會， 因此，也減少了制動過程中出現(xiàn)浮滑現(xiàn)象的機會。 （3）改善了輪胎的磨損——使用 ABS防止車輪抱死，消除了在

12、緊急制動過程中輪胎平斑的可能性。 1.2 ABS 發(fā)展歷程 ABS系統(tǒng)的發(fā)展可以追溯到本世紀初期，早在 1928 年制動防抱死理論就被提出，在 30 年代機械式制動防抱死系統(tǒng)就開始在火車和飛機上獲得應(yīng)用，博世 （ BOSCH）公司在 1936 年第一個獲得了用電磁式車輪轉(zhuǎn)速傳感器獲取車輪轉(zhuǎn)速的 制動防抱死系統(tǒng)的專利權(quán)。 進入 50 年代，汽車制動防抱死系統(tǒng)開始受到較為廣泛的關(guān)注。凱爾塞海伊斯（KELSEHAYES）公司在 1957 年對稱為 "AUTOMATIC"的制動防抱死系統(tǒng)進行了試驗研究，研究結(jié)果表明制動防抱死系統(tǒng)確實可以在制動過程中防止汽車失去方向控制，并

13、且能夠縮短制動距離； 隨著電子技術(shù)的發(fā)展， 電子控制制動防抱死系統(tǒng)的發(fā)展成為可能。 在 60 年代后期和 70 年代初期，一些電子控制的制動防抱死系統(tǒng)開始進入產(chǎn)品化階段。 進入 70 年代后期，數(shù)字式電子技術(shù)和大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展，為 ABS 系統(tǒng)向?qū)嵱没l(fā)展奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。博世公司在 1978 年首先推出了采用數(shù)字式電子控制裝置的制動防抱死系統(tǒng) -- 博世 ABS2，并且裝置在奔馳轎車上，由此揭開了現(xiàn)代 ABS系統(tǒng)發(fā)展的序幕。 從此之后，歐、美、日的許多制動器專業(yè)公司和汽車公司相繼研制了形式多詳?shù)?ABS系統(tǒng)。 1.3 ABS 系統(tǒng)的作用 評價車輛制動性能的主要指

14、標是制動距離和制動減速度。 以提高汽車行駛安全性能而開發(fā)的。 ABS系統(tǒng)有以下四種作用： （1）縮短制動距離 ：汽車在緊急制動時， ABS系統(tǒng)可以將滑移率控制在沒有裝備 ABS系統(tǒng)的車輛的 20-25 ％左右，也就是說，它可以獲得最大的縱向制動力的效果。 。 3 。 （2）增強制動時的操縱穩(wěn)定性：汽車制動時，四個輪子上的制動力是不同的。如果前輪抱死，駕駛員就無法控制汽車的方向；倘若后輪先抱死，則會出現(xiàn)側(cè)滑、甩尾，甚至是整個汽車掉頭等嚴重事故。 ABS系統(tǒng)可以防止制動時四個輪子被完全抱死，有效提高了汽車行駛的穩(wěn)定性。 資料表明，裝有 ABS

15、系統(tǒng)的車輛，可以使由于車輪側(cè)滑引起的事故比例大幅度下降。 （3）改善輪胎的磨損狀況：車輪抱死會造成輪胎杯形磨損，輪胎面磨耗不均勻，導(dǎo)致輪胎磨損耗費增加。 經(jīng)測定，汽車在緊急制動時車輪抱死所造成的輪 胎累加磨損費，已超過了一套防抱死系統(tǒng)的造價。因此，立足長遠，裝用 ABS 系統(tǒng)具有一定的經(jīng)濟效益。 （4）減輕司機的心理疲勞： ABS系統(tǒng)的使用與普通制動系統(tǒng)幾乎沒有區(qū)別。制動時只要把腳踏在制動踏板上， ABS系統(tǒng)就會根據(jù)情況自動進入工作狀態(tài)。 ABS 系統(tǒng)在任何路面上應(yīng)急制動只要求一種制定的制動操縱， 而不需要顧慮車輪抱死問題。這就可以在心理上減輕司機的疲勞，進而保證駕車的安全可

16、靠性。 2 電子穩(wěn)定程序控制系統(tǒng)（ ESP） 研究表明， 25%造成嚴重傷害的交通事故和 60%引起死亡的交通事故都是因為車輛側(cè)滑所致。而電子穩(wěn)定程序 ESP可以防止很多這種由于側(cè)滑所導(dǎo)致的交通事故。中國每年死于交通事故的人數(shù)達到 10 萬人之多，居世界第一。 ESP可大大降低交通事故并提高道路安全。 許多研究和分析都證實了 ESP在增強道路安全方面的成效。 近年來世界范圍內(nèi)新車的 ESP裝配率，顯示了其正在被越來越多的人所認可。ESP將成為所有車輛的標準配置，它是繼安全帶之后最具拯救生命潛力的科技。 2.1 ESP 的作用 ESP最主要的作用是在緊急情況下，與

17、ABS和 ASR共同工作，幫助駕駛員保持對車輛的控制， 在車輛和地面間還有附著力的前提下， 通過對駕駛員的動作和路面等實際情況的判斷， 對車輛的行駛狀態(tài)進行及時干預(yù)， 從而避免重大意外事故。裝了 ESP的汽車，不再盲目服從司機， 它能糾正司機的過度轉(zhuǎn)向和不足轉(zhuǎn)向。ABS和 ASR只能被動地做出反應(yīng)， 而 ESP則能夠探測和分析車況并糾正駕駛的錯誤，防患于未然。 ESP的具體作用歸納為 3 點。 （1）控制驅(qū)動力，防止車輪打滑 ESP能夠避免車輛的起步打滑，系統(tǒng)對制動、發(fā)動機管理和變速換擋控制及時干預(yù)，讓汽車在啟動時保持合適的扭矩， 而整個過程 ESP利用微處理器分析來自傳感器的信號

18、并輸出相應(yīng)的控制指令。 （2）控制轉(zhuǎn)向過度或不足 在轉(zhuǎn)向過程中， 如果駕駛員對車輛的操作過于激烈， 會使車輛不能按照自己的軌跡行駛， 后驅(qū)汽車常出現(xiàn)轉(zhuǎn)向過度情況， 此時后輪失控而甩尾。 當(dāng) ESP感知到這種情況將要出現(xiàn)之前， 便會對外側(cè)前輪制動， 讓前輪得到一個反向轉(zhuǎn)矩來穩(wěn)定車身；在轉(zhuǎn)向不足時，為了校正循跡方向， ESP則對內(nèi)側(cè)后輪制動，形成一個加強汽車轉(zhuǎn)向的轉(zhuǎn)矩，從而校正汽車的行駛方向。 （3）控制方向，減少對開路面制動距離 對開路面，指的是汽車的左右輪分別位于不同附著系數(shù)的路面上， 例如，一半是干燥路面， 而另一半是積水甚至是積雪路面。 在這種路面上剎車時， 制動系

19、統(tǒng)在對附著力較低的路面上的車輪施加制動力時， 為了防止車輪的抱死滑動， 制 。 4 。 動系統(tǒng)不能夠?qū)囕喪┘优c干燥路面上的車輪同樣大的制動力。 原因是如果沒有 反方向控制車身， 不對稱的制動力會使車輛受到一個水平方向的轉(zhuǎn)矩， 在路面旋 轉(zhuǎn)打滑， ESP系統(tǒng)察覺到后，系統(tǒng)會給電動機一個必要的轉(zhuǎn)向角度命令。這時， 駕駛員能夠感覺到方向盤的變化， 并隨之繼續(xù)控制方向盤， 反向旋轉(zhuǎn)。在這樣的 作用下，制動力能夠發(fā)揮地面附著力的最大值，并把制動距離縮短 5%-10%，這是大眾最新的“ ESP Plus ”轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)所能達到的最新

20、成果。 3 驅(qū)動防滑控制系統(tǒng)（ ASR） ASR驅(qū)動防滑系統(tǒng)，即 Acceleration Slip Regulation 的縮寫。功能與 TCS 相同，同樣是為了防止車輛在起步、 再加速時驅(qū)動輪打滑， 維持車輛行駛方向穩(wěn)定性的系統(tǒng)，叫法不同，通常多在大眾等德國系車型上看到這個縮寫。 3.1 汽車驅(qū)動防滑控制的作用 它的主要目的是防止汽車驅(qū)動輪在加速時出現(xiàn)打滑， 特別是下雨下雪冰雹路滑等摩擦力較小的特殊路面上， 當(dāng)汽車加速時將滑動率控制在一定的范圍內(nèi)， 從而防止驅(qū)動輪快速滑動。 它的功能一是提高牽引力； 二是保持汽車的行駛穩(wěn)定。 行駛在易滑的路面上，沒有 ASR

21、的汽車加速時驅(qū)動輪容易打滑； 如是前驅(qū)動的車輛容易方向失控， 如是后驅(qū)動的車輛容易甩尾。 有 ASR時，汽車在加速時就不會有或能夠減輕這種現(xiàn)象。 在轉(zhuǎn)彎時，如果發(fā)生驅(qū)動輪打滑會導(dǎo)致整個車輛向一側(cè)偏移， 當(dāng)有 ASR時就會使車輛沿著正確的路線轉(zhuǎn)向 ; 最重要的是車輛轉(zhuǎn)彎時，一旦驅(qū)動輪打滑就會全車一側(cè)偏移，這在山路上極度危險的，有 ASR的車則一般不會發(fā)生這種現(xiàn)象。 4 其他主動安全技術(shù) 4.1 電子差速鎖（ EDS） EDS電子差速鎖，英文全稱為 Electronic Differential System ，又稱為 EDL(Electronic Differen

22、tial Locking Traction Control) 。它是 ABS的一種 擴展功能，用于鑒別汽車的輪子是不是失去著地摩擦力， 從而對汽車的加速打滑進行控制。 EDS的工作原理比較容易理解。 同普通車輛相比， 帶有 ABS+EDS的車輛可以更好地利用地面附著力， 從而提高車輛的通過性，使駕乘更安全無憂。由此可見， ABS+EDS的安全性能超群，消費者的安全性更有保障。 4.2 輔助制動系統(tǒng)（ BAS） 制動輔助系統(tǒng) BAS是當(dāng)緊急剎車時， 根據(jù)踩的速度、 力度，制動系統(tǒng)自動感知而輸出更強的制動力。 它的工作原理是， 令剎車泵里的真空量增加， 使你一腳踩下去，制動

23、力度大大提高， 從而提高了駕駛安全性。 它的功能是在緊急制動時，提供一個附加的制動力來幫助沒能及時形成較大制動力的駕駛員， 制動助力加快制動踏板的移動； 當(dāng)司機施加在制動踏板上的制動力不太大時， 增加制動力， 使車輛的緊急制動性能最佳。 緊急情況下，當(dāng)駕駛員迅速踩下制動踏板力度不足時，BAS便會啟動，并在不足 1 秒的時間內(nèi)把制動力增至最大，從而縮短緊急制動剎車距離。 4.3 緊急制動輔助裝置（ EBA） 在正常情況下， 大多數(shù)駕駛員開始制動時只施加很小的力， 然后根據(jù)情況增加或調(diào)整對制動踏板施加的制動力。 如果必須突然施加大得多的制動力， 或駕駛員反應(yīng)過慢，這種方法會阻礙他們及時

24、施加最大的制動力。 EBA通過駕駛員踩踏 。 5 。 制動踏板的速率來理解它的制動行為， 如果它察覺到制動踏板的制動壓力恐慌性增加， EBA會在幾毫秒內(nèi)啟動全部制動力，其速度要比大多數(shù)駕駛員移動腳的速度快得多。 EBA可顯著縮短緊急制動距離并有助于防止在停停走走的交通中發(fā)生追尾事故。 4.4 轉(zhuǎn)彎制動控制（ CBC） 雖然在急剎車時， 防抱死制動器能防止車輪抱死并幫助維持轉(zhuǎn)向控制， 但根據(jù)環(huán)境的不同，如果在轉(zhuǎn)彎時緊急制動， 汽車仍會有滑行的危險。 在轉(zhuǎn)彎制動時，CBC與防抱死系統(tǒng)配合工作，分別控制每個車輪制動缸的壓力，從而減少過度轉(zhuǎn)

25、 向和不足轉(zhuǎn)向的危險。 通過這種方式， 實現(xiàn)了最優(yōu)的制動力分配， 從而確保了汽車在轉(zhuǎn)彎制動時的穩(wěn)定性。 轉(zhuǎn)彎制動控制利用來自 ABS的信號控制各個制動器的壓力，即使駕駛員在轉(zhuǎn)到一半時才施加制動力，也能獲得最佳的制動效果。 4.5 全電路制動（ BBW） BBW（Break-By-Wire ）系統(tǒng)的出現(xiàn)， 徹底顛覆了使用液壓油或空氣作為傳力介質(zhì)的傳統(tǒng)制動系統(tǒng)。全電路制動不同于傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)，因為其傳遞的是電，而不是液壓油或壓縮空氣，可以省略許多管路和傳感器，縮短制動反應(yīng)時間。 與傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)相比， BBW具有很多優(yōu)點：結(jié)構(gòu)簡單，省去了傳統(tǒng)制動系統(tǒng)中的制動油箱、制動主缸、助力

26、裝置、液壓閥、復(fù)雜的管路系統(tǒng)等部件，使整 車質(zhì)量降低；制動時間短， 提高制動性能； 無制動液，維護簡單；系統(tǒng)總成制造、裝配、測試簡單快捷，制動分總成為模塊化結(jié)構(gòu)；采用電線連接，系統(tǒng)耐久性能 良好；易于改進，稍加改進就可以增加各種電控制功能。 5 汽車安全性未來的發(fā)展 汽車安全性已經(jīng)不僅是個技術(shù)問題，在某種程度上也是一個重要的社會問 題。汽車的主動安全性因其定位于防患于未然， 所以有著廣泛的發(fā)展前景， 越來越受到汽車生產(chǎn)企業(yè)、 政府管理部門和消費者的重視。 應(yīng)用電子技術(shù)使車輛實現(xiàn) 的高度智能化是汽車主動安全技術(shù)能在世界范圍內(nèi)發(fā)生質(zhì)的飛躍的主要因素。 提高車輛的

27、被動安全性能只能代表過去， 而如何更好地避免事故的發(fā)生才是未來的目標。 在此出發(fā)點上， 著重介紹了幾種發(fā)展比較成熟的現(xiàn)代汽車制動系統(tǒng)， 通過對其功用、工作原理及工作過程的介紹， 讓大家更加了解現(xiàn)代汽車制動系統(tǒng)的安全性。之后又介紹了幾種制動系中的新技術(shù)， 雖然發(fā)展并沒有那么成熟， 但是前景還是很清晰的。 隨著電子技術(shù)以及電子行業(yè)的高速發(fā)展， 我相信將來的汽車制動系統(tǒng)主動安全技術(shù)會越來越依靠電子，這樣制動效果，制動可靠性會越來越高。將來的制動主動技術(shù)也會越來越成熟。 參考文獻： [1] 刁立福 . 汽車性能與使用技術(shù) [M]. 北京：中國水利水電出版社 ,2010.

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