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畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）中文摘要
本論文論述了ABS的意義，國(guó)內(nèi)外的研究情況，ABS的發(fā)展趨勢(shì)，以及研究ABS試驗(yàn)臺(tái)的必要性。同時(shí)鑒于本課題還說(shuō)明了ABS制動(dòng)裝置的工作原理，功能及特點(diǎn)，同時(shí)還簡(jiǎn)單介紹了ABS的制動(dòng)壓力控制，質(zhì)量控制，制動(dòng)時(shí)車(chē)輪的受力分析，滑移率。試驗(yàn)臺(tái)部分主要說(shuō)明了試驗(yàn)臺(tái)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理，工作過(guò)程，系統(tǒng)的飛輪設(shè)計(jì)，法蘭盤(pán)設(shè)計(jì)，以及系統(tǒng)的加力裝置，其中加力裝置分為兩種，砝碼式的和彈簧式的，最后說(shuō)明了整個(gè)裝置的結(jié)構(gòu)架。
關(guān)鍵詞 ABS 試驗(yàn)臺(tái) 制動(dòng)裝置 結(jié)構(gòu)。
畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文）外文摘要
Title The Design of Test-bed of Anti-Skid Brake System device of The Motorcycle
Abstract
This discourse discuss the ABS's significance, demestic study and overseas study about ABS, the history of ABS and the necessary of the ABS's study. The discourse discuss the ABS's work principle, function and traits,at the same time ,it discourse the ABS's control of the pressure, mass ,the analyse of the wheel's mechanics, the slippage rate. The part of the test-bed mainly discuss the framework of the test-bed, its work's principle ,work's process, the design of the system's flywheel and the flange, and the system's add force device, which is divide into two kinds, the form of the weight and the form of spring .At last it shows that the frame of the whole device.
Keywords ABS Test-bed Device Frame
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 頁(yè) 共 頁(yè)
目 錄
1 緒論 1
1.1 課題背景及意義 1
1.2 國(guó)外研究概況 2
1.3 國(guó)內(nèi)ABS的研究情況 3
1.4 ABS的發(fā)展趨勢(shì) 3
1.5 ABS性能試驗(yàn)臺(tái) 4
1.6 ABS試驗(yàn)臺(tái)的必要性 4
2 ABS的結(jié)構(gòu)及工作原理 5
2.1 ABS的形式及工作原理 5
2.2 ABS的功能及優(yōu)點(diǎn) 7
2.3 ABS控制技術(shù) 7
2.4 ABS（防抱死）制動(dòng)壓力控制 9
2.5 ABS的質(zhì)量控制 10
2.6 制動(dòng)時(shí)車(chē)輪受力分析 10
2.7 滑移率 12
2.8 車(chē)輪制動(dòng)與車(chē)輪的旋轉(zhuǎn) 14
2.9 車(chē)輪減速度和-S特性 15
3 試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理 17
3.1 機(jī)械系統(tǒng) 17
3.2 電機(jī)調(diào)速系統(tǒng) 17
3.3 試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu) 17
3.4 試驗(yàn)臺(tái)工作過(guò)程 18
3.5 系統(tǒng)的飛輪設(shè)計(jì) 19
3.6 法蘭盤(pán)設(shè)計(jì) 21
3.7 系統(tǒng)的加力裝置 22
3.8 試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)架 24
結(jié)束語(yǔ) 25
致謝 26
參考文獻(xiàn) 27
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（論文） 第 27 頁(yè) 共 27 頁(yè)
1 緒論
1.1 課題背景及意義
ABS是防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的英文縮寫(xiě)，其英文的全稱是Anti-Lock Brake System.該系統(tǒng)在制動(dòng)過(guò)程中可自動(dòng)調(diào)節(jié)車(chē)輪制動(dòng)力，防止車(chē)輪抱死以取得最佳制動(dòng)效果[1]。
摩托車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)是基于車(chē)輪與路面的附著性能隨滑移率的原理而開(kāi)發(fā)的高技術(shù)系統(tǒng)[2]。它以防止制動(dòng)過(guò)程中車(chē)輪“抱死”的 機(jī)理出發(fā)，避免摩托車(chē)后輪側(cè)滑和前輪失去轉(zhuǎn)向能力，達(dá)到提高摩托車(chē)制動(dòng)穩(wěn)定性，操縱性和安全性的目的[14]。
ABS在汽車(chē)上的應(yīng)用已是非常成熟,但在摩托車(chē)上的應(yīng)用還處在發(fā)展中勢(shì)頭很猛.1988年德國(guó)寶馬公司率先在K100車(chē)上裝了ABS,目前德國(guó)本土生產(chǎn)的所有寶馬摩托都已配備了ABS.在日本本田公司雅馬哈公司生產(chǎn)的摩托上制動(dòng)系統(tǒng)更是緊隨著汽車(chē)制動(dòng)技術(shù)的發(fā)展而不停發(fā)展在應(yīng)用ABS上進(jìn)步很快[3].
我國(guó)的摩托車(chē)產(chǎn)量目前已居世界第一但技術(shù)水平還比較低,隨著中國(guó)加入世貿(mào)組織中國(guó)的摩托車(chē)將和世界級(jí)企業(yè)在同等條件下競(jìng)爭(zhēng)因此將摩托車(chē)的技術(shù)水平迅速搞上去已成為當(dāng)務(wù)之急.在中國(guó)的摩托車(chē)企業(yè)中對(duì)真正意義上摩托車(chē)ABS的研究幾乎是一片空白,但市場(chǎng)有對(duì)帶ABS摩托車(chē)的需求,目前許多廠家生產(chǎn)的摩托車(chē)配置一種所謂的ABS在業(yè)內(nèi)引起了很大爭(zhēng)論[4].
通過(guò)對(duì)ABS基本原理典型結(jié)構(gòu)的分析，形成一種對(duì)ABS的客觀正確認(rèn)識(shí)能夠?qū)?guó)際上摩托車(chē)ABS的應(yīng)用情況有一定了解，通過(guò)對(duì)國(guó)產(chǎn)摩托車(chē)上一些機(jī)械式ABS的實(shí)驗(yàn)分析，澄清一部分混亂認(rèn)識(shí)，能夠?qū)υ趯?lái)的實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用ABS起到技術(shù)上的引導(dǎo)作用。
我國(guó)摩托車(chē)的發(fā)展從1980年到現(xiàn)在已突破一千萬(wàn)輛，產(chǎn)量躍居世界前列。摩托車(chē)的銷(xiāo)量在世界上位居第二，僅僅次于日本[5]。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對(duì)摩托車(chē)的適應(yīng)性，舒適性以及安全性的要求也越來(lái)越高。
由于防抱死制動(dòng)系統(tǒng)具有顯著改善車(chē)輛制動(dòng)性能的功用，現(xiàn)在已經(jīng)成為汽車(chē)，摩托車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的基本裝備。隨著ABS在汽車(chē)，摩托車(chē)上的廣泛使用，如何準(zhǔn)確，快速，有效地檢測(cè)ABS的各種工作性能已是一項(xiàng)十分緊迫的任務(wù)[6]。
本課題研究的任務(wù)就是防抱死制動(dòng)系統(tǒng)裝置的性能檢測(cè)，設(shè)計(jì)出一臺(tái)檢測(cè)防抱死控制器的裝置，模擬摩托車(chē)制動(dòng)。
1.2 國(guó)外研究概況
摩托車(chē)ABS是在汽車(chē)ABS的基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，其基本原理是相同的。防抱死制動(dòng)系統(tǒng)最早出現(xiàn)在20世紀(jì)30年代，應(yīng)用于鐵路機(jī)車(chē)上，40年代中期，美國(guó)政府將ABS的設(shè)計(jì)思想應(yīng)用在噴氣式飛機(jī)上，并在波音公司生產(chǎn)地飛機(jī)上安裝了Hydro Aires公司的ABS初期產(chǎn)品。1954年美國(guó)Ford公司首次把法國(guó)生產(chǎn)地民航機(jī)用ABS應(yīng)用在林肯轎車(chē)上，這次試驗(yàn)雖然失敗，但揭開(kāi)了汽車(chē)應(yīng)用ABS的序幕[7]。
隨著ABS技術(shù)的日趨成熟完善，制造成本的降低，ABS不僅應(yīng)用在轎車(chē)，貨車(chē)上，而且在摩托車(chē)上也得到了應(yīng)用[8]。由于其良好的防抱死能力，首先在一些高檔摩托車(chē)上應(yīng)用，如賽車(chē)和豪華游艇摩托車(chē)。
最早研制生產(chǎn)并在摩托車(chē)上安裝ABS的是寶馬公司，于1988年先后在K100車(chē)上，后推廣到K系列所有車(chē)型上。1900年又在此車(chē)上安裝了第二代產(chǎn)品。但價(jià)格較高。
在摩托車(chē)制動(dòng)器研制方面，日本本田公司一直處于領(lǐng)先地位。1983年開(kāi)發(fā)研制的CBS開(kāi)始安裝在大型豪華旅游摩托車(chē)上。其后于1993年又研制出用手或者腳操作的雙聯(lián)動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)（D-CBS)。其結(jié)構(gòu)由前后制動(dòng)鉗、壓力制動(dòng)閥、主輔缸組成。當(dāng)采用手或者腳制動(dòng)時(shí)，前后輪制動(dòng)力能趨近于理想分配。但是這種ABS的價(jià)格對(duì)于整車(chē)任然較高。隨后又研制出一種電機(jī)驅(qū)動(dòng)式ABS，主要由輪速傳感器、電子控制器、電機(jī)啟動(dòng)器、和調(diào)節(jié)器組成。它是通過(guò)ECU對(duì)車(chē)輪滑移率和車(chē)輪角加速度的檢測(cè)，控制電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，由調(diào)節(jié)器調(diào)節(jié)壓力，具有較為理想的控制效果。與電磁閥式ABS相比，具有體積小、重量輕、成本低等特點(diǎn)。但是對(duì)于中、低檔摩托車(chē)而言，價(jià)格仍然過(guò)高，重量仍有5.5Kg，并不適合在中、低檔摩托車(chē)上推廣。此外，本田還研制出機(jī)械式ABS，主要由速度傳感器、控制器、制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器三部分組成。ABS裝置對(duì)制動(dòng)鉗壓力的調(diào)節(jié)頻率一般為2-3次每秒，最大可達(dá)7次每秒。能根據(jù)路面的變化，及時(shí)調(diào)節(jié)制動(dòng)器的制動(dòng)壓力，有效防止車(chē)輪抱死，保持車(chē)輪的滑移率總小于50%，使制動(dòng)距離明顯減短，同時(shí)有效地減小了側(cè)滑現(xiàn)象，確保摩托車(chē)的安全性。但是此機(jī)械式制動(dòng)器裝置需要對(duì)摩托車(chē)的車(chē)價(jià)結(jié)構(gòu)進(jìn)行改造，整體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，同樣難以在中、低檔摩托車(chē)上廣泛應(yīng)用[9]。
1.3 國(guó)內(nèi)ABS的研究情況
我國(guó)從事ABS的研究開(kāi)始于70年代，當(dāng)時(shí)長(zhǎng)春汽車(chē)研究所采用邏輯控制電路對(duì)液壓制動(dòng)的輕型貨車(chē)進(jìn)行道路防抱死試驗(yàn)?，F(xiàn)在剛剛進(jìn)入產(chǎn)品試制和在車(chē)輛上時(shí)裝階段。交通部在6120型大客車(chē)項(xiàng)目中曾把氣制動(dòng)ABS列為攻關(guān)項(xiàng)目之一，委托西安公路學(xué)院和陜西興國(guó)514廠聯(lián)合研制，推廣了3500-BFBO-2型防抱死側(cè)滑裝置。80年代中期，交通部重慶公路研究所研制成FKX-ACI型防抱死側(cè)滑裝置，1985年，二汽技術(shù)中心引進(jìn)了西德公司生產(chǎn)地?cái)?shù)?；旌想娮涌刂艫BS，并在EQ140中型貨車(chē)上進(jìn)行了裝車(chē)測(cè)試，達(dá)到了防抱死的要求。1989年，清華大學(xué)汽車(chē)工程系開(kāi)始了液壓ABS系統(tǒng)在BJ213吉普車(chē)上的應(yīng)用研究，但距離國(guó)標(biāo)要求仍有明顯差距。目前，清華大學(xué)和濟(jì)南重型汽車(chē)技術(shù)中心正在進(jìn)行“汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)ABS研究”，這是國(guó)家科委的攻關(guān)項(xiàng)目。上海汽車(chē)集團(tuán)公司于美國(guó)ITT合資建廠生產(chǎn)MK20ABS，所以目前已經(jīng)安裝ABS的桑塔納2000Gsi轎車(chē)出售[10]。
1.4 ABS的發(fā)展趨勢(shì)
ABS從出現(xiàn)到目前在汽車(chē)摩托車(chē)上的廣泛使用已經(jīng)歷了半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展過(guò)程到現(xiàn)在為止ABS系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)方案已趨于成熟要進(jìn)一步擴(kuò)大ABS的應(yīng)用范圍并把ABS各方面性能指標(biāo)提高到最佳狀態(tài)今后的研究工作將集中在以下幾方面。
(1) 減小體積降低重量
ABS是為提高車(chē)輛的安全性而增加的裝置車(chē)輛重量也會(huì)隨之增加對(duì)燃料經(jīng)濟(jì)性不利因此必須盡量減少ABS的重量另外不論哪種車(chē)型發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝空間都是非常有限的因此也要求ABS控制器的體積盡可能的小些。
(2)實(shí)現(xiàn)精確控制
目前得到廣泛采用的是采用門(mén)限值式邏輯控制算法的ABS其缺點(diǎn)是調(diào)試?yán)щy在個(gè)各車(chē)型間的互換性差隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展采用各種現(xiàn)代控制算法的ABS將成為主流使ABS的性能更加完善。
(3)實(shí)現(xiàn)多功能綜合控制
與防抱制動(dòng)系統(tǒng)有關(guān)和類(lèi)似的控制系統(tǒng)由綜合成一體的趨勢(shì)博世公司早在1987年就推出了ABS/ASR把防抱制動(dòng)和驅(qū)動(dòng)防滑結(jié)合起來(lái)1996年博世公司提出了車(chē)輛動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)VDC的概念在ABSASR的基礎(chǔ)上加入了側(cè)向穩(wěn)定性控制等新的內(nèi)容并推出了相應(yīng)的產(chǎn)品豐田公司開(kāi)發(fā)了ABS制動(dòng)系統(tǒng)監(jiān)控輪胎氣壓監(jiān)控的集成控制系統(tǒng)[11]。
1.5 ABS性能試驗(yàn)臺(tái)
國(guó)內(nèi)生產(chǎn)制動(dòng)器的廠家眾多，市場(chǎng)上出現(xiàn)了一系列摩托車(chē)防抱死控制器產(chǎn)品，這些產(chǎn)品在實(shí)際應(yīng)用中存在著各種各樣的問(wèn)題，這些問(wèn)題產(chǎn)生的主要原因是防抱死控制器設(shè)計(jì)原理不成熟，無(wú)法準(zhǔn)確計(jì)算和調(diào)節(jié)防抱死的壓力。這樣的產(chǎn)品無(wú)論對(duì)摩托車(chē)生產(chǎn)廠商還是摩托車(chē)駕駛員來(lái)說(shuō)都是潛在的安全隱患，但這些產(chǎn)品的檢驗(yàn)尚無(wú)統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，更缺乏檢測(cè)手段，產(chǎn)品的質(zhì)量性能無(wú)法進(jìn)行檢測(cè)，國(guó)外工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家如日本，美國(guó)，早在70年代就制定了轎車(chē)，汽車(chē)，摩托車(chē)制動(dòng)器的實(shí)車(chē)試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)，并在以后于80年代分別制定臺(tái)架試驗(yàn)方法，根據(jù)這個(gè)趨勢(shì)，摩托車(chē)制動(dòng)器臺(tái)架試驗(yàn)方法檢測(cè)裝置的研制必須提到議事日程[12]。
ABS在汽車(chē)，摩托車(chē)上的廣泛使用，如何準(zhǔn)確，快速，有效地檢測(cè)ABS的各種工作性能已是一項(xiàng)十分緊迫的任務(wù)。從實(shí)驗(yàn)情況看，ABS裝車(chē)路試存在著三個(gè)方面的問(wèn)題：（一）實(shí)驗(yàn)費(fèi)用高；（二）實(shí)驗(yàn)周期長(zhǎng)；（三）實(shí)驗(yàn)精度低，而僅靠整車(chē)制動(dòng)性能試驗(yàn)不能反映制動(dòng)器的性能和質(zhì)量，為了有效克服ABS裝車(chē)路試過(guò)程中存在的缺陷，實(shí)現(xiàn)對(duì)ABS工作性能檢測(cè)的精度化合臺(tái)架化無(wú)疑是最佳途徑，摩托車(chē)ABS工作性能試驗(yàn)臺(tái)正是針對(duì)上述問(wèn)題研究開(kāi)發(fā)的，其研制使ABS工作性能檢測(cè)便捷，準(zhǔn)確成為可能，為ABS性能試驗(yàn)的計(jì)算機(jī)臺(tái)架化測(cè)試提供了技術(shù)保障[13]。因此，摩托車(chē)制動(dòng)器試驗(yàn)臺(tái)是考核，評(píng)價(jià)制動(dòng)器這一部件性能的專用試驗(yàn)裝置。
1.6 ABS試驗(yàn)臺(tái)的必要性
普通制動(dòng)系統(tǒng)在濕滑路面上制動(dòng)，或在緊急制動(dòng)的時(shí)候，車(chē)輪容易因制動(dòng)力超過(guò)輪胎與地面的摩擦力而安全抱死。
近年來(lái)由于汽車(chē)消費(fèi)者對(duì)安全的日益重視，大部分的車(chē)都已將ABS列為標(biāo)準(zhǔn)配備。如果沒(méi)有ABS，緊急制動(dòng)通常會(huì)造成輪胎抱死，這時(shí)，滾動(dòng)摩擦變成滑動(dòng)摩擦，制動(dòng)力大大下降。而且如果前輪抱死，車(chē)輛就失去了轉(zhuǎn)向能力；如果后輪先抱死，車(chē)輛容易產(chǎn)生側(cè)滑，使車(chē)行方向變得無(wú)法控制。所以，ABS系統(tǒng)通過(guò)電子機(jī)械的控制，以非?？斓乃俣染艿目刂浦苿?dòng)液壓力的收放，來(lái)達(dá)到防止車(chē)輪抱死，確保輪胎的最大制動(dòng)力以及制動(dòng)過(guò)程中的轉(zhuǎn)向能力，使車(chē)輛在緊急制動(dòng)時(shí)也具有躲避障礙的能力[14]。
隨著世界汽車(chē)工業(yè)的迅猛發(fā)展，安全性日益成為人們選購(gòu)汽車(chē)的重要依據(jù)[。目前廣泛采用的防抱制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）使人們對(duì)安全性要求得以充分的滿足。鑒于上述原因，所以急需一種簡(jiǎn)單易行的方法來(lái)對(duì)ABS進(jìn)行研究與探討。所以它是非常必要的。
2 ABS的結(jié)構(gòu)及工作原理
2.1 ABS的形式及工作原理
ABS分為機(jī)械式和電子式兩種：
機(jī)械式ABS結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，主要是一個(gè)機(jī)械閥，利用閥體內(nèi)的一個(gè)橡膠氣囊對(duì)剎車(chē)壓力的反饋來(lái)不斷放松，制動(dòng)，從而達(dá)到車(chē)輪防抱死的效果。
圖1機(jī)械式ABS結(jié)構(gòu)圖
電子式ABS通過(guò)傳感器將車(chē)輪制動(dòng)時(shí)的車(chē)速，輪速及制動(dòng)時(shí)汽車(chē)的減速等信號(hào)發(fā)送給ABS電腦，由ECU計(jì)算出車(chē)速，輪速滑移率和車(chē)輪的減速度，加速度，并加以分析，判別，放大。由輸出極輸出控制指令，由該控制指令控制指令制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器，液壓泵及常規(guī)制動(dòng)裝置等制動(dòng)執(zhí)行器的動(dòng)作，以平衡制動(dòng)時(shí)每個(gè)車(chē)輪受到5個(gè)力的作用，達(dá)到快速平穩(wěn)的制動(dòng)效果。從制動(dòng)效果上看，電子式ABS要大大優(yōu)于機(jī)械式ABS，所以目前轎車(chē)的ABS大多數(shù)是電子式的機(jī)械式ABS的適用特性需要事先設(shè)定，在積水路面、冰雪路面、沙石路面、瀝青路面上，輪胎的摩擦系數(shù)不同，車(chē)速不同，需要的制動(dòng)力也不相同。沒(méi)有即時(shí)的測(cè)量回饋系統(tǒng)，只依靠預(yù)先設(shè)定的閥值，適用范圍較窄，制動(dòng)效果也會(huì)有所降低[15]。
圖2 盤(pán)式制動(dòng)器工作原理圖
防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）是改善車(chē)輛安全性的技術(shù)之一。它能提高車(chē)輛在不同附著系數(shù)路面條件上的制動(dòng)安全性能，保障車(chē)輛的穩(wěn)定性，減少交通事故的發(fā)生，具有明顯的社會(huì)效應(yīng)和經(jīng)濟(jì)效應(yīng)，因此，防抱死制動(dòng)裝置已作為車(chē)輛標(biāo)準(zhǔn)部件和安裝部件使用。防抱死制動(dòng)裝置已經(jīng)發(fā)展為與驅(qū)動(dòng)防滑控制組合的裝置（ABS/ASR）。它既可以防止制動(dòng)時(shí)車(chē)輪抱死，又可以防止起步和加速時(shí)驅(qū)動(dòng)輪的滑轉(zhuǎn)。車(chē)輛在安裝ABS后，使傳統(tǒng)的制動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)樗矐B(tài)自動(dòng)控制的制動(dòng)過(guò)程，即使駕駛員制動(dòng)過(guò)度，經(jīng)循環(huán)控制制動(dòng)壓力的變化，車(chē)輪也不會(huì)抱死[5]。
2.2 ABS的功能及優(yōu)點(diǎn)
ABS的功能就是通過(guò)調(diào)節(jié)，控制制動(dòng)管路壓力，避免車(chē)輪在制動(dòng)過(guò)程中抱死而滑移，使其處于滑移率15%-25%的邊滾邊滑的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。其優(yōu)點(diǎn)如下：
改善了車(chē)輛制動(dòng)時(shí)的橫向穩(wěn)定性。車(chē)輛不管在何種路面上實(shí)施制動(dòng)，只要車(chē)輪抱死滑移，橫向附著系數(shù)就極小，車(chē)輛將失去抵抗橫向干擾力，極易側(cè)滑，不穩(wěn)定。當(dāng)車(chē)輪處于15%-25%的邊滾邊滑運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)橫向附著系數(shù)較大。有足夠的抵抗橫向干擾力的能力。從而保證了車(chē)輛制動(dòng)時(shí)有較高的橫向穩(wěn)定性。
改善了車(chē)輛制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性。車(chē)輛制動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)向輪抱死滑移，車(chē)輛將失去了轉(zhuǎn)向操縱能力，只能按慣性力的方向運(yùn)行；當(dāng)轉(zhuǎn)向輪處于邊滾邊滑的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，則可以保證車(chē)輛有足夠的轉(zhuǎn)向操縱能力。
改善了制動(dòng)能效。絕大多數(shù)路面的附著系數(shù)與滑移率有比較大的關(guān)系，但也有少數(shù)的松散路面，當(dāng)滑移率為100%時(shí)，附著系數(shù)最大。在前一種所示的絕大多數(shù)情況下，ABS有充分利用路面的潛在附著力的優(yōu)點(diǎn)，因而改善了制動(dòng)效能，但保證了車(chē)輛有良好的穩(wěn)定性及足夠的轉(zhuǎn)向操縱性。
減少了輪胎的局部過(guò)度磨損。車(chē)輛制動(dòng)時(shí)，車(chē)輪抱死滑移，會(huì)造成輪胎局部磨損嚴(yán)重，特別是在高附著系數(shù)路面上更甚，采用了ABS則避免了輪胎的局部磨損。
使用方便，工作可靠.ABS系統(tǒng)的使用與普通系統(tǒng)的使用幾乎沒(méi)有區(qū)別。制動(dòng)時(shí)只要把腳踏在制動(dòng)踏板上，ABS系統(tǒng)就會(huì)根據(jù)情況自動(dòng)進(jìn)入工作狀態(tài)，如遇雨雪路滑，駕駛員也沒(méi)有必要用一連串的點(diǎn)剎車(chē)進(jìn)行制動(dòng)，ABS系統(tǒng)會(huì)使制動(dòng)狀態(tài)保持在最佳點(diǎn)[16]。
2.3 ABS控制技術(shù)
2.3.1 ABS的基本技術(shù)要求
對(duì)任何一種設(shè)計(jì)和使用的防抱死裝置來(lái)說(shuō)，都必須做到制動(dòng)的可靠性和穩(wěn)定性，以滿足安全性的需要。因此ABS具有：
（1）在任何路面條件下制動(dòng)都能保證制動(dòng)穩(wěn)定性。
（2）在設(shè)計(jì)車(chē)速的整個(gè)范圍內(nèi)，都能控制調(diào)節(jié)制動(dòng)車(chē)輪。
（3）與無(wú)防抱死制動(dòng)相比，在滿足制動(dòng)穩(wěn)定性的條件下做到縮短制動(dòng)時(shí)間。
（4）必須最快地適應(yīng)制動(dòng)滯后和發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的影響，不受司機(jī)操作熟練程度的影響。
（5）保證具備防抱死制動(dòng)調(diào)節(jié)的后續(xù)制動(dòng)壓力的供給能力。
（6）必須具備系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)和診斷功能，一旦發(fā)現(xiàn)有損制動(dòng)性的性能故障，ABS系統(tǒng)自動(dòng)關(guān)閉，并恢復(fù)常規(guī)制動(dòng)功能。
（7）裝車(chē)應(yīng)用的部件必須安全可靠并符合法規(guī)要求。
2.3.2 以滑移率為控制參數(shù)的控制
滑移率是由車(chē)輛速度和車(chē)輪速度計(jì)算得到的，如果能在制動(dòng)時(shí)把滑移率始終控制在8%—30%的范圍內(nèi)，就會(huì)獲得滿意的制動(dòng)效果。但是如果在實(shí)際應(yīng)用中，可以用車(chē)輪傳感器準(zhǔn)確的測(cè)出輪速，卻沒(méi)有理想的用于準(zhǔn)確測(cè)出瞬時(shí)車(chē)速的方法，在制動(dòng)加壓和車(chē)輪在穩(wěn)定區(qū)減速的過(guò)程中，車(chē)速和車(chē)輪變化趨勢(shì)是相同的?？稍O(shè)定斜率變化的規(guī)律，計(jì)算出近似的車(chē)速，在車(chē)輛開(kāi)始制動(dòng)加壓時(shí)，輪速下降，根據(jù)參考車(chē)速計(jì)算出的滑移率數(shù)值超過(guò)設(shè)定值時(shí)，會(huì)發(fā)出滑移信號(hào)，由此開(kāi)始降低制動(dòng)壓力，直到滑移率減小到低于設(shè)定值，輪速逼近車(chē)速又繼續(xù)增大制動(dòng)壓力，實(shí)現(xiàn)滑移率的控制過(guò)程，只要車(chē)輪減速度達(dá)到要求的特定值，斜率滿足前述條件，在所有路面上都能保持車(chē)輪旋轉(zhuǎn)恢復(fù)到穩(wěn)定區(qū)域。
2.3.3 以車(chē)輪加速度和減速度為控制參數(shù)的控制
在開(kāi)始制動(dòng)時(shí)制動(dòng)壓力迅速上升，車(chē)輛和車(chē)輪開(kāi)始減速，很快車(chē)輪減速度達(dá)到控制門(mén)限值，制動(dòng)壓力開(kāi)始下降，輪速由繼續(xù)下降而轉(zhuǎn)為輪速上升，逐漸達(dá)到較小的加速度，制動(dòng)壓力停止減小而保壓，很快由達(dá)到加速度門(mén)限值，這時(shí)制動(dòng)壓力增長(zhǎng)較大，使輪速很快下降，當(dāng)加速度重新回至較小的加速度時(shí)，壓力又緩慢上升，促使輪速隨壓力增加而逐漸減速，重復(fù)前面的循環(huán)，達(dá)到防抱死車(chē)輪的目的。在加速度過(guò)程中車(chē)輛從低系數(shù)路面進(jìn)入高系數(shù)路面后，因附著系數(shù)急劇變化而使車(chē)輪轉(zhuǎn)速過(guò)高時(shí)，就馬上增加制動(dòng)壓力彌補(bǔ)制動(dòng)力不足，在地附著系數(shù)路面的制動(dòng)壓力下降斜率應(yīng)不同于其它路面；壓力降和壓力上升的特定時(shí)間的限制，保證防止車(chē)輪不被抱死和制動(dòng)輪速上升循環(huán)的要求。
2.3.4 以車(chē)輪加，減速度與滑移率聯(lián)合控制參數(shù)的控制
根據(jù)車(chē)型，道路，技術(shù)性能要求高低互相協(xié)調(diào)，通過(guò)對(duì)控制參數(shù)“門(mén)限值”設(shè)定，使加速度和滑移率控制獲得趨近優(yōu)化控制設(shè)計(jì)的目的。把滑移率信號(hào)與車(chē)輪減速度和加速度控制結(jié)合起來(lái)作為控制參數(shù)，明顯提高了ABS的控制效果。模擬控制技術(shù)是在控制過(guò)程中，記錄前一控制周期的各參數(shù)，再按照這些參數(shù)值規(guī)定下一周期的控制條件。這里解決的問(wèn)題是：
（1） 路面的識(shí)別。
（2） 對(duì)不同滯后量和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的修正。相對(duì)于預(yù)測(cè)控制技術(shù)而言，進(jìn)一步提高了ABS的控制性能，使其適應(yīng)各種車(chē)型，各種路面以及運(yùn)輸條件，擴(kuò)大了ABS裝置的使用范圍。
2.4 ABS（防抱死）制動(dòng)壓力控制
2.4.1 ABS制動(dòng)壓力幅度的影響
車(chē)輛在防抱死制動(dòng)過(guò)程中，所施加的制動(dòng)力和壓力的變化速度，大小和滯后有關(guān)。 在ABS采用按一定得斜率增加和減小制動(dòng)壓力的控制過(guò)程中，要求開(kāi)始制動(dòng)壓力的幅值必須能使車(chē)輪減速度達(dá)到或者超過(guò)“減速度門(mén)限值”，否則“欠壓”制動(dòng)不能實(shí)現(xiàn)控制過(guò)程。這是，制動(dòng)壓力應(yīng)該隨著車(chē)輪減速度的增加而降低，直至發(fā)出車(chē)輪加速度信號(hào)，為了保證制動(dòng)力矩和車(chē)輪轉(zhuǎn)矩在所行駛的路面上恢復(fù)到最佳狀態(tài)，使車(chē)輪控制在較佳的滑移率范圍內(nèi)，就必須控制其減壓幅度不要太大。
2.4.2 ABS控制器壓力變化速度的影響
在ABS控制的減壓過(guò)程中，車(chē)輪的減速度逐漸過(guò)渡到加速度，應(yīng)使車(chē)輪速度返回到穩(wěn)定區(qū)域。在不同路面情況下，制動(dòng)控制壓力的變化會(huì)對(duì)車(chē)輪產(chǎn)生不同的影響。減壓速度過(guò)慢，使輪速過(guò)渡降低，導(dǎo)致滑移率增加，制動(dòng)控制失靈或者抱死。為了改善制動(dòng)效果，必須加大在低制動(dòng)力區(qū)域的減速度。在減壓的相同時(shí)間里，減壓速度太快，輪速由減速轉(zhuǎn)為升速的過(guò)程短，并且比較早的達(dá)到加速度控制值，使車(chē)輪進(jìn)入加壓過(guò)程，如果減壓速度超過(guò)需要值，會(huì)造成“欠壓”，加壓控制過(guò)程太長(zhǎng)，不可能將輪速控制在最佳范圍，是制動(dòng)距離增加。一般情況下在低附著路面的減壓速度要求比高附著系數(shù)的路面快，以便獲得較佳的制動(dòng)效果。
2.4.3 ABS在高低附著系數(shù)路面行駛過(guò)程中減壓控制時(shí)間的確定
ABS在裝車(chē)使用時(shí)與原來(lái)制動(dòng)裝置成為一體，減壓和加壓速度受到制動(dòng)裝置剛性的影響。高壓區(qū)減壓快，低壓區(qū)域減壓較慢，所以對(duì)制動(dòng)壓力要求高的高系數(shù)路面，縮短減壓時(shí)間以避免過(guò)渡減壓；而對(duì)制動(dòng)力低，車(chē)輪轉(zhuǎn)矩小，車(chē)輪在加速度慢的低系數(shù)路面，盡量延長(zhǎng)減壓時(shí)間，以保證車(chē)輪恢復(fù)正常的加速度狀態(tài)[18]。
2.5 ABS的質(zhì)量控制
2.5.1 ABS的反應(yīng)時(shí)間
ABS的反應(yīng)時(shí)間不僅取決于ABS壓力調(diào)節(jié)器的反應(yīng)時(shí)間，而且與基本制動(dòng)系統(tǒng)的促進(jìn)系統(tǒng)，放松時(shí)間密切相關(guān)。前文敘述的計(jì)算給出了最理想的反應(yīng)時(shí)間，如果反應(yīng)時(shí)間過(guò)短，則ABS的附著系數(shù)利用率低，制動(dòng)效能差；如果反應(yīng)時(shí)間過(guò)大，則車(chē)輪就會(huì)抱死，制動(dòng)的穩(wěn)定性受到影響。
2.5.2 控制壓力調(diào)整速率
ABS工作期間，壓力調(diào)整速率過(guò)大，制動(dòng)器制動(dòng)力矩的增長(zhǎng)率b 過(guò)大，車(chē)輪的減速度與加速度勢(shì)必過(guò)大，這樣會(huì)導(dǎo)致對(duì)傳動(dòng)系統(tǒng)的沖擊，摩托車(chē)在制動(dòng)過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)前后竄動(dòng)的現(xiàn)象，制動(dòng)舒適性下降，而且制動(dòng)效果差[19]。
2.6 制動(dòng)時(shí)車(chē)輪受力分析
采用防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的車(chē)輛，在制動(dòng)過(guò)程中其單個(gè)車(chē)輪的制動(dòng)力矩與變化著的制動(dòng)工況及路況有關(guān)，故應(yīng)采用適合于不同的變化規(guī)律的力學(xué)模型以達(dá)到最佳效果。由于制動(dòng)器的制動(dòng)力矩、路面對(duì)車(chē)輪的滾動(dòng)阻力距。地面對(duì)車(chē)輪的水平作用力和車(chē)體受到的迎風(fēng)阻力都是速度的函數(shù)。因此其力學(xué)模型是一個(gè)非線性方程組。只有在計(jì)算仿真時(shí)，才采用上述模型或者更加復(fù)雜的模型[17]。
車(chē)輛行駛時(shí)能在最短距離內(nèi)停車(chē)且維持行駛方向穩(wěn)定性和在下坡時(shí)能維持一定車(chē)速的能力稱為車(chē)輛的制動(dòng)性，它是車(chē)輛的主要性能之一。以一定速度行駛的車(chē)輛具有相應(yīng)的動(dòng)能和位能，制動(dòng)過(guò)程就是借助于外力，將車(chē)輛的動(dòng)能和位能變?yōu)槠渌问降哪芰坑枰陨⑹А?
車(chē)輛制動(dòng)時(shí)，駕駛員操縱制動(dòng)器給車(chē)輪一制動(dòng)力矩，即車(chē)輪給地面一制動(dòng)力，由于附著作用，地面反作用力給車(chē)輪一制動(dòng)力，前者稱為制動(dòng)器制動(dòng)力，后者稱為地面制動(dòng)力。車(chē)輛制動(dòng)過(guò)程實(shí)際就是地面制動(dòng)力阻止車(chē)輪運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，因此，地面制動(dòng)力對(duì)車(chē)輛制動(dòng)性具有決定性的影響[16]。
2.6.1 制動(dòng)器制動(dòng)力
如圖所示為車(chē)輛在良好的硬路面上制動(dòng)時(shí)車(chē)輪受力分析情況。圖中G為車(chē)輪的法向載荷，Z為地面對(duì)車(chē)輪的法向反作用力， T為車(chē)軸給車(chē)輪的推力，為制動(dòng)器產(chǎn)生的摩擦力矩，為慣性力矩。由于有摩擦力矩的作用，輪胎給地面一個(gè)切向力,稱為制動(dòng)器的制動(dòng)力。
=*r
制動(dòng)器制動(dòng)力由于來(lái)自制動(dòng)器的摩擦力矩，而制動(dòng)器的摩擦力矩主要取決于制動(dòng)器的形式，結(jié)構(gòu)尺寸，摩擦副間的摩擦系數(shù)；制動(dòng)器制動(dòng)力雖與車(chē)輪半徑成反比，但在實(shí)際結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中是難以兩全的，且車(chē)輪半徑r小到一定程度后，車(chē)輪的接觸面積減小，使附著力降低，制動(dòng)效果下降。
圖3 制動(dòng)時(shí)車(chē)輪受力圖
圖4 制動(dòng)力與附著系數(shù)的
2.6.2 地面制動(dòng)力
制動(dòng)過(guò)程中，車(chē)輪受到一個(gè)與行駛方向相反地面外力，使車(chē)輪從一定得速度減小到較低的車(chē)速或者停車(chē)，這個(gè)地面外力稱為地面制動(dòng)力。
是使車(chē)輛制動(dòng)減速的外力，其大小主要取決于制動(dòng)器摩擦副的摩擦力和輪胎與地面間的附著力。地面制動(dòng)力增大，制動(dòng)減速度也增大，制動(dòng)距離則短，因此，地面制動(dòng)力的大小對(duì)車(chē)輛制動(dòng)性能具有決定性的影響。
2.6.3 制動(dòng)力與附著力
車(chē)輛在制動(dòng)過(guò)程中，車(chē)輪的運(yùn)動(dòng)有滾動(dòng)，抱死滑移和邊滾邊滑三種情況。制動(dòng)器操縱力較小還未達(dá)到某一極限值時(shí)，制動(dòng)器產(chǎn)生的制動(dòng)力不大，地面與輪胎之間的摩擦力即地面制動(dòng)力足以克服制動(dòng)器制動(dòng)力而使車(chē)輪滾動(dòng)，輪胎在地面上留下胎面花紋的壓印，壓印前段形狀與輪胎花紋基本一致，后段花紋逐漸模糊。當(dāng)制動(dòng)器操縱力增大，其制動(dòng)力也成正比例的增大，直到車(chē)輪抱死在路面上滑移，輪胎在地面上留下拖印。
但是地面制動(dòng)力又是路面滑動(dòng)的摩擦約束反力，它的最大值不能超過(guò)地面附著力，即：
=Z*
制動(dòng)時(shí)，設(shè)在某種路面上附著系數(shù)一常數(shù)，當(dāng)制動(dòng)器操縱P時(shí)，地面制約力等于制動(dòng)器制動(dòng)力，并隨P的增大而直線上升，當(dāng)P=時(shí)地面制約力達(dá)到極限值等于地面附著力；之后P,制動(dòng)器制動(dòng)力直線上升，但地面制約力不再增加，此時(shí)車(chē)輪產(chǎn)生滑移。
所以，車(chē)輛制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)器必須提供足夠的制動(dòng)力，且地面又能提供較高附著力，才能獲得足夠的地面制動(dòng)力，兩者缺一不可[20]。
2.7 滑移率
2.7.1 滑移率定義
由制動(dòng)過(guò)程可知，隨著制動(dòng)強(qiáng)度的增加，車(chē)輪滾動(dòng)的成分越來(lái)越少，滑動(dòng)的成分越來(lái)越多，輪胎與地面出現(xiàn)相對(duì)速度，即車(chē)速與輪速產(chǎn)生速度差。將相對(duì)速度與車(chē)輛前進(jìn)速度之比稱為滑移率。
圖5 車(chē)速與車(chē)輪
2.7.2 滑移率與附著系數(shù)的關(guān)系
隨著制動(dòng)強(qiáng)度的增加，隨著制動(dòng)強(qiáng)度的增加，車(chē)輪滾動(dòng)的成分越來(lái)越少，滑動(dòng)的成分越來(lái)越多，滑移率逐漸增大。但是附著系數(shù)在摩托車(chē)的整體制動(dòng)過(guò)程中并不是常數(shù)，車(chē)輪在各種運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，具有不同的滑移率，其附著系數(shù)也隨著變化。
表1 各種路面上的附著系數(shù)
路面狀況
縱向附著系數(shù)
峰值側(cè)向附著系數(shù)
瀝青或混凝土
0.75
0.8-0.9
瀝青（濕）
0.45-0.60
0.5-0.7
石塊
0.55
0.60
土路
0.65（干） 0.45（濕）
0.68(干）0.55（濕）
雪
0.15
0.20
冰
0.07
0.10
表1所示為各種路面上的附著系數(shù)，由表可知，附著系數(shù)干燥路面比濕路面高，且縱向附著系數(shù)與側(cè)向系數(shù)的差別，干路面比濕路面小[21]。
2.8 車(chē)輪制動(dòng)與車(chē)輪的旋轉(zhuǎn)
如圖6所示，對(duì)正在旋轉(zhuǎn)的車(chē)輪施加制動(dòng)，隨著制動(dòng)壓力的升高，在車(chē)輪旋轉(zhuǎn)地相反方向上將產(chǎn)生制動(dòng)力矩，車(chē)輪減小并產(chǎn)生滑移。制動(dòng)完全解除時(shí)，制動(dòng)力矩消失，車(chē)輪從滑動(dòng)狀態(tài)開(kāi)始恢復(fù)到滾動(dòng)狀態(tài)。車(chē)輛行駛時(shí)能在最短距離內(nèi)停車(chē)且維持行駛方向穩(wěn)定性和在下坡時(shí)能維持一定車(chē)速的能力稱為車(chē)輛的制動(dòng)性，它是車(chē)輛的主要性能之一。車(chē)輛制動(dòng)時(shí)，駕駛員操縱制動(dòng)器給車(chē)輪一制動(dòng)力矩，即車(chē)輪給地面一制動(dòng)力，由于附著作用，地面反作用力給車(chē)輪一制動(dòng)力，前者稱為制動(dòng)器制動(dòng)力，后者稱為地面制動(dòng)力。車(chē)輛制動(dòng)過(guò)程實(shí)際就是地面制動(dòng)力阻止車(chē)輪運(yùn)動(dòng)的過(guò)程，因此，地面制動(dòng)力對(duì)車(chē)輛制動(dòng)性具有決定性的影響。
以一定速度行駛的車(chē)輛具有相應(yīng)的動(dòng)能和位能，制動(dòng)過(guò)程就是借助于外力，將車(chē)輛的動(dòng)能和位能變?yōu)槠渌问降哪芰坑枰陨⑹А?
即車(chē)輪速度逐步增加至車(chē)輛速度。這種單位時(shí)間內(nèi)車(chē)輪增加或者減少的變化量叫車(chē)輪的加速度或減速度。
圖6 車(chē)輪的減速度與加速度
一般情況下，制動(dòng)的強(qiáng)度越大，車(chē)輪減速度越大；在滑動(dòng)狀態(tài)下，解除制動(dòng)越快，車(chē)輪加速度越大。
2.9 車(chē)輪減速度和-S特性
圖7 車(chē)輪抱死過(guò)程分析
制動(dòng)時(shí)影響車(chē)輪旋轉(zhuǎn)地主要原因是制動(dòng)力矩和車(chē)輪轉(zhuǎn)矩。制動(dòng)力矩大于車(chē)輪轉(zhuǎn)矩時(shí)，輪速降低，車(chē)輪減速度與制動(dòng)轉(zhuǎn)矩只差成正比。制動(dòng)力矩小于車(chē)輪轉(zhuǎn)矩時(shí)，輪速增加，車(chē)輪加速度與輪速轉(zhuǎn)矩和制動(dòng)力矩只差成正比，圖7所示為車(chē)輛制動(dòng)后，車(chē)輪減速度過(guò)程與典型的-S特性關(guān)系。由圖可知，施加制動(dòng)力后，制動(dòng)壓力上升，制動(dòng)力矩隨之增大，車(chē)輪速度開(kāi)始降低，滑移率和車(chē)輪轉(zhuǎn)矩增大?？梢哉J(rèn)為在滑移率達(dá)到之前，車(chē)輪轉(zhuǎn)矩和制動(dòng)力矩是同步增長(zhǎng)的。因此，該階段車(chē)輪減速度和制動(dòng)力矩的速度成正比。但是，繼續(xù)增大制動(dòng)力矩，滑移率超過(guò)時(shí)，縱向附著系數(shù)反而下降，車(chē)輪轉(zhuǎn)矩也隨之減小，與制動(dòng)力矩之差急劇增大，最終使車(chē)輪的速度迅速減小直至車(chē)輪抱死。這期間車(chē)輪減速度非常大，由車(chē)輪抱死過(guò)程可知，滑移率S達(dá)到之前，能夠通過(guò)制動(dòng)力矩即通過(guò)制動(dòng)壓力來(lái)控制車(chē)輪穩(wěn)定旋轉(zhuǎn)。超過(guò)以后，車(chē)輪轉(zhuǎn)速對(duì)制動(dòng)力矩很敏感，不能通過(guò)制動(dòng)壓力控制車(chē)輪的旋轉(zhuǎn)，車(chē)輪很容易抱死。如果把制動(dòng)過(guò)程的滑移率S控制在處，則縱向附著系數(shù)可以保持最大值，則制動(dòng)距離縮短。由公式：
L=
可知：越大，制動(dòng)距離L越短。
式中： L--制動(dòng)距離；
V--制動(dòng)初速度；
g--重量加速度.
滑移率S始終保持在處，側(cè)向附著系數(shù)也可以保持較大值，能夠確保車(chē)輛行駛方向的穩(wěn)定性和操作性，當(dāng)超過(guò)，則車(chē)輪很容易抱死，所以將叫穩(wěn)定區(qū)域[19]。
3 試驗(yàn)臺(tái)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和工作原理
摩托車(chē)制動(dòng)器性能試驗(yàn)臺(tái)上裝有一套能轉(zhuǎn)的圓盤(pán)-慣性飛輪系統(tǒng)，它相當(dāng)于各種型號(hào)摩托車(chē)慣性的質(zhì)量，由于在慣性飛輪上積蓄有能量，這就獲得了相當(dāng)于車(chē)輛行駛時(shí)的能量。該試驗(yàn)臺(tái)由調(diào)速電機(jī)，傳動(dòng)軸，飛輪，制動(dòng)器支架，被檢測(cè)部件（ABS）和操縱裝置等組成。其結(jié)構(gòu)原理圖如下所示。
圖8 防抱死控制器檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)原理圖
3.1 機(jī)械系統(tǒng)
本試驗(yàn)臺(tái)主要部分包括飛輪組，主軸，鍵和試驗(yàn)臺(tái)的總體結(jié)構(gòu)。
飛輪組的任務(wù)是將摩托車(chē)在制動(dòng)時(shí)的慣性質(zhì)量換算為飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，再根據(jù)試驗(yàn)臺(tái)檢測(cè)需要將轉(zhuǎn)動(dòng)慣量分成幾個(gè)等級(jí)，以模擬不同車(chē)型的制動(dòng)情況；試驗(yàn)臺(tái)主軸任務(wù)是傳遞扭矩；鍵的主要作用是傳遞扭矩，同時(shí)要保證飛輪安裝的定心性和導(dǎo)向性，總體結(jié)構(gòu)可參照相關(guān)試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)來(lái)確定。
3.2 電機(jī)調(diào)速系統(tǒng)
為使系統(tǒng)操作方便，技術(shù)可靠，適應(yīng)于各種型號(hào)摩托車(chē)的不同扭矩和轉(zhuǎn)速的要求，主軸轉(zhuǎn)速應(yīng)采用無(wú)級(jí)可調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)。根據(jù)對(duì)電機(jī)主軸輸出扭矩和轉(zhuǎn)速的要求，本實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用YCJ802-4減速電機(jī)。
3.3 試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)
試驗(yàn)臺(tái)主軸上安裝有一個(gè)有六個(gè)孔的法蘭盤(pán)，通過(guò)6個(gè)M9的螺栓和一個(gè)同樣有6個(gè)直徑為9的通孔德剎車(chē)盤(pán)連接器來(lái)安裝盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)盤(pán)；在剎車(chē)盤(pán)的兩邊是兩個(gè)軸承座，右邊的軸承座連接是一個(gè)聯(lián)軸器和調(diào)速電機(jī)，左邊的軸承座連接的是飛輪。如圖：
圖9試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)
3.4 試驗(yàn)臺(tái)工作過(guò)程
要模擬一輛摩托車(chē)的制動(dòng)工況時(shí)，把一個(gè)相當(dāng)于其慣量的飛輪通過(guò)鍵套在試驗(yàn)臺(tái)的主軸上（通過(guò)給飛輪增加質(zhì)量來(lái)模擬不同型號(hào)的摩托車(chē)），并通過(guò)一個(gè)螺母來(lái)軸向固定飛輪，使其不會(huì)左右動(dòng)。
通過(guò)調(diào)速電機(jī)來(lái)調(diào)整主軸的轉(zhuǎn)速來(lái)模擬車(chē)輪的轉(zhuǎn)速，當(dāng)達(dá)到一定得轉(zhuǎn)速后，通過(guò)施加壓力來(lái)推動(dòng)手閘實(shí)現(xiàn)制動(dòng)操作。具體看裝配圖：
圖10 總裝圖
3.5 系統(tǒng)的飛輪設(shè)計(jì)
作為防抱死控制器檢測(cè)試驗(yàn)臺(tái)一個(gè)重要組成部分，即慣性質(zhì)量模擬系統(tǒng)的合理結(jié)合和較高模擬精度是至關(guān)重要的。同時(shí)要保證其具有模擬慣量選擇的連續(xù)性，以適應(yīng)目前任何系列不同質(zhì)量的摩托車(chē)制動(dòng)器試驗(yàn)的需要。
隨著摩托車(chē)行業(yè)的發(fā)展，在各系列摩托車(chē)質(zhì)量有較大改變的情況下，本試驗(yàn)臺(tái)的慣性質(zhì)量模擬系統(tǒng)只需將活動(dòng)盤(pán)的厚度作適當(dāng)調(diào)整，便能滿足要求。
1-螺紋孔，2-飛輪輪緣 ，3-飛輪輪輻 ，4-飛輪輪轂
圖11 飛輪示意圖
飛輪由輪轂、輪輻、輪緣三部分組成。飛輪的絕大部分質(zhì)量分布在輪緣，約占70%以上，輪緣的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量約占全輪的90%左右，故與輪緣相比，輪輻與輪轂的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很小。飛輪的材質(zhì)多為鑄鐵和鑄鋼，飛輪的結(jié)構(gòu)有整體式和組合式兩種，輪輻的結(jié)構(gòu)則有輻板和輻條兩種。
慣性質(zhì)量系統(tǒng)是指在試驗(yàn)臺(tái)上模擬各種車(chē)型實(shí)際行駛慣量的當(dāng)量質(zhì)量。慣性質(zhì)量模擬系統(tǒng)用回轉(zhuǎn)質(zhì)量盤(pán)按實(shí)際對(duì)象需要的當(dāng)量質(zhì)量分級(jí)組合后，實(shí)現(xiàn)慣性質(zhì)量的模擬。因此，模擬精度很高，為了使試驗(yàn)臺(tái)能在一定范圍內(nèi)滿足不同車(chē)型對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量的要求，需要對(duì)慣量飛輪進(jìn)行合理的組合設(shè)計(jì)。
設(shè)飛輪輪緣重量為G,、D、和分別為輪緣的外徑、平均直徑和內(nèi)徑，H和B分別為輪緣的厚度和寬度，則飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：
=.（）=.
摩托車(chē)行駛過(guò)程中運(yùn)動(dòng)質(zhì)量慣性模擬擬采用組合式慣性質(zhì)量盤(pán)形式，慣性質(zhì)量盤(pán)由固定慣性盤(pán)與活動(dòng)慣性盤(pán)兩部分組成，固定慣性盤(pán)與軸成一體，隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)慣性質(zhì)量系統(tǒng)是指在試驗(yàn)臺(tái)上模擬各種車(chē)型實(shí)際行駛慣量的當(dāng)量質(zhì)量；活動(dòng)慣性盤(pán)為多片式結(jié)構(gòu)，活動(dòng)慣性盤(pán)盤(pán)片隨軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)量的多少，則是根據(jù)被模擬運(yùn)動(dòng)質(zhì)量慣性而決定。
飛輪整體質(zhì)量的變化主要靠裝活動(dòng)慣性盤(pán)來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)螺紋孔來(lái)固定。
在一定旋轉(zhuǎn)角度下，模擬慣性的運(yùn)動(dòng)能量大小為：
E=(+i)=I+iI
式中： ----固定慣性盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量， Kg.；
----活動(dòng)片慣性盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)質(zhì)量， Kg.;
----慣性質(zhì)量盤(pán)所在軸的角速度，；
I-----參與結(jié)合的活動(dòng)盤(pán)片數(shù)。
對(duì)于質(zhì)量結(jié)一定的摩托車(chē)，行駛過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)慣量I是一定的。
飛輪輪緣的平均直徑D，在飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量確定后，可試定D 的尺寸，飛輪的重量可小，但要考慮機(jī)器總體外型尺寸的限制和飛輪材料所能應(yīng)許的最大圓周速度的限制，見(jiàn)下表。
表2 飛輪材料及最大圓周速度表
飛輪材料
最大圓周速度 v
HT200
30--50
HT250
45--50
鑄鋼
60
球墨鑄鐵
80
軋鋼（盤(pán)式飛輪）
100--120
3.6 法蘭盤(pán)設(shè)計(jì)
此系統(tǒng)中的法蘭盤(pán)是用銷(xiāo)固定在主軸上的，而法蘭盤(pán)是用來(lái)固定剎車(chē)片的，通過(guò)六個(gè)直徑為9的螺紋孔來(lái)固定剎
圖12 法蘭盤(pán)示意圖
3.7 系統(tǒng)的加力裝置
此系統(tǒng)有兩種加力方法：
（1） 利用砝碼加力；
（2） 利用彈簧加力；
砝碼加力：
在手閘的一端連接剎車(chē)裝置，手閘的另一端連接一螺栓，在螺栓的一端打一孔，用鉛絲固定螺栓，鉛絲的一端也固定在手閘上，然后把砝碼放在螺栓上就可以了。
1--手閘 ，2--螺栓 ，3--固定板 ，4--砝碼
圖13 砝碼加力裝置
彈簧加力裝置：
在手閘的一端連接剎車(chē)裝置，手閘的另一端連接一彈簧，在全螺紋螺栓的一端打一孔，用彈簧固定螺栓，彈簧的一端也固定在手閘上，用這種裝置是，固定用的鋼板要大一點(diǎn)，同時(shí)在鋼板上打一螺紋孔，孔徑大小和全螺紋的直徑大小相等，應(yīng)先把螺栓旋進(jìn)鋼板的孔中，然后再和彈簧相連接，然后通過(guò)螺栓的旋進(jìn)旋出來(lái)調(diào)節(jié)彈簧的伸長(zhǎng)長(zhǎng)度，同時(shí)彈簧對(duì)手閘施加一定得力，控制制動(dòng)裝置。
1--手閘 ，2--彈簧 ，3--全螺紋螺栓
圖14 彈簧加力裝置示意圖
彈簧加力可根據(jù)公式：
F=K.
來(lái)計(jì)算彈簧所施加的力。
式中 K--彈簧自身的系數(shù)（常數(shù)）；
--彈簧在外力作用下的伸長(zhǎng)量。
3.8 試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)架
此試驗(yàn)臺(tái)的構(gòu)架使用的是金屬結(jié)構(gòu)，連接部分全是用的焊接，使用的材料全是角鋼，與鋼板的連接處也全是使用焊接固定，具體結(jié)構(gòu)如圖.
圖15 試驗(yàn)臺(tái)結(jié)構(gòu)架
結(jié)束語(yǔ)
大學(xué)四年的本科學(xué)習(xí)即將結(jié)束，畢業(yè)設(shè)計(jì)是其中最后一個(gè)環(huán)節(jié)，是對(duì)以前所學(xué)的知識(shí)及所掌握的技能的綜合運(yùn)用和檢驗(yàn)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，采用模具的生產(chǎn)技術(shù)得到愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。
在完成大學(xué)四年的課程學(xué)習(xí)和課程、生產(chǎn)實(shí)習(xí)，我熟練地掌握了機(jī)械制圖、機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械原理等專業(yè)基礎(chǔ)課和專業(yè)課方面的知識(shí)，對(duì)機(jī)械制造、加工的工藝有了一個(gè)系統(tǒng)、全面的理解，達(dá)到了學(xué)習(xí)的目的。對(duì)于汽車(chē)ABS試驗(yàn)臺(tái)設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)踐性非常強(qiáng)的設(shè)計(jì)課題，我進(jìn)行了大量的資料查閱。我對(duì)于一般設(shè)計(jì)的步驟有了一個(gè)全新的認(rèn)識(shí)，也豐富了我對(duì)摩托車(chē)結(jié)構(gòu)方面的知識(shí)，而對(duì)于ABS更是實(shí)現(xiàn)了零的突破。在胡小秋指導(dǎo)老師和李立新老師的協(xié)助下，同時(shí)在老師那查閱了很多相關(guān)資料，明確了ABS的工作原理和設(shè)計(jì)思路。并在圖書(shū)館借閱了許多相關(guān)手冊(cè)和書(shū)籍，設(shè)計(jì)中，將充分利用和查閱各種資料，并與同學(xué)進(jìn)行充分討論，盡最大努力搞好本次畢業(yè)設(shè)計(jì)。
在設(shè)計(jì)的過(guò)程中，將有一定的困難，但有指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和自己的努力，相信會(huì)完滿的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)。由于學(xué)生水平有限，而且缺乏經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)中不妥之處在所難免，肯請(qǐng)各位老師指正。
致 謝
歷經(jīng)近三個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)即將結(jié)束，敬請(qǐng)各位老師對(duì)我的設(shè)計(jì)過(guò)程作最后檢查。
在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中通過(guò)參考、查閱各種有關(guān)摩托車(chē)ABS方面的資料，請(qǐng)教各位老師有關(guān)摩托車(chē)方面的問(wèn)題，特別是ABS在實(shí)際中可能遇到的具體問(wèn)題，使我在這短暫的時(shí)間里，對(duì)摩托車(chē)ABS認(rèn)識(shí)有了一個(gè)質(zhì)的飛躍。使我對(duì)ABS的原理，意義，對(duì)駕駛員的重要意義，使我認(rèn)識(shí)到ABS在當(dāng)今社會(huì)生活中運(yùn)用得非常廣泛，掌握ABS的原理對(duì)我以后選購(gòu)汽車(chē)、摩托車(chē)有著十分重要的意義。
從陌生到開(kāi)始接觸，從了解到熟悉，這是每個(gè)人學(xué)習(xí)事物所必經(jīng)的一般過(guò)程，我對(duì)摩托車(chē)ABS的認(rèn)識(shí)過(guò)程亦是如此。經(jīng)過(guò)三個(gè)月的努力，我相信這次畢業(yè)設(shè)計(jì)一定能為四年的大學(xué)生涯劃上一個(gè)圓滿的句號(hào)，為將來(lái)的事業(yè)奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
在這次設(shè)計(jì)過(guò)程中得到了胡小秋和李立新老師以及許多同學(xué)的幫助，特別是胡小秋老師的悉心指導(dǎo)，使我受益匪淺。在此，對(duì)關(guān)心和指導(dǎo)過(guò)我各位老師和幫助過(guò)我的同學(xué)表示衷心的感謝!
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