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汽车驱动防滑(ASR)系统.docx
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汽车驱动防滑(ASR)系统.docx
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课题 15.6 驱动防滑(ASR)系统
学习目标
鉴定标准
教学建议
1.掌握驱动防滑系统的组成、工
作过程、主要部件的结构和工作
原理。
2.掌握驱动防滑系统各部件的拆
装与检测方法。
应知:驱动防滑系统的
组成、工作过程、主要
部件的结构和工作原理。
应会:驱动防滑系统主
建议:借助实物或挂图讲解
驱动防滑系统的基本组成、
主要部件的结构。
结合多媒体课件讲解防滑
要部件的拆装、检测方
法和注意事项、故障码
的读取
系统的工作过程、各部件的
工作原理。
有经验的驾驶员都有这样的体会,当驾驶汽车在低附着系数的路面(例如泥泞或有冰雪
的路面)上快速起步或加速行驶时,驱动车轮会发生滑转(俗称车轮“打滑”)。这种现象是
什么原因造成的呢?
想一想,我们已经知道了汽车在制动过程中,制动器制力与地面制动力之间的不和谐关
系造成了制动车轮的抱死滑移。而在车轮的驱动过程中,车轮的驱动力与地面所提供的最大
附着力之间是否也存在这种不和谐的关系?正是由于存在这种不和谐,使发动机传递给车轮
的驱动力大于驱动车轮与地面的附着力时,车轮就会出现滑转的现象。
一、驱动防滑系统的作用
驱动防滑系统能在车轮开始滑转时,降低发动机的输出扭矩,同时控制制动系统,以降
低传递给驱动车轮的扭矩,使之达到合适的驱动力,使汽车的起步和加速达到快速而稳定的
效果。
二、滑转率及其与路面附着系数的关系
汽车在驱动过程中,驱动车轮可能相对于路面发生滑转。滑转成分在车轮纵向运动中所
占的比例称为驱动车轮的滑转率,通常用“S
A
”表示。
S
A
=(rω—ν)/rω×100%
式中:S
A
—车轮的滑转率;
r—车轮的自由滚动半径;
ω—车轮的转动角速度;
ν—车轮中心的纵向速度。
当车轮在路面上自由滚动时,车轮中心的纵向速度完全是由于车轮滚动产生的。此时ν
= rω,其滑转率 S
A
=0;当车轮在路面上完全滑转(即汽车原地不动,而驱动轮的圆周速度不
为 0)时,车轮中心的纵向速度ν=0,其滑动率 S
A
=100%;当车轮在路面上一边滚动一边滑
转时,0<S
A
<100%。
与汽车在制动过程中的滑移率相同,在汽车的驱动过程中,车轮与路面间的附着系数的
大小随着滑转率的变化而变化。在干路面或湿路面上,当滑转率在 15%~30%范围内时,车
轮具有最大的纵向附着系数,此时可产生的地面驱动力最大。在雪路或冰路面上时,最佳滑
移率在 20%~50%的范围内;当滑转率为零,即车轮处于纯滚动状态时,其侧向附着系数也
最大,此时汽车保持转向和防止侧滑的能力最强。随着滑转率的增加,侧向附着系数下降,
当滑转率为 100%,侧向附着系数变得极小,轮胎与路面之间的侧向附着力接近于零,车轮
将完全丧失抵抗外界侧向力作用的能力。
三、驱动防滑系统的基本组成和工作过程
1.驱动防滑系统的基本原理
驱动防滑(ASR)系统可以通过调节作用于驱动轮的上驱动力矩和制动力矩,在驱动过
程中防止驱动车轮发生滑转。
调节作用于驱动车轮上的驱动力矩可通过控制发动机节气门的开度和点火提前角的大
小;调节作用于驱动轮上制动力矩可借助 ABS 控制系统中的车轮转速传感器及制动压力调节
器对驱动车轮施加一定的制动力矩来实现。
提示:调节驱动轮上的驱动力矩可以通过调节发动机的输出扭矩,也可通过调节变速器
传动比和差速器锁紧系数等来实现。目前,在实际应用的驱动防滑系统中绝大多数都是采用
调节发动机输出扭矩的方式。对发动机扭矩的调节可通过调节节气门开度、点火提前角、燃
油喷射量以及中断燃油喷射和点火来实现。
(1)发动机动作
一旦电子控制单元检测到一个或两个驱动车轮发生空转的情况发生,立即将发动机的副
节气门关闭,减小发动机的输出扭矩。随着发动机扭矩的减小,车轮的车速下降,其滑转率
降低,车轮与地面的附着系数增大。
(2)制动动作
如图 15-60 所示,当汽车在附着系数不均匀的路面上行驶时,处于低附着系数路面的车
轮可能会空转,出现一个车轮打滑的情况。则电子控制单元将使滑转车轮的制动压力上升,
对该轮作用一定的制动力,同时对另一个驱动车轮作用一个与制动力矩相同的发动机扭矩,
如图 15-61 所示。
图 15-60 路面附着系数不均匀,一个车轮空转
图 15-61 空转车轮刹车
这一作用的结果是:使空转车轮转速降低,另一车轮驱动力矩增加,两车轮向前运动速
度趋于一致。
2. 驱动防滑系统的基本组成
如图 15-62 所示为一典型的具有制动防抱死和驱动防滑转功能的系统。其中防滑转系统
与 ABS 控制系统共用车轮转速传感器和电子控制单元,只是在通往驱动车轮制动轮缸的制动
管路中增设了一个防滑转制动压力调节器,在由加速踏板控制的主气门上方增设了一个由步
进电机控制的副节气门,并在主、副节气门处各设置一个了气门开度传感器。
图 15-62 典型 ABS/ASR 系统的组成
1-右前车轮转速传感器;2-比例阀和差压阀;3-制动主缸;4-ASR 制动压力调节器;5-右后车轮转速传
感器;6-左后车轮转速传感器;7-发动机/变速器电子控制单元;8-ABS/ASR 电子控制单元;9-ASR 关闭指
示灯;10-ASR 工作指示灯;11-ASR 选择开关;12-左前车轮转速传感器;13-主节气门开度传感器;14-副
节气门开度传感器;15-副节气门驱动步进电机;16-ABS 制动压力调节器
提示:为掌握驱动防滑系统的组成,此处应结合实物或多媒体课件进行讲解。
测试题:结合驱动防滑系统实物,说出系统各部件的名称、作用。
3.驱动防滑系统的工作情况
当驱动防滑系统处于工作状态时,电子控制单元根据各车轮转速传感器检测到的转速信
号,确定驱动车轮的滑转率和汽车的参考速度。当电子控制单元判定驱动车轮的滑转率超过
设定的限值时,就使驱动副节气门的步进电机转动,减小副节气门的开度。此时,即使主节
气门的开度不变,发动机的进气量也会因副节气门开度的关小而减少。如果驱动车轮的滑转
率仍未降低到设定的控制范围内,电子控制单元又会控制防滑制动压力调节器和 ABS 制动压
力调节器,对驱动车轮施加一定的制动压力,则驱动车轮上就会作用一制动力矩,从而使驱
动车轮的转速降低。
提示:为掌握驱动防滑系统的工作情况,此处应结合多媒体课件进行讲解。
测试题:结合驱动防滑系统的实物,叙述防滑系统与防抱死系统工作情况的区别。
四、驱动防滑系统主要部件的结构和工作情况
1.副节气门驱动装置
(1)功用
副节气门驱动装置的功用是根据电子控制单元传送的指令来控制副节气门的开启角度,
从而控制进入发动机气缸的空气量,达到控制发动机输出扭矩的目的。
(2)结构
副节气门驱动装置安装在节气门壳体上,如图 15-63 所示。它是一个由电子控制单元控
制转动的步进电动机,由永磁体、传感线圈和旋转轴等组成,如图 15-64 所示。在旋转轴的
末端安装一个小齿轮(主动齿轮),由它带动安装在副节气门轴末端的凸轮轴齿轮旋转,以
此控制副节气门的开启角度。
图 15-63 节气门总成
图 15-64 副节气门驱动装置(步进电机)
(3)工作情况
当驱动防滑系统不工作时,副节气门在弹簧力作用下保持全开状态,进入发动机的空气
量由驾驶员控制主节气门的开度所决定。当前、后车轮转速传感器检测到车轮滑转需进行防
滑控制时,电子控制单元驱动步进电机通过凸轮轴齿轮旋转,从而控制节气门的开度。
提示:为掌握节气门驱动装置的结构,此处应结合多媒体课件进行讲解。
提示:副节气门的拆装、检测参考发动机燃油供给装置有关内容。
测试题:结合节气门驱动装置实物,叙述该装置的工作情况。
2.ASR 制动压力调节器
想一想,我们已经知道了防抱死系统中的制动压力调节器要接受电子控制单元的控制指
令,适时的调整制动轮缸的制动液压力,控制制动车轮的滑移率,从而保证制动车轮与路面
之间的附着系数处于最佳。而驱动防滑系统也需要控制驱动车轮与路面之间的运动状态,使
轮胎与路面的附着系数处于最佳。而防滑转制动压力调节器所处的位置与防抱死系统中制动
压力调节器所处的位置相同,它起什么作用呢?它与防抱死系统的制动压力调节器有什么区
别呢?
(1)ASR 制动压力调节器的结构和功用
ASR 制动压力调节器的结构型式有独立型式和组合型式两种。所谓独立式防滑转制动压
力调节器是和 ABS 制动压力调节器在结构上各自分开,如图 15-65 所示。
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