西安理工大学
毕业论文
题 目 印前图文处理于制板
专 业 印刷图文信息处理技术
姓 名 陈 媛
指导老师 王 媛
2011年09月
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摘要印前图文处理预制板与印刷制版技术际就是随着个人电脑技术的发展,在80年代末,在90
年代初迅速普及的电子出版技术,又称桌面出版系统(Desktop Publishing,DTP),在大印刷范畴中,属于印刷前的制作工艺,所以一般也称为印前技术。 整个系统可分为电脑图文处理和结果输出两部分。 电脑图文处理的主要功能是:图像处理、图形绘制和图文混排功能。 输出部分则根据客户需要将设计编排的结果输出到各种设备,如打印输出出、写真喷绘、菲林输出、CTP(CTcP)等。 早期的电子出版系统受当时计算机运算速度以及内存容量、显示分辨率的种种限制相对比较简单,一般采用批处理方式,而非现在主流的“所见即所即”的形式,用户不能直接在屏幕上看到最终的排版结果,只能进行简单的图文混排,并且不支持彩色排版。例如早期的文字处理软件WPS,用于专业书刊排版华光书版等。而且,这个时期产品基本上都是封闭性的,不同公司推出的电子出版系统分别采用各自的输出格式,无法将排版结果放在不同的输出系统上输出。如方正书版采用自身特有S2、S72等的文件格式,只能在方正系列的RIP上输出。
关键字;印前﹑制版﹑系统﹑设备。
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目 录
前言········································
第一节 图像处理及制版的工艺设计 第二节 原稿
第三节 颜色再现原理 第四节 阶调、层次再现
第二章 印前图像复制的模式 第一节 传统印前复制技术 第二节 电子分色机制版技术 第三节 数字印前处理模式 第三章 图像输入
第一节 图像基本概念 第二节 图像模式及变换
第三节 图像输入设备及其工作原理 第四节 扫描仪的性能参数
第五节 图像扫描工艺上可以肯定你前2.印前图文制作处理
致谢··············································参考文献 ·········································· 14 结束语············································· 15
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前言;印前图文处理预制板与印刷制版技术际就是随着个人电脑技术的发展,在
80年代末,在
90年代初迅速普及的电子出版技术,又称桌面出版系统(Desktop Publishing,DTP),在大印刷范畴中,属于印刷前的制作工艺,所以一般也称为印前技术。 整个系统可分为电脑图文处理和结果输出两部分。 电脑图文处理的主要功能是:图像处理、图形绘制和图文混排功能。 输出部分则根据客户需要将设计编排的结果输出到各种设备,如打印输出出、写真喷绘、菲林输出、CTP(CTcP)等。 早期的电子出版系统受当时计算机运算速度以及内存容量、显示分辨率的种种限制相对比较简单,一般采用批处理方式,而非现在主流的“所见即所即”的形式,用户不能直接在屏幕上看到最终的排版结果,只能进行简单的图文混排,并且不支持彩色排版。例如早期的文字处理软件WPS,用于专业书刊排版华光书版等。而且,这个时期产品基本上都是封闭性的,不同公司推出的电子出版系统分别采用各自的输出格式,无法将排版结果放在不同的输出系统上输出。如方正书版采用自身特有S2、S72等的文件格式,只能在方正系列的RIP上输出。
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一 车轮防抱死系统(ABS)
1.1车轮防抱死系统(ABS)D的技术介绍
人们在汽车的使用中发现,在湿滑的路面上行驶时,施加的制动力过小,会延长制动距离,降低
行驶的安全性;施加的制动力过大,车轮被抱死,不仅不能有效缩短制动距离,还会造成汽车侧滑、掉头、失去控制,同时降低了安全性,只有对车轮施加适当的制动力,防止车轮抱死,才能提高制动速度,缩短制动距离,使汽车平稳停止。
汽车是利用车轮与地面之间的摩擦力减速的。制动时,车体速度因为车轮与地面的摩擦力作用而减小,车轮速度因为车轮蹄与车轮毂之间的摩擦力作用而减小。由于车速、路面、载重、车况等因素的影响,车速与车速的降低并不完全相同,总是存在着一定的差值,这一差值就是我们经常说得打滑,也称为滑移现象。即车轮已停止向前滑动,车体还在前行。在科学计算中,这一现象的程度用滑移率来表示: 滑移率=(车速-轮速)*车速x100%
从上试可以看出,当车速等于论述时,滑移率等于零,为正常行驶;汽车制动时,车速与轮速的差值就越大,滑移率就越大;停止之前,如果轮速为零,那么策侧滑率问100%,为滑行状态。科学计算和实验表明,最佳制动状态不是出现在车轮抱死时,而是现在车轮与地面维持在20%时,此时,汽车制动不会出现严重的方向失控、侧滑和甩尾危险情况。
早在20 世纪时,人们就开始研究制动防抱死技术。开始用于飞机和铁路,直到50年代后期,ABS开始用于汽车,其核心思想始终是避免制动像开关一样,只把液压制动力控制在零或最大,而是根据车速减
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速的工况阶段性的控制液压,使制动性能得到最大的改善.
首先由轮速传感器测出与车轮或驱动轴共同旋转齿轮的齿数,从而得到频率车轮轮速成正比的交流信号。轮速传感器的交流信号送人电子控制器,电子控制器计算出车轮速度,滑移率和车轮的加,减速度,然后再有电子控制器对这些信号加以分析,给压力制动调节器发出制动跳压指令。压力调节器安装在制动系统总水泵与分水泵之间,接收控制指令后由压力调节器中的电磁阀控制压力增加或减小,从而调节制动力矩,使之与地面附着状况相适应防止车轮被抱死。电子控制器还对ABS其他元件进行控制,当这些元件发生故障时,控制器令警报灯点亮,并使整个系统停止工作,恢复到常规制动方式。
1.2车轮防抱死系统(ABS)的分类
ABS根据制动传动系统的介质,可分为气压系统,气顶液压系统和液压系统。
气压系统主要应用于重型载重汽车及其挂车,由发动机产生的压缩气直接控制动力分泵的气压,不需要在原有在系统上增加另外部件,能较容易独立控制各车轮的制动力。
气顶系统一般应用在大中汽车,在前后轴原有制动管路中各安一个空气加压器,通过控制动力气室的输入气压间接地控制液压主缸的输出液压。
气压系统主要应用于重型载重汽车及其挂件生的压缩,由发动机产气直接控制动力分泵的气压,不需要在原有的系统中增加另外的部件,能较容易地独立控制各车轮的制动力。
气顶液压系统一般用于大中型汽车,在前后轴原有的制动管路中各安装一个空气加压器,通过控制动力气室的输入气压间接控制液压主缸的输出液压。
液压系统用于轿车,厢式车和轻型载重车,系统中增加乐移套制动传动介质的独立供给装置,如支流电动机和再循环油泵。
ABS根据控制通道数呈,可分为单通道式,双通道式,三通道式和四通道式。
根据控制方式,ABS可分为机械式和电子式。由于机械式ABS控制精度差,反应速度慢,不能保证紧急制动时车轮不被抱死,已基本被电子式ABS所取代。
根据压力调节器的布置,ABS分为整体式和分离式。将压力调节器与制动总泵制成一体的成为整体式,具有独立制动压力调节器和独立制动总泵的称为分离式
二.车轮防抱死系统(ABS)组成
普通车制动系统的结构原理大家都已经很清楚,下面仅介绍液压式行车制动系
汽车正常行驶时,制动蹄连同摩擦片在弹簧的拉力下,与固定子车轮轮毂上制动毂之间保持有一定的间隙,使制动毂能随车轮一同自由传动。欲使行驶中的汽车减速或停车时,驾驶员只要踩下制动踏板,就可以使肌体的制动能源通过推杆和制动主缸中的活塞,使主缸内的制动夜加压流入制动轮缸,并通过两个轮缸活塞推动两个制动蹄连同摩擦片绕支承销转动,使摩擦片的外圆面压在制动鼓的内圆面上。这
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样,固定不旋转地制动蹄摩擦于车轮与片就对旋转着的制动毂作用一个摩擦力矩Mu ,其方向与车轮旋转方向相反。制动毂将该制动器制动力矩 传到车轮和后,由路面的附着作用,车轮对路面作用一个向前的周缘力,即制动器制动力Fu。同时,路面也对车轮作用着一个向后的反作用力,即路面制动力Fb,这就式制动时迫使汽车减速行驶直至停车的外力。路面制动力越大,汽车减速速度也就越大。当驾驶员松开制动踏板时,回位弹簧即将制动蹄拉回原位,摩擦片的外圆面与制动毂的内圆面之间恢复由间隙,摩擦力矩Mu和制动力Fb解除,制动作用也就终止。
综上所述不难看出,阻止汽车行驶的路面制动力Fb不仅取决于制动器力Fu的大小,而且还受到轮胎与路面之间附着条件限制。也就是说,汽车制动系只有具备乐足够的制动器制动力Fu,同时路面又能提供大的附着力的F1时,才能获得较大的路面制动力Fb.
普通行车制动系的组成:普通行车的制动系统通常由提供能装置,传动装置和制动器四个基本部分组成,只是这四个基本部分的内涵随着汽车制动技术的发展而变的更为丰富。例如早期汽车的制动能源完全靠驾驶员的肌体供能,现在发展道包括供给,调节制动所需能量以及改善传能介质状态的各种部件:又例如控制装置,早期采用最简单的制动踏板机构,现在发展道包括产生制动动作和控制制动的各种部件:至于制动器,早期只装在汽车后轴的左右车轮上,且结构简单,形式单一,现代汽车不但前轴车轮均装有制动器,而且形式多样,结构日趋完善合理。
早期汽车的前轴车轮之所以不装备制动器,其主要原因由:
① 当时的车速低,仅后轴车轮装有制动器即可满足行车。安全的要求m
② 尽量简化机械系制动传动机构,提高传动可靠性。
③ 防止质心高,轴距短的汽车在制动时发生前倾倾翻事故,提高汽车的纵向稳定性。
④ 适应当时道路条件的状况,确保汽车制动时仍具有良好的转向能力。
六平柴油汽车双管路制动系统。前轮制动器总成装在前轮轮毂中。后轮毂式制动器总成装在后轮轮毂中。制动踏板装在驾驶员右脚前方,手制动操纵阀装在驾驶员右手后方方车身底板凸台上(九平柴油汽车的手动阀装在驾驶员左手下方)。空气压缩机安装在发动机右侧,与燃油高压泵串接;储气简装在汽车大梁上;感载比例阀装在汽车后桥上部的大梁上,下部的感载传动臂通过弹簧与后桥上部的大梁上,下部的感载传动臂通过弹簧与后桥连接;制动管路沿车价大梁和横梁顺势走向,管路与制动气室用橡胶
软管连接。
制动系统工作过程:
a.驻车制动。汽车驻车时,操纵手制动阀,放掉驻车制动三通管中压缩空气已全部流失,仍有驻车制动。
b.解除驻车制动。起动发动机,带动空气压缩机运转,式制动系统供气管路和两个储气筒中充满压缩空气,压缩空气的压力可由气压表来指示。此时接在驻车制动供给气管路中的快方阀和气压警报开关无气压,气压警报开关控制警报器发响和警报灯亮,指示汽车处于驻车制动状态。操纵手制动阀至解除制动位置,气压警报灯仍然灯亮,表示制动气压不足;制动气压足够时,驻车制动供气管路通过快放阀和三通管接头使驻车制动气室供气,压缩后轮制动气室储能弹簧,使后轮制动蹄片回位,后轮制动即处于非制动状态,气压警报灯熄灭,表示汽车制动气压足够,可以起步。 c.行车制动。行车中在制动系统供气管路气压足够的情况下,踏
动下行车制动(脚制动)踏板,使直踏式制动阀动作,压缩空气通过四通接头供至前制动气室,使前轮制动,此
转两时前制动灯开关接通,制动灯亮;压缩空气按比例通过感载储阀和三通管接头供至制动气室,使
后轮制动,此时装在感载比例阀上的制动灯开关接通,低压警报灯亮和警报器响,表示制动气压不足。 d.行车手制动。行车中脚制动失灵或无气压时,可以操纵手制阀至制动位置使后轮制动。,
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e.无气压解除驻车制动,汽车长期停放,可能处于无气压状态。此时汽车驻车制动。发动机不起动,想要将汽车拖走时,可用扳手旋个后轮的弹簧制动气室的解除制动螺栓,解除后轮驻车制动。想要恢复驻车制动,要旋回这个螺栓。
三.车轮防抱死系统(ABS)的作用
3.1汽车制动性能与防抱死制动系统
制动性能是汽车的主要性能之一。评价制动性的指标主要有制动效能和制动时汽车的方向稳定性两个方面。
制动效能;汽车制动效能是指汽车迅速降低车速直至停车的能力。汽车制动效能的评价指标是制动距离S(单位m)和制动速度减速度(单位m/s2).
(1) 制动距离:制动距离S,是指汽车以给定的速度u0,从踩到制动踏板至汽车停住所行驶的距离。制动距离与踏板力(或者制动系管路压力)以及地面的附着情况有关,也与制动器的热工况有制动减速度是地面制动力的放映,而与地面制动力与制动器制动力有关。 减速度过程分析制动过程的各阶段:
与制动器的热工况有制动减速度是地面制动力的反应,而与地面制动力与制动器制动力有关。 减速度过程分析制动过程的各阶段:
① 反应时间u;
② 操纵力(踏板力)增长时间tb; ③ 制动系统协调时间tb; ④ 减速度增长时间ts; ⑤ 持续制动时间tv 制动距离;
S=S1+S2+S3
制动过程中有(减速度)、v(车速)和s(制动距离)的变化:线先由保持增长和两段组成;v-t先由等速和减速两段组成;s-t先由三段制动距离组成。
制动性能的恒定性;高速制动或下长坡制动,制动器温度迅速上升,摩擦力矩显著下降,即热衰退现象。要求汽车以规定车速连续制动15次,制动强度为3m/s2,最后不低于冷试验效能的60%(5.8m∕s2) 总之制动系作用时间是影响制动距离的重要因素。
3.2、制动防抱死控制的作用
车轮防抱死控制系统就是在汽车制动时,自动控制制动器制动力的大小,使车轮滑移率S保持20%左右的状态运转,确保车轮与地面有良好的附着力,从而提高汽车制动的安全可靠性.
四、车轮防抱死(ABS)的控制原理
其实ABS的原理很简单。早期的 ABS主要由机械来控制,通机械传感来感知载的变化从而控制
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制动液压的大小。事实上这种纯机械的压力感应式ABS还不能完全算得上真正意义的ABS,它虽然也有防抱死功能,但是是一种被动的工作方式。我们知道,在同样制动力度的情况下,汽车越轻,那么发生抱死的机会越大(因为轮胎与路面的最大静摩擦力小),如果越重,情况则相反。而汽车的重量是随载荷的不同而变化的。我们知道汽车满载的时候肯定比空载的时候要重,所以如果给予完全相同的制动力度,那么势必在空载的时候会更容易发生抱死。这种机械减压装置就是通过一个完全机械的阀门来感知载荷的多少,并根据载荷的增加减小制动液压管路中的阻力从而增大总体的制动力。相反,空载的时候用同样的原理减小总体制动力。这就是ABS的锥形。现在猎豹的帕杰V33仍然使用这套机械系统。不过主要是用来改变后轮的液压制动情况。因为在控制制动时后轮的附着力会降低,后轮比前轮更容易抱死,而后轮抱死带来的危险性比前轮抱死更大,所以尽在后轮的制动管路上安装了这套系统。事实上,这样的制动防抱死装置在轿车上几乎已经淘汰了,仍然在用的主要是越野车和大货车。因为早期的ABS由于电子设备太多,越野车的工作环境恶劣,所以早期的越野车仍然相信这种纯机械以造成刹车踏板的脉冲抖动现象。
通过电子设备接入以后ABS的控制能够更加精确,而且更加主动。不过即便是电子控制的ABS根据其配置的不同种类也有很多。首先从硬件配置的不同种类也有很多。首先从配件配置来说主要分为:
1.通道2传感器式 2.通道3传感器式 3.通道4传感器式
对于第一种方式,可以说是最早最原始的ABS的控制方式。同样是实现上文说的电脑控制一切,但无论是信息获取渠道(传感器)还是控制渠道(通道数)都只有以条。前文介绍过,对于制动来说最危险的是后轮先抱死的情况。而对于汽车的紧急制动特别是在湿滑路面上得紧急制动,后轮又是最容易抱死的。如果后轮比前轮先抱死,而此刻驾驶者又有转向意图的话,整个车会产生侧滑甩尾的危险。所以对于单通道的ABS来说当然要优先后轮来防抱死。所以这种ABS的传感器装在后差速器上,它用来感知后轮的抱死情况;而电磁阀装在后制动液压管上,用来解除抱死危机。由于只有一个传感器和一个电磁阀来控制后轮的制动力,所以电脑只能正对后轮整体抱死情况来处理危机。如以这种ABS能够在硬件条件有限的情况下部分解决前后车轮抱死和左右车轮抱死的情况。不过对于3通道3传感器的硬件配置来说情况会更很多,这种ABS在前轮使用两个通道和两个传感器,在后轮使用一个通道和一个传感器(后轮的控制跟单通道传感器的设计一样),所以它除了可以自动分配前后总体制动力,还能独立调节前轮的制动力。不过这还不是最完美的ABS。最完美的ABS时目前最为广泛采用的4通道4传感器ABS。这种ABS在硬件上真正满足了对每个车轮进行制动力调节的要求。所以无论是前轮先抱死还是后轮先抱死都能得到有效调节,而且即便四个车轮所处的路摩擦系数都不同,ABS也能自动调节,让每一个车轮都不会发生抱死。所以这种4通道4传感器的ABS系统又多了一个附带的功能叫做EBD电子制动力自动分配。其实在购买车时,如果厂家宜传此车配备了EBD电子控制自动力自动分配,那么就说明这个车的ABS为4通道的设计。不过即便是4通道4传感器的ABS根据其电磁阀的不同性能上也是又差别的。这种ABS的电磁阀主要分成两种:一种是3为电磁阀,另一种是2位电磁阀。同样是电磁阀,实现的功能却不相同。3位电磁阀能够把制动液压控制三种状态,分别是:加压状态,减压状态和和平状态。而2位电磁阀则只能把制动液压控制成:减压状态和平衡状态两种情况。虽然少了一个加压功能但实现的性能则大不相同。
对于配备的时2位电磁阀的ABS来说,它仅仅只能祈祷防止抱死的作用。因为只能减少或保持以即制动液压,也就是说只有踩下了制动踏板以后它才能起作用。所便是4传感器4个通道,最多也只能实现EBD电子制动自动分配功能。而对于配备了三位电磁阀的ABS来说,从硬件上他满足了ESP电子稳定系统,TCS循迹控制系统和EDL电子差速制动的要求。之所以叫3电磁阀,就是跟2位电磁阀相比增加了一个加压功能。也就是说即使驾驶者没有踩下制动踏板,电脑也可以自动控制某一个车轮单独制动。
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那么这样的硬件配备有说明好处呢?我们先但从制动的功能来看。如果电脑能够自动控制液压的增加,那么我们在高速制动的时候就会获得更安全的而性能。因为汽车在高速制动特别是高速紧急制动的时候,制动系统的负荷是很大的,制动碟由于高温会产生热衰减现象。所谓热衰减其实就是由于刹车碟和刹车蹄片的温度过高,导致表面或局部频临融化,工程强度降低,所以制动力会减弱。同样的道理,当我们以时速120,甚至160的速度高速行驶是,如果需要紧急的把速度降到20甚至静止刹车系统的负荷是非常大的。由于驾驶者的习惯是保持刹车踏板的形成不变所以卡钳提供的制动力是恒定不变的,那么当到了后阶段刹车由于高温开始衰减时,驾驶员往往很难发现制动力的减弱,所以并不会主动的继续加大刹车力度。那么由于三位电磁阀又控制制动油路液压的功能,所以它能自动增大刹车力度,让高速制动保持线性,即便到了指导末端又热衰减,也能把由于刹车力度不线性的安全风险降低。不过这仅仅只是三位电磁阀对制动方面的贡献,其实三位电磁阀的贡献元不止乎于此。它最大的作用就是可以实现电脑自动对单个车轮进行制动,这样ESP也好EDL也好菜能得以实现。
我们知道ESP是BOSCH开发的一套电子稳定程序,要实现这样的电子稳定,必须要由4通道4传感器和3位电磁阀的硬件配备才行。ESP之所以能够让前驱车减小转向不足,后驱车减小转向过度,就是因为他能够对滑移率超过临界值的车轮(即将打滑的车轮)单独进行制动,从而摆脱失控局面,这一切都不需要人为的接入,而是在很短的时间内通过电脑的控制来完成的。简单的说,其原理就是电脑通过四个车轮转速传感器检测到每个车轮的转速值,然后通过安装在变速箱(或动轴)上的汽车速度传感器以及转向角度传感器计算除某个车轮的理论转速。如果四个车轮的实际转速与理论转速不匹配电脑则会判断该车轮有打滑失控的危险,那么ECU则会立即通知三位电磁阀给这个车轮进行制动,让他在制动力的限制下恢复到正常的转速。所以它能在很大程度上提高汽车的朱东东安全性能,让汽车拥有更好的循迹性。
对于EDL,其工作原理跟ESP也很类似。也是通过车轮轮速传感器检测主动轮的转速值,如果左右两个主动轮的转速差在正常范围(通过转向角度传感器判断,因为在转弯的时候驱动轮产生转速差是正常的),那么ABS不工作;如果检测到左右两个驱动轮的转速差过大,电脑则会判断除转速过高的车轮正在打滑,那么在三维电磁阀的作用下给这各正在打滑的车轮施加额外的制动力,让动力能够传递到每有打滑的车轮那边去,是得汽车仍然能够拥有正常牵引力。当然,对于四轮驱动的汽车这中电子差速制动显得更加重要,因为它可以通过对单个车轮的制动来调节动力分配情况。设置可以让作用下给这个正在打滑的车轮施加额外的制动力,让动力能够传递到没有打滑的车轮那边去,使得汽车仍然能够拥有正常牵引力。当然,对于四轮驱动得汽车这种电子差速制动显得更加重要,因为它可以从0%—100%的调节。所以它在不需要增加其他硬件设备的情况下能够实现这样多得衍生功能。也就是说4通道4传感器并且配备了4个电磁阀的ABS时目前市场上最高规格的ABS,值要程序支持,就能实现上面说的所有功能。 了解ABS得控制原理以后,我们在日常驾驶装有ABS系统的车辆会失控。这里要提醒大家一点,当ABS开始工作是,制动踏板会产生强烈的震动,这是因为三位电磁阀开始工作造成了制动液压力的变化。这中情况是正常的,不用担心,驾驶者需要做得时把脚放在制动踏板上,信心十足减速
五ABS防抱死系统的种类
“ABS”中文译为“防锁死刹车系统”.它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统。ABS是常规刹车装置基础上的改进型技术,可分机械式和电子式两种。现代汽车上大量安装防抱死制动系统,ABS既有普通制动系统的制动功能,又能防止车轮锁死,使汽车在制动状态下仍能转向,保证汽车的制动方向稳定性,防止产生侧滑和跑偏,是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动装置。
以前消费者买车,都把有没有ABS作为一个重要指标。随着技术的发展,目前,我国绝大部分轿车已经将ABS作为标准配置。但对于ABS的认识以及如何正确使用,很多驾驶员还不是很清楚,甚至还出现了一些对ABS的误解。一些驾驶员认为ABS就是缩短制动距离的装置,装备ABS的车辆在任何路面的制动距离肯定比未装备ABS的制动距离要短,甚至有人错误地认为在冰雪路面上的制动距离能与在沥青路面上的制动距离相当;还有一些驾驶员认为只要配备了ABS,即使在雨天或冰雪路面上高速行驶,也不会
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出现车辆失控现象。 ABS并不是如有些人所想的那样,大大提高汽车物理性能的极限。严格来说,ABS的功能主要在物理极限的性能内,保证制动时车辆本身的操纵性及稳定性。同时,在加速的时候,也能防止轮胎的纯滑移,提高了加速性能和操作稳定性。
ABS的全名是Anti-lock Brake System(防锁死制动系统)或Anti-skid Braking System(防滑移制动系统),它能有效控制车轮保持在转动状态,提高制动时汽车的稳定性及较差路面条件下的汽车制动性能。ABS通过安装在各车轮或传动轴上的转速传感器不断检测各车轮的转速,由计算机算出当时的车轮滑移率,并与理想的滑移率相比较,做出增大或减小制动器制动压力的决定,命令执行机构及时调整制动压力,以保持车轮处于理想制动状态。
1906年ABS首次被授予专利,1936年博世注册了一项防止机动车辆车轮抱死的“机械”专利。所有的早期设计都有着同样的问题:因过于复杂而容易导致失败,并且它们运作太慢。1947年世界上第一套ABS系统首次应用于B-47轰炸机上。Teldix公司在1964年开始研究这个项目,其ABS研究很快被博世全部接管。两年内,首批ABS测试车辆已具有缩短制动距离的功能。转弯时车辆转向性和稳定性也被保证,但当时应用的大约1000个模拟部件和安全开关,这意味着被称为ABS 1系统的电子控制单元的可靠性和耐久性还不能够满足大规模生产的要求,需要改进。博世在电子发动机管理的发展过程中获得的技术,数字技术和集成电路(ICs)的到来使电子部件的数量降低到140个。
1968年ABS开始研究应用于汽车上。19751978年撤消了这一标准。同年博世作为世界上首家推出电子控制功能的ABS系统的公司,将这套ABS 2的系统开始安装作为选配配置,并装配年由于美国联邦机动车安全标准121款的通过,许多重型卡车和公共汽车装备了ABS,但由于制动系统的许多技术问题和卡车行业的反对,在在梅赛德斯-奔驰S级车上,然后很快又配备在了宝马7系列豪华轿车上。在这一时期之后美国对ABS的进一步研究和设计工作减少了,可是欧洲和日本的制造厂家继续精心研制ABS。 进入20世纪80年代以后,由于进口美国的汽车装备有ABS,美国汽车制造厂对美国汽车市场上的ABS显示出新的兴趣。随着微电子技术的飞速发展和人们对汽车行车安全的强烈要求,ABS装置在世界汽车行业进程师成功地一步得到广泛应用。1987年美国大约3%的汽车装备有非常可靠的ABS。在随后的时间里,研发者集中于简化系统。在1989年,博世的工将一个混合的控制单元直接附在块了液压模上。这样他们就无需连接控制单元和液压模块的线束,也无需接插件,所以显著地减轻了ABS 2E的整体重量。 博世的工程师在1993年,使用新的电磁阀创造了ABS 5.0,并且在后来的几年研发了5.3 和5.7 版。新一代的ABS 8的主要特性是再次极大地减轻了重量、减少了体积、增大了内存,同时增加了更多功能,如电子分配制动压力,从而取代了减轻后轴制动压力的机械机构。当年有些汽车工业分析专家预言得到了证实:到20世纪90年代中期以后,世界市场上的大多数汽车和卡车将装备ABS。
ABS的主要作用是改善整车的制动性能,提高行车安全性,防止在制动过程中车轮抱死(即停止滚动),从而保证驾驶员在制动时还能控制方向,并防止后轴侧滑。其工作原理为:紧急制动时,依靠装在各车轮上高灵敏度的车轮转速传感器,一旦发现某个车轮抱死,计算机立即控制压力调节器使该轮的制动分泵泄压,使车轮恢复转动,达到防止车轮抱死的目的。ABS的工作过程实际上是“抱死—松开—抱死—松开”的循环工作过程,使车辆始终处于临界抱死的间隙滚动状态,有效克服紧急制动时由车轮抱死产生的车辆跑偏现象,防止车身失控等情况的发生。
ABS的种类可分机械式和电子式两种。机械式ABS结构简单,主要利用其自身内部结构达到简单调节制动力的效果。该装置工作原理简单,没有传感器来反馈路面摩擦力和轮速等信号,完全依靠预先设定的数据来工作,不管是积水路面、结冰路面或是泥泞路面和良好的水泥沥青路面,它的工作方式都是一样的。严格地说,这种ABS只能叫做 “高级制动系统(Advanced Brake System)”。目前,国内只有一些低端的皮卡等车型仍在使用机械式ABS。
机械式ABS只是用部件的物理特性去机械的动作,而电子式ABS是运用电脑对各种数据进行分析运算从而得出结果的。电子式ABS由轮速传感器、线束、电脑、ABS液压泵、指示灯等部件构成。能根据每个车轮的轮速传感器的信号,电脑对每个车轮分别施加不同的制动力,从而达到科学合理分配制动力的效果。
最早的ABS系统为二轮系统。所谓二轮系统就是将ABS装在汽车的两个后轮上。由于两后轮公用一条制动液压管路和一个控制阀,所以又称做“单通道控制系统”。这种系统是根据两个后车轮中附着力较小的
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车轮状态来选定制动压力,这被称为“低选原则”。也就是说,采用低选原则的ABS车辆的一个后轮有抱死趋势时,系统只能给两个后轮同时泄压。又由于前轮没有防抱死功能,因而,二轮系统难以达到最佳制动效果。
随着相关技术的发展,后来出现了“三通道控制系统”,该系统是在二轮系统基础上,将两前轮由两条单独的管路独立控制。虽然后轮还是采用“低选原则”,但由于实现了紧急制动时的转向功能及防止后轴侧滑的功能,所以这种系统具备了现代ABS的主要特点。至今,市面上还有车辆采用这种三通道控制的ABS系统。
目前,装备在车辆上最常见的是四传感器四通道ABS系统,每个车轮都由独立的液压管路和电磁阀控制,可以对单个车轮实现独立控制。这种结构能实现良好的防抱死功能。 1.双参数控制
双参数控制的ABS,由车速传感器(测速雷达)、轮速传感器、控制装置(电脑)和执行机构组成。其工作原理是车速传感器和轮速传感器,分别将车速和轮速信号输入电脑,由电脑计算出实际滑移率,并与理想滑移率15%一20%作比较,再通过电磁阀增减制动器的制动力。
这种曳速传感器常用多普勒测速雷达。当汽车行驶时,多普勒雷达天线以一定频率不断向地面发射电磁波,同时又接收反射回来的电磁波,测量汽车雷达发射与接收的差值,便可以准确计算出汽车车速。而轮速传感器装在变速器外壳,由变速器输出轴驱动,它是一个脉冲电机,所产生的频率与轮速成正比。 执行机构由电磁阀及继电器等组成。电磁阀调整制动力,以便保持理想的滑移率。这种ABS可保证滑移率的理想控制,防抱制动性能好,但由于增加了一个测速雷达,因此结构较复杂,成本也较高。例如汽车杂志社沈树盛审报的专利(专利号92221809.9)。 2.单参数控制
它以控制车轮的角减速度为对象,控制车轮的制动力,实现防抱死制动,其结构主要由轮速传感器、控制器(电脑)及电磁阀组成。
为了准确无误地测量轮速,传感头与车轮齿圈间应留有1mm间隙。为避免水、泥、灰尘对传感器的影响,安装前应将传感器加注黄油。
电磁阀用于车轮制动器的压力调节。对于四通道制动系统,一个车轮圈有一个电磁阀;三通道制动系统,每个前轮拥有一个,两个后轮共用一个。电磁阀有三个液压孔,分别与制动主缸与车轮制动分缸相连,并能实现压力升高、压力保持、压力降低的调压功能。工作原理如下。
1)升压:在电磁阀不工作时,制动主缸接口和各制动分缸接口直通。由于主弹簧强度大,使进油阀开启,制动器压力增加。
2)压力保持:当车轮的制动分缸中的压力增长到一定值时,进油阀切断关闭。支架就保持在中间状态,三个孔间相互密封,保持制动压力。
3)降压:当电磁阀工作时,支架克服两个弹簧的弹力,打开卸荷肉使制动分缸压力降低。压力一旦降低,电磁阀就转换到压力保持状态,或升压的准备状态。
控制装置ECU的主要任务是把各车轮的传感器传回来的信号进行计算、分析、放大和判别,再由输出级将指令信号输出到电磁阀,去执行制动压力调节任务。电子控制装置,由四大部分组成,输入级A、控制器B、输出级C,稳压与保护装置D.
电子控制器以4一101tz的频率驱动电磁阀,这是驾驶员无法做到的。 这种单参数控制方式的ABS,由于结构简单、成本低,故目前使用较广。
在美国克莱斯勒型高级轿车中大多配备了这种单参数控制方式的ABS。它在轿车的四个轮上都装有轮速传感器。分配阀(见图5)是一个三通道的分配阀,它位于制动油泵总成的下方。
衡、道路当车轮转动时,使传感器不断产生电压信号,并输入电脑,与RoM中理想速度比较,算出车轮的增速或减速,向电磁阀发出升压或卸压的指令,以控制制动分缸制动力。
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那些对ABS的误解,需要解释一下。如果汽车车轮在制动时抱死,汽车能得到的侧向附着力是最小的。这时,由于路面附着系数的不平衡、汽车本身制动力的不平衡、悬架的不平衡、汽车轮胎气压、路面弯度、颠簸或坡度等因素都可能会使汽车发生侧滑、甩尾或失控。另外,由于车辆前轮抱死,汽车会失去转向能力。一个性能优良的汽车防抱死制动系统,在制动时能够将汽车车轮的滑移率控制在20%~30%之间,车轮在这种状态下,能兼顾相对最大的纵向制动力和横向抓地力,有效地保证车辆不会发生失控状况。另外,在前轮不抱死的情况下,由于有一定的抓地力,汽车还可以按照驾驶员的意愿进行转向,从而控制车辆。为了将车轮滑移率控制在理想状态下,追求车辆的稳定性,可能会牺牲一些纵向的制动力。所以,ABS起作用时,不是在所有路面上制动距离都会缩短。
在冰雪路面上,由于地面提供的附着力比一般路面要小很多。ABS只能在这种附着力的基础上调节汽车的制动力,不会产生外加的制动因素。所以,在冰雪路面上的制动距离只能说比车轮抱死时短一些,比在一般路面上的制动距离还是长很多。
实际道路其实是很复杂的,诸如:路面附着系数不平弯度或路面横向坡度、甚至汽车轮胎气压等汽车自身的原因,有很多因素能使汽车在制动时产生侧滑的运动趋势,这些因素都不是ABS本身能够克服的。所以,如果在冰雪路面上车速过快时紧急制动,遇到上述因素之一,当车辆离心力大于地面能够提供的最大侧向力时,就会使车辆形成失控趋势,这是非常危险的。 总之,任何装备都不是万能的,驾驶员必须通过自己的主观能动性实现安全驾驶。即使是性能优良的ABS在工作状态下稳定车辆的效果也是有限的,尤其是行驶在砂石路或冰雪路面上,更应保持充分的车距,减速慢行,不要完全依赖ABS系统。
开篇中那些对ABS的误解,需要解释一下。如果汽车车轮在制动时抱死,汽车能得到的侧向附着力是最小的。这时,由于路面附着系数的不平衡、汽车本身制动力的不平衡、悬架的不平衡、汽车轮胎气压、路面弯度动系统,在制动时能够将汽车车、颠簸或坡度等因素都可能会使汽车发生侧滑、甩尾或失控。另外,由于车辆前轮抱死,汽车会失去转向能力。一个性能优良的汽车防抱死制轮的滑移率控制在20%~30%之间,车轮在这种状态下,能兼顾相对最大的纵向
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致谢
从迈入大学一无所知的朦胧,到逐渐的清晰了自己的职业生涯规划,在这两年的过程中,老师、同学都给了我莫大的帮助,从对专业知识的一无所知到逐渐掌握了部分的汽车领域的专业知识,专业老师的帮助无法泯灭。在即将毕业的这一个多月论文研究过程中我收获到了很多,对我今后的工作启发很大,知识要不段运用才有新的启发与进步。这里特别要感谢我的论文指导教师 伊建玉 老师对我的大力支持及精心指导,同时也要感谢系里老师们的教导。感谢学院给我这个平台,逐渐的清晰了思路,掌握了技术,把握了方向,自己会继续努力,同时也希望学校越办越好,老师们身体健康,万事如意。
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参考文献
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[2]舒华、姚国平,汽车电器设备与维修,北京理工大学出版社 [3]潘伟荣,汽车空调,机械工业出版社,2006.1 [4]郝军,汽车空调,机械工业出版社,2007.2 [5]田小农,汽车空调检修,人民交通出版社,2007.6 [6]李聚霞,汽车空调电控单元的维修,汽车维修,2006.11
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[8]王世刚,初级汽车维修工, 机械工业出版社,2007.2
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结束语
毋庸置疑,汽车空调的发展突飞猛进,建立在机械技术和电子技术基础上的汽车空调技术的更新也在不断加快,随之而来的就是空调系统故障维修的复杂化,汽车空调的维修与保养也日益显得更加的重要。这对于维修人员的工作经验无疑是一个考验。
通过写本篇论文,让我更深刻的掌握了汽车空调控制系统的组成特点、工作原理及典型故障现象及排除方法。让我认识到空调系统的不可缺少性,并且掌握了空调系统的故障诊断与实例操作,这对我以后维修工作也是受益匪浅的。
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