摘要：在普通高校应用技术型转型的背景下，实验实训一体化设备是必要的教学需求。以汽车ABS系统的教学设备为例，提出改进方案，通过对关键机械部分的设计及数据采集与显示系统的搭建，实现了汽车ABS系统教学的实验、实训教学功能的一体化。

    1 背景意义
    汽车ABS系统是在常规制动系统的基础上加装了一套ABS装置，加强了对车辆的控制，减少滑移现象、缩短制动距离、减轻轮胎的磨损。随着汽车电子技术的发展，在ABS系统功能的基础上搭载其他的工作软件，使得它的功能得到扩展，如驱动防滑、操控稳定、主动避免碰撞、电子机械制动、电子制动力分配、运行轨迹及驾驶员操作记录功能等。汽车ABS系统技术控制功能和使用范围的优化与扩大，使之成为现代汽车制动控制系统的核心，汽车ABS系统已经成为了汽车制动性能优劣的最重要因素之一。
    2 需求与方案
    汽车ABS系统课程教学内容中，重点是ABS系统的工作原理，ABS系统如何通过减压、保压、增压等过程控制滑移率的，滑移率利用附着系数影响制动性能的原理。为了使学生尽快掌握并加深对ABS系统工作原理的认知，应在课程中加入相应的实验实训内容，包括ABS系统工作原理的认知、ABS系统的运用、不同制动状态下制动效果的区别、制动过程中滑移率的变化等内容。具体方案如下。
    （1）采用现有的带ABS的制动系统，在其基础上并联监测和采集相关数据，并通过相关数据处理后在平台上作显示，如制动时间、滑移率等。
    （2）对关键电路及信号路线做出人工的故障模拟，并引出一些检测端子，作为维修训练使用。
    （3）采用滚筒模拟汽车行驶惯量，把汽车在路面的行驶过程转换为在平台上的原地滚动，从而实现模拟车辆驾驶的目的。
    （4）在原车制动防抱死系统构成的基础上加入滚轮、驱动、转速传感器、数据采集与显示系统，其组成及工作原理初步设计如图1所示。

    3 硬件系统关键部位设计 
   3.1对象车型参数
    以2013款1.5 L手动标准型宝骏630为模拟对象，其相关参数如表1所示。

    3.2电动机的选择
    电动机是汽车ABS系统实验实训平台的动力来源，此动力传动主要是由电动机带动滚筒，然后再带动轮胎转动从而模拟汽车的行驶。
    （劝本次研究平台的工作具有载荷小、稳定、冲击小、无过载、启动频繁和制动频繁等特点，可选择使用丫系列三相异步电动机。
    （2）电动机的转速主要是根据模拟试验车车轮的转速而定，选取一个车速范围，根据传动比确定所需要电动机的转速。试验车最高车速为175.0 km/h，但是教学时车速不需要达到最高车速，所以选定车速为100.0 km/h，根据公式计算，车轮转速为696.6 r/min。初定滚轮和车轮之间的传动比为2.5、所以实际滚轮转速为1 741.5 r/min。设电机与滚轮的传动比为0.8，则电机的转速为1 393.2 r/min。选用Y90S-4型电动机，额定功率1.1 kW，满载转速1 400 r/min。

    3.3滚筒尺寸的设计
    本平台的滚轮为模拟实际车辆行驶惯量，所以对滚筒的直径大小有严格的要求。根据车轮的滚动条件选择转滚筒大小，初定滚筒和车轮之间的传动比为2.5。滚轮表面采用滚花的形式来加大摩擦，保证轮胎正常运转。一般是前轮分配70％的制动力，后轮分配30％的制动力。
    4 数据采集与显示系统
    要实现车速显示、滑移率显示、制动时间显示等功能的关键在于搭建软件系统平台，它应该具备相关数据采集、数据处理及数据显示功能。
    根据PCI-1712L采集卡中转速储存记录，是以电子表格储存的，利用LabVIEW对电子表格内各车轮转速及对应滚轮转速数据进行处理，并显示滑移率波形。以其中一个车轮为例，其滑移率计算程序框图如图2所示。

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