汽车防抱死制动系统的研究Word下载.docx

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李小燕

完成时间:

2011年6月25日

摘要：

科技在发展，时代在进步，人们的生活水平得到很大提高，与此同时人们对汽车的安全性和舒适性更加关注，ABS应运而生，在汽车安全制动过程中发挥着举足轻重的地位，因此，掌握ABS系统的组成、原理及检修，对每位维修人员和驾驶员来说是很重要的。

关键字：

ABS，组成，工作原理，检修

一、汽车防抱死制动系统ABS的概述

（一）汽车防抱死制动系统ABS

汽车防抱死制动系统，简称ABS（Anti-LockBrakeSystem）。

ABS是现代汽车制动系的关键部件之一，它是用来在汽车制动过程中，防止车轮完全抱死，提高汽车在制动过程中的方向稳定性和转向操纵能力，缩短制动距离的一种安全装置。

概括起来，ABS的功能主要有以下三点：

1.提高制动过程中汽车行驶的方向稳定性；

2.保证驾驶员在汽车制动过程中仍能控制方向盘，从而实现避开障碍物；

3.缩短制动距离。

（二）ABS发展及应用

充分发挥轮胎与路面间的潜在附着力、最大限度地改善汽车的制动性能，以满足行车安全的需要，一直是人们追求的目标。

虽然ABS的理论基础确立较早，但鉴于相关工业，如电子技术水平的限制，使用可靠性、价格效益比成为ABS发展道路上的两大障碍。

进入20世纪70年代以来，由于电子技术的发展，使得ABS的可靠性显著改善，功能也得以完善。

加之汽车行驶速度的提高，致使制动时车轮抱死滑移成为行车安全的重大隐患之一，这也促使了ABS使用日益广泛。

随着电子技术和高速数字通信技术的发展，ABS已逐步由单一的系统正在向汽车多种控制一体化方向发展。

目前制动防抱死技术的发展趋势是：

1.减小体积和质量，提高集成度以降低成本和销售价格，并简化安装。

2.开发一种可以使一种系统适应多种车型的回流泵系统。

3.改进电磁阀的磁路设计和结构设计，提高电磁阀的响应速度。

4.ABS的控制单元（ECU）普遍采用16位CPU芯片，12KB以上的ROM,12MHz以上的主频。

软件则重视改进算法，提高运算速度。

5.逐渐推广应用ABS+TC（ASR）相结合的系统。

6.采用计算机进行ABS与汽车的匹配、标定技术，同时加强道路试验，提高在各种不同路面上的适应能力。

另外，ABS与电子主动控制悬架或半主动控制悬架、电控四轮转向、电控自动变速器、主动制动器等相结合的组合装置是未来ABS研究的方向。

（三）ABS的技术要求及评价方法

1.对ABS系统的设计要求

评价ABS的主要指标是转向能力、稳定性和最佳制动距离。

由此对ABS提出以下要求：

（1）在调节制动过程中，汽车转向能力和行驶稳定性必须得到保证；

（2）即使左右车轮的附着力系数不相等，无法避免的转向反应应尽可能小；

（3）必须在汽车的整个速度范围内进行调节；

（4）调节系统应该最有效地利用车轮在路面上的附着性，这时保持转向能力的考虑优先于缩短制动距离的目标；

（5）调节装置应极快地适应路面传递能力的变化；

（6）在波状路面上给以任意强的制动，汽车都能被完全控制住；

（7）调节装置必须能识别出覆水路面，并对此做出正确的反应；

（8）调节装置只能附加在常规制动装置上，如果出现损坏，安全通路必须自动断开调节装置而不出现不良作用，这时常规制动装置必须能全功能工作；

（9）所有这些对调节装置的要求，在所有路面上用所有各自汽车允许的轮胎都必须满足。

2.ABS系统的质量准则

高质量的ABS必须有高的可靠性、广泛的适应性及良好的性能。

评判一个ABS系统应该遵守的质量准则如下：

（1）良好的行驶稳定性

（2）良好的转向能力

（3）高附着力系数利用率

（4）舒适性良好

二、ABS基本结构和工作原理

（一）ABS的基本组成

汽车ABS系统在汽车制动过程中防止车轮发生抱死，使汽车保持最佳的制

动效率，使被控制车轮获得尽可能大的附着力，以保证制动的安全性，并实现最短的制动距离。

汽车制动系统随车型的不同而不同，同样ABS系统因车型而异。

因此ABS的类型较多，但基本都是由电子控制单元（ECU）、制动压力调节装置、车轮转速传感器等组成。

在不同的ABS系统中，电子控制单元的内部结构和控制逻辑可能不尽相同，制动压力调节装置的结构形式和工作原理也往往不同。

在正常工作时，所有ABS系统都和传统的助力制动系统相似。

在强力制动时，ABS根据车轮的速度调节通向每个车轮的制动液压力。

ABS根据其对制动压力的控制方式可分为机械式和电子式。

目前大多数的ABS都是电子控制的。

目前流行的ABS可按以下分类：

1.根据制动压力调节装置的布置分类

将制动压力调节装置和制动主缸组成的ABS称为整体式ABS，它主要制动主缸、制动助力器（液压助力）、制动压力调节装置、电动泵总成及压力调节回路等组成。

电动泵总成为回路提供高压，同时也用于主动助力。

具有独立的制动压力调节装置和独立的制动主缸的ABS类型称为分置式，它主要由带助力器（真空或液压助力）制动主缸以及分置的压力调节单元等组成。

制动主缸产生的制动压力通过制动管路分配给各个车轮的制动器，压力调节装置独立地调节各个车轮制动器的制动压力，而不受制动踏板上作用力大小的影响。

2．根据制动管路的的布置方式分类

根据制动管路布置方式的不同进行分类，可分为单通道、双通道、三通道或四通道的两轮系统和四轮系统。

（1）两轮系统

两轮系统仅对后轮提供防抱死制动性能，两轮系统常见于轻型货车。

两轮ABS系统可以是单通道或双通道系统。

在单通道系统中，同时调节左、右两侧车轮的制动器，控制滑移。

单通道系统依靠防止中央的ABS转速传感器的输入信号。

该转速传感器通常位于差速器齿圈上或变速器上。

双通道两轮ABS系统相互独立地调节每个后轮的液压力，在每个车轮上都装有轮速传感器，根据转速传感器传来的速度信号来控制压力调节。

（2）对角分路式系统

这种系统用两个转速传感器的读数调整所有四个车轮的车轮转速。

一个传感器输入控制右前轮，另一个传感器输入控制左前轮，对应后轮的制动压力同时由位于其对角线上的前轮控制着。

这种系统比两轮系统要好，因为它可提供制动时的转向控制。

（3）前/后轮分路式系统

这种系统具有三通道回路，对每个前轮有单独的液压回路，对后轮有一条液压回路。

（4）全轮（四轮）系统

该系统是最有效的ABS系统，它是四路系统，每个车轮都有转速传感器监

控。

ABS电控单元以连续的信息保证每个车轮接受正确的制动力来保持防抱死控制和转向控制。

（二）工作原理

ABS的工作过程可以分为常规制动、制动压力保持、制动压力减小和制动压力增大等阶段。

1.常规制动阶段

在常规制动阶段，ABS并不介入制动压力控制，调节电磁阀总成中的各进液电磁阀均不通电而处于开启状态，各出液电磁阀均不通电而处于关闭状态，电动泵也不通电运转，制动主缸至各制动轮缸的制动管路均处于畅通状态，而各制动轮缸至储液器的制动管路均处于封闭状态，各制动制动轮缸的压力将随制动主缸的输出压力而变化。

此时的制动过程与一般制动系统的制动过程完全相同。

2.制动压力保持阶段

在制动过程中，电控单元根据车轮转速传感器输入的车轮转速信号判定有车

轮抱死时，ABS就进入防抱死制动压力调节过程。

例如，电控单元发现右前轮趋于抱死时，电控单元就使控制右前轮制动压力的进液电磁阀通电，使右前轮进液电磁阀转入关闭状态，制动主缸输出的制动液不再进入右前制动主缸。

此时，右前出液电磁阀仍未通电而处于关闭状态，右前制动轮缸中的制动液也不会流出，右前制动轮缸的制动压力就保持一定，而其他未抱死车轮的制动压力仍会随制动主缸输出压力的增大而增大，如图1所示。

图1

3.制动压力减小阶段

如果在右前制动轮缸的制动压力保持一定时，电控单元判定右前轮仍趋于抱

死，电控单元又使右前出液电磁阀也转入开启状态，右前制动轮缸中的部分制动液就会经过出液电磁阀流出储液器，使右前制动轮缸的制动压力迅速减小，右前轮的抱死趋势将开始消除，如图2所示。

图2

4.制动压力增大阶段

随着右前制动轮缸制动压力的减小，右前轮会在汽车惯性力的作用下逐渐加速，当电控单元根据车轮转速传感器输入的信号判定右前轮的抱死趋势以已经完全消除时，电控单元就使右前进液和出液电磁阀都断电，使进液电磁阀转入开启状态，使出液电磁阀转入关闭状态，同时也使电动泵通电运转，向制动轮缸泵送制动液，由制动主缸输出的制动液和电动泵泵送的制动液都经过处于开启状态的右前进液电磁阀进入右前制动轮缸，使右前制动轮缸的压力迅速增大，右前轮又开始减速运动，如图3所示。

图3

ABS通过使趋于抱死车轮的制动压力循环往复的经历保持-减小-增大过程，而将趋于抱死车轮的滑移率控制在峰值附着力系数滑移率的范围内，直至汽车速度减小到很低或者制动主缸的输出压力不再使车轮趋于抱死时为止，一般制动压力调节循环的频率可达3～20Hz。

在四通道ABS系统中对应于每个制动轮缸各有一对进液和出液电磁阀，可由电控单元分别进行控制。

因此，各制动轮缸的制动压力能够被独立的调节，从而使四个车轮都不发生制动抱死现象。

虽然各种ABS系统的结构形式和工作过程并不完全相同，但都是通过对趋于抱死的车轮的制动压力进行自适应循环调节，来防止被控制车轮发生抱死现象。

而且各种ABS在以下几方面都是相同的。

（1）ABS只是在汽车的速度超过一定数值后（如10km/h）,才会对制动过程中趋于抱死的车轮进行防抱死制动压力调节。

当汽车速度被制动降低到该数值时，ABS就会自动地中止防抱死制动压力的调节，此后装备有ABS系统的汽车的制动过程与常规制动系统的制动过程相同，车轮仍然可能被制动抱死。

这是因为当汽车速度很低时，车轮被制动抱死对汽车制动性能的影响已经很小，而且要使汽车尽快制动停车，就必须使车轮制动抱死。

（2）在制动过程中，只有当被控制车轮趋于抱死时，ABS系统才会对趋于抱死车轮的制动压力进行防抱死调节，在被控制车轮还没有趋于抱死时，制动过程与常规制动系统的制动过程完全相同。

（3）所有ABS系统都有自诊断功能，能够对系统的工作情况进行监控，一旦发现存在影响系统正常工作的故障时，会自动关闭ABS系统，并点亮ABS报警灯，向驾驶员发出警示信号，汽车的制动系统仍然可以像常规制动系统一样进行制动。

三、ABS的使用与检修

（一）ABS使用与检修中的一般注意事项

1.ABS与常规制动系统是不可分割的，常规制动系统一旦出现问题，ABS就不能正常工作，因此要将二者视为一个整体进行维修。

当制动系统发生故障，一般应首先判断是常规制动系统故障还是ABS的故障，不能只把注意力集中到传感器、电子控制器和压力调节器上。

2.由于ABSECU对过电压、静电压非常敏感，为防止损坏，应注意：

在点火开关处于接通位置时，不要拆装系统中的电器元件和线束接头，如要拆装，则应将点火开关断开；

用充电机给汽车上的蓄电池充电时，要从车上拆下蓄电池电缆线后再进行充电，切记不可用充电机启动发动机；

在车上进行电焊时，要戴好静电器再拔下ECU连接器后再进行电焊。

3.高温环境容易损坏ECU。

一般ECU只能在短时间承受90℃温度，有的要求ECU受温不能超过82℃。

在对汽车进行烤漆作业时，应视情况将ECU从车上拆下。

4.在很多ABS或ASR系统中有蓄能器，在对这类制动液压系统进行维修之前，切记首先泄压，以免高压制动液喷出伤人。

释放蓄能器中的高压制动液的方法是，先将点火开关断开，然后反复踩、放制动踏板（至少25次以上），直到制动踏板变的很硬为止；

另外，在制动液系统没有完全装好之前，不能接通点火开关，以免电动泵通电运