车辆 防抱死制动系统.docx

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车辆防抱死制动系统

《汽车设计》课程论文

题目防抱死制动系统

学院工程技术学院

专业

学号

姓名

成绩

2012年5月20日

摘要…………………………………………………………………………………2

1引言……………………………………………………………………………2

2防抱死控制系统的概述…………………………………………………………2

2.1防抱死控制系统的概念………………………………………………3

2.2防抱死控制系统的分类………………………………………………3

2.2.1根据传动介质分类…………………………………………………3

2.2.2根据控制方式分类………………………………………………3

2.2.3根据压力调节器的布置分类……………………………………3

2.3防抱死控制系统的优点………………………………………………3

3防抱死控制系统的功用…………………………………………………………3

4防抱死控制系统的组成…………………………………………………………4

5防抱死控制系统的原理…………………………………………………………5

5.1常规制动阶段……………………………………………………………5

5.2控制压力保持阶段……………………………………………………5

5.3制动压力减小阶段………………………………………………………6

5.4制动压力增大阶段……………………………………………………6

6防抱死控制系统在轿车上的应用………………………………………………7

6.1ABS在丰田雷克萨斯（LEXUS）LS400型轿车的应…………………7

6.2ABS在长丰猎豹越野车的应用…………………………………………8

6.3ABS在神龙富康轿车的应用………………………………………9

7防抱死控制系统的使用与检修………………………………………………10

7.1防抱死控制系统使用时的注意事项………………………………10

7.2ABS主要部件的检修……………………………………………………11

7.2.1轮速传感器的检修…………………………………………………11

7.2.2ABSECU的检修……………………………………………………11

7.2.3制动压力调节器的检修…………………………………………11

8防抱死控制系统的发展趋势………………………………………………………12结语……………………………………………………………………………12

参考文献……………………………………………………………………………12

防抱死制动系统

摘要：

随着科技发展和时代进步，人们对汽车的安全性更加关注。

防抱死制动系统（ABS）应运而生，在汽车安全制动过程中发挥着举足轻重的作用，它的应用，对汽车行业来说具有划时代的意义。

因此，明白防抱死制动系统的原理、组成及功用是我们了解汽车安全性的基础，在此基础上，进一步掌握防抱死制动系统使用时的注意事项、故障诊断和检查方法等主要内容，才能最终对其发展趋势进行预测与评估，进而提出改进与创新方案。

关键词：

防抱死制动系统功用组成结构工作原理应用使用与检修发展趋势

1引言：

随着科学技术的不断进步，汽车电子化的程度越来越高，特别是中国加入WTO后，这种趋势更加明显。

汽车电子化使汽车控制系统的技术含量越来越高，大大提高了汽车的动力性、经济型、安全性和舒适性，同时也给汽车维修行业带来了巨大的挑战。

以下就汽车的ABS制动防抱死系统进行分析与研究，并希望通过分析与研究让我进一步掌握ABS制动抱死系统的组成及原理，功用及应用等等。

进一步加深对汽车安全性的理解。

2防抱死制动系统概述

2.1防抱死制动系统的概念

防抱死制动系统，英文叫做Anti-lockedBrakingSystem，简称为“ABS”，是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统。

防抱死制动系统是在常规刹车装置基础上的改进型技术，它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。

2.2防抱死制动系统的分类

2.2.1根据传动介质分类

根据传动介质分类，ABS可分为气压系统、气顶液系统和液压系统。

气压系统主要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。

气顶液系统一般用于大中型汽车，在前后轴原有的制动管路中各装一个空气加压器，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。

液压系统用于轿车、厢式车和轻型载重车，系统中增加了一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根据控制通道数量和传感器数量，可分为单通道式、双通道式、三通道式和四通道式。

2.2.2根据控制方式分类

根据控制方式分类，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，已经基本被电子式ABS所取代。

2.2.3根据压力调节器的布置分类

根据压力调节器的布置分类，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称整体式，具有独立制动压力调节器和独立制动总泵的称分离式。

2.3防抱死制动系统的优点

制动时保持方向稳定性；制动时保持转向控制能力；缩短制动距离；减少轮胎磨损。

3防抱死制动系统的功用

制动性能是汽车主要性能之一，它关系到行车安全性。

评价一辆汽车的制动性能最基本的指标是制动加速度、制动距离、制动时间及制动时方向的稳定性。

　　制动时方向的稳定性，是指汽车制动时仍能按指定的方向的轨迹行驶。

如果因为汽车的紧急制动（尤其是高速行驶时）而使车轮完全抱死，那是非常危险的。

若前轮抱死，将使汽车失去转向能力；若后轮抱死，将会出现甩尾或调头（跑偏、侧滑）尤其在路面湿滑的情况下，对行车安全造成极大的危害。

　　汽车的制动力取决于制动器的摩擦力，但能使汽车制动减速的制动力，还受地面附着系数的制约。

当制动器产生的制动力增大到一定值时，汽车轮胎将在地面上出现滑移。

其滑移率

δ＝（V-v）/V×100％

式中：

δ--滑移率；

V--汽车的理论速度；

v--汽车的实际速度。

　　据试验证实，当车轮滑移率δ＝15％一20％时附着系数达到最大值，因此，为了取得最佳的制动效果，一定要控制其滑移率在15％～20％范围内。

ABS的功能即在车轮将要抱死时，降低制动力，而当车轮不会抱死时又增加制动力，如此反复动作，使制动效果最佳。

4防抱死制动系的组成

无论是气压制动系统还是液压制动系统，ABS均是在普通制动系统的基础上增加了传感器、ABS执行机构和ABS电脑（即ABS、ECU）3部分,其基本构成如图1。

其结构形式和控制方法因车而异。

图1制动防抱死系统（ABS）的基本组成

5防抱死制动系统的工作原理

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。

5.1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。

5.2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2所示。

图2制动时维持制动压力

5.3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失。

图3制动时制动压力降低过程

5.4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4所示。

图4制动时制动压力增大过程

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。

6防抱死制动系统在轿车上的应用

6.1ABS在丰田雷克萨斯（LEXUS）LS400型轿车的应用

丰田雷克萨斯（LEXUS）LS400型轿车的ABS有带防滑转控制系统（TRC）和不带防滑转控制系统两种形式，带防滑转控制系统的ABS／TRC工作原理见图5，控制系统电路见图6。

系统除ECU和HCU外（图5下部虚框为HECU组成），还有TRC执行器（关断电磁阀总成和制动液供给总成，即图5上部虚框的TRC）、副节气门步进电动机、主和副节气门位置传感器等零部件。

图5丰田雷克萨斯LS400型轿车ABS/TRC工作原理图

图6丰田雷克萨斯LS400型轿车ABS/TRC控制系统电路

6.2ABS在长丰猎豹越野车的应用

长丰猎豹CFA2030系列车型的ABS可以选择三通道或二通道控制模式，多数情况下是三通道控制模式，其零部件构成及工作原理见图7，控制系统电路见图8。

安装在发动机舱内的制动压力调节装置（HCU）由6个二位二通电磁阀、2个蓄压器、2个回流油泵等组成。

两前轮独立控制通道各用两只二位二通电磁阀，以低选原则一同控制的后轮通道共用两只二位二通阀，ECU确定“优先选择”4轮驱动状态的自由轮啮合开关位于前驱动桥上。

此外该车ABS使用中央差速器锁定探测器开关来检测中央差速器的锁定状况，并安装在分动器的上部。

图7长丰猎豹CFA2030系列车型的ABS零部件构成及工作原理

图8长丰猎豹CFA2030系列车型ABS的控制系统电路

6.3ABS在神龙富康轿车的应用

神龙富康轿车的ABS采用博世（BOSCH）5.3系统，其制动压力调节是在每个车轮上使用一个三位三通电磁阀。

其控制系统电路见图9。

轮速传感器感应线圈与信号转子齿圈的间隙为0.3～1.2mm。

神龙富康轿车ABS工作时，有时会感到制动踏板轻微下沉或轻微的振动，高速行驶中急转弯或冰滑路面上行驶时有时ABS报警灯会先亮后熄，车速小于ABS起作用时的车速时可能会出现制动抱死，在地面上拖出淡淡的痕迹，这些现象都是正常的。

若接通点火开关后ABS报警灯亮3s仍不熄灭，或汽车行驶过程中ABS灯点亮后不熄灭，说明ABS有故障，用故障诊断仪读取故障代码可获取故障部位信息。

图9神龙富康轿车ABS的控制电路

7防抱死制动系统的使用与检修

7.1防抱死制动系统使用时的注意事项

主要包括以下内容：

1.将ABS与常规制动系统视为一个整体进行维修。

2.ABS中的ECU对过电压、静电压非常敏感,谨防损坏。

3.高温环境容易损坏ECU。

4.对制动液压系统进行维修之前，切记首先泄压。

5.制动液的及时检查和补充。

6.维修轮速传感器要十分细心。

7．在对制动系统进行维修后,或者使用过程中感觉制动踏板变软时应对制动液压系统中的空气进行排除。

8.尽量采用汽车生产厂商推荐的轮胎，不能混用不同规格的轮胎，否则会影响ABS的制动效果。

9.大多数ABS中的轮速传感器、电控单元和压力调节器都是不可修复的，如发生损坏，应进行整体更换。

10.紧急制动时切忌重复踩放制动踏板。

7.2ABS主要部件的检修

7.2.1轮速传感器的检修

轮速传感器可能出现的故障有：

感应线圈短路、断路或接触不良，传感器齿圈上的齿有缺损或脏污，信号探头安装不牢或磁极与齿圈之间有赃物等。

轮速传感器在安装时注意其传感头的额定扭矩，不要拧得过紧或过松，否则极轴与齿圈的间隙过小或过大，影响轮速信号的产生与输出；检查轮速传感器与桥壳之间无间隙；传感器齿圈的齿面应无刮痕、裂缝、变形或缺齿等，严重时应更换转子轴总成。

7.2.2ABSECU的检修

首先检查ABSECU线束插接器有无松动，连接导线有无松脱；再检查其线束插接器各端子的电压、电阻值或波形与标准值进行比较。

如果与之相连的部件和线路正常，则应更换ECU再试。

更换ABSECU时，将点火开关关闭，拆下ECU上的线束插头，拆下旧的ECU，固定好新的ECU，插上所有的线束插头（注意线束不能损坏和腐蚀，插头应接触良好）对角线拧紧固定螺钉；起动发动机，红色制动灯和ABS灯应显示系统正常。

7.2.3制动压力调节器的检修

制动压力调节器可能会出现电磁阀线圈不良、阀门泄漏等故障。

检测电磁阀线圈的电阻，如果电阻值无穷大或过小等，均说明其电磁阀有故障；将制动压力调节器电磁阀加上其工作电压，看阀能否正常动作，如果不能正常动作，则应更换制动压力调节器；如果怀疑是制动压力调节器有问题，则应在制动压力调节器内无高压制动液时，拆下调节器进一步检查。

8防抱死制动系统的发展趋势

汽车ABS可以通过提高硬件技术、软件技术、集成度、优化控制方法来进一步发展需要完善系统技术性能，降低成本。

未来防抱死制动系统将推出防滑系统，扩充使用汽车驱动防滑转系统（ASR），组合ABS和ASR两种制动系统，推出防滑控制系统。

同时在汽车防抱死制动中加引入车辆动力性控制系统，这样可以控制车辆的横向运动状态，更容易的操纵车辆运行。

另外开发全电制动系统（BBW）是未来制动系统开发趋势，其传递的是电，这样可以节省很多管路和传感器，缩短制动反应时间，便于维护，易于改进，是未来智能控制的一个重要方向。

总的来说，今后，ABS技术将沿以下几个方面继续发展：

提高ABS的可靠性、自适应性；提高系统的集成度，减小体积，减轻质量；增强ABS控制器的功能，扩大使用范围，提高总线技术在ABS系统上的应用等

9结语

通过这次写论文让我了解了更多ABS系统的知识，特别是电子控制部分这一块。

ABS系统就是要充分利用轮胎和地面的附着系数，使各个制动器产生尽可能大的制动力而又不会抱死，提高汽车制动能力，改善了操纵性和稳定性。

在写论文时，我也查阅了许多的ABS相关的知识，它其实跟ASR（汽车防滑电子控制系统）有着同样的作用和原理，很多都是相关连的。

通过查阅书籍，使我的视野更加的开阔了，也给即将毕业的我增加了一部分新的知识。

参考文献：

[1]袁辉、邓妹纯.《汽车舒适与安全系统检修》人民交通出版社，2010年8月.

[2]谭本忠.《看图学修汽车ABS》机械工业出版社，2010年3月.

[3]吴兴敏.汽车防抱死制动系统的控制算法及仿真研究，2007．

[4]冷雪．基于滑模变结构的汽车防抱死制动系统的研究，2009．

[5]侯光钰.车辆防抱死制动系统的控制技术研究，2005．

[6]申荣卫.汽车电子技术[M].北京：

机械工业出版社,2002.11.