汽车ABS防抱死制动系统浅析.docx

1、汽车ABS防抱死制动系统浅析 Revised by Jack on December 14,2020汽车ABS防抱死制动系统浅析河南职业技术学院毕业设计（论文） 题 目 汽车ABS防抱死制动系统浅析系（分院）汽车工程 学生姓名 王锦涛 学 号 07183165 专业名称 汽车电子技术 指导教师 王贤高 2010 年 3 月 15 日河南职业技术学院 汽车工程 系（分院）毕业设计（论文）任务书姓 名王锦涛专 业汽车电子班 级071班毕业设计（论文）题 目汽车ABS防抱死制动系统浅析毕业设计（论文）选题的目的与意义目的：近年来随着高速公路的发展，汽车的速度越来越快，人们对汽车安全性能的追求，汽车A

2、BS防抱死系统的重要性日益凸显，其作用保证汽车的制动方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏，缩短制动距离,有力地保证安全行车，防止事故发生。是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动装置，汽车未来必不可缺少的系统之一。所以要对汽车ABS防抱死系统做一个全方位认知、了解。为以后从事这一方面做铺垫。 意义：通过这次写论文让我了解了更多ABS防抱死刹车系统的知识，对其有全方位的了解。毕业设计（论文）的资料收集情况（含指定参考资料）汽车ABS结构与检修、电控汽车ABS培训教程、底盘电控技术课件。毕业设计（论文）工作进度计划1、2009年11月17日：指导老师布置编写课题及编写要求；2、2009年11月18日12月

3、15日：前期论文初步检查；3、2010年3月16日：初步答辩；4、2010年3月23日31日：论文收缴；5、2010年4月18日19日：集中答辩。接受任务日期 2009年 11月17日要求完成日期 2010年 3 月15日学生签名：年 月 日指导教师签名：年 月 日 系（分院）主任（院长）签名：年 月 日毕业设计（论文）指导教师评阅意见表姓 名王锦涛学 号07183165性 别男专 业汽车电子技术班 级电子071班毕业设计（论文）题 目汽车ABS防抱死制动系统浅析评阅意见成绩指导教师签字年 月 日毕业设计（论文）答辩意见表姓 名王锦涛学 号07183165性 别男专 业汽车电子技术班 级电子0

4、71班毕业设计（论文）题 目汽车ABS防抱死制动系统浅析答辩时间地 点第二答辩室答辩小组成员姓 名职 称学 历从事专业组 长罗富坤教授本科汽车类教学成 员陈建讲师本科汽车类教学王贤高讲师研究生汽车类教学秘 书答辩小组意见 答 辩 成 绩：答辩小组组长签名：年 月 日汽车ABS防抱死制动系统浅析王锦涛摘要：ABS（Anti-locked Braking System）中文译为“防抱死制动系统”.它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统，现代汽车上已大量安装。本文简要介绍了ABS的发展史，列举了常见ABS系统的结构并分析了工作原理，对ABS系统常见的故障及其诊断方法作了一定深度的探析。关键

5、词: ABS防抱死制动系统 制动距离 故障诊断近年来随着高速公路的发展，汽车的速度越来越快，制动时车轮安全抱死会出现更大的危险性。如果没有ABS，紧急制动通常会造成轮胎抱死，这时，滚动摩擦变成滑动摩擦，制动力大大下降。而且如果前轮抱死，车辆就失去了转向能力；如果后轮先抱死，车辆容易产生侧滑，使车行方向变得无法控制。因此，出于安全考虑，汽车必须安装防抱死制动来达到防止车轮抱死，确保轮胎的最大制动力以及制动过程中的转向能力，使车辆在紧急制动时也具有躲避障碍的能力，从而减少交通事故的发生，降低生命和财产的损失。一、汽车ABS防抱死刹车系统的发展史汽车ABS的研究可回塑到1900年。当时汽车就有了原始

6、设计的ABS；第二次世界大战结束后又开发了飞机用ABS技术。由于当时的机械和电子技术水平极低，因而ABS技术性能不佳。汽车ABS的正式开发工作始于70年代初期，德国的博世公司是汽车ABS技术的开拓者，同时也是ABS的主要生产厂家。博世公司从1978年开始生产前置发动机后轮驱动的中型轿车用ABS，随着产量的增加，结构改进和成本降低，ABS开始应用于前置发动机前轮驱动的中小型轿车和四轮驱动轿车。从1981年开始，博世公司又开始生产载货汽车和大型客车用ABS。在欧洲增加装用ABS技术之后，美国汽车厂家也开始对ABS发生兴趣。1985年起，德国的博世、戴维斯和美国的本迪克斯、凯尔西海斯等公司开始对AB

7、S技术生产大量投资，以适应汽车生产对ABS需要增加的要求。1987年初，德国的博世公司在进一步开发ABS的同时，又紧锣密鼓开发出驱动防滑装置ASR(它是ABS技术的进一步完善和补充)，该装置可防止加速时车轮打滑，以提高汽车加速时的牵引性能，改善其操纵稳定性,1988年，博世开始批量生产ASR. ASR将与ABS一体化结构，共用微处理器和6传感器。1991年，汽车ABS的装用率达20，在些发达国家，ABS已成为汽车的标准装备。到 1993 年，美国在轿车上安装 ABS 已达 46% ，现今在世界各国生产的轿车中 ABS防抱死刹车系统基本成了标配。 现今全世界已有本迪克斯、本迪克斯、波许、摩根 .

8、 戴维斯、海斯 . 凯尔西、苏麦汤姆、本田、日本无限等许多公司生产ABS ，它们中又有整体和非整体之分。预计随着轿车的迅速发展，将会有更多的厂家生产。 二、汽车ABS防抱死刹车系统结构图1 典型的汽车ABS结构（一）ABS的组成目前，典型的汽车ABS由3大部分组成： 车轮速度传感器； 制动压力调节器；电子控制单元(ECU)，如图1所示。 车轮速度传感器用于采集车轮的转动角速度，ECU处理车转转动角速度并向制动压力调节器发出控制信号，制动压力调节器根据ECU送来的控制信号调节车轮的制动管路压力。（二）ABS的分类 1、1通道l传感器ABS； 2、2通道2传感器ABS； 3、3通道3传感器ABS；

9、4、4通道4传感器ABS； 5、6通道6传感器ABS。 通道数传感器数越步，性能就越好，其价格也就越高,汽车的档次不同，选用不同类型的ABS。 （三）ABS的结构及作用1、车轮速度传感器典型的车轮速度传感器由一个脉冲发生齿轮和一个信号检拾头组成，脉冲发生齿轮被紧固在轮毂上。车轮转动时，轮速传感器感应出一个与轮速成正比的信号，在通常的情况下，一个脉冲发生齿轮具有40-100个齿，可产生306000Hz的脉冲信号。2、制动压力调节器典型的制动压力调节器是通过电磁阀来控制管路压力的,每个控制通道有3个，一个升压阀，一个减压阀，一个保压阀。除此之外，有的制动压力调节器还采用组合式电磁阀及电动机驱动的活

10、塞来调节制动管路压力。3、电子控制单元(ECU)电子控制单元是ABS的核心。它根据四个轮速传感器送来的脉冲电信号，并将它们处理、转换成和轮速成正比的数值，从这些数值中电脑可区别哪个车轮速度快，哪个车轮速度慢。电脑根据四个轮子的速度实施防抱死制动控制。电脑以四个轮子的传感器传来的数据作为控制基础，一旦判断出车轮将要抱死，它立刻就进入防抱死控制状态，向液压调节器输出幅值为12V的脉冲控制电压，以控制轮缸上油路的通、断。轮缸上油压的变化就调节了车轮上的制动力，使车轮不会因一直有较大的制动力而让车轮完全抱死（通与断的频率一般在312次/秒）。三、ABS防抱死制动系统的基本工作原理（一）汽车制动基础理论

11、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。滑移率 (V t -V a )/V t 100 式中：-滑移率； V t- 汽车的理论速度； V a -汽车的实际速度。 据试验证实，当车轮滑移率 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 一 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，见图2所示。图2 干燥硬实路面附着系数与滑移率的关系在不同的ABS系统中，制动

12、压力调节装置的结构形式和工作原理往往不同，电子控制装置的内部结构和控制逻辑也可能ABS通常都由车轮转速传感器、制动压力调节装置、电子不尽相同。 （二）、ABS的工作过程在常见的ABS系统中，每个车轮上各安装一个转速传感器，将有关各车轮转速的信号输入电子控制装置。电子控制装置根据各车轮转速传感器输入的信号对各个车轮的运动状态进行监测和判定，并形成相应的控制指令。制动压力调节装置主要由调压电磁阀组成，电动泵组成和储液器等组成一个独立的整体，通过制动管路与制动主缸和各制动轮缸相连。制动压力调节装置受电子控制装置的控制，对各制动轮缸的制动压力进行调节。ABS的工作过程可以分为常规制动，制动压力保持制动

13、压力减小和制动压力增大等阶段。在常规制动阶段，ABS并不介入制动压力控制，调压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沟通状态，而各制动轮缸至储液器的制动管路均处于封闭状态，各制动轮缸的制动压力将随制动主缸的输出压力而变化，此时的制动过程与常规制动系统的制动过程完全相同。在制动过程中，电子控制装置根据车轮转速传感器输入的车轮转速信号判定有车轮趋于抱死时，ABS就进入防抱制动压力调节过程。例如，电子控制装置判定右前轮趋于抱死时，电子控制装置就使控制右前轮刮动压力的进液电磁阀通电，使右前进液电磁阀

14、转入关闭状态，制动主缸输出的制动液不再进入右前制动轮缸，此时，右前出液电磁阀仍末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，右前制动轮缸的刮动压力就保持一定，而其它末趋于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；如果在右前制动轮缸的制动压力保持一定时，电子控制装置判定右前轮仍然趋于抱死，电子控制装置又使右前出液电磁阀也通电而转入开启状态，右前制动轮缸中的部分制动波就会经过处于开启状态的出液电磁阀流回储液器，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，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；当电子控制装置根据车轮转速传感器输入的

15、信号判定右前轮的抱死趋势已经完全消除时，电子控制装置就使右前进液电磁阀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，向制动轮缸泵输送制动液，由制动主缸输出的制动液经电磁阀进入右前制动轮缸，使右前制动轮缸的制动压力迅速增大，右前轮又开抬减速转动。 ABS通过使趋于抱死车轮的制动压力循环往复而将趋于防抱车轮的滑动率控制，在峰值附着系数滑动率的附近范围内，直至汽车速度减小至很低或者制动主缸的常出压力不再使车轮趋于抱死时为止。尽管各种ABS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制动抱

16、死。（三）实例分析本田ABS防抱死制动系统1、踏下制动踏板，S20%时如图3所示，ABS不工作常规制动踏制动踏板：制动液由制动泵-A腔-开关阀-B腔-制动分泵。制动分泵制动液压力，将随踏板力的增大而增大。2、S趋近于20%如图4所示，ABS工作-保压。S趋近于20%，ECU控制输入电磁阀略通电后既关闭，输出电磁阀通电关闭。滑动活塞产生位移使开关阀关闭，A腔与B腔隔断，B腔容积不变。S趋近于20%，ECU控制输入电磁阀略通电后既关闭，输出电磁阀通电关闭。滑动活塞产生位移使开关阀关闭，A腔与B腔隔断，B腔容积不变。图3 S20%时ABS系统工作情况4、S再次 20%，如图6所示。图6 S再次20%

17、时ABS系统工作情况5、S再次 20%ECU控制输入电磁阀断电关闭，输出电磁阀断电打开。控制油液泄入储液罐，滑动活塞下移，使B腔容积减小-增压。四、ABS防抱死制动系统的优点(一)、增加制动时的稳定性汽车在制动时，四个轮子上的制动力是不一样的。如果汽车的前轮先抱死，驾驶员就无法控制车轮的行驶方向，容易出现撞车的危险。倘若汽车的后轮先抱死，则会出现侧滑、甩尾，甚至出现汽车“掉头”的严重事故。ABS可防止四个轮子制动时被完全抱死，从而提高了汽车在制动过程中的稳定性。减少浮滑现象。没有配备ABS的车辆在潮湿、光滑的道路上紧急制动，车轮抱死后会出现车辆在路面上保持惯性继续向前滑动的情况。而ABS由于减

18、少了车轮抱死的机会，因此也减少了制动过程中出现浮滑的机会。（二）、缩短制动距离在紧急制动的状态下，ABS能使车轮处于既滚动又拖动的状况，拖动的比例占20%左右，这时轮胎与地面的摩擦力最大，即所谓的最佳制动点或区域。普通的制动系统无法做到这一点。（三）、防止轮胎过度磨损事实上，车轮完全抱死会造成轮胎杯型磨损，轮胎表面磨耗不均匀，使轮胎损耗增加。经测定，汽车在紧急制动时车轮抱死所造成的轮胎累加磨损费，已超过一套防抱死制动系统的造价。（四）、使用方便，工作可靠ABS系统的使用与普通制动系统的使用几乎没有什么不同，制动时只要把脚踏在制动板上进行正常的制动即可。遇到雨雪路滑，驾驶员再也没有必要用一连串的

19、点刹车方式进行制动，ABS会使制动保持在最佳点。要注意的一点是：ABS工作时，驾驶员会感到制动踏板有颤动，并听到一些噪音，都属于正常现象，不用过分紧张。ABS工作十分可靠，并有自诊断能力。五、ABS系统的维护与检修 (一)、使用与维护中的注意事项目前，大多数ABS系统都具有很高的工作可靠性，通常无需对其进行定期的特别维护，但在使用、维护和检修过程中，应在以下几个方面特别注意：1、在点火开关处于点火位置时，不要拆装系统中的电器元件和线束插头，以免损坏电子控制装置。要拆装系统中的电器元件和线束插头，应先将点火开关断开。2、不可向电子控制装置供给过高的电压，否则容易损坏电子控制装置，所以，切不可用充

20、电机启动发动机，也不要在蓄电池与汽车电系连接的情况下，对蓄电池进行充电。3、子控制装置受到碰撞敲击也极容易引起损环，因此，要注意使电子控制装置免受碰撞和敲击。4、高温环境也容易损坏电子控制装置，所以，在对汽车进行烤漆作业时，应将电子控制装置从车上拆下。另外，在对系统中的元件或线路迸行焊接时，也应将线束插头从电子控制装置上拆下。5、不要让油污沾染电子控制装置，特别是电子控制装置的瑞子更要注意；否则，会使线束插头的瑞子接触不良。6、在续电池电压低时，系统将不能进入工作状态，因此，要注意对蓄电池的电压进行检查，特别是当汽车长时间停驶后初次启动时更要注意。7、不要使车轮转速传感器和传感器齿圈沾染油污或

21、其它脏物；否则，车轮转速传感器产生的车轮转速信号就可能不够准确。影响系统控制精度，甚至使系统无法正常工作。另外，不要敲击转速传感器；否则，很容易导致传感器发生消磁现象，从而影响系统的正常工作。8、由于在很多具有防抱制动功能的制动系统中都有供给防抱制动压力调节所蓄能量的蓄能器。所以，在对这类制动系统的液压系统进行维修作业时，应首先使蓄能器中的高压制动液完全释放。以免高压制动液喷出伤人。在释放蓄能器中的高压制动液时，先将点火开关断开，然后反复地踩下和放松制动踏板，直到制动踏板变得很硬时为止。另外，在制动液压系统完全装好以前，不能接通点火开关，以免电动泵通电运转。9、具有防抱控制功能的制动系统应佳用

22、专用的富路因为制动系统往往具有很高的压力，如果使用非专用的管路，极易造成损坏。10、大多数防抱控制系统中的车轮转速传感器，电子控制装置和制动压力调节装置都是不可修复的，如果发生损坏，应该进行整体更换。11、在对制动液压系统进行过维修以后，或者在使用过程中发觉制动踏板变软时，应按照要求的方法和顺序对制动系统进行空气排除。12、应尽量选用汽车生产厂推荐的轮胎，如要使用其它型号的轮胎，应该选用与原车所用轮始的外径，附着性能和转动惯量相近的轮胎，但不能混用不同规格的轮胎，因为这详会影响防抱控制系统控制效果。13、在防抱警示灯持续点亮情况下进行制动时，应注意控制制动强度，以免因制动防抱系统失效而使车轮过

23、早发生制动抱死。(二)、制动液的选用、更换及补充1、在具有防抱控制功能的制动系统中，制动液的通路更长，更曲折，致使制动液在流动过程中受到的阻力较大，另外，在具有防抱控制功能的制动系统中，运动零件更多、更精密、这些运动对润滑的要求也更高，因此，具有防抱控制功能的制动系统所选用的制动液必须具有恰当的粘度。2、在具有防抱控制功能的制动系统中，制动液反复经历压力增大和减小的循环，因而，制动液的工作温度和压力较常规制动系统中的制动液更高，这就要求制动液具有更强的抗氧化性能，以免制动液中形成胶质、沉积物和腐蚀性物质。3、在具有防抱控制功能的制动系统中有更多的橡胶密封件和橡胶软管，这就要求所选用的制动液不能

24、对橡胶件产生较强的膨胀作用。4、在具有防抱控制功能的制动系统中有更多、更为精密的金属零件，因此，要求所选用的制动液对金属的腐蚀性较弱。5、由于具有防抱控制功能的制动系统在制动过程中会使制动液的温度升高很快，这就要求所选用的制动液具有较高的沸点，以免因制动液发生汽化使制动系统产生气阻。根据以上特点,具有防抱控制功能都推荐选用DOT3或DOT4的制动液。尽管DOT5的制动液具有更高的沸点，但是，由于DOT5是硅基制动液，会对橡胶件产生较强的损害，因此，在具有防抱控制功能的制动系统中，一般不推荐选用DOT5的制动液。由于DOT3和DOT4是醇基制动夜，具有较强的吸湿性，随着使用时间的延长，其中的含水

25、量会不渐增多。当制动液中含有较多的水分时，不仅会使制动压力调节装置中的精密零件发生锈蚀，还使制动液的粘度变大，影响制动系统中的流动，特别是在寒冷的气侯条件下迟缓，导致制动距离的延长。另外，制动液中的含水量会对制动液的沸点产生非常明显的影响。所以，随着制动液中含水量的增多，制动系统就很容易发生气阻象。DOT3和DOT4制动液一般经过12个月的使用以后，其中的含水量平均可达3%，因此，建议对具有防抱控制功能的制动系统每隔12个月更换一次制动液。6、具有液压助力的制动系统制动液的更换由于蓄能器中可能蓄存有制动液，因此，在更换或补充制动液时应按如下程序进行：（1）将新制动液加到储液室的最高液位标记处；

26、（2）如果需要对制动系统中的空气进行排除，应按规定的程序进行；（3）将点火开关置于点火位置，反复地踩下和放松制动踏板，直到电动泵开始运转为止；（4）待电动泵停止运转后，储液室中的液位进行检查；（5）如果储液室中的制动液液位在最高液位标记以上，先不要泄放过多的制动液，而应重复上述的第3和第4步骤；如储液室中的制动液液位在最高液位标记以下，应向储液室再次补充新的制动液，使储液室中的制动液位达到最高标记处，但切不可将制动液加注到超过储液室的最高液位标记，否则，当蓄能器的制动液排出时，制动液可能会溢出储液室。在具有防抱控制功能的制动系统中，防抱控制系统的电子控制装制通常根据液位开关输入的信号对储液室的

27、制动液液位进行监测。当制动液液位过低时，防抱控制系统将会自动关闭，因此，应定期对储液室中的制动液液位进行检查，并及时补充制动液。六、ABS防抱死制动系统故障诊断方法(一)、ABS故障诊断仪器和工具在多数防抱控制系统中，可以通过跨接诊断座串相应的端子，根据防抱警示（或电子控制装置的发光二极管）的闪烁情况读取故障代码。所以，在故障代码读取时，往往需要合适的跨接线，跨接线是两端带有插接端子的一段导线，也有的跨接线在中间设有保险管。故障代码只是代表故障情况的一系列数码，要确切地了解故障情况，还须根据维修手册查对故障代码所代表的故障情况。另外，要正确地对系统进行故障诊断的排除，也需要利用维修手册作参考，

28、因此，维修手册是故障诊断和维修过程中最为重要的工具。对防抱控制系统进行检查时，万用表是基本的测试工具，由于指针式万用表能够反应电参数的动态变化，所以更适合于是防抱控制系统的电路检查。另外，也可以用一些更为专用的电参数测试器（如多踪示波器等），可更为方便和更为深入地对系统进行检查。在大部分汽车上，防抱控制系统电子控制装置线束插头都不好接近，速成插头中的端子又没有标号，使确定所要测试的端子变得较为困难，特别是当向一些特定的端子加入电压时，如果电压加入有误，可能会损坏系统中的一些电气元件，另外，如果直接从线束插头的端子上对系统进行测试，不影响测试结果的准确性，可能还会使端子发生变形或破坏，为此，可以

29、使用接线端子盒。由于各种防抱控制系统线束插头中的端子数，端号排列、插头形式不尽相同，因此，所用的接线端子盒也就不同。对防抱控制系统进行电路测试时，将系统的线束插头从电子控制装置上卸下,再将接线端子盒的线束插头与系统线束插头插接，这祥，接线端子盒子的端子标号就与系统线束端子标号相对应，通过对接线端子盒上端子的测试，就相当于求系统线束插头中相应端子进行测试。在对防抱控制系统的液压装置进行检查时，有时需要使用压力表。对防抱控制系统进行故障诊断时，也可以借助各种测试仪器，有些系统甚至只有用专用诊端测试仪才能进行故障诊断。专用诊断测试仪器可分为两大类，其中一类可以替代系统的电子控制装置，对系统工作情况进

30、行检查和模拟，这类仪器有博世ABS诊断测试器和丰田ABS诊断测试器。另一类诊断测试器则需要系统的端子控制装置通过与系统的电子控制装置进行双向通讯。既能读取系统工电子控制装置所存储记忆的故障代码，并将故障代码转换为故障情况后显示，部分地替代了维修手册的作用，又可向系统电子控制半装置传输控制指令，对系统进行工作模拟。这类测试仪器有SNAP-ON红盒子扫描仪SCANNER及通用的TECH-L和克莱斯的ORB-LL等，这些诊断测试仪器因可以读解故障代码，一般称为解码器。解码器不仅可以对防抱控制系统进行故障诊断，而且还可以对汽车的其它一些电控制系统进行诊断测试，只是需要选择相应的软件而已。(二)、故障诊断与排除的一般步骤当防抱控制系统警示灯持续点亮时，或感觉防抱控制系统工作不正常时，应及时对系统进行故障诊断和排除。在故障诊断和排除。在故障诊断和排除时应该按照一定的步骤进行，才能取得良好的效果。故障诊断与排除的一般步骤如下：1、确认故障情况和故障症状；2、对系统进行直观检查，检查是否有的制动液泻漏导线破损、插头松脱、制动液液位过低等现象； 3、读解故障代码，既可以用解码器直接读解，也可以通过警示灯读取故障代码后，再根据维修手册查找故障代码所代表的故障情况。4、根据读解的故障情况，利用必要的工具和仪器对故障部位进行深入检查，确诊故障部位和故障原因；5、故障排除；6、清除故障代