汽车防抱死制动系统

汽车防抱死制动系统江苏汽车技师学院华磊ABS系统概述ABS理论基础知识ABS组成和工作原理ABS系统性能检测如果车轮抱死滑移，车轮与路面间的侧向附着力将完全消失。前轮(转向轮)制动到抱死+后轮滚动=汽车失去转向能力后轮制动到抱死+前轮(转向轮)滚动=汽车侧滑(甩尾)在汽车制动时，没有装设ABS装置的汽车，如果在行驶中用力踩踏制动踏板，车轮会急速降低转速，最后车轮停止，但车身依然保持惯性向前滑动。前轮(转向轮)抱死+后轮制动到抱死=汽车水滑ABS系统概述一、按照惯性运动如果汽车原来在平直的路面上行驶，问题可能不大。如果汽车正在弯道上行驶，离心惯性力作用下就会脱离原来的道路，发生事故，甚至滚下山崖。二、在外力作用下运动☻如果侧面来风，汽车可能侧滑。☻如果路面倾斜、凹凸不平、干湿不均，汽车可能滑移。☻路面条件造成各轮制动力不均匀，汽车会突发转动。一旦轮子不转了（被抱死），汽车的运动就变得难以捉摸了。ABS?????只要车轮还在滚动，上述情况就不会发生。因为滚动着的车轮要遵循它的运动规律，就是沿着垂直于轴线的方向运动。只要轴的方向不变，车的方向就不变。你就能够把握汽车的运动。为什么怎么不让车轮抱死呢？ABS的作用就是防止车轮在制动过程中抱死。看看去GO!!一、汽车制动时车轮受力分析Ｖ——车速ω——车轮旋转角速度Ｍｊ——惯性力矩Ｍμ——制动阻力矩Ｗ——车轮法向载荷Ｆｚ——地面法向反力Ｔ——车轴对车轮的推力Ｆｘ——地面制动力ｒ——车轮半径ｒω——车轮切向速度，简称轮速FX=FZφXFy=FZφyFZ不变，地面制动力F决定于附着系数φ,附着系数Φ布局决定于路面状况、轮胎，还与制动轮的运动状况有关。ABS系统理论基础知识二、制动性能与防抱死评价制动性能的指标：制动效能制动方向稳定性1.制动效能指制动距离、制动时间和制动减速度。地面制动力附着力（纵向附着系数）滑移率SS=(v-ωr)/v×100%其中：v——车速（车身速度、车轮中心速度）ω——车轮旋转角速度r——车轮滚动半径S表明了车轮在运动过程中滑移成分的多少。S=0，纯滚动S=1，抱死脱滑0S1，边滚边滑2.制动时汽车方向稳定性指汽车在制动时仍能按指定的方向行驶，即不发生跑偏、侧滑和失去转向能力。侧滑和失去转向能力横向附着系数滑移率3.附着系数（地面制动力）与滑移率的关系分析结论：s＜20%为制动稳定区域；s＞20%为制动非稳定区域；将车轮滑移率s控制在20%左右，便可获取最大的纵向附着系数和较大的横向附着系数，是最理想的控制效果。4.理想的制动控制过程（1）制动开始时，让制动压力迅速增大，使S上升至20%所需时间最短，以便获取最短的制动距离和方向稳定性。（２）制动过程中：当S上升稍大于20%时，对制动轮迅速而适当降低制动压力，使S迅速下降到20%；当S下降稍小于20%时，对制动轮迅速而适当增大制动压力，使S迅速上升到20%；结论：车轮在制动过程中，以5～10次/秒的频率进行增压、保压、减压的不断切换，使s稳定在20%是最理想的制动控制过程。三、防抱死制动系统功用防抱死制动系统，缩写为ABS(Anti-lockBrakingSystem)功用：在制动过程中，通过调节制动器制动力，使滑移率始终控制在15－20%，获得最佳的制动效能和较好制动方向稳定性。四、ABS的应用1910年代铁路部门为了防止Wheel-lock现象开始试用当中意外发现制动距离缩短效果。1950年代飞机着陆装置中开始开发并使用。1954年代美国FORD林肯轿车最初使用法国制飞机用ABS1970年代林肯、凯迪拉克等高级轿车开始使用(后轮控制)1978年代BENZ450SEL和BMW7系列使用BOSCH社的4轮控制式ABS。1984年代日本车开始使用NIPPON社的ABS德国开发与MasterCylinder一体型的H.U。1990年代韩国车辆开始使用ABS（选装）。ABS系统的组成通常，ABS是在普通制动系统的基础上+车轮速度传感器+ABS电控单元+制动压力调节装置+制动控制电路等组成的，如下图11.点火开关1.前轮速度传感器2.制动压力调节装置3.ABS电控单元4.ABS警告灯5.后轮速度传感器6.停车灯开关7.制动主缸8.比例分配阀9.制动轮缸10.蓄电池带ABS与不带ABS制动主缸不同，更换时分辨清楚转速传感器的原理检测车轮的速度将速度信号输入ABS的电控单元转速传感器在车轮上的安装位置齿圈的齿数是根据所选用的轮胎的大小来选择安装时，传感头与齿圈之间应留有约0.5-1mm的间隙。同时注意在安装前应向传感器加注润滑脂，以防止水、泥或灰尘等对传感器工作产生影响。前轮速度传感器（需拆卸轮胎）后轮速度传感器（不须拆轮胎）轮速传感器1线束2永久磁铁3壳体4线圈5探头6齿圈123456轮速传感器2.7V2.1V最小P-P电压150mv以上时ABS工作(7Km/h以下)轮速传感器20km/h50km/h轮速传感器正常波形齿圈MIN线圈磁铁高速低速NS最小电压0.15V(20F/Hz)轮速传感器电控单元制动过程中，ABS电控单元(ECU)3不断地从前轮速度传感器1和后轮速度传感器5获取车轮速度信号，并加以处理，分析是否有车轮即将抱死拖滑。ABS电控单元普通制动系统的液压装置ABS液压控制总成结构ABS制动压力调节器制动助力器双腔式制动主缸制动轮缸储液室双液压管路电动泵储能器主控制阀电磁控制阀控制开关液压控制单元FL、FR、RL、RR连接制动主缸电动泵ABSECU液压控制单元总成结构回油泵ABS工作时回流泵将制动分泵中排出的制动液泵回到制动总泵电磁控制阀电磁控制阀分为输入电磁阀和输出电磁阀液压控制单元输入电磁阀通常接通制动总泵和制动轮泵之间的油路，ABS控制保压状态时切断制动轮泵上压力。输入电磁阀内的单向阀（检查阀）起加快回油速度的作用。输入电磁阀输出电磁阀通常切断制动轮泵和阻尼器间的油路，ABS控制减压模式时打开油路让轮泵里的油压通过阻尼器回到制动总泵。输出电磁阀液压控制单元高压蓄能器储存高压制动液。储液器又起缓冲的作用，通过容器内的油压储存吸收电动泵工作时的油压变化，减少ABS工作时的踏板震动感。储液器出口处的吼管起减少液体流动时产生的噪音作用。阻尼器阻尼器及其下游的节流装置能减少返回到制动总泵中的液压脉冲幅值，使噪声减小液压控制单元ABS制动过程中的减压状态ABS系统的工作原理ABS制动过程中的增压状态ABS制动过程中的保压状态如果没有车轮即将抱死拖滑，制动压力调节装置不参与工作，制动主缸和各制动轮缸相通，制动轮缸中的压力继续增大ABS制动过程中的增压状态输入阀输出阀输入阀输出阀P储液器阻尼器PM.CF.LR.ROFFOFFOFF电磁阀泵电机输入阀输出阀PABS控制（增压模式）如果电控单元判断出某个车轮(假设为左前轮)即将抱死拖滑，它即向制动压力调节装置发出命令，关闭制动主缸与左前制动轮缸的通道，使左前制动轮缸的压力不再增大ABS制动过程中的保压状态输入阀输出阀输入阀输出阀P储液器阻尼器PM.CF.LR.RONOFFOFF电磁阀泵电机输入阀输出阀ABS控制（保压模式）ABS制动过程中的减压状态若电控单元判断出左前轮仍趋于抱死拖滑状态，它即向制动压力调节装置发出命令，打开左前制动轮缸与储液室或储能器(图中未画出)的通道，使左前制动轮缸中的油压降低输入阀输出阀输入阀输出阀P储液器阻尼器PM.CF.LR.RONON电磁阀泵电机输入阀输出阀ONPPABS控制（减压模式）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，有效地克服紧急制动时的跑偏、侧滑、甩尾，防止车身失控等情况的发生。它是利用阀体内的一个橡胶气囊，在踩下刹车时，给予刹车油压力，充斥到ABS的阀体中，此时气囊利用中间的空气隔层将压力返回，使车轮避过锁死点。当车轮即将到达下一个锁死点时，刹车油的压力使得气囊重复作用，如此在一秒钟内可作用60~120次，相当于不停地刹车、放松，即相似于机械的“点刹’。因此，ABS防抱死系统，能避免在紧急刹车时方向失控及车轮侧滑，使车轮在刹车时不被锁死，不让轮胎在一个点上与地面摩擦，从而加大磨擦力，使刹车效率达到90%以上。依靠装在各车轮上高灵敏度的车轮转速传感器以及车身上的车速传感器，通过计算机控制。紧急制动时，一旦发现某个车轮抱死，计算机立即指令压力调节器使该轮的制动分泵泄（减）压，使车轮恢复转动。轮速传感器内有电磁线圈可产生磁力线，安装在车轮附近的一个固定部件上。齿圈安装在车轮轮辋上，车轮转动带动齿圈转动，齿圈切割磁力线使传感器内的电磁线圈感应出交变电流，其脉冲率与车轮转速成正比并被输往电子控制器内。电子控制器是一种微电子计算机，它根据各个轮速传感器的电流脉冲信号测出各个车轮的运动速度，加速度或者减速度，滑动率等数值，当这些数值超出正常值的范围内就会发出指令给电磁调节器。电磁调节器里面的柱塞会依照指令上下移动，调节输入各个车轮制动分泵的油量，起到一个阀门的作用。ABS的工作原理简单一点来讲，就是由轮速感应器监测车轮的转速，监测信号汇集到电子控制器内分析，一旦监测到车轮快要抱死时，电子控制器会发出指令给电磁调节器，由它控制油压分配阀调节各个车轮的制动分泵，以“一放一收”的点放形式来控制刹车摩擦片，解除车轮的抱死现象。一、ABS正常工作典型特征ABS系统工作受制动踏板的控制，并且ABS系统投入工作时，在制动踏板上会产生一种液压脉动效应，使踏板连续跳动，同时还能听到ABS执行器电机动作时产生的“喔喔喔喔”声。当汽车车速达到25km/h左右时，ABS系统投入工作；当汽车减速且车速降到20km/h以下时，ABS系统停止工作。二、ABS有故障时的典型特征ABS系统工作状态是否正常，可进行如下判断：1、在汽车以40km/h左右的速度行驶时实施紧急制动，如果车轮不滑移，并感到制动踏板在连续跳动，说明ABS系统工作正常；2、如果汽车正常行驶时ABS警告灯点亮，或紧急制动时ABS系统不起作用，则说明ABS系统有故障；3、如果在启动发动机之前，将点火开关旋至ON位置，ABS警告灯不亮，或者将点火开关旋至ON位置，ABS警告灯点亮3s后不熄灭，也表示ABS系统有故障。ABS系统性能检测三、根据ABS警告灯状态判断故障原因ABS警告灯安装在仪表板上，当ABS系统出现故障时此灯点亮，提醒驾驶员ABS系统有故障，应及时检修。维修人员根据ABS警告灯的状况，也可以初步判断ABS系统故障原因。四、ABS系统故障的初步检查使用中，如果ABS系统出现故障，用户或维修人员可首先进行下述检查，以便迅速查明故障原因，为进行故障自诊断或下一步的检修做好准备。1、检查蓄电池以及各保险丝、继电器是否正常，安装是否可靠，接触是否良好。2、检查ABSECU、ABS执行器以及各传感器、电磁阀线束连接器是否连接可靠，接触是否良好。3、检查液压系统工作是否正常。如果有故障，应先对其进行检修。五、车轮转速传感器检测方法1、传感线圈电阻的检测：（1）拆下车轮转速传感器的连接插头，用万用表的R×100挡，检查每个引脚与车身搭铁间的导通情况，如图所示。（2）当上述检查正常时，应进一步测量传感线圈的电阻值，阻值不符合汽车厂家提供的标准时，应更换传感器。图车轮转速传感器电阻的检测（捷达CiF轿车）2、转子齿圈的检测：主要检查转子齿圈的齿数，转子齿圈有无裂纹，转子齿圈有无缺齿和断齿，转子齿圈的齿与齿之间是否吸附有铁屑。传感器头部端面与齿圈凸起端面要保留约1mm的空气间隙，可用无磁性的厚薄规进行检查，如图所示。车轮转速传感器转子齿圈的检测（捷达CiF轿车）3、传感器输出信号的检测：用汽车诊断仪连接汽车读取数据流，汽车以20km/h的速度行驶，检查车轮转速传感器输出，如图10-11所示。ABS转速传感器课堂小结1、ABS系统的作用；2、ABS系统的组成；3、ABS系统的工作过程。布置作业1、ABS系统的作用是什么？2、ABS系统的工作过程是什么？谢谢！