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1、,2015.07,ABS 制动防抱死系统,目 录,一、ABS概述,二、ABS的基本结构以及分类,三、ABS的工作原理,什么是ABS,ABS是 Anti_lock Braking System 的缩写，是在制动期间控制和监视车辆速度并起到辅助制动作用的电子系统，也就是通常所说的防抱死系统。它通过常规制动系统起作用，可提高车辆的主动安全性。但它只是辅助制动系统，因此，当ABS失效时，常规制动系统仍然起作用。随着人们对安全性的要求越来越高，一些法规相继出台，GB7258中7.1.2规定车长大于9m的公路客车、旅游客车和未设置乘客站立区的公共汽车，所有专用校车、危险货物运输车和半挂牵引车，总质量大于等
2、于12000kg的货车和专项作业车及总质量大于10000kg的挂车应安装符合GB/T13594规定的防抱死制动装置。,车轮抱死的危害,车辆抱死分前轮抱死、后轮抱死和同时抱死三种情况： 前轮抱死，后轮继续滚动。车辆处于稳定状态，这时，车辆将大致沿着原来的方向运动，也就是失去了转向能力，所以在车辆直线行驶中，宁愿前轮先抱死，但是在弯道行驶时，前轮抱死将使车辆从弯道滑出，造成危害。 前轮继续滚动，后轮抱死。汽车的制动稳定性变差，在很小的侧向干扰力下，汽车就会发生甩尾，甚至掉头等危险现象（飘漂移的原理）。尤其是在某些恶劣的路况（如路面湿滑或有冰雪等）下，后轮提前抱死将难以保证汽车的行车安全。同时还降低
3、了轮胎的使用寿命。 各轮都抱死。车辆将无法承受侧向力，在侧向力干扰下，车辆将向侧向运动，甚至会完全失控。,ABS的优点,保证车辆制动时的稳定性和可操纵性。防止因车轮抱死造成的甩尾、侧滑和方向失控等现象。 可缩短制动距离。在同样情况下，一般路面（水泥、沥青等）上最大可缩短10%；特殊路面（冰、雪等）上最大可缩短30%。 减少轮胎的磨损，延长轮胎的使用寿命。 减少交通事故的发生，最大限度地保证生命、财产安全。 减轻司机精神负担，增加驾乘舒适性。,制动瞬间,制动效果对比,有无ABS对比（车速60km/h),有无ABS对比车速（80km/h),制动瞬间,制动效果对比,目 录,一、ABS概述,二、ABS
4、的基本结构以及分类,三、ABS的工作原理,ABS的主要组成部分,电子控制单元ECU,ABS电磁阀,轮速传感器系统,ABS故指示灯,ECU是ABS系统的控制中心，它接收并分析判断制动时ABS轮速传感器的轮速信息，向电磁调节阀发出控制指令，调节制动压力，使车轮的运动状态趋于理想状态。,ECU控制器,ABS电磁调节阀,电磁调节阀是系统的执行机构，具有较高的动作频率。它接收ECU发出的指令，对制动压力进行调节。,主车ABS电磁阀,挂车ABS电磁阀,ABS电磁阀的作用：为制动室充气、排气和保压 ABS电磁阀的参数：工作电压：1828 伏线圈电阻：1415欧姆工作压力：011bar ABS电磁阀的安装：车
5、架上靠近制动室的位置，排气口朝下，倾斜不超过30度，电磁阀到制动室的管子不超过1.5m，管径大于9mm。,ABS电磁阀剖切图,轮速传感器由霍尔式（或磁电式）传感器和齿圈（脉冲发生环）组成。用来检测、采集制动车轮的运动状态参数，提供给ECU进行运算、分析。ECU在此基础上确定是否需要控制及控制方式。齿圈用软磁性材料制成并固装在轮毂上。,齿圈与传感器,齿 圈,齿圈功能：随车轮转动切割传感器磁场；齿圈材料：铁磁性材料齿圈齿数：80、100、120表面处理：镀锌或镀铬齿圈安装：将齿圈装入在轮毂上加工的平台，采用H8/s7过盈配合轴向综合公差0.2mm。装配方式：1. 加热装配：加热2000C，保温10
6、分钟左右2. 压力装配：用工具沿齿圈周边用力,ABS 传 感 器,传感器目前主要有两种：电磁式和霍尔式。我厂采用的是电磁式轮速传感器。 作 用： 车轮转动时与齿圈相对运动产生交流电信号。参 数： 阻值 11001250欧姆，与环境温度有关间隙为0.7mm 时，感应电压约 110mv（交流电压档）电 压： 与传感器和齿圈之间的间隙成反比；与齿圈直径成正比；与轮速成正比。安 装： 后桥，要将传感器装入夹持体；前桥装入夹持体或转向臂上的孔。安装时先将衬套装入夹持体，然后传感器涂上润滑脂，装入衬套，要将传感 器用力推到接触齿圈。要 求：齿圈与传感器之间的间隙不大于0.7mm。,传感器采集信号原理图,传
7、感器产生的电压信号经滤波去掉干扰信号，整形得到转速波形传递给ECU,ABS齿圈、传感器及夹持体安装示例,间隙0.7mm,卡车ABS电线束,驾驶室部分,底盘部分,挂车ABS线缆,ABS 指 示 灯,作 用：提醒驾驶员关于ABS系统是否正常，并可作为闪码指示灯。 颜 色：黄色 功 率：不大于5W的仪表灯。不能用发光二极管！ 安 装：安装在仪表盘上，正极接点火开关，负极接ECU Pin15/14。,4S/3M 4S/4M 6S/6M S：传感器 M：ABS电磁阀 控制方式：单桥独立控制双桥同侧电磁阀控制同侧桥的车轮,ABS的分类,4S/3M,4S/4M,6S/6M,目 录,一、ABS概述,二、ABS
8、的基本结构以及分类,三、ABS的工作原理,车辆行驶的附着条件,车辆的运行状态主要是由轮胎与地面之间纵向力和侧向力决 定的，而这些力都和道路的附着情况、车轮的转动情况密切相 关。车轮的转动情况可以分为3种：自由滚动、加驱动力矩的滚 动、加制动力矩的滚动。 自由滚动时， 制动时，使得 ，极端的工况是车轮抱死， 当车轮为驱动轮时，使得 ，极端的工况是车轮完全滑转，,根据此原理，当车轮在地面上托滑。引入一个参数滑移率来表示车轮在地面滑移的程度，定义显然，当 时， ；当 时，,滑移率,实验证明，弹性轮胎与地面之间的附着系数与滑移率 的大小有关，见图,从图得知：当滑移率在15%30%之间时，附着系数具有最
9、大值。当滑移率为0时，侧向力系数最大。也就意味，制动时车轮完全抱死（ ）时，会使车辆不能抵抗外界的横向力，例如坡道的侧滑力、横向风力等，车辆就会在道路上发生横向滑动。一般在峰值附着系数最大附近，其侧向力系数可达最大侧向力系数的50%75%，ABS就是根据这个原理产生的。ABS要将车轮的控制在0.2左右，此时车轮的附着系数最大，同时也有比较大的侧向力系数，从而保证车辆不仅具有最大的制动（驱动）能力， 而且具有较大转向力和防止侧滑的侧向力，提高了转向操纵能力和方向稳定性，提高了驾驶安全性。,ABS的工作原理示意图,ABS的工作原理：每个车轮的旋转的速度即轮速是由安装在车轮上的轮速传感器连续不停地检
10、测，传感器产生的电压信号经滤波去掉干扰信号，传递给ECU，ECU根据接收到信号以后，控制制动压力调节器工作（电磁阀的通断），调节制动气室的压力，控制轮胎的滑移率在10%30%之间。,ABS电磁阀的控制电路,电磁阀电路接头有三根线，其中针脚1是公共地针脚，2是排气阀门控制线圈，针脚3是进气阀门控制线圈。具体见图,ABS电磁阀的控制过程,1）充气过程当驾驶员踩制动踏板时，汽车开始减速。这时，车轮没有立即抱死，ABS还不起作用；进气阀门控制线圈和排气阀门控制线圈都不通电，电磁阀的进气和出气口相通，相当于一个直通接头。如下图所示：,2）排气过程随着制动气室的不断充气，轮胎的制动力越来越大，车轮逐渐趋于抱死状态，ABS的控制单元根据需要，会适当释放制动气室内的空气，用来防止车轮抱死。这个过程就是排气过程。排气时，进气阀门控制线圈通电，排气阀门控制线圈也通电，这样进气口被封住，出气口与排气口相连，完成排气动作。如下图所示：,3）保压过程制动气室排气时，并不是把制动气室内的所有的空气都放掉，只是放掉一部分，当ABS的控制单元检测到车轮不再抱死时，会关掉排气，维持制动气室内的气压不变，实现保压。这样，在一段时间内，制动力保持不变，车轮也不会抱死。保压时，进气阀门控制线圈通电，排气阀门控制线圈断电。这样进气口仍然被封住，出气口也被封住，实现保压。如下图所示：,
