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1、 1 / 17目录目录ABS 汽车防抱死系统研究.2 一、ABS 技术的发展历程.2 二、ABS 基本结构和工作原理.3 2.1、ABS 的基本结构3 2.1.1、传感器4 2.1.2、控制器4 2.1.3、执行器5 2.2、ABS 工作原理7 三、防抱死系统 ABS 的分类8 3.1.按结构分类8 3.1.1 机械式 ABS.8 3.1.2 SCS 型机械式防抱装置8 3.1.3 机电一体化的 ABS.8 3.2.按控制方法分类 8 3.2.1采用逻辑门限值控制的 ABS.8 3.2.2.采用现代控制方法 .9 3.3、按控制通道分类 .9 3.3.1 四通道系统 .9 3.3.2 三通道系
2、统 .9 3.3.3 双通道系统 9 3.3.4 单通道系统 9 3.4.按制动压力调节装置与制动主缸和制动助力器的结构关系分类.10 3.4.1 分离式 ABS.10 3.4.2 整体式 ABS10 四、ABS 系统的检修.10 4.1、检修 ABS 的注意事项.10 4.2、ABS 故障检修的一般步骤11 4.3、ABS 主要部件的检修11 五、ABS 的使用中的问题以及其优点进行探讨 .12 5.1、ABS 的使用中的问题12 5.2、ABS 的四大优点12 六、典型故障案例分析 13 6.1、故障案例一： .13 6.2、故障案例二： .13 6.3、故障案例三： .14 七、结束语1
3、5 八、参考文献16 九、Text in English.172 / 17ABS 汽车防抱死系统研究汽车防抱死系统研究摘要：摘要：如今汽车行业日新月异的飞跃，汽车的制动性能是其主要性能之一，它关系到行车安全性。随着汽车技术的不断改进，评价一辆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。防抱死制动系统 ABS 已逐渐成为汽车的标准配件，本文主要介绍汽车 ABS 技术发展，ABS 基本结构和工作原理，ABS 的分类，ABS 系统的检修，ABS 的使用中的问题以及其优点进行探讨，最后选取了日常维修工作中比较典型的几个故障案例进行评述。关键词：关键词：防抱死制动系统；刹车
4、；故障检测；安全现代汽车上大量安装了防抱死制动系统 ABS，其全称是 Anti-lock Brake System，它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统。现代汽车上大量安装防抱死制动系统，ABS 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。一、一、ABS 技术的发展历程技术的发展历程ABS 技术是英国人霍纳摩尔 1920 年研制发明并申请专利， 1936 年德国博世公司取得了 ABS 专利权。它是由装在车轮上的电磁式转速传感器和控制液压的电磁阀组成，使用开关方法对
5、制动压力进行控制。20 世纪 40 年代末期，为了缩短飞机着陆时的滑行距离、防止车轮在制动时跑偏、甩尾和轮胎剧烈磨耗，飞机制动系统开始采用 ABS，并很快成为飞机的标准装备。20 世纪 70 年代 ABS 系统有了突破性发展。博世公司与奔驰公司合作研制出三通道四轮带有数字式控制器的 ABS 系统，并批量装于奔驰轿车上。由于微3 / 17处理器的引入，使 ABS 系统开始具有了智能，从而奠定了 ABS 系统的基础和基本模式。20 世纪 80 年代德国的威伯科（WABCO）公司与奔驰公司在载重车上装用了数字式 ABS 系统。ABS 的市场占有率迅速上升。20 世纪 80 年代中期以后，借助于电子控
6、制技术的进步，ABS 的更为灵敏、成本更低、安装更方便、价格也更易被中小型家用轿车所接受。这期间较为典型的 ABS 装置有博世（BOSch）公司于 20 世纪 80 年代末期推出的 Bosch2 型，机械与电子元件持续不断的发展和改进使 ABS 的优越性越来越明显，随着激烈的竞争，技术的日趋成熟，ABS 变得更精密，更可靠，价格也在下降。目前，国际上 ABS 在汽车上的应用越来越广泛，已成为绝大多数类型汽车的标准装备。北美和西欧的各类客车和轻型货车 ABS 的装备率已达 90%以上，轿车 ABS 的装备率在 60%以左右，运送危险品的货车 ABS 的装备率为 100%。二、二、ABS 基本结构
7、和工作原理基本结构和工作原理2.1、ABS 的基本结构的基本结构防抱死系统 ABS 是在普通制动系统的基础上，加装传感器、 控制器、执行器等装置而形成的制动系统，其基本构成如图1。图 1 制动防抱死系统（ ABS）的基本组成2.1.1、传感器、传感器1）轮速传感器4 / 17（1）作用：检测车轮运动状态，获得车轮转速信号，并将车轮的减速度（或加速度）信号送给 ECU。典型轮速传感器外形与基本结构如图6。（2）安装：一般在车轮处，但也有设置在主减速器或变速器中。图 2 轮速传感器的外形与基本结构(a)轮速传感器外形 (b)轮速传感器的基本结构2）车速传感器 作用：检测车速，给 ECU 提供车速信
8、号，用于滑移率控制方式。3）减速度传感器作用：在汽车制动时，获得汽车减速度信号。因为汽车在高附着系数路面上制动时，汽车减速度大，在低附着系数路面上制动时，汽车减速度小，因而该信号送入 ECU 后，可以对路面进行区别，判断路面附着系数高低情况。当判定汽车行驶在雪地、结冰路等易打滑的路面上时，采取相应控制措施，以提高制动性能。多用于四轮驱动控制系统2.1.2、控制器、控制器接收轮速、车速信号、发动机转速信号、制动信号、液位等信号，分析判定车轮制动状态，需要时发出调节指令，并具有报警、记忆、存储、自诊断和保护功能。 ECU 控制原理如图 3。5 / 17图 3 ABS 控制电脑原理图2.1.3、执行
9、器、执行器1）油泵及储能器作用：产生控制油压，使制动压力调节装置工作。2）制动压力调节器制动压力调节器是 ABS 系统中最主要的执行器，一般都设在制动总泵(主缸)与车轮制动分泵 (轮缸)之间。（1）作用：根据 ECU 的控制指令，自动调节制动分泵 (轮缸)的制动压力。（2）分类：根据动力来源分可以分为：气压式与液压式。气气压压式式：主要用在大型客车和载重汽车上。液液压压式式：主要用在小轿车和一些轻型载重汽车上。根据结构关系分可以分为：分离式与整体式。分分离离式式：制动压力调节器自成一体，通过制动管路与制动总泵相连。6 / 17图 8 分离式液压调节器组件 整体式 ABS 系统总成整整体体式式：
10、制动压力调节器与制动总泵构成一个整体。如图8。根据调压方式分可以分为：流通式与变容式。流流通通式式：在制动总泵和制动分泵之间串联一个或两个电磁阀，由电磁阀根据 ECU 的指令，通过控制，使制动分泵的制动液回到制动总泵(或储液器)，或使制动总泵 (或储能器)的制动液流入制动分泵，或者使制动分泵的制动液既不流入也不流出，以实现制动分泵压力的减小、增大或保持。变变容容式式：如图 9。在原制动管路中，并联一套液压装置，该装置中有一个类似活塞的装置。工作时根据 ECU 的指令，该装置首先将制动分泵和总泵隔离，然后通过电磁阀的开闭或电动机的转动等不同方式，控制活塞在调压缸中运动，使调压缸工作室至制动分泵的
11、容积发生变化。容积增大，实现制动压力减小；容积减小，实现制动压力增大；容积不变，实现压力保持。1制动踏板 2制动主缸 3储能器 4电动泵 5储液室 7 / 176电磁线圈 7电磁阀 8柱塞 9电控单元 10制动轮缸11转速传感器 12车轮 13单向阀 14控制活塞图 9 可变容积式制动压力调节器常规制动（升压）状态2.2、ABS 工作原理工作原理 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。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
12、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。 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。制动压力调节循环的频率可达320HZ。在该 ABS 中对应于每个制动轮缸各有对进液和出液电磁阀，可由电子控制装置分别
13、进行控制，因此，各制动轮缸的制动压力能够被独立地调节，从而使四个车轮都不发生制动抱死现象。其中制动中的滑移率对附着系数的影响s(Vt-Va)/Vt100 式中：s-滑移率； Vt-汽车的理论速度； Va-汽车的实际速度。s 在 20%左右时，汽车的横向附着系数和纵向附着系数都比较大。纵向附着系数大，可以产生较大的制动力；横向附着系数大，可以产生较大的侧向力，保证汽车制动时的方向稳定性。 8 / 17图表 1 滑移率及对附着系数的影响三、防抱死系统三、防抱死系统 ABS 的分类的分类3.1.按结构分类按结构分类 3.1.1 机械式机械式 ABS机械式 ABS 的特点是结构紧凑价格低缺点是控制不够
14、精确性 3.1.2 SCS 型机械式防抱装置型机械式防抱装置 3.1.3 机电一体化的机电一体化的 ABS 这是目前广泛使用的 ABS 由车速传感器电子控制器压力调节器等组成控制性能好可靠性高 3.2.按控制方法分类按控制方法分类 电子式 ABS 按控制方法的不同可分为以下两类 3.2.1采用逻辑门限值控制的采用逻辑门限值控制的 ABS9 / 17该方法在技术上已非常成熟目前获得广泛应用的 ABS 几乎全部采用逻辑门限值控制方法 3.2.2.采用现代控制方法采用现代控制方法 采用这种控制方法的 ABS 由于技术与经济方面的原因还处于研究阶段没有达到实用化的程度 3.3、按控制通道分类、按控制通
15、道分类 3.3.1 四通道系统四通道系统 在每个车轮各设置一个转速传感器并在通往各制动轮缸的制动管路中各设置一个制动压力调节装置并对四个轮进行独立控制 3.3.2 三通道系统三通道系统 三通道 ABS 对两个前轮进行独立控制对两个后轮按低选原则进行一同控制该布置有利于行驶稳定性目前大部分轿车采用该种布置方式 3.3.3 双通道系统双通道系统 双通道系统主要用在摩托车上前后轮心分别安装传感器独立控制能够实现最佳控制方式 3.3.4 单通道系统单通道系统 单通道系统一般对两后轮按低选原则一同控制主要作用是提高汽车的制动方向稳定性目前在轻型货车和轿车上应用广泛 10 / 173.4.按制动压力调节装
16、置与制动主缸和制动助力器的结构关按制动压力调节装置与制动主缸和制动助力器的结构关系分类系分类 3.4.1 分离式分离式 ABS 分离式 ABS 的特点是压力调节装置与制动主缸制动助力装置在结构上是分开的 3.4.2 整体式整体式 ABS 整体式 ABS 的特点是压力调节装置与制动主缸制动助力装置成为一体结构紧凑目前大部分汽车上使用的 ABS 是整体式的四、四、ABS 系统的检修系统的检修4.1、检修、检修 ABS 的注意事项的注意事项1）ABS 系统与普通制动系统密不可分，普通制动系统一旦出现故障，ABS 系统也就不能工作，故当车辆制动系统出现问题时，应首先判明是 ABS 系统故障还是普通制动系统故障，而不能把注意力全部集中在传感器、电控单元和制动压力调节器上。2）ABS 电控单元对电压、静电非常敏感，维修时稍有不慎就可能会损坏电控单元。因此，点火开关接通时不可以拔或插电控单元上的连接器 。3）维修车轮转速传感器时应特别小心，不要碰伤传感器头，不要用传感器齿圈做撬面，以免损坏，安装时不
