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1、摘 要汽车ABS刹车防抱死系统 摘 要 随着汽车工业的迅猛发展,汽车行驶速度提高,以及道路行车密度增大,汽车行驶安全性能也日益成为人们选购汽车的重要依据,广泛采用的ABS防抱死制动系统就是在这种要求下产生和发展的，该系统的应用使人们对安全性能的要求得以充分满足，当汽车在紧急制动时，汽车ABS可防止车轮抱死，保证车辆在制动时的侧向稳定性和转向操纵性，同时还可以在大多数路面条件下获得最短的制动距离。 因而有必要了解ABS防抱死制动系统的现状和发展趋势，本文将介绍ABS的基本原理、发展历程和发展趋势。关键词：ABS 原理 发展 趋势 目 录目 录第一章 绪 论1第二章ABS基本组成及工作原理32.1
2、 ABS基本组成及工作原理32.2 ABS的分类42.3 ABS的优点6第三章ABS故障的检查方法83.1 ABS系统故障类型83.2 ABS系统故障排除方法10第四章 ABS的发展趋势及展望144.1 ABS的发展趋势144.2 ABS 的展望16结 束 语19参考文献20致 谢21 第一章 绪论第一章 绪 论 ABS技术是英国人霍纳摩尔1920年研制发明并申请专利，早在20世纪30年代，ABS就已经在铁路机车的制动系统中应用，目的是防止车化在制动过程中抱死，导致车轮与钢轨局部急剧摩擦而过早损坏。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
3、成，使用开关方法对制动压力进行控制。 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50年代防抱制动系统开始应用于汽车工业。1951年Goodyear航空公司装于载重车上；1954年福特汽车公司在林肯车上装用法国航空公司的ABS装置。 1978年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。 1981年德国的威伯科（WABCO）公司
4、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1979年推出的Bosch2型，大陆特威斯（Teves）1984年推出的具有防抱制动和驱动防滑功能的ABS/ASR 2U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。 1987年欧共体颁布一项法规，要求从1991年起，欧共体所有成员国生产的所有新车型均需装备
5、防抱制动装置，同时规定凡载重16t以上的货车必须装备ABS，并且禁止无此装置的汽车进口。日本规定，从1991年起，总质量超过13t的牵引车，总质量超过10t的运送危险品的拖车、在高速公路上行驶的大客车都必须安装ABS。 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%。1第二章 ABS基本组成及工作原理第二章ABS基本组成及工作原理2.1 ABS基本组成及工作原理图1 ABS的基本组成图1-轮速传感器 2-右前轮制动器 3-制动主缸
6、 4-储液罐 5-真空助力器 6-电子控制单元 7-右后轮制动器 8-左后轮制动器 9-比例阀 10-ABS警告灯 11-储液器 12-调压电磁阀总成 13-电动泵总成 14-左前轮制动器每个车轮上安置一个轮速传感器，它们将各车轮的转速信号及时的输入电子控制单元（ECU）；电子控制单元（ECU）是ABS的控制中心，它根据各个车轮轮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，并形成响应的控制指令，再适时发出控制指令给制动压力调节器；制动压力调节器是ABS中的执行器，它是由调压电磁阀总成、电动泵总成和储液器等组成的一个独立整体，并通过制动管路与制动主缸和各制动轮缸相连，制动压力调节器受电
7、子控制单元（ECU）的控制，对各制动轮缸的制动压力进行调节；警示装置包括仪表板上的制动警告灯和ABS警告灯。制动警告灯为红色，通常用“BRAKE”作标识，由制动液面开关、手制动开关及制动液压力开关并联控制；ABS警告灯为黄色，由ABS电子控制单元控制，通常用“ABS或ANTILOCK”作标识。ABS具有失效保护和自诊断功能，当电子控制单元（ECU）监测到系统出现故障时，将自动关闭ABS，仅保留常规制动系；同时存贮故障信息，并将ABS警告灯点亮，提示驾驶员尽快进行修理。2.2 ABS的分类2.2.1按控制方式分类ABS按控制方式可分预测控制方式和模仿控制方式两种。1) 预测控制方式预测控制方式是
8、预先规定控制参数和设定值等条件，然后根据检测的实际参数与设定值进行比较，对制动过程进行控制。控制参数有车轮减速度、车轮加速度及车轮滑移率。根据控制参数不同，预测控制可分为以车轮减速度为控制参数的控制方式、以车轮滑移率为控制参数的控制方式、以车轮减速度和车轮加速度为控制参数的控制方式、以车轮减速度、加速度以及滑移率为控制参数的控制方式。2) 模仿控制方式模仿控制方式是在控制过程中，记录前一控制周期的各种参数，再按照这些参数值规定出下一个控制周期的控制条件。此类控制方式在控制时需要准确和实时测定汽车瞬时速度，其成本较高，技术复杂，已较少使用。2.2.2按控制通道及传感器数目分类根据控制通道数可分为
9、四通道、三通道、二通道和一通道四种；根据传感器数主要可分为四传感器和三传感器两种。控制通道是指能够独立进行制动压力调节的制动管路。如果一个车轮的制动压力占用一个控制通道，可以进行单独调节，称为独立控制；如果两个车轮的制动压力是一同调节的，称为一同控制；两个车轮一同控制时有两种方式：如果以保证附着系数较小车轮不发生抱死为原则进行制动压力调节，则称这两个车轮按低选原则一同控制；如果以保证附着系数较大车轮不发生抱死为原则进行制动压力调节，则称这两个车轮按高选原则一同控制。按低选原则一同控制较常见。目前汽车上应用较多的为三通道（前轮独立控制、后轮低选控制）四传感器式、三通道三传感器式和四通道四传感器式
10、。1) 三通道四传感器式三通道四传感器ABS如图2所示，一般采用两个前轮独立控制，两个后轮按低选原则进行一同控制。对两个前轮进行独立控制，主要是考虑轿车，特别是前轮驱动的汽车，前轮制动力在汽车总制动力中所占的比例较大（可达70%左右），可以充分利用两前轮的附着力。这种形式的ABS制动方向稳定性较好，但制动效能稍差。图2 三通道四传感器ABSa) 双管路交叉布置 b) 双管路前后布置2) 三通道三传感器式三通道三传感器ABS如图3所示，也是采用两个前轮 独立控制，两个后轮按低选原则进行一同控制。与三通道四传感器ABS的不同是后桥只有一个轮速传感器，装在差速器附近。这种形式的ABS制动方向稳定性较
11、好，但制动效能稍差。图3 三通道三传感器ABS3) 四通道四传感器式四通道四传感器ABS如图4所示，每个车轮都有一个轮速传感器，且每个车轮的制动压力都是独立控制。这种形式的ABS制动效能好，但在不对称路面上制动时的方向稳定性差。图4 四通道四传感器ABSa) 双管路前后布置 b) 双管路交叉布置2.3 ABS的优点1缩短制动距离ABS可以将滑移率控制在最大附着系数范围内，从而可获得最大的纵向制动力。2改善了轮胎的磨损状况ABS可以防止车轮抱死，从而避免了因制动车轮抱死造成的轮胎局部异常磨损，延长了轮胎的使用寿命。3提高了汽车制动时稳定性ABS可防止车轮在制动时完全抱死，能将车轮侧向附着系数控制
12、在较大的范围内，使车轮具有较强的承受侧向力的能力，以保证汽车制动时的稳定性。4使用方便、工作可靠ABS的运用与常规制动系统的运用几乎没有区别，制动时驾驶员踩下制动踏板，ABS就根据车轮的实际转速自动进入工作状态，使车轮保持在最佳工作状态。第三章 ABS故障的检查方法第三章ABS故障的检查方法3.1 ABS系统故障类型 1控制器（ECU）的故障类型 控制器是ABS的核心部件。出于技术保密的考虑，控制器又是不 可修复件。有的控制器只要打开，就会损坏。控制器常见故障原因 如下。 （1）装夹不牢靠 （2）插座与插头联系不牢靠 （3）控制器有故障或损坏 2车速传感器故障类型 1）传感器头（简称传感器）
13、传感器的故障在ABS故障中所占比率不低于30，因此，设法消 除传感器的故障是提高ABS可靠性的重要环节。造成传感器故障的 主要原因有： （1）ABS传感器感应部分被泥土、泥浆等其它污染源覆盖，影 响传感器相应的车速信号， （2）ABS车速传感器感应线圈有短路、断路或接触不良等现象。 （3）车轮转速传感器信号探头部分安装不牢（松动）或磁极与 齿圈之间有赃物。 2）脉冲环 脉冲环常见的故障有：安装不牢靠、锈蚀、磁化、使用不当（如 为了防锈而涂润滑脂而粘附杂质），安装不当（如脉冲环与轮毂不 同心）等。 3）空气间隙变化 引起空气间隙变化的原因很多：如温度变化、传感器吸附铁粉 杂质、外来物碰击、车轮偏
14、摆及车轮轴承的损坏和松旷，传感器和 脉冲环相对位置的变化等等。 3调压器故障类型 （1）制动压力调节器 （2）制动压力调节器中的阀有泄漏。 （3）调压器与电插头连接松动（不牢靠）。 4 ABS系统控制继电器的故障类型 （1）触点接触不良。 （2）继电器线圈有断路或短路现象。 （3）继电器与导线的接头松动（不牢固） 5 ABS导线故障类型 （1）导线连接松动，会使ABS出现故障 （2）ABS导线碰伤、线束腐蚀、断裂、也会使ABS出现故障6 油泵的故障类型 （1）油泵隔音套损坏 （2）油泵与相连的管路有漏油现象 （3）油泵与电线连接不良或松动（不牢固） （4）油泵电机线圈的电阻短路或断路7 储能器
15、的故障类型 （1）储能器泄漏 （2）储能器压力过低8 制动液的故障类型 以乙二醇为基液的DOT3和DOT4制动液，是一种吸湿性较强 的液体，不同的使用条件和环境，其吸湿率不同。当制动液中含有 水分后，其沸点下降，制动时易产生“气阻”，使制动可靠性下降； 含有水分的制动液其腐蚀性也增大。9 制动系统有空气 ABS系统中的气体是极其有害的，它破坏系统对制动压力的正 常调节，可导致ABS失去作用。当更换制动器、打开了制动管路， 更换了制动系统液压部件时，或是制动踏板发软、变抵、制动效果 变差时，就需要对ABS进行排气。3.2 ABS系统故障排除方法 1 控制器故障排除 检查线路连接。检查ABS控制器线束插接器有无松动，连接导 线有无松脱，若良好。在检测电压，电阻或波形检查ABS控制器线 束插接器各端子的电压值、波形、或电阻，如果与标准值不符，与 之相连的部件和线路正常，则应更换控制器再试。更换控制器就是 用替换法试验，即在检查传感器、继电器、电磁阀及其线路均无故 障而怀疑ABS控制器有故障时，可以用个新的控制器替代，如果故
