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1、ABS与与ASR 系统系统第一节 现代汽车制动系统原理与作用一、制动系统功能1. 应使行车能减速、停车和驻车；2. 应具有行车制动系统、应急制动功能和驻车制动功能；3. 应能保证任何部件失效时，仍只有应急制动功能；4. 制动系统应经久耐用，不能因振动或冲击而损坏。第一节 现代汽车制动系统原理与作用二、轿车典型制动系统组成示意图第一节 现代汽车制动系统原理与作用1.1.汽汽 车车 三三 种种 运运 动动 状状 态态车轮运动受力分析1.车轮受力三种型式（1）加速时： ，否则产生滑转，汽车不走或车轮大于车速。（2）制动（减速）时： 否则 产生滑移，车轮抱死或车速大于轮速。（3）转向时：横向力 否则产
2、 生侧滑，不能转向而失控。第一节 现代汽车制动系统原理与作用第一节 现代汽车制动系统原理与作用2. 附着力F、附着系数 附着力的大小与汽车本身的一些因素有关：车轮载荷、胎面花纹、轮胎气压、路面粗糙度、车轮载荷、胎面花纹、轮胎气压、路面粗糙度、潮湿程度、行驶速度、车轮偏转角潮湿程度、行驶速度、车轮偏转角等。 当法向力G一定时，附着力的大小由附着系数的大小来决定。 附着系数附着系数的大小与汽车运动过程中的滑移滑移率率与滑转率滑转率有着密切的关系。第一节 现代汽车制动系统原理与作用由图可见，在滑移率为20左右时，纵向附着系数最大，制动时能获得的地面制动力也最大，汽车的制动效能最高，横向附着系数也比较
3、大，制动时汽车的转向控制性能较好，方向稳定性也较高。第一节 现代汽车制动系统原理与作用1)汽车的滑动（滑移、滑转）滑移滑移：制动过程中，车速大于轮速。滑移率滑移率：车轮的滑移速度与车速的百分比。滑转滑转：加速过程中，轮速大于车速。滑转率滑转率：车轮滑转速度与车轮速度的百分比。第一节 现代汽车制动系统原理与作用ABS、ASR系统简介（一）（一） 三种系统的发展情况三种系统的发展情况（1）80年代：ABS由于其卓越的安全性能，成为 当时高档轿车的标志性标志性配置。（2）90年代以后：安装ABS已经非常的普遍，包 括国内的一些经济型经济型轿车。（3）目前现状： ASR系统成为高档轿车的 标志性标志性
4、配置。（4）今后的发展： 随着对安全性能要求的不断提高，ASR系统的安装也会变的非常普遍普遍。ABS系统的结构与工作原理vABSABS的基本组成的基本组成: :普通制动器普通制动器, ,轮速传感器、轮速传感器、 ABS ABS 电控单元（电控单元（ ECU ECU ） 、制动压力、制动压力调节调节装置装置v一般来说，带有ABS的汽车制动系统由基本制动系统和制动力调节系统两部分组成，前者是制动主缸、制动轮缸和制动管路等构成的普通制动系统，用来实现汽车的常规制动，而后者是由传感器、控制器。执行器等组成的压力调节控制系统 .第一节 现代汽车制动系统原理与作用点击图片动画演示v按制动管路的布置方式分类
5、ABSABS控制通道控制通道是指是指ABSABS系统中能够独立进行压力调系统中能够独立进行压力调节的制动管路。按照系统对制动压力调节方式的不节的制动管路。按照系统对制动压力调节方式的不同，可将同，可将ABSABS控制方式分为两大类，即控制方式分为两大类，即独立控制独立控制和和同时控制同时控制。前者指一条控制通道只控制一个车轮；。前者指一条控制通道只控制一个车轮；而后者为一条控制通道同时控制多个车轮，依照这而后者为一条控制通道同时控制多个车轮，依照这些车轮所处位置不同，同时控制又有同轴控制和异些车轮所处位置不同，同时控制又有同轴控制和异轴控制之分，同轴控制是一个控制通道控制同轴两轴控制之分，同轴
6、控制是一个控制通道控制同轴两车轮，而异轴控制则是一个控制通道控制非同轴两车轮，而异轴控制则是一个控制通道控制非同轴两车轮。车轮。 v如果按照控制时控制依据选择不同，也可如果按照控制时控制依据选择不同，也可将将ABS的同时控制区分为的同时控制区分为低选控制低选控制和和高选高选控制控制两种。在低选控制中是以保证附着系两种。在低选控制中是以保证附着系数小的一侧车轮不发生抱死来选择控制系数小的一侧车轮不发生抱死来选择控制系统压力，而高选控制却是从保证附着系数统压力，而高选控制却是从保证附着系数较大一侧车轮不发生抱死出发来实施制动较大一侧车轮不发生抱死出发来实施制动系统压力调节系统压力调节 v一般说来，
7、如能在汽车四个车轮上独立地进行压一般说来，如能在汽车四个车轮上独立地进行压力调节控制，意味着汽车有可能在四个车轮上都力调节控制，意味着汽车有可能在四个车轮上都发挥出地面上最大的附着能力。按照发挥出地面上最大的附着能力。按照ABS通道数通道数目和传感器数目的多少可以对目和传感器数目的多少可以对ABS控制系统进行控制系统进行分类。分类。v按照通道数目不同，也可将按照通道数目不同，也可将ABS分为四通分为四通道式、三通道式、二通道式和一通道式等。道式、三通道式、二通道式和一通道式等。v四传感器四通道（四轮独立）控制方式v如图所示，该系统是通过各车轮轮速传感器的信号分别对各车轮制动压力进行单独控制。其
8、制动距离和转向控制性能好，但在附着系数不对称路面上制动时，由于汽车左右侧车轮地面制动力差异较大，因此形成较大的偏转力矩，从而导致汽车在制动时的方向稳定性较差。因此四通道很少用.v四传感器四通道（前轮独立、后轮选择）控制方式v如图所示，该系统适用于X型制动管路系统，由于左右后轮不共用一条制动管路，故对它们实施同时控制（一般为低选控制）需采用两个通道。此种控制方式的操纵性和稳定性较好，制动效能稍差。v性能特点：由于四通道性能特点：由于四通道ABS是根据各车轮轮速传感器输入是根据各车轮轮速传感器输入的信号，分别对各个车轮进行独立控制的，因此附着系数的信号，分别对各个车轮进行独立控制的，因此附着系数利
9、用率高，制动时可以最大程度的利用每个车轮的最大附利用率高，制动时可以最大程度的利用每个车轮的最大附着力。四通道控制方式特别适用于汽车左右两侧车轮附着着力。四通道控制方式特别适用于汽车左右两侧车轮附着系数接近的路面，不仅可以获得良好的方向稳定性和方向系数接近的路面，不仅可以获得良好的方向稳定性和方向控制能力，而且可以得到最短的制动距离。但是如果汽车控制能力，而且可以得到最短的制动距离。但是如果汽车左右两个车轮的附着系数相差较大左右两个车轮的附着系数相差较大(如路面部分积水或结如路面部分积水或结冰冰)，制动时两个车轮的地面制动力就相差较大，因此会，制动时两个车轮的地面制动力就相差较大，因此会产生横
10、摆力矩，使车身向制动力较大的一侧跑偏，不能保产生横摆力矩，使车身向制动力较大的一侧跑偏，不能保持汽车按预定方向行驶，会影响汽车的制动方向稳定性。持汽车按预定方向行驶，会影响汽车的制动方向稳定性。因此，驾驶员在部分结冰或积水等湿滑的路面行车时，应因此，驾驶员在部分结冰或积水等湿滑的路面行车时，应降低车速，不可盲目迷信降低车速，不可盲目迷信ABS装置。装置。v四传感器三通道（前轮独立、四传感器三通道（前轮独立、后轮选择）控制方式后轮选择）控制方式( (双管路前双管路前后布置后布置) ) 三通道系统都是对两前轮的制三通道系统都是对两前轮的制动压力进行单独控制，对两后动压力进行单独控制，对两后轮的制动
11、压力按低选原则一同轮的制动压力按低选原则一同控制控制.v如图所示，使用在制动管路前后布置的后轮驱动汽车上，后轮一般采用低选控制，其控制效果是操纵性和稳定性较好，制动效能稍差。 v四传感器三通道控制方式(双管路对角布置)v三传感器三通道（前轮独立、后轮选择）控制方式v如图所示，此种控制方式的操纵性和稳定性较好，制动效能稍差。 v性能特点：两后轮按低选原则进行一同控制时，可以保证汽车在各种条件下左右两后轮的制动力相等，即使两侧车轮的附着系数相差较大，两个车轮的制动力都限制在附着力较小的水平，使两个后轮的制动力始终保持平衡，保证汽车在各种条件下制动时都具有良好的方向稳定性。当然，在两后轮按低选原则进
12、行一同控制时，可能出现附着系数较大的一侧后轮附着力不能充分利用的问题，使汽车的总制动力减小。但应该看到，在紧急制动时，由于发生轴荷前移，在汽车的总制动力中，后轮制动力所占的比例减小，尤其是前轮驱动的小轿车，前轮的附着力比后轮的附着力大得多，通常后轮制动力只占总制动力的30左右，后轮附着力未能充分利用的损失对汽车的总制动力影响不大。v在对桑塔纳2000进行的60 km/h紧急制动对比试验中，有ABS的车型比无ABS车型的制动距离只短1米，但是有ABS的车型始终都有方向，不会失去对方向的控制。v对两前轮进行独立控制，主要考虑小轿车，特别是前轮驱动的汽车，前轮的制动力在汽车总制动中所占的比例较大(可
13、达70左右)，可以充分利用两前轮的附着力。一方面使汽车获得尽可能大的总制动力，利于缩短制动距离，另一方面可使制动中两前轮始终保持较大的横向附着力，使汽车保持良好转向能力。尽管两前轮独立控制可能导致两前轮制动力不平衡，但由于两前轮制动力不平衡对汽车行驶方向稳定性影响相对较小，而且可以通过驾驶员的转向操纵对由此产生的影响进行修正。因此，三通道ABS在小轿车上被普遍采用。v四传感器二通道（前轮独立）控制方式v如图所示，此结构多用于X型制动系统中，前轮独立控制，制动液通过比例阀（PV阀）按一定比例减压后传至对角后轮。采用此种控制方式的汽车在不对称的路面上制动时，高附着系数路面一侧前轮产生高制动压力，该
14、压力传至低附着系数路面一侧的后轮时，会导致该后轮抱死。而低附着系数路面一侧前轮制动压力较低，对应的高附着系数一侧的后轮不会抱死。从而有利于制动时方向稳定性，但与三通道和四通道控制系统相比较，其后轮制动力稍有降低，制动效能稍有下降，但后轮侧滑较小。v四传感器二通道（前轮独立、后轮低选）控制方式v如图所示，在通往后轮的两通道上增设一个低选择阀KLV阀）。当汽车在不对称路面制动时，高附着系数一侧前轮的高压不直接传至低附着系数侧对角后轮，而通过低选阀只上升到与低附着系数侧前轮相同的压力，这样就可以避免低附着系数侧后轮抱死。v二通道式ABS难以在方向稳定性、转向控制性和制动效能各方面得到兼顾，目前采用很
15、少。v一传感器一通道控制系统v如图所示，此种控制方式用于制动管路前后布置的汽车，只对后轮进行控制，一个传感器装于后桥差速器上，只对后轮采用低选控制的方式。能较有效地防止后轮抱死，但由于前轮无控制，故易抱死，转向操纵性差，制动距离较长。v综上所述，ABS装置虽然具有缩短制动距离、保持车轮最佳制动效果、保持制动方向稳定性和可操纵性的特点，但是不同类型的ABS装置在紧急制动中产生的效果却并不相同，所以不应被过分的宣传所误导，应该了解到ABS 系统只是一个辅助安全驾驶的设备，并不是万能的。另外，不同类型的ABS装置由于组成结构等原因，价格也相差较大，所以选购汽车时不能只看到价格高低，还应看到装用的是那
16、种类型的ABS装置。ABS系统的结构与工作原理vABSABS系统的控制原理系统的控制原理v一汽车防抱死控制的基本理论v车轮滑移率维持在峰位附着力系数处就可以得到最大的地而附着力，即最短的制动距离。同时在峰值附着力系数处的侧向力也较大，对维持汽车的制动稳定性十分有利。而防抱死系统具有峰值附着力系数的最佳滑移点。v在制动过程中轮胎经常会受到侧向力而发生侧偏移和侧滑移现象 如在转弯制动的情况下，前轮先抱死时，则汽车的侧向力减小，车轮失去转向能力，汽车将沿轨迹的切向方向抛出，使汽车失控。当后轮抱死时，汽车将产生较大的侧摆力矩导致汽车失稳。在制动状态下要想同时得到最短制动距离和制动稳定性ABS系统可以实
17、现这一目的。vABS对附着系数的控制原理 制动时，把滑移率S控制在20%左右。第一节 现代汽车制动系统原理与作用6.ABS系统的作用（1）缩短制动距离（除雪地和沙石路面）（2） 提高制动时的汽车的方向稳定性（3） 提高制动时的转向控制能力v(1)开始制动阶段（系统油压建立） 开始制动时，驾驶员踩制动踏板，制动压力由制动主缸产生，经常开的不带电压的进油阀作用到车轮制动轮缸上，此时，不带电压的出油阀依然关闭，ABS系统没有参与控制，整个过程和常规液压制动系统相同，制动压力不断上升。v(2)油压保持 当驾驶员继续踩制动踏板，油压继续升高到车轮出现抱死趋势时，ABS电子控制单元发出指令使进油阀通电并关
18、闭阀门，出油阀依然不带电压仍保持关闭，系统油压保持不变。v(3)油压降低 若制动压力保持不变，车轮有抱死趋势时，ABS ECU给出油阀通电打开出油阀，系统油压通过低压储液罐降低油压，此时进油阀继续通电保持关闭状态，有抱死趋势的车轮被释放，车轮转速开始上升。与此同时，电动液压泵开始起动，将制动液由低压储液罐送至制动主缸。 v(4)油压增加 为了使制动最优化，当车轮转速增加到一定值后，电子控制单元给出油阀断电，关闭此阀门，进油阀同样也不带电而打开，电动液压泵继续工作从低压储液罐中吸取制动液泵入液压制动系统。随着制动压力的增加，车轮转速又降低。这样反复循环地控制工作频率为56次/s，将车轮的滑移率始
19、终控制在20%左右。 v 如果ABS系统出现故障，进油阀始终常开，出油阀始终常闭，使常规液压制动系统继续工作而ABS系统不工作，直到ABS系统故障排除为止。 vEBV参与车轮趋于抱死前的调节，ABS参与车轮趋于抱死后的调节第一节 现代汽车制动系统原理与作用点击图片动画演示ABS系统工作原理图ABS的工作原理第一节 现代汽车制动系统原理与作用点击图片动画演示2.ABS的制动调节过程v各主要部件的结构和工作原理1.电磁式转速传感器第一节 现代汽车制动系统原理与作用v压力调节单元v液压调节单元总成第二节 现代汽车制动系统的检测与诊断四、典型ABS检测与诊断1.ABS系统检查的注意事项(1)ABS系统
20、与常规制动系统是不可分割的。 当制动系统出现故障时，应首先判断是常规制动系统的故障还是ABS系统的故障 。(2)由于ABS的控制装置对电压、静电非常敏感，因此在点火开关处于接通位置时，不要插拔ABS线路的插接揣。 (3)在对ABS系统进行作业之前，应首先给系统卸压、并切断ABS微机的电源。 4)ABS的电气故障大多数并不是元件失效，而是连接不良或脏污所致，因而应特别注意各插接件的连接可靠无误。(5)若更换轮胎时，应尽量选用汽车生产厂家推荐的轮胎。(6)大多数ABS系统中的车轮速度传感器、电子控制装置和压力调节器都是不可修复 第二节 现代汽车制动系统的检测与诊断第二节 现代汽车制动系统的检测与诊
21、断（2）一般检查内容v1）制动液面是否在规定的范围之内。v2）检查所有继电器、熔丝是否完好，插接是否牢固。v3）检查电子控制装置导线的插头，插座是否连接良好，有无损坏，搭铁是否良好。v4）蓄电池容量和电压是否符合规定，连接是否牢靠。v5）控制单元、车轮转速传感器、电磁阀体、制动液面指示灯开关导线插头、插座和导线的连接是否良好。v6）检查车轮转速传感器传感头与齿圈间隙是否符合规定，传感器头有无脏污。v7）驻车制动(手刹)是否完全释放。第二节 现代汽车制动系统的检测与诊断第二节 现代汽车制动系统的检测与诊断5.桑塔纳2000Gsi MK20ABS故障诊断v1）一般检查 一般检查跟前面所提到的基本相
22、同，但是各个车型的要求各不相同，如制动液的多少、传感器的阻值，因根据具体车型来确定。而且电脑的控制电路、控制原理都不尽相同，因此要在做一般检查之前准备好维修手册等资料。v2）警告灯诊断 利用ABS故障警告灯及制动装置警告灯的闪亮规律，可以粗略地判断出ABS系统发生故障的部位。采用的ABS形式不同，电路也不同，其警告灯的闪亮规律也有差异，不同车型的故障警告灯诊断一般可在其车型的维修手册中查到。 第二节 现代汽车制动系统的检测与诊断第二节 现代汽车制动系统的检测与诊断ABS警报灯 制动系统警告灯 故障现象 可能的故障原因 常亮 自检后熄灭 ABS不起作用 轮速传感器不良液压泵保险丝断路 液压控制单
23、元不良ABS ECU不良自检后熄灭 常亮 ABS不起作用 制动液缺少发生短路制动液位传感器不良桑塔纳2000Gsi MK20故障诊断表第二节 现代汽车制动系统的检测与诊断ABS警报灯 制动系统警告灯 故障现象 故障现象常亮 常亮 ABS不起作用 两个或两个以上轮速传感器故障 ABS电脑供电端子故障 电磁阀供电端子故障液压控制单元不良ABS起作用 1613端子电压超差 不亮常亮 ABS不起作用 ABS警告灯和电磁阀供电端子同时故障自检后微亮 ABS起作用 ABS警告灯故障自检后熄灭 踩踏板时，振动强烈 ABS ECU不良制动鼓失圆 谢谢！Thank you for your attention!
