7.5防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）課件-《汽車底盤構(gòu)造與維修》同步教學(xué)（中國(guó)石油大學(xué)出版社）

制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與檢修目錄CONTENTS制動(dòng)系統(tǒng)概述01制動(dòng)器02駐車制動(dòng)裝置03目錄CONTENTS制動(dòng)操縱機(jī)構(gòu)04防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）05制動(dòng)系統(tǒng)常見故障的診斷與維修06防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）05

為了得到理想的制動(dòng)控制過(guò)程，現(xiàn)代轎車采用了防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（anti_x0002_lockbrakesystem，ABS），ABS是汽車上的主動(dòng)安全裝置。ABS能根據(jù)路面狀況，自動(dòng)調(diào)節(jié)車輪的制動(dòng)力，控制車輪的滑移率在某一范圍內(nèi)，防止車輪制動(dòng)抱死在路面上產(chǎn)生拖滑而導(dǎo)致車輪處于邊滾邊滑的狀態(tài)，從而縮短制動(dòng)距離，提高制動(dòng)過(guò)程中的方向穩(wěn)定性及轉(zhuǎn)向操縱能力，使汽車制動(dòng)更為安全有效。一、ABS的作用1.車輪滑移率的概念

汽車在制動(dòng)時(shí)，車速與輪速之間產(chǎn)生速度差，車輪會(huì)發(fā)生滑動(dòng)現(xiàn)象?；瑒?dòng)成分的多少用汽車行駛時(shí)實(shí)際車速與車輪瞬時(shí)圓周速度之間的差異評(píng)價(jià)，即車輪的滑移率，用S表示，其計(jì)算公式為式中，輪速=車輪轉(zhuǎn)速×車輪半徑。一、ABS的作用2.附著系數(shù)φ與滑移率S的關(guān)系干燥硬路面附著系數(shù)與滑移率之間的關(guān)系如圖7-44所示。車輛正常行駛時(shí)，車速（ν）=輪速（vω），S=0，車輪自由滾動(dòng)。車輪完全抱死時(shí)，輪速（vω）=0，S=100％，車輪完全抱死滑移，縱向附著系數(shù)下降，制動(dòng)力下降，汽車制動(dòng)效能變差，橫向附著系數(shù)下降至零。此時(shí)，車輪在極小的側(cè)向力作用下產(chǎn)生側(cè)滑。若汽車前軸先抱死，則汽車方向失控；后軸先抱死，則汽車甩尾。一、ABS的作用若車速（v）>輪速（vω），0<S<100％，車輪既滾動(dòng)又滑移，滑移率越大，車輪滑移程度越大。

通過(guò)以上分析得知，應(yīng)將制動(dòng)滑動(dòng)率控制在穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)。附著系數(shù)的大小取決于道路的材料、狀況以及輪胎的結(jié)構(gòu)、胎面花紋和車速等因素。車輪滑移率S應(yīng)控制在20％左右，可獲取最大的縱向附著系數(shù)，制動(dòng)力最大。同時(shí)，橫向附著系數(shù)也保持較大值，使車輛具有良好的抗側(cè)滑能力和制動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)向操縱能力，是最理想的控制效果。2.附著系數(shù)φ與滑移率S的關(guān)系一、ABS的作用

讓制動(dòng)壓力迅速增大，使滑移率S在最短時(shí)間內(nèi)上升至20％，以便獲取最短的制動(dòng)距離和最強(qiáng)的方向穩(wěn)定性。（1）制動(dòng)開始時(shí)

當(dāng)S上升至稍大于20％時(shí)，對(duì)制動(dòng)輪迅速適當(dāng)降低制動(dòng)壓力，使S迅速下降到20％；當(dāng)S下降至稍小于20％時(shí)，對(duì)制動(dòng)輪迅速適當(dāng)增大制動(dòng)壓力，使S迅速上升到20％。（2）制動(dòng)過(guò)程中3.理想的制動(dòng)控制過(guò)程一、ABS的作用1.ABS的組成

ABS是在傳統(tǒng)制動(dòng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上增設(shè)了車輪轉(zhuǎn)速傳感器、ECU、脈沖發(fā)生器等元件，如圖7-45所示。有些轎車的ABS還增設(shè)減速度傳感器。二、ABS的組成及分類2.ABS的分類

在ABS中，能夠獨(dú)立進(jìn)行制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)的制動(dòng)管路稱為控制通道。如果可以對(duì)某車輪的制動(dòng)壓力進(jìn)行單獨(dú)調(diào)節(jié)，這種控制方式稱為獨(dú)立控制；如果對(duì)兩個(gè)（或兩個(gè)以上）車輪的制動(dòng)壓力一同進(jìn)行調(diào)節(jié)，這種控制方式稱為一同控制。在對(duì)兩個(gè)車輪的制動(dòng)壓力進(jìn)行一同控制時(shí)，如果以保證附著力較大的車輪不發(fā)生制動(dòng)抱死為原則進(jìn)行制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)，稱這種控制方式為按高選原則一同控制；如果以保證附著力較小的車輪不發(fā)生制動(dòng)抱死為原則進(jìn)行制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)，則稱這種控制方式為按低選原則一同控制。二、ABS的組成及分類1）按控制通道數(shù)分類（1）四通道四傳感器ABS。如圖7-46所示，每個(gè)車輪安裝一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器，各制動(dòng)輪壓力均可單獨(dú)調(diào)節(jié)。四通道四傳感器ABS可最大限度地利用每個(gè)車輪的附著力進(jìn)行制動(dòng)，制動(dòng)效能最好。但在兩側(cè)車輪的附著系數(shù)不相等的路面上制動(dòng)時(shí)，由于同一軸上的制動(dòng)力不相等，汽車產(chǎn)生較大的偏轉(zhuǎn)力矩而產(chǎn)生制動(dòng)跑偏。因此，ABS通常不對(duì)四個(gè)車輪進(jìn)行獨(dú)立的制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)。二、ABS的組成及分類

（2）三通道四傳感器ABS。如圖7-47所示，三通道四傳感器ABS都是對(duì)兩前輪的制動(dòng)壓力進(jìn)行單獨(dú)控制，對(duì)兩后輪的制動(dòng)壓力按低選原則一同控制。按對(duì)角布置的雙管路制動(dòng)系統(tǒng)中，雖然在通往四個(gè)制動(dòng)輪缸的制動(dòng)管路中各設(shè)置一個(gè)制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)分裝置，但兩個(gè)后制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)分裝置卻是由電子控制裝置一同控制的，實(shí)際上仍是三通道ABS。由于三通道ABS對(duì)兩后輪一同進(jìn)行控制，對(duì)于后輪驅(qū)動(dòng)的汽車可以在變速器或主減速器中只設(shè)置一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器來(lái)檢測(cè)兩后輪的平均轉(zhuǎn)速。1）按控制通道數(shù)分類二、ABS的組成及分類1）液壓控制自動(dòng)變速器如圖3-25所示，液壓控制自動(dòng)變速器的換擋控制方式是通過(guò)機(jī)械手段2）按傳動(dòng)介質(zhì)分類

按傳動(dòng)介質(zhì)的不同，ABS可分為氣壓式和液壓式兩種，氣壓式主要用于中、重型貨車，液壓式主要用于轎車和一些輕型貨車。1）按控制通道數(shù)分類二、ABS的組成及分類1）電磁式車輪轉(zhuǎn)速傳感器

該傳感器由傳感頭和齒圈組成。其齒圈一般安裝在輪轂或軸座上，對(duì)于后輪驅(qū)動(dòng)的汽車，齒圈也可以安裝在差速器或傳動(dòng)軸上，其結(jié)構(gòu)及工作原理如圖7-48和圖7-49所示。1.車輪轉(zhuǎn)速傳感器三、ABS主要組件的結(jié)構(gòu)及工作原理2）霍爾式車輪轉(zhuǎn)速傳感器

霍爾式車輪轉(zhuǎn)速傳感器也由傳感頭、齒圈組成，其齒圈的結(jié)構(gòu)及安裝方式與電磁式車輪轉(zhuǎn)速傳感器的齒圈相同，傳感頭由永磁體、霍爾元件和電路等組成，其工作原理如圖7-50所示。1.車輪轉(zhuǎn)速傳感器三、ABS主要組件的結(jié)構(gòu)及工作原理1）液壓控制自動(dòng)變速器如圖3-25所示，液壓控制自動(dòng)變速器的換擋控制方式是通過(guò)機(jī)械手段1）作用

減速度傳感器用于汽車制動(dòng)時(shí)獲得汽車減速度信號(hào)，電子控制單元判定路面附著系數(shù)的高低情況。檢測(cè)到的減速度信號(hào)大，則路面附著系數(shù)高，減速度信號(hào)小，則路面附著系數(shù)低，多用于一些四輪驅(qū)動(dòng)的車輛。2.汽車減速度傳感器三、ABS主要組件的結(jié)構(gòu)及工作原理2.汽車減速度傳感器2）結(jié)構(gòu)形式及工作過(guò)程減速度傳感器有光電式、水銀式、差動(dòng)變壓器式和半導(dǎo)體式等。光電式減速度傳感器的結(jié)構(gòu)如圖7-51所示，由兩個(gè)發(fā)光二極管、兩個(gè)光敏晶體管、一個(gè)透光板和一個(gè)信號(hào)轉(zhuǎn)換電路組成。汽車行駛時(shí)，透光板隨著減速度的變化沿汽車的縱軸擺動(dòng)，減速度越大，透光板擺動(dòng)越大。由于透光板的位置不同，光敏晶體管上接收到的光線不同，使光敏晶體管形成關(guān)和開兩種狀態(tài)。三、ABS主要組件的結(jié)構(gòu)及工作原理兩個(gè)發(fā)光二極管和兩個(gè)光敏晶體管的組合作用，將汽車的減速度分為四個(gè)等級(jí)，將此信號(hào)送入電子控制單元以感知路面附著系數(shù)的情況。3．ABS電子控制單元電子控制單元（ECU）是ABS的控制中心，它實(shí)際上是一個(gè)微型計(jì)算機(jī)，與ABS液壓控制裝置組裝在一起，一般安裝在發(fā)動(dòng)機(jī)艙內(nèi)，如圖7-52所示。ABSECU主要包括輸入級(jí)電路、計(jì)算電路、輸出級(jí)電路及安全保護(hù)電路。ABSECU連續(xù)監(jiān)測(cè)四個(gè)車輪轉(zhuǎn)速傳感器送來(lái)的脈沖信號(hào)，并進(jìn)行測(cè)量比較、分析放大和判別處理，計(jì)算出車輪轉(zhuǎn)速、車輪減速度及制動(dòng)滑移率，再進(jìn)行邏輯比較，分析四個(gè)車輪的制動(dòng)情況。三、ABS主要組件的結(jié)構(gòu)及工作原理一旦判斷出車輪將要抱死，它立刻進(jìn)入防抱死控制狀態(tài)，向液壓?jiǎn)卧l(fā)出指令，以控制制動(dòng)輪缸油路上電磁閥的通斷和液壓泵的工作來(lái)調(diào)節(jié)制動(dòng)壓力，防止車輪抱死。1.循環(huán)式調(diào)節(jié)器1）常規(guī)制動(dòng)過(guò)程

如圖7-53所示，在常規(guī)制動(dòng)過(guò)程中，ABS不工作，電磁線圈中無(wú)電流通過(guò)，電磁閥處于“升壓”位置，此時(shí)制動(dòng)主缸與輪缸相通。由制動(dòng)主缸而來(lái)的制動(dòng)液直接進(jìn)入輪缸，輪缸壓力隨主缸壓力的變化而變化，這時(shí)回油泵也不需要工作。四、奧迪A6制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器的工作過(guò)程1.循環(huán)式調(diào)節(jié)器2）減壓過(guò)程如圖7-54所示，當(dāng)ECU根據(jù)輪速等信號(hào)，判斷其滑移率等參數(shù)超出最佳范圍，需要減小輪缸的制動(dòng)壓力時(shí)，ECU向電磁線圈輸入一個(gè)較大的電流（5A），使電磁閥處于“減壓”位置。此時(shí)電磁閥將輪缸與回油通道或儲(chǔ)液罐接通，輪缸中的制動(dòng)液經(jīng)電磁閥流入儲(chǔ)液罐，輪缸壓力下降。與此同時(shí)，驅(qū)動(dòng)電動(dòng)泵起動(dòng)，帶動(dòng)回油泵工作，把流入儲(chǔ)液罐的制動(dòng)液加壓后輸送到主缸，為下一個(gè)制動(dòng)周期做好準(zhǔn)備。四、奧迪A6制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器的工作過(guò)程1）液壓控制自動(dòng)變速器如圖3-25所示，液壓控制自動(dòng)變速器的換擋控制方式是通過(guò)機(jī)械手段3）保壓過(guò)程如圖7-55所示，當(dāng)ECU根據(jù)輪速等信號(hào)，判斷其滑移率等參數(shù)已達(dá)到最佳范圍，需要保持輪缸的制動(dòng)壓力時(shí)，ECU向電磁線圈輸入一個(gè)較小的電流（2A），使電磁閥處于“保壓”位置。此時(shí)，主缸、輪缸和回油通道相互隔密封，輪缸中的制動(dòng)壓力保持一定。1.循環(huán)式調(diào)節(jié)器四、奧迪A6制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器的工作過(guò)程4）增壓過(guò)程

如圖7-56所示，當(dāng)壓力下降后車輪轉(zhuǎn)速再次升高時(shí)，滑移率趨于0，ECU便切斷通往電磁閥的電流，主缸和輪缸再次相通，主缸中的高壓制動(dòng)液再次進(jìn)入輪缸，使制動(dòng)力增加。制動(dòng)時(shí)，上述過(guò)程反復(fù)進(jìn)行，壓力調(diào)節(jié)頻率為4～10Hz，直到解除制動(dòng)為止。1.循環(huán)式調(diào)節(jié)器四、奧迪A6制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器的工作過(guò)程1423

增壓過(guò)程。動(dòng)力活塞準(zhǔn)備左移，將要返回初始位置。這時(shí)，由于電磁閥斷磁，柱塞回到左端初始位置，作用在動(dòng)力活塞左側(cè)的高壓被解除，動(dòng)力活塞受力失去平衡，制動(dòng)液泄入儲(chǔ)液罐中。

保壓過(guò)程。給電磁閥通入較小的電流，電磁閥柱塞移到左邊，作用在活塞左側(cè)的液體壓力得以保持，調(diào)壓活塞兩