第十三章汽車ABS系統(tǒng)1

1、一、何為一、何為ABS ABS 制動防抱死系統(tǒng)（制動防抱死系統(tǒng)（AntiLock Brake System） 汽車前輪抱死的危害：汽車前輪抱死的危害：失去轉(zhuǎn)向能力失去轉(zhuǎn)向能力； 汽車后輪抱死的危害：汽車后輪抱死的危害：失去抗側(cè)滑能力失去抗側(cè)滑能力，甩尾，甩尾， 側(cè)滑；側(cè)滑；二、二、ABS目的目的 在汽車制動時，防止車輪抱死在路面上拖滑，以提高在汽車制動時，防止車輪抱死在路面上拖滑，以提高汽車制動過程中的汽車制動過程中的方向穩(wěn)定性方向穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向控制能力轉(zhuǎn)向控制能力和和縮短制動縮短制動距離距離，使汽車制動更為安全有效。，使汽車制動更為安全有效。 視頻觀看視頻觀看馬自達有無馬自達有無ABSABS的

2、制動效果比較的制動效果比較制動時車輪受力分析VFFB車輪受到車輪受到 兩個制動力，兩個制動力， FF和和FB.MMM制動器摩擦力矩，可轉(zhuǎn)化為制動器摩擦力矩，可轉(zhuǎn)化為車輪周緣的一個切向力車輪周緣的一個切向力. .將其將其稱為稱為F F 。FF制動器制動力。制動器制動力。 FF與制動與制動蹄與制動鼓之間的摩擦力有蹄與制動鼓之間的摩擦力有關(guān)，也就是兩者之間的壓緊關(guān)，也就是兩者之間的壓緊度。而這個壓緊度又與踩制度。而這個壓緊度又與踩制動踏板的力成正比。動踏板的力成正比。FF與踩與踩制動踏板的力成正比。制動踏板的力成正比。F FB B地面制動力。地面給地面制動力。地面給予的力最大不可能超予的力最大不可能

3、超過過FF附著力。附著力。O OP P0 0制動器液壓制動器液壓p pFF FF FB BF FF FB B=F=FF FBmaxBmax=F=FFFFF附著力附著力FBFB地面制動力地面制動力FF制動力制動力制動力制動力FF：制動器制動力。制動器制動力。 FF與制動蹄與制動蹄與制動鼓之間的摩擦力有關(guān)，與制動鼓之間的摩擦力有關(guān)，也就是兩者之間的壓緊度。而也就是兩者之間的壓緊度。而這個壓緊度又與踩制動踏板的這個壓緊度又與踩制動踏板的力成正比。力成正比。FF與踩制動踏板的與踩制動踏板的力成正比。力成正比。F FB B ：地面制動力。地面給：地面制動力。地面給予的力最大不可能超予的力最大不可能超過過

4、FF附著力。附著力。13.1 ABS概述三、車輪滑移率三、車輪滑移率 %100rS式中：式中： SS車輪滑移率；車輪滑移率； vv車速車速( (車輪的線速度，車輪的線速度，m ms)s)； r r車輪半徑車輪半徑(m)(m)； 車輪轉(zhuǎn)動角速度車輪轉(zhuǎn)動角速度(rad(rads)s)。%100rSl當當r=0r=0，S=1S=1也就是說汽車向前移動，但車輪不轉(zhuǎn)動。也就是說汽車向前移動，但車輪不轉(zhuǎn)動。（滑移）（滑移）lV=0V=0，車輪轉(zhuǎn)動但汽車不前進。（滑轉(zhuǎn)），車輪轉(zhuǎn)動但汽車不前進。（滑轉(zhuǎn)）l當當VrVr，0S1,0S1,也就是說汽車的行駛速度比車輪滾動的也就是說汽車的行駛速度比車輪滾動的速度快。

5、（邊滾動邊滑移）速度快。（邊滾動邊滑移）l當當V=rV=r，S=0S=0，也就是說汽車的車輪滾動的速度與汽車行，也就是說汽車的車輪滾動的速度與汽車行駛速相同。純滾動。駛速相同。純滾動。BSB/ S B：縱向附著系數(shù)。影響地面縱向方向的力的大小，如驅(qū)動力、制動力：縱向附著系數(shù)。影響地面縱向方向的力的大小，如驅(qū)動力、制動力 S：橫向附著系數(shù)。影響地面橫向方向的力的大小，如轉(zhuǎn)向力、抵抗橫向外力的能力。：橫向附著系數(shù)。影響地面橫向方向的力的大小，如轉(zhuǎn)向力、抵抗橫向外力的能力。滑移率始終控滑移率始終控制在制在15%-20%15%-20%，橫向附著系數(shù)橫向附著系數(shù) 制動方向穩(wěn)定性，是衡量制動性能的主要指標

6、之一。制動方向穩(wěn)定性，是衡量制動性能的主要指標之一。 制動方向穩(wěn)定性是指汽車在制動時仍能按指定的方向行駛，制動方向穩(wěn)定性是指汽車在制動時仍能按指定的方向行駛，不發(fā)生跑偏、側(cè)滑和失去轉(zhuǎn)向能力。不發(fā)生跑偏、側(cè)滑和失去轉(zhuǎn)向能力。 而這些又與橫向附著力，橫向附著系數(shù)而這些又與橫向附著力，橫向附著系數(shù)ss有關(guān)。有關(guān)。 也就是說橫向附著系數(shù)越大，車輛抵抗橫向外力的能力越也就是說橫向附著系數(shù)越大，車輛抵抗橫向外力的能力越強。越不易跑偏、轉(zhuǎn)向能力越好、防側(cè)滑能力越好。強。越不易跑偏、轉(zhuǎn)向能力越好、防側(cè)滑能力越好。 而橫向附著系數(shù)與滑移率而橫向附著系數(shù)與滑移率S S有關(guān)。有關(guān)。13.1 ABS概述五、五、ABS

7、作用作用 在制動過程中，通過調(diào)節(jié)制動器制動力，使滑移率始終控在制動過程中，通過調(diào)節(jié)制動器制動力，使滑移率始終控制在制在15%-20%，獲得最佳的制動效能和較好的制動方向穩(wěn)定，獲得最佳的制動效能和較好的制動方向穩(wěn)定性。性。%100rS也就是說：也就是說：ABSABS系統(tǒng)通過制動壓力的控制達到一個類似系統(tǒng)通過制動壓力的控制達到一個類似于于“點剎點剎”的效果。的效果。此時，車輪的運動狀態(tài)是：此時，車輪的運動狀態(tài)是：滑轉(zhuǎn)滑轉(zhuǎn)13.2 ABS的組成 ABS ABS的組成可以分為傳感器、電子控制元件的組成可以分為傳感器、電子控制元件（ECUECU）和執(zhí)行器三部分。）和執(zhí)行器三部分。%100rS組成元件組成

8、元件功能功能傳傳感感器器車速傳感器車速傳感器檢測車速，給檢測車速，給ECUECU，用于滑移率控制，用于滑移率控制輪速傳感器輪速傳感器檢測輪速，給檢測輪速，給ECUECU減速度傳感器減速度傳感器 檢測制動時減速度，識別是否處于濕滑路檢測制動時減速度，識別是否處于濕滑路面，只用于四輪驅(qū)動控制系統(tǒng)。面，只用于四輪驅(qū)動控制系統(tǒng)。執(zhí)執(zhí)行行器器制動壓力調(diào)節(jié)制動壓力調(diào)節(jié)器器接受接受ECUECU命令，通過電磁閥的動作，控制命令，通過電磁閥的動作，控制制動系統(tǒng)壓力的增加、保持或降低制動系統(tǒng)壓力的增加、保持或降低ABSABS警告燈警告燈ABSABS發(fā)生故障時，發(fā)出報警信號燈發(fā)生故障時，發(fā)出報警信號燈ECUECU接

9、受傳感器信號，分析、判斷或放大信號，接受傳感器信號，分析、判斷或放大信號，輸出控制指令，控制各執(zhí)行器工作。輸出控制指令，控制各執(zhí)行器工作。ABSABS的組成及其功用的組成及其功用13.2 ABS的工作原理 1 1、傳感器出入各種信號；、傳感器出入各種信號； 2 2、ECUECU接受各種傳感器信號，經(jīng)過處理后，接受各種傳感器信號，經(jīng)過處理后，形成相應(yīng)的控制指令，給制動壓力調(diào)節(jié)器。形成相應(yīng)的控制指令，給制動壓力調(diào)節(jié)器。 3 3、制動壓力調(diào)節(jié)器根據(jù)控制指令，對制動、制動壓力調(diào)節(jié)器根據(jù)控制指令，對制動壓力進行調(diào)節(jié)。壓力進行調(diào)節(jié)。13.3 ABS系統(tǒng)的布置形式一、幾個概念一、幾個概念控制通道控制通道 獨

10、立控制獨立控制 一同控制一同控制 高選原則高選原則 低選原則低選原則 二、二、ABSABS按通道數(shù)的分類按通道數(shù)的分類 四通道四通道 三通道三通道 雙通道雙通道 單通道單通道13.3 ABS系統(tǒng)的布置形式1、三通道ABS 前輪單獨、后輪低選；制動距離短，且方向穩(wěn)定性好前輪單獨、后輪低選；制動距離短，且方向穩(wěn)定性好 13.3 ABS系統(tǒng)的布置形式2、四通道ABS 制動效能好，但容易跑偏，所以應(yīng)用很少制動效能好，但容易跑偏，所以應(yīng)用很少13.4 ABS系統(tǒng)的優(yōu)點l 縮短制動距離縮短制動距離l 改善了輪胎的磨損狀況改善了輪胎的磨損狀況l 增加了汽車制動時的穩(wěn)定性增加了汽車制動時的穩(wěn)定性l ABS A

11、BS系統(tǒng)還有一個優(yōu)點就是使用方便，工作可靠系統(tǒng)還有一個優(yōu)點就是使用方便，工作可靠 第二節(jié) 傳感器1 1、作用：檢測轉(zhuǎn)速信號，并輸入電子指控單元。、作用：檢測轉(zhuǎn)速信號，并輸入電子指控單元。2 2、分類：電磁感應(yīng)式和霍爾效應(yīng)式、分類：電磁感應(yīng)式和霍爾效應(yīng)式二、電磁感應(yīng)式輪速傳感器1 1、結(jié)構(gòu)：、結(jié)構(gòu)：傳感頭傳感頭/ /齒圈（轉(zhuǎn)子）齒圈（轉(zhuǎn)子） 齒圈齒圈安裝在隨車輪轉(zhuǎn)動的部件上，如半軸、輪轂、制動盤等；安裝在隨車輪轉(zhuǎn)動的部件上，如半軸、輪轂、制動盤等；由磁阻較小的鐵磁性材料制成。由磁阻較小的鐵磁性材料制成。 傳感頭傳感頭安裝在車輪附安裝在車輪附件不隨車輪轉(zhuǎn)動的部件上，件不隨車輪轉(zhuǎn)動的部件上，如制動底

12、板。由永磁鐵、如制動底板。由永磁鐵、極軸、線圈組成。極軸、線圈組成。 電磁感應(yīng)現(xiàn)象：電磁感應(yīng)現(xiàn)象： 當閉合電路內(nèi)的磁通發(fā)生變化時，該閉合電路中就會產(chǎn)生電當閉合電路內(nèi)的磁通發(fā)生變化時，該閉合電路中就會產(chǎn)生電動勢與電流，稱電磁感應(yīng)現(xiàn)象。動勢與電流，稱電磁感應(yīng)現(xiàn)象。 2 2、工作原理：、工作原理：傳感頭和齒圈（轉(zhuǎn)子）兩部分組成。傳感頭和齒圈（轉(zhuǎn)子）兩部分組成。 傳感器感應(yīng)線圈周圍的磁場發(fā)生強弱交替的傳感器感應(yīng)線圈周圍的磁場發(fā)生強弱交替的變化，在感應(yīng)線圈中就會出現(xiàn)交變電壓。該交變變化，在感應(yīng)線圈中就會出現(xiàn)交變電壓。該交變電壓的大小和頻率與齒圈的轉(zhuǎn)速成正比。電壓的大小和頻率與齒圈的轉(zhuǎn)速成正比。優(yōu)缺點：優(yōu)

13、缺點：接近零的轉(zhuǎn)速無法檢測；接近零的轉(zhuǎn)速無法檢測；工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，運用廣泛。工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，運用廣泛。三、霍爾效應(yīng)式輪速傳感器 霍爾效應(yīng)，是指磁場作用于載流金屬導(dǎo)體、半導(dǎo)體中的載霍爾效應(yīng)，是指磁場作用于載流金屬導(dǎo)體、半導(dǎo)體中的載流子時，產(chǎn)生橫向電位差的物理現(xiàn)象。流子時，產(chǎn)生橫向電位差的物理現(xiàn)象。 優(yōu)缺點：優(yōu)缺點：輸出的電壓信號的強弱不隨轉(zhuǎn)速的變化；輸出的電壓信號的強弱不隨轉(zhuǎn)速的變化；不會出現(xiàn)高速時頻率響應(yīng)跟不上的問題；不會出現(xiàn)高速時頻率響應(yīng)跟不上的問題；電壓信號的強弱不隨轉(zhuǎn)速的變化；幅值高，抗電磁電壓信號的強弱不隨轉(zhuǎn)速的變化；幅值高，抗電磁波干擾能力強。波干擾能力強。 穿過霍爾元件的磁

14、力線密度發(fā)生變化，從而產(chǎn)生霍穿過霍爾元件的磁力線密度發(fā)生變化，從而產(chǎn)生霍爾電壓的變化，產(chǎn)生微伏級準正弦電壓。爾電壓的變化，產(chǎn)生微伏級準正弦電壓。13.2 ABS的工作原理 1 1、傳感器出入各種信號；、傳感器出入各種信號； 2 2、ECUECU接受各種傳感器信號，經(jīng)過處理后，接受各種傳感器信號，經(jīng)過處理后，形成相應(yīng)的控制指令，給制動壓力調(diào)節(jié)器。形成相應(yīng)的控制指令，給制動壓力調(diào)節(jié)器。 3 3、制動壓力調(diào)節(jié)器根據(jù)控制指令，對制動、制動壓力調(diào)節(jié)器根據(jù)控制指令，對制動壓力進行調(diào)節(jié)。壓力進行調(diào)節(jié)。第三節(jié) 制動壓力調(diào)節(jié)器（319）1、功用、功用 在制動時根據(jù)在制動時根據(jù)ABS電子控制單元（電子控制單元（E

15、CU）的控制）的控制指令，通過電磁閥的動作，自動調(diào)節(jié)制動輪缸的制動指令，通過電磁閥的動作，自動調(diào)節(jié)制動輪缸的制動壓力，使車輪不被抱死，并處于理想滑移狀態(tài)。壓力，使車輪不被抱死，并處于理想滑移狀態(tài)。 也就是說達到類似也就是說達到類似“點剎點剎”的效果。的效果。 那么那么“點剎點剎”反應(yīng)在制動壓力的大小變化上，反應(yīng)在制動壓力的大小變化上，應(yīng)該是怎樣的？應(yīng)該是怎樣的？增壓、減壓、增壓、減壓增壓、減壓、增壓、減壓2、典型的制動壓力調(diào)節(jié)器、典型的制動壓力調(diào)節(jié)器（1 1）常規(guī)制動時，）常規(guī)制動時，ABSABS不參與制動。進油閥開啟，出油閥關(guān)閉，不參與制動。進油閥開啟，出油閥關(guān)閉，制動主缸的制動液推入制動輪

16、缸，產(chǎn)生制動力。制動主缸的制動液推入制動輪缸，產(chǎn)生制動力。（2 2）壓力保持時，）壓力保持時，ABSABS進入工作狀態(tài)。進油閥關(guān)閉，出油閥關(guān)進入工作狀態(tài)。進油閥關(guān)閉，出油閥關(guān)閉。輪缸里的制動液處于不流動狀態(tài)，制動力保持。閉。輪缸里的制動液處于不流動狀態(tài)，制動力保持?；窘M成包括：電磁閥、液壓泵、低壓儲液器基本組成包括：電磁閥、液壓泵、低壓儲液器（3 3）壓力減小時，）壓力減小時，ABSABS參與工作。進油閥關(guān)閉，出油閥打開，參與工作。進油閥關(guān)閉，出油閥打開，制動輪缸液體進入低壓儲液器，制動力減小；電動回油制動輪缸液體進入低壓儲液器，制動力減??；電動回油泵通電，將制動液泵回主缸。泵通電，將制動液

17、泵回主缸。（4 4）壓力增高時，）壓力增高時，ABSABS進入工作狀態(tài)。進油閥打開，出油閥關(guān)閉，進入工作狀態(tài)。進油閥打開，出油閥關(guān)閉，回油泵通電，制動主缸的液力進入制動輪缸，同時回油泵將回油泵通電，制動主缸的液力進入制動輪缸，同時回油泵將低壓儲液器里的制動液泵到輪缸里，制動壓力增高。低壓儲液器里的制動液泵到輪缸里，制動壓力增高。3、制動壓力調(diào)節(jié)器的分類、制動壓力調(diào)節(jié)器的分類(322)（1）動力源的不同：液壓式和氣壓式）動力源的不同：液壓式和氣壓式（2）與制動主缸的結(jié)構(gòu)關(guān)系：整體式和分離式）與制動主缸的結(jié)構(gòu)關(guān)系：整體式和分離式（3）調(diào)壓方式的不同：循環(huán)式，可變?nèi)莘e式）調(diào)壓方式的不同：循環(huán)式，可變

18、容積式1、循環(huán)制動壓力調(diào)節(jié)器、循環(huán)制動壓力調(diào)節(jié)器主缸主缸踏板踏板液壓部件液壓部件線圈線圈儲液器儲液器ECU傳感器傳感器輪缸輪缸電磁閥電磁閥回油泵回油泵 常規(guī)制動時，常規(guī)制動時，ABSABS不工作，不工作， 電磁閥線圈電磁閥線圈中無電流通過，中無電流通過，電磁閥柱塞處于電磁閥柱塞處于較低位置，制動較低位置，制動主缸與制動輪缸主缸與制動輪缸相通。制動主缸相通。制動主缸的液力直接進入的液力直接進入制動輪缸，制動制動輪缸，制動壓力升高。壓力升高。主缸主缸踏板踏板液壓部件液壓部件線圈線圈儲液器儲液器ECU傳感器傳感器輪缸輪缸電磁閥電磁閥回油泵回油泵（1）常規(guī)制動）常規(guī)制動（2）保壓制動）保壓制動主缸主缸

19、踏板踏板液壓部件液壓部件線圈線圈儲液器儲液器ECU傳感器傳感器輪缸輪缸電磁閥電磁閥回油泵回油泵 ABS ABS通過傳感器判通過傳感器判斷滑移率已處于合適的斷滑移率已處于合適的范圍，就會保持制動壓范圍，就會保持制動壓力。力。 ECU ECU向電磁線圈輸向電磁線圈輸入一個很小的電流，使入一個很小的電流，使電磁閥上升到中間位置。電磁閥上升到中間位置。此時，制動主缸、制動此時，制動主缸、制動輪缸、低壓儲液器相互輪缸、低壓儲液器相互分隔，輪缸中的制動力分隔，輪缸中的制動力保持一定。保持一定。（3）減壓制動）減壓制動主缸主缸踏板踏板液壓部件液壓部件線圈線圈儲液器儲液器ECU傳感器傳感器輪缸輪缸電磁閥電磁閥

20、回油泵回油泵 ECU向電磁線圈輸向電磁線圈輸入一個最大的電流，使電入一個最大的電流，使電磁閥上升到較高位置。此磁閥上升到較高位置。此時，制動輪缸、低壓儲液時，制動輪缸、低壓儲液器相互接通，制動輪缸中器相互接通，制動輪缸中的制動液經(jīng)電磁閥流入儲的制動液經(jīng)電磁閥流入儲液器，制動力下降。液器，制動力下降。 同時，回油泵開始工作，同時，回油泵開始工作，將流回儲液器的制動液加將流回儲液器的制動液加壓后輸送到主缸。制動踏壓后輸送到主缸。制動踏板有板有“回彈回彈”現(xiàn)象?，F(xiàn)象。 ABS通過傳感器判斷車輪趨于抱通過傳感器判斷車輪趨于抱死，就會減小制動壓力。死，就會減小制動壓力。（4）增壓制動）增壓制動主缸主缸踏

21、板踏板液壓部件線圈線圈儲液器儲液器ECU傳感器傳感器輪缸輪缸電磁閥電磁閥回油泵回油泵2、可變?nèi)莘e式制動壓力調(diào)節(jié)器、可變?nèi)莘e式制動壓力調(diào)節(jié)器在汽車原有制動系統(tǒng)基礎(chǔ)上增加增加一套液壓控制裝一套液壓控制裝置置。制動壓力油路和ABS控制壓力油路是相互隔開的。常規(guī)制動常規(guī)制動：電磁閥無電流，柱塞左移，控制活塞在彈簧作用下左移頂開單向閥，常規(guī)制動油路接通。ABS不工作。主缸主缸踏板踏板液壓部件液壓部件控制活塞控制活塞單向閥單向閥柱塞柱塞電磁閥電磁閥線圈線圈儲液器儲液器回油泵回油泵傳感器傳感器輪缸輪缸ECU儲能器儲能器減壓減壓：電磁閥通：電磁閥通入一大電流，柱入一大電流，柱塞右移，控制活塞右移，控制活塞在壓力油作用塞在壓力油作用下右移，單向閥下右移，單向閥關(guān)閉，常規(guī)制動關(guān)閉，常規(guī)制動油路切斷。同時油路切斷。同時由于控制活塞的由于控制活塞的右移，使輪缸側(cè)右移，使輪缸側(cè)容積增大，制動容積增大，制動壓力減小。壓力減小。主缸主缸踏板踏板液壓部件液壓部件控制活塞控制活塞單向閥單向閥柱塞柱塞電磁閥電磁閥線圈線圈儲液器儲液器回油泵回油泵傳感器傳感器輪缸輪缸ECU儲能器儲能器保壓保壓：電磁閥：電磁閥通入較小電流，通入較小電流，柱塞右移將所柱塞右移將所有油路相互隔有油路相