汽车ABS制动系统.doc

机械087 王德发 2008071371汽车ABS制动系统制动系统作用是：使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车；使已停驶的汽车在各种道路条件下(包括在坡道上)稳定驻车；使下坡行驶的汽车速度保持稳定。 对汽车起制动作用的只能是作用在汽车上且方向与汽车行驶方向相反的外力，而这些外力的大小都是随机的、不可控制的，因此汽车上必须装设一系列专门装置以实现上述功能。组成 （1）供能装置：包括供给、调节制动所需能量以及改善传动介质状态的各种部件 （2）控制装置：产生制动动作和控制制动效果各种部件，如制动踏板 （3）传动装置：包括将制动能量传输到制动器的各个部件如制动主缸、轮缸 （4）制动器：产生阻碍车辆运动或运动趋势的部件 制动系统一般由制动操纵机构和制动器两个主要部分组成。(1)制动操纵机构 产生制动动作、控制制动效果并将制动能量传输到制动器的各个部件，如图中的2、3、4、6，以及制动轮缸和制动管路。(2)制动器 产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力(制动力)的部件。汽车上常用的制动器都是利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩，称为摩擦制动器。它有鼓式制动器和盘式制动器两种结构型式。功用 为了保证汽车安全行驶，提高汽车的平均行驶车速，以提高运输生产率，在各种汽车上都设有专用制动机构。这样的一系列专门装置即称为制动系。 汽车制动系功用 1）保证汽车行驶中能按驾驶员要求减速停车 2）保证车辆可靠停放 “ABS”中文译为“防锁死刹车系统”.它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统。ABS是常规刹车装置基础上的改进型技术，可分机械式和电子式两种。 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。 普通制动系统在湿滑路面上制动，或在紧急制动的时候，车轮容易因制动力超过轮胎与地面的摩擦力而安全抱死。 一、 ABS 的应用世界上第一台防抱死制动系统 ABS(Ant-ilock Brake System), 在 1950 年问世，首先被应用在航空领域的飞机上， 1968 年开始研究在汽车上应用。 70 年代，由于欧美七国生产的新型轿车的前轮或前后轮开始采用盘式制动器，促使了 ABS 在汽车上的应用。 1980 年后，电脑控制的 ABS 逐渐在欧洲、美国及亚洲日本的汽车上迅速扩大。到目前为止，一些中高级豪华轿车，如西德的奔驰、宝马、雅迪、保时捷、欧宝等系列，英国的劳斯来斯、捷达、路华、宾利等系列，意大利的法拉利、的爱快、领先、快意等系列，法国的波尔舍系列，美国福特的 TX3 、 30X 、红慧星及克莱斯勒的帝王、纽约豪客、男爵、道奇、顺风等系列，日本的思域，凌志、豪华本田、奔跃、俊朗、淑女 300Z 等系列，均采用了先进的 ABS 。到 1993 年，美国在轿车上安装 ABS 已达 46% ，现今在世界各国生产的轿车中有近 75% 的轿车应用 ABS 。 现今全世界已有本迪克斯、本迪克斯、波许、摩根 . 戴维斯、海斯 . 凯尔西、苏麦汤姆、本田、日本无限等许多公司生产 ABS ，它们中又有整体和非整体之分。预计随着轿车的迅速发展，将会有更多的厂家生产。 二、 ABS 的功用 制动性能是汽车主要性能之一，它关系到行车安全性。评价一辆汽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。 制动时方向的稳定性，是指汽车制动时仍能按指定的方向的轨迹行驶。如果因为汽车的紧急制动（尤其是高速行驶时）而使车轮完全抱死，那是非常危险的。若前轮抱死，将使汽车失去转向能力；若后轮抱死，将会出现甩尾或调头（跑偏、侧滑）尤其在路面湿滑的情况下，对行车安全造成极大的危害。 汽车的制动力取决于制动器的摩擦力，但能使汽车制动减速的制动力，还受地面附着系数的制约。当制动器产生的制动力增大到一定值时，汽车轮胎将在地面上出现滑移。其滑移率 (V t -V a )/V t 100 式中：-滑移率； V t- 汽车的理论速度； V a -汽车的实际速度。 据试验证实，当车轮滑移率 15 一 20 时附着系数达到最大值，因此，为了取得最佳的制动效果，一定要控制其滑移率在 15 一 20 范围内。 ABS 的功能即在车轮将要抱死时，降低制动力，而当车轮不会抱死时又增加制动力，如此反复动作，使制动效果最佳。 三、 ABS 的两种控制方式1 双参数控制 双参数控制的 ABS ，由车速传感器 ( 测速雷达 ) 、轮速传感器、控制装置 ( 电脑 ) 和执行机构组成。 其工作原理是车速传感器和轮速传感器，分别将车速和轮速信号输入电脑，由电脑计算出实际滑移率，并与理想滑移率 15 一 20 作比较，再通过电磁阀增减制动器的制动力。 这种曳速传感器常用多普勒测速雷达。当汽车行驶时，多普勒雷达天线以一定频率不断向地面发射电磁波，同时又接收反射回来的电磁波，测量汽车雷达发射与接收的差值，便可以准确计算出汽车车速。而轮速传感器装在变速器外壳，由变速器输出轴驱动，它是一个脉冲电机，所产生的频率与轮速成正比。 执行机构由电磁阀及继电器等组成。电磁阀调整制动力，以便保持理想的滑移率。 这种 ABS 可保证滑移率的理想控制，防抱制动性能好，但由于增加了一个测速雷达，因此结构较复杂，成本也较高。例如 汽车杂志社沈树盛审报的专利 ( 专利号 92221809 9) 。 2 单参数控制 它以控制车轮的角减速度为对象，控制车轮的制动力，实现防抱死制动，其结构主要由轮速传感器、控制器 ( 电脑 ) 及电磁阀组成。 轮速传感器由传感器和齿圈钢环组成 ( 见图 2) 1、电缆 2 永磁体 3 外壳 4 ，传感线圈 5 ，极轴 6 齿圈 2、为了准确无误地测量轮速，传感头与车轮齿圈间应留有 1mm 间隙。为避免水、泥、灰尘对传感器的影响，安装前应将传感器加注黄油。 电磁阀用于车轮制动器的压力调节。对于四通道制动系统，一个车轮圈有一个电磁阀；三通道制动系统，每个前轮拥有一个，两个后轮共用一个。电磁阀有三个液压孔，分别与制动主缸与车轮制动分缸相连，并能实现压力升高、压力保持、压力降低的调压功能。工作原理如下。 1) 升压 在电磁阀不工作时，制动主缸接口和各制动分缸接口直通。由于主弹簧强度大，使进油阀开启，制动器压力增加。 2) 压力保持 当车轮的制动分缸中的压力增长到一定值时，进油阀切断关闭。支架就保持在中间状态，三个孔间相互密封，保持制动压力。 3) 降压 当电磁阀工作时，支架克服两个弹簧的弹力，打开卸荷肉使制动分缸压力降低。压力一旦降低，电磁阀就转换到压力保持状态，或升压的准备状态。 控制装置 ECU 的主要任务是把各车轮的传感器传回来的信号进行计算、分析、放大和判别，再由输出级将指令信号输出到电磁阀，去执行制动压力调节任务。电子控制装置，由四大部分组成，输入级 A 、控制器 B 、输出级 C ，稳压与保护装置 D 。 电子控制器以 4 一 101tz 的频率驱动电磁阀，这是驾驶员无法做到的。 这种单参数控制方式的 ABS ，由于结构简单、成本低，故目前使用较广。 在美国克莱斯勒型高级轿车中大多配备了这种单参数控制方式的 ABS 。它在轿车的四个轮上都装有轮速传感器。结构如图 4 。 分配阀 ( 见图 5) 是一个三通道的分配阀，它位于制动油泵总成的下方。 在车轮轴上安装有 45 齿或 100 齿的齿圈，轮速传感器的传感头装在齿圈的顶上。当车轮转动时，使传感器不断产生电压信号，并输入电脑，与 RoM 中理想速度比较，算出车轮的增速或减速，向电磁阀发出升压或卸压的指令，以控制制动分缸制动力。 四、 ABS 使用中注意的问题 （ 1 ）更换制动器或更换液压制动系部件后，应排净制动管路中的空气，以免影响制动系统的正常工作。 （ 2 ）装有 ABS 的汽车，每年应更换一次制动液。否则，制动液吸湿性很强，含水后不仅会降低沸点，产生腐蚀，而且还会造成制动效能衰退。 （ 3 ）检查 ABS 防抱死制动系统前应先拔去电源。