ABS系统简介

【专家解说】：ABS(Anti-locked Braking System)中文译为“防抱死刹车系统”.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。 近年来由于汽车消费者对安全的日益重视，大部分的车都已将ABS列为标准配备。如果没有ABS，紧急制动通常会造成轮胎抱死，这时，滚动摩擦变成滑动摩擦，制动力大大下降。而且如果前轮抱死，车辆就失去了转向能力;如果后轮先抱死，车辆容易产生侧滑，使车行方向变得无法控制。所以，ABS系统通过电子机械的控制，以非常快的速度精密的控制制动液压力的收放，来达到防止车轮抱死，确保轮胎的最大制动力以及制动过程中的转向能力，使车辆在紧急制动时也具有躲避障碍的能力。 随着世界汽车工业的迅猛发展，安全性日益成为人们选购汽车的重要依据。目前广泛采用的防抱制动系统(ABS)使人们对安全性要求得以充分的满足。 汽车制动防抱系统，简称为ABS，是提高汽车被动安全性的一个重要装置。有人说制动防抱系统是汽车安全措施中继安全带之后的又一重大进展。汽车制动系统是汽车上关系到乘客安全性最重要的二个系统之一。随着世界汽车工业的迅猛发展，汽车的安全性越来越为人们重视。汽车制动防抱系统，是提高汽车制动安全性的又一重大进步。 ABS防抱制动系统由汽车微电脑控制，当车辆制动时，它能使车轮保持转动，从而帮助驾驶员控制车辆达到安全的停车。这种防抱制动系统是用速度传感器检测车轮速度，然后把车轮速度信号传送到微电脑里，微电脑根据输入车轮速度，通过重复地减少或增加在轮子上的制动压力来控制车轮的打滑率，保持车轮转动。在制动过程中保持车轮转动，不但可保证控制行驶方向的能力，而且，在大部分路面情况下，与抱死〔锁死〕车轮相比，能提供更高的制动力量。 ABS的工作原理 控制装置和ABS警示灯等组成，在不同的ABS系统中，制动压力调节装置的结构形式和工作原理往往不同，电子控制装置的内部结构和控制逻辑也可能ABS通常都由车轮转速传感器、制动压力调节装置、电子不尽相同。 在常见的ABS系统中，每个车轮上各安装一个转速传感器，将有关各车轮转速的信号输入电子控制装置。电子控制装置根据各车轮转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，并形成相应的控制指令。制动压力调节装置主要由调压电磁阀组成，电动泵组成和储液器等组成一个独立的整体，通过制动管路与制动主缸和各制动轮缸相连。制动压力调节装置受电子控制装置的控制，对各制动轮缸的制动压力进行调节。 ABS的工作过程可以分为常规制动，制动压力保持制动压力减小和制动压力增大等阶段。在常规制动阶段，ABS并不介入制动压力控制，调压电磁阀总成中的各进液电磁阀均不通电而处于开启状态，各出液电磁阀均不通电而处于关闭状态，电动泵也不通电运转，制动主缸至各制动轮缸的制动管路均处于沟通状态，而各制动轮缸至储液器的制动管路均处于封闭状态，各制动轮缸的制动压力将随制动主缸的输出压力而变化，此时的制动过程与常规制动系统的制动过程完全相同 在制动过程中，电子控制装置根据车轮转速传感器输入的车轮转速信号判定有车轮趋于抱死时，ABS就进入防抱制动压力调节过程。例如，电子控制装置判定右前轮趋于抱死时，电子控制装置就使控制右前轮刮动压力的进液电磁阀通电，使右前进液电磁阀转入关闭状态，制动主缸输出的制动液不再进入右前制动轮缸，此时，右前出液电磁阀仍末通电而处于关闭状态，右前制动轮缸中的制动液也不会流出，右前制动轮缸的刮动压力就保持一定，而其它末趋于抱死车轮的制动压力仍会随制动主缸输出压力的增大而增大;如果在右前制动轮缸的制动压力保持一定时，电子控制装置判定右前轮仍然趋于抱死，电子控制装置又使右前出液电磁阀也通电而转入开启状态，右前制动轮缸中的部分制动波就会经过处于开启状态的出液电磁阀流回储液器，使右前制动轮缸的制动压力迅速减小右前轮的抱死趋势将开始消除，随着右前制动轮缸制动压力的减小，右前轮会在汽车惯性力的作用下逐渐加速;当电子控制装置根据车轮转速传感器输入的信号判定右前轮的抱死趋势已经完全消除时，电子控制装置就使右前进液电磁阀和出液电磁阀都断电，使进液电磁阀转入开启状态，使出液电磁阀转入关闭状态，同时也使电动泵通电运转，向制动轮缸泵输送制动液，由制动主缸输出的制动液经电磁阀进入右前制动轮缸，使右前制动轮缸的制动压力迅速增大，右前轮又开抬减速转动。 ABS通过使趋于抱死车轮的制动压力循环往复而将趋于防抱车轮的滑动率控制，在峰值附着系数滑动率的附近范围内，直至汽车速度减小至很低或者制动主缸的常出压力不再使车轮趋于抱死时为止。制动压力调节循环的频率可达3~20HZ。在该ABS中对应于每个制动轮缸各有对进液和出液电磁阀，可由电子控制装置分别进行控制，因此，各制动轮缸的制动压力能够被独立地调节，从而使四个车轮都不发生制动抱死现象。 尽管各种ABS的结构形式和工作过程并不完全相同，但都是通过对趋于抱死车轮的制动压力进行自适应循环调节，来防止被控制车轮发生制动抱死。 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 δ=(Vt-Va)/Vt×100% 式中:δ--滑移率; Vt--汽车的理论速度; Va--汽车的实际速度。 据试验证实，当车轮滑移率δ=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%~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。 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。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。 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。 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。 【规定客货车型须强制安装ABS】 《机动车运行安全技术条件》(国家标准)规定:“从2004年10月1日起，总质量大于12000kg的长途客车和旅游客车、总质量大于16000kg允许挂接总质量大于10000kg的挂车的货车及总质量大于10000kg的挂车必须安装符合GB/T13594规定的ABS。” 国家颁布ABS标准并强制大型客车和重型货车安装ABS，势必会导致ABS的市场需求量迅猛增加。广州科密汽车制动技术开发公司有限公司总工程师汪德舟在接受采访时表示，目前国内客车和货车装备的ABS只有2万套左右，一旦ABS标准强制实施，那么明年将约有40万辆汽车需装配ABS，市场需求将扩大20倍。 诱人的蛋糕肯定迎来越来越多的ABS供应商抢占这个市场。有业内人士提醒，ABS是个特殊的产品。作为机动车主动安全系统的重要组成部分，ABS对技术的要求很严格。中国的道路状况复杂、气候多样、汽车负载率普遍偏高，对ABS的技术要求尤其严格。 【三大误区应注意】 其实，由于很多人对ABS缺少正确认识，使用时难免会产生一些错误观念，直到酿成祸事也不知道原因究竟何在。广州科密汽车制动技术开发公司有限公司总工程师汪德舟表示，使用ABS，需要避重就轻，消除一些错误的使用观念，充分发挥其安全保障作用。 误区一:装有ABS的车，制动距离会较没有装ABS的车大大地缩短。 产生这种错误说法的原因，是因为ABS往往是在较紧急的制动动作下发挥作用的，所以会给人以ABS起作用后制动距离缩短的印象。其实制动距离的长短与路面的摩擦系数以及轮胎有更直接的关系，在某些情况下，有ABS的制动距离较没有ABS的短，但在其他不同条件下，情况会恰好相反。因为在正常情况下，滚动摩擦系数要小于滑动摩擦系数。 误区二:有ABS的车不会出现甩尾侧滑现象。 实际上，ABS的作用只发生在制动车轮抱死的情况下，它与电子行驶稳定系统的作用有本质上的不同。 误区三:有ABS的汽车制动稳定性提高了，开车就可以更大胆。 ABS只是制动的辅助系统，可以在制动时帮助驾驶者控制车辆状态，防止车辆在制动中失去转向能力，但其中主要操控仍是驾驶者，所以超速驾驶仍会引发事故。 ABS四大优点 1、加强对车辆的控制。装备有ABS的汽车，驾驶员在紧急制动过程中仍能保持着很大程度的操控性，可以及时调整方向，对前面的障碍或险情做出及时、必要的躲避。而未配备ABS的车辆紧急制动时容易产生侧滑、甩尾等意外情况，使驾驶员失去对车辆的控制，增加危险性。 2、减少浮滑现象。没有配备ABS的车辆在潮湿、光滑的道路上紧急制动，车轮抱死后会出现车辆在路面上保持惯性继续向前滑动的情况。而ABS由于减少了车轮抱死的机会，因此也减少了制动过程中出现浮滑的机会。 3、有效缩短制动距离。在紧急制动状态下，ABS能使车轮处于既滚动又拖动的状况，拖动的比例占20%左右，这时轮胎与地面的摩擦力最大，即所谓的最佳制动点或区域。普通的制动系统无法做到这一点。 4、减轻了轮胎的磨损。使用ABS消除了在紧急制动过程中抱死的车轮使轮胎遭受不能修复的损伤，即在轮胎表面形成平斑的可能性。大家留心就会发现，在道路上留下长长刹车痕迹的是未装备ABS的车辆，而装备了ABS的车辆，只会留下轻微的刹车痕迹，并且是一小段一小段的，明显减少了轮胎和地面的磨损程度。 希望能对你的问题有所帮助