ABS原理解析

,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,客户为尊 服务为荣,*,ABS,汽车制动防抱系统,AUTILOCK BRAKING SYSTEM,汽车,ABS,系统简介,一、,ABS,概述,二、,ABS,的组成和工作原理,三、,ABS,系统的布置形式,四、,ABS,系统的优点,五、转速传感器,六、ABS液压掌握总成的构造,七、制动压力调整器,假设车轮抱死滑移，车轮与路面间的侧向附着力将完全消逝。,前轮(转向轮)制动到抱死 +后轮滚动 =汽车失去转向力量,后轮制动到抱死,+,前轮,(,转向轮,),滚动,=,汽车侧滑,(,甩尾,),ABS,概述,在汽车制动时，没有装设ABS装置的汽车，假设在行驶中用力踩踏制动踏板，车轮会急速降低转速，最终车轮停顿，但车身照旧保持惯性向前滑动。,前轮,(,转向轮,),抱死,+,后轮制动到抱死,=,汽车水滑,一、依据惯性运动,假设汽车原来在平直的路面上行驶，问题可能不大。,假设汽车正在弯道上行驶，离心惯性力作用下就会,脱离原来的道路，发生事故，甚至滚下山崖。,二、在外力作用下运动,假设侧面来风，汽车可能侧滑。,假设路面倾斜、凹凸不平、干湿不均，汽车可能滑移。,路面条件造成各轮制动力不均匀，汽车会突发转动。,一旦轮子不转了被抱死，汽车的运动就变得难以捉摸了。,会发生什么事呢,?,ABS?,只要车轮还在滚动，上述状况就不会发生。,由于滚动着的车轮要遵循它的运动规律，就是沿着垂直于轴线的方向运动。只要轴的方向不变，车的方向就不变。你就能够把握汽车的运动。,为什么,怎么不让车轮抱死呢？,ABS,的作用就是防止车轮在制动过程中抱死。,看看去,GO!,ABS,的组成,通常，ABS是在一般制动系统的根底上+车轮速度传感器+ABS电控单元+制动压力调整装置+制动掌握电路等组成的，如以下图,11.,点火开关,1.,前轮速度传感器,2.制动压力调整装置,3.ABS,电控单元,4.ABS,警告灯,5.,后轮速度传感器,6.,停车灯开关,7.,制动主缸,8.比例安排阀,9.,制动轮缸,10.,蓄电池,ABS,制动过程中的减压状态,ABS,的工作原理,制动过程中，ABS电控单元(ECU)3不断地从前轮速度传感器1和后轮速度传感器5猎取车轮速度信号，并加以处理，分析是否有车轮马上抱死拖滑。,假设没有车轮马上抱死拖滑，制动压力调整装置2不参与工作，制动主缸7和各制动轮缸9相通，制动轮缸中的压力连续增大,ABS,制动过程中的增压状态,假设电控单元推断出某个车轮(假设为左前轮)马上抱死拖滑，它即向制动压力调整装置发出命令，关闭制动主缸与左前制动轮缸的通道，使左前制动轮缸的压力不再增大,ABS,制动过程中的保压状态,假设电控单元推断出左前轮仍趋于抱死拖滑状态，它即向制动压力调整装置发出命令，翻开左前制动轮缸与储液室或储能器(图中未画出)的通道，使左前制动轮缸中的油压降低,ABS的工作过程实际上是抱死松开抱死松开的循环工作过程，使车辆始终处于临界抱死的间隙滚动状态，有效地抑制紧急制动时的跑偏、侧滑、甩尾，防止车身失控等状况的发生。,它是利用阀体内的一个橡胶气囊，在踩下刹车时，赐予刹车油压力，充满到ABS的阀体中，此时气囊利用中间的空气隔层将压力返回，使车轮避过锁死点。当车轮马上到达下一个锁死点时，刹车油的压力使得气囊重复作用，如此在一秒钟内可作用60120次，相当于不停地刹车、放松，即相像于机械的“点刹。,因此，ABS防抱死系统，能避开在紧急刹车时方向失控及车轮侧滑，使车轮在刹车时不被锁死，不让轮胎在一个点上与地面摩擦，从而加大磨擦力，使刹车效率到达90%以上。,依靠装在各车轮上高灵敏度的车轮转速传感器以及车身上的车速传感器，通过计算机掌握。紧急制动时，一旦觉察某个车轮抱死，计算机马上指令压力调整器使该轮的制动分泵泄减压，使车轮恢复转动。,轮速传感器内有电磁线圈可产生磁力线，安装在车轮四周的一个固定部件上。,齿圈安装在车轮轮辋上，车轮转动带动齿圈转动，齿圈切割磁力线使传感器内的电磁线圈感应出交变电流，其脉冲率与车轮转速成正比并被输往电子掌握器内。,电子掌握器是一种微电子计算机，它依据各个轮速传感器的电流脉冲信号测出各个车轮的运动速度，加速度或者减速度，滑动率等数值，当这些数值超出正常值的范围内就会发出指令给电磁调整器。,电磁调整器里面的柱塞会依照指令上下移动，调整输入各个车轮制动分泵的油量，起到一个阀门的作用。,ABS的工作原理简洁一点来讲，就是由轮速感应器监测车轮的转速，监测信号集合到电子掌握器内分析，一旦监测到车轮快要抱死时，电子掌握器会发出指令给电磁调整器，由它掌握油压安排阀调整各个车轮的制动分泵，以“一放一收”的点放形式来掌握刹车摩擦片，解除车轮的抱死现象。用点放形式来制动，即可急剧降低轮速，又可保持轮胎与地面的附着力。,ABS,系统的布置形式,依据掌握通道数目的不同来分类,ABS,系统,四通道,三通道,双通道,单通道,对应于双制动管路的,H,型,(,前后,),或,X,型,(,对角,),两种布置形式，四通道,ABS,也有两种布置形式，见图,(a,、,b),为了对四个车轮的制动压力进展独立掌握，在每个车轮上各安装一个转速传感器，并在通往各制动轮缸的制动管路中各设置一个制动压力调整分装置(通道)。,由于四通道ABS可以最大程度地利用每个车轮的附着力进展制动，因此汽车的制动效能最好。,四通道,ABS,但在附着系数分别(两侧车轮的附着系数不相等)的路面上制动时，由于同一轴上的制动力不相等，使得汽车产生较大的偏转力矩而产生制动跑偏。因此，ABS通常不对四个车轮进展独立的制动压力调整。,通道,转速传感器,四轮ABS大多为三通道系统，而三通道系统都是对两前轮的制动压力进展单独掌握，对两后轮的制动压力按低选原则一同掌握，其布置形式见图(c、d、e),三通道,ABS,图(c)所示的按对角布置的双管路制动系统中，虽然在通往四个制动轮缸的制动管路中各设置一个制动压力调整分装置，但两个后制动压力调整分装置却是由电子掌握装置一同掌握的，实际上仍是三通道ABS。,由于三通道ABS对两后轮进展一同掌握，对于后轮驱动的汽车可以在变速器或主减速器中只设置一个转速传感器来检测两后轮的平均转速。,如上图e所示,汽车紧急制动时，会发生很大的轴荷转移(前轴荷增加，后轴荷减小)，使得前轮的附着力比后轮的附着力大很多(前置前驱动汽车的前轮附着力约占汽车总附着力的70%80%)。,油箱,前轮,前轮,后轮,三通道,原理示意图,对前轮制动压力进展独立掌握，可充分利用两前轮的附着力对汽车进展制动，有利于缩短制动距离，并且汽车的方向稳定性却得到很大改善。,对于后轮驱动的汽车，可以在两前轮和传动系中各安装一个转速传感器，如图f所示。当在附着系数分别的路面上进展紧急制动时，两前轮的制动力相差很大，为保持汽车的行驶方向，驾驶员会通过转动转向盘使前轮偏转，以求用转向轮产生的横向力与不平衡的制动力相抗衡，保持汽车行驶方向的稳定性。,双通道,ABS,如下图的双通道ABS在按前后布置的双管路制动系统的前后制动管路中各设置一个制动压力调整分装置，分别对两前轮和两后轮进展一同掌握。两前轮可以依据附着条件进展高选和低选转换，两后轮则按低选原则一同掌握。,但是在两前轮从附着系数分别路面驶入附着系数均匀路面的瞬间，以前处于低附着系数路面而抱死的前轮的制动力因附着力突然增大而增大，由于驾驶员无法在瞬间将转向轮回正，转向轮上仍旧存在的横向力将会使汽车向转向轮偏转方向行驶，这在高速行驶时是一种无法掌握的危急状态。,而对于承受此掌握方式的后轮驱动汽车，假设将比例阀调整到正常制动状况下前轮趋于抱死时，后轮的制动力接近其附着力，则紧急制动时由于离合器往往难以准时分别，导致后轮抱死，使汽车丧失方向稳定性。,图g所示的双通道ABS多用于制动管路对角布置的汽车上，两前轮独立掌握，制动液通过比例阀(P阀)按肯定比例减压后传给对角后轮。,对于承受此掌握方式的前轮驱动汽车，假设在紧急制动时离合器没有准时分别，前轮在制动压力较小时就趋于抱死，而此时后轮的制动力还远未到达其附着力的水平，汽车的制动力会显著减小。,由于双通道ABS难以在方向稳定性、转向操纵力量和制动距离等方面得到兼顾，因此目前很少被承受。,单通道ABS一般对两后轮按低选原则一同掌握，其主要作用是提高汽车制动时的方向稳定性。在附着系数分别的路面上进展制动时，两后轮的制动力都被限制在处于低附着系数路面上的后轮的附着力水平，制动距离会有所增加。由于前制动轮缸的制动压力未被掌握，前轮仍旧可能发生制动抱死，所以汽车制动时的转向操作力量得不到保障。,全部单通道ABS都是在前后布置的双管路制动系统的后制动管路中设置一个制动压力调整装置，对于后轮驱动的汽车只需在传动系中安装一个转速传感器，如图h,单通道,ABS,但由于单通道ABS能够显著地提高汽车制动时的方向稳定性，又具有构造简洁、本钱低的优点，因此在轻型货车上得到广泛应用。,ABS,系统的优点,汽车在制动时，假设前轮先抱死，驾驶员将无法掌握汽车的行驶方向，这是特别危急的；如果后轮先抱死，则会消失侧滑、甩尾，甚至使汽车整个调头等严峻事故。,在同样紧急制动的状况下，ABS系统可以将滑移率掌握在20左右，从而可获得最大的纵向制动力。由于抱死后车轮与地面的摩擦系数反而变小了。,优点一,优点二,增加了汽车制动时的稳定性,能缩短制动距离,需要说明的是，当汽车在积雪路面上制动时，假设车轮抱死，则车轮前的楔状积雪可阻挡汽车的前进。在此条件下，装有ABS系统的汽车，其制动距离可能更长。,ABS系统可以防止车轮制动时被完全抱死，提高了汽车行驶的稳定性。资料说明，装有ABS系统的车辆，可使因车轮侧滑引起的事故比例下降8左右。,由试验得知，汽车车轮的滑动率在,15,20,时，轮胎与路面间有最大的附着系数,阅历,ABS系统的使用与一般制动系统的使用几乎没有区分，制动时只要把脚踏在制动踏板上，ABS系统就会依据状况自动进入工作状态，如遇雨雪路滑，驾驶员也没有必要用一连串的点刹车方式进展制动，ABS系统会使制动状态保持在最正确点。此即ABS制动过程中的保压状态。,优点三,改善了轮胎的磨损状况,车轮抱死会加剧轮胎磨损，而且轮胎胎面磨耗不均匀，使轮胎磨损消消耗增加。经测定，汽车在紧急制动时，车轮抱死所造成的轮胎累加磨损费，已超过一套防抱死制动系统的造价。,优点四,使用便利、工作牢靠,因此，安装ABS系统具有肯定的经济效益，也削减了轮胎粉尘对环境的污染,便利？,一刹究竟，不用点刹,牢靠？,防抱死,轮速传感器,转速传感器的原理？,检测车轮的速度,将速度信号输入,ABS,的电控单元,转速传感器在车轮上的安装位置？,齿圈的齿数是依据所选用的轮胎的大小来选择,安装时，传感头与齿圈之间应留有约1mm的间隙。同时留意在安装前应向传感器加注润滑脂，以防止水、泥或灰尘等对传感器工作产生影响。,ABS,系统使用的转速传感器的分类？,电磁式,霍尔式,齿圈,构造组成,传感头,+,齿圈,传感头,+,永磁体,极轴,感应线圈,永磁体,霍尔元件,电子电路,柱式,凿式,究竟哪个比较好呢？,电磁式,齿圈,6,旋转时，齿顶和齿隙交替对向极轴。在齿圈旋转过程中，感应线圈内部的磁通量交替变化从而产生感应电动势，此信号通过感应线圈末端的电缆,1,输入,ABS,的电控单元。,当齿圈的转速发生变化时，感应电动势的频率也变化。,ABS,电控单元通过检测感应电动势的频率来检测车轮转速。,假设：,1.,测出交变电压的周期,T,齿圈齿数为,z,车轮滚动半径为,r,齿圈转动角速度为,又因为,则车速为,霍尔式,永磁体的磁力线穿过霍尔元件通向齿轮。,当齿轮位于图中,(a),所示位置时，穿过霍尔元件的磁力线分散，磁场相对较弱；而当齿轮位于图中,(b),所示位置时，穿过霍尔元件的磁力线集中，磁场相对较强。齿轮转动时，使得穿过霍尔元件的磁力线密度发生变化，因而引起霍尔电压的变化，霍尔元件将输出一个毫伏,(mV),级的准正弦波电压。,此信号还需由电子电路转换成标准的脉冲电压。,霍尔式转速传感器是利用霍尔效应