1、单元12 车轮制动防抱死系 统与驱动防滑系统,1掌握车轮制动防抱死系统(ABS)的功用、组成，正确描述其结构和工作原理,2掌握驱动防滑系统(ASR)的功用、组成，正确描述其结构和工作原理。,3熟悉ABS系统故障诊断与检修。,学习目标和要求,课题12 车轮制动防抱死系统与驱动防滑系统,12.1.1 制动力和附着力的关系,12.1.1.1 地面制动力,车轮在此力矩的作用下给地面一个向前的作用力， 与此同时，地面给车轮一个与行驶方向相反的切向 反作用力，这个力就是地面制动力，它是迫使汽车 减速或停车的外力。,课题12.1 制动防抱死系统的组成及 工作原理,课题12.1 制动防抱死系统的组成及 工作原
2、理,12.1.1.2 制动器制动力,由于地面制动力是由地面提供的外力， 若将汽车架离地面，地面制动力就不存 在了，这时阻止车轮转动的是制动器摩 擦力矩。将制动器的摩擦力矩转化为车 轮周缘的一个切向力，并将其称为制动 器制动力。,课题12.1 制动防抱死系统的组成及 工作原理,12.1.1.3 轮胎与道路附着力,附着力是地面阻止车轮滑动所能提供切向反作用力的极限值,课题12.1 制动防抱死系统的组成及 工作原理,12.1.1.4 地面制动力、制动器制动力和轮胎与道路附着力的关系,在制动过程中，车轮的运动只有减速滚动和抱死滑移两 种状态 。要想获得好的制动效果，必须同时具备两个条 件，即汽车具有足
3、够的制动器制动力，同时又要有附着 系数较高的路面提供足够的地面制动力。,课题12.1 制动防抱死系统的组成及 工作原理,12.1.2 滑移率,12.1.2.1 滑移率的定义,滑移率是指车轮在制动过程中滑移速度在车轮纵向运动中所占的百分比例，用S表示。其定义表达式为,S=(v-r)/V100%,式中 S 车轮的滑移率；r 车轮的自由滚动半径；,车轮的转动角速度；,v车轮中心的纵向速度。,课题12.1 制动防抱死系统的组成及 工作原理,12.1.2.2 滑移率与附着系数的关系,图12-1 不同道路条件下滑移率与附着系数的关系,课题12.1 制动防抱死系统的组成及 工作原理,附着系数取决于路面性质。
4、一般干燥路面附着系数大，潮湿路面附着系数小，冰雪路面附着系数更小。,(3) 在各种路面上，当滑移率为20%左右时，纵向附着系数 最大，制动效果最好。,(2) 在各种路面上，附着系数都随滑移率的变化而变化。,课题12.1 制动防抱死系统的组成及 工作原理,12.1.3 ABS的功能、组成及分类,即使在非常恶劣的路面条件下，ABS也能够保证车辆：,课题12.1 制动防抱死系统的组成及 工作原理,12.1.3.2 ABS的组成及分类,1ABS的组成,传感器,电控单元,执行器,课题12.1 制动防抱死系统的组成及 工作原理,典型的ABS的组成如图12-2所示。,图12-2 典型的ABS系统结构,1车轮
5、转速传感器； 2右前制动器； 3制动主缸； 4储液室； 5真空助力器； 6电子控制装置(ECU)； 7右后制动器； 8左后制动器； 9比例阀； 10ABS警示灯； 11储液器； 12调压电磁阀总成； 13电动泵总成； 14左前制动器,课题12.1 制动防抱死系统的组成及 工作原理,2ABS的分类,(1) 按组成结构的不同，ABS可分为整体式和分体式,(2) 按制动力源的不同，ABS可分为气压式、液压式和气顶液压式,(3) 按控制回路的不同，ABS可分为单通道控制回路、双通道控制回路、三通道控制回路和四通道控制回路 4种，其中通道是独立调节的制动回路。,课题12.1 制动防抱死系统的组成及 工作
6、原理,MK20-型ABS系统的组成如图12-3所示。,1ABS控制器； 2制动主缸和真空助力器； 3自诊断插口； 4ABS警告灯(K47)； 5制动警告灯(K118)； 6后轮转速传感器(G44/G46)； 7制动灯开关(F)； 8前轮转速传感器(G45/G47),图12-3 MK20-型ABS系统组成图,课题12.1 制动防抱死系统的组成及 工作原理,1、16发动机盖下ABS继电器盒；2、14发动机盖下熔断丝、ABS继电器盒； 3、15前乘客席仪表板下熔断丝、ABS继电器盒；4右后轮传感器；5左后轮传感器；6、13驾驶员席侧仪表板下熔断丝、ABS继电器盒；7维修检查插口；8ABS控制装置；9
7、左前轮传感器；10调节器装置；11右前轮传感器；12仪表总成,图12-4 本田第三代ABS系统的组成及各工作部件的位置,课题12.1 制动防抱死系统的组成及 工作原理,12.1.4 ABS系统的工作原理,汽车在制动过程中，车轮转速传感器不断把各个车轮的转速 信号及时输送给ABS电子控制单元(ECU)，ECU根据设定的 控制逻辑对4个转速传感器输入的信号进行处理，计算汽车 的参考车速、各车轮的速度和减速度，确定各车轮的滑移率,课题12.1 制动防抱死系统的组成及 工作原理,12.1.4.1 常规制动阶段,图12-5 ABS常规制动阶段示意图,1低压蓄能器；2总泵； 3助力器； 4常闭阀； 5车辆
8、制动器；6常开阀； 7压力阀； 8液压阀； 9吸入阀,课题12.1 制动防抱死系统的组成及 工作原理,12.1.4.2 制动压力保持阶段,图12-6 ABS制动压力保持阶段示意图,1低压蓄能器； 2总泵； 3助力器； 4常闭阀； 5车辆制动器； 6常开阀； 7压力阀； 8液压阀； 9吸入阀,课题12.1 制动防抱死系统的组成及 工作原理,12.1.4.3 制动压力减小阶段,图12-7 ABS制动压力减小阶段示意图,1低压蓄能器； 2总泵； 3助力器； 4常闭阀； 5车辆制动器； 6常开阀； 7压力阀； 8液压阀； 9吸入阀,课题12.1 制动防抱死系统的组成及 工作原理,12.1.4.4 制动
9、压力增大阶段,图12-8 ABS制动压力增大阶段示意图,1低压蓄能器；2总泵； 3助力器； 4常闭阀； 5车辆制动器；6常开阀； 7压力阀； 8液压阀； 9吸入阀,课题12.2 ABS系统的控制,12.2.1 ABS电控系统的组件结构与工作原理,通常ABS系统,课题12.2 ABS系统的控制,12.2.1.1 车轮转速传感器,课题12.2 ABS系统的控制,1电磁感应式车轮转速传感器,图12-9 电磁感应式车轮转速传感器工作原理示意图,课题12.2 ABS系统的控制,MK20-I型ABS系统共有4个车轮转速传感器,图12-10 前车轮转速传感器(G45/G47)和后车轮转速传感器(G44/G4
10、6)安装位置,1齿圈；2转速传感器,课题12.2 ABS系统的控制,2霍尔式车轮转速传感器,课题12.2 ABS系统的控制,霍尔元件,永久磁铁,电子电路,传感头,课题12.2 ABS系统的控制,霍尔式车轮转速传感器的工作过程是：如图12-11所示,图12-11 霍尔式车轮转速传感器磁路示意图,(a),(b),课题12.2 ABS系统的控制,12.2.1.2 制动压力调节器,1制动压力调节器的作用,在制动时根据ABS电子控制单元(ECU)的控制指令，自动调节制动轮缸的制动压力的大小，使车轮不被抱死，并处于理想滑移率的状态。,课题12.2 ABS系统的控制,2制动压力调节器的类型,(2) 根据压力
11、调节器与制动主缸的结构关系可分为整体式和分 离式两种,课题12.2 ABS系统的控制,3典型的制动压力调节器的结构和工作过程,(1) 桑塔纳2000轿车ABS制动压力调节器采用循环式调压。,图12-12 桑塔纳2000轿车ABS制动压力调节器,课题12.2 ABS系统的控制,(2) 广州本田雅阁轿车ABS制动压力调节器采用循环式,图12-13 广州本田雅阁轿车ABS制动压力调节器,课题12.2 ABS系统的控制,12.2.1.3 电控单元,课题12.2 ABS系统的控制,12.2.2 ABS系统故障诊断与检修,12.2.2.1 检修前的注意事项,(1) ABS与常规制动系统是不可分割的。如果制
12、动系统出现故 障，通常应首先判断出是ABS的故障还是常规制动系统的故障。 (2) 制动液每年要求更换一次。 (3) 在对高压储能器这类制动系统的液压系统进行维修之前，应 首先泄压。 (4) 制动液压系统进行维修以后，对制动系统进行空气排除。 (5) 尽量选用生产厂家推荐的轮胎。 (6) 高温环境容易损坏ECU。一般ECU只能承受90温度， 或在一定时间内承受85温度，在对汽车进行烤漆作业时，应 视情况将ECU从车上拆下,课题12.2 ABS系统的控制,12.2.2.2 故障诊断基本步骤,Text in here,(1) 听取用户反映,(2) 直观检查,1) 制动液面是否在规定的范围内,2) 保
13、险丝、继电器、插头和连接器是否良好。,3) 检查ABS ECU连接器(插头和插座)连接是否良好。,4) 检查ABS ECU和压力调节 器等的接地线是否接触可靠。,(3) 路试,(4) 读取故障代码,(5) 快速检查,课题12.2 ABS系统的控制,表12-1 MK20-型ABS系统的故障代码表,课题12.3 驱动防滑系统,12.3.1 驱动防滑系统的理论基础及特点,汽车驱动防滑系统(Anti-slip Regulation，ASR)，也是一种 主动安全装置，可根据车辆的行驶行为使车辆驱动轮在恶劣 路面或复杂路面条件下得到最佳纵向驱动力，能够在驱动过 程中，特别在起步、加速、转弯等过程中防止驱动
14、车轮发生 过份滑转，使得汽车在驱动过程中保持方向稳定性和转向操 纵能力及提高加速性能等。故又称为牵引力控制系统(Tracti on Control System)，即TCS系统。,课题12.3 驱动防滑系统,12.3.1.1 ASR系统的理论基础,滑转率的表达式为,100%,式中,S驱动时的滑转率,vW车轮滚动时的瞬时圆周速度,v汽车行驶速度,课题12.3 驱动防滑系统,12.3.1.2 ASR系统与ABS系统的比较,ASR系统与ABS系统的不同主要在于：,(1) ABS系统是防止制动时车轮抱死滑移，提高制动效果，确保制动安全；ASR系统(TRC)则是防止驱动车轮原地不动而不停的滑转，提高汽车
15、起步、加速及滑溜路面行驶时的牵引力，确保行驶稳定性。,(2) ABS系统对所有车轮(制动)起作用，控制其滑移率；而ASR系 统只对驱动车轮起制动控制作用。,(3) ABS系统是在制动时车轮出现抱死情况下起控制作用，在车速很低(小于8km/h)时不起作用而ASR系统则是在整个行驶过程中都工作在车轮出现滑转时起作用当车速很高(80120 km/h)时不起作用。,课题12.3 驱动防滑系统,12.3.2 ASR系统常用控制方式,12.3.2.1 发动机输出功率控制,在汽车起步、加速时，ASR控制器输出控制信号， 控制发动机输出功率，以抑制驱动轮滑转。常用 方法有：辅助节气门控制、燃油喷射量控制和延
16、迟点火控制。,课题12.3 驱动防滑系统,12.3.2.2 驱动轮制动控制,直接对发生空转的驱动轮加以制动，反应时间最短 。,12.3.2.3 同时控制发动机输出功率和驱动轮制动力,控制信号同时起动ASR制动压力调节器和辅助节气门调节 器，在对驱动车轮施加制动力的同时减小发动机的输出功 率，以达到理想的控制效果。,课题12.3 驱动防滑系统,12.3.2.4 防滑差速锁止(Limited-Slip-Differential，LSD) 控制,控制信号同时起动ASR制动压力调节器和辅助节气 门调节器，在对驱动车轮施加制动力的同时减小发 动机的输出功率，以达到理想的控制效果。,课题12.3 驱动防滑
17、系统,12.3.2.5 差速锁止与发动机输出功率综合控制,差速锁止控制与发动机输出功率综合控制相结合 的控制系统，可根据发动机的状况和车轮滑转的 实际情况采取相应的控制，以达到最理想的控制 效果。,课题12.3 驱动防滑系统,12.3.3 ASR系统的性能评价,12.3.3.1 加速性能,检验在低附着路面上的驱动力，如图12-14所示。,图12-14 有ASR和无ASR装置在低附着路面的驱动力比较,课题12.3 驱动防滑系统,12.3.3.2 行驶稳定性,ASR系统的行驶稳定性主要是低附着路面的弯道行驶性能，如图12-15所示。,图12-15 有ASR和无ASR装置在低附着路面的弯道行驶性能比
18、较,课题12.3 驱动防滑系统,12.3.4 ASR系统的结构与工作原理,12.3.4.1 ASR系统的基本组成与工作原理,(1) ASR系统的基本组成,ECU：ASR电控单元,执行器：制动压力调节器、节气门驱动装置,传感器：车轮轮速传感器、节气门开度传感器,(2) ASR系统的工作原理,课题12.3 驱动防滑系统,12.3.4.2 ASR系统的传感器,课题12.3 驱动防滑系统,12.3.4.3 ASR系统的电子控制单元(ECU),ASR电子控制单元组成如图12-16所示,图12-16 ASR系统的电子控制单元组成图,课题12.3 驱动防滑系统,12.3.4.4 ASR系统的执行器,(1)
19、制动压力调节器,1) 单独方式的ASR制动压力调节器,2) 组合方式的ASR制动压力调节 器ABS/ASR组合压力调节器,(2) 节气门驱动装置,课题12.3 驱动防滑系统,图12-17 组合方式的ASR制动压力调节器,课题12.3 驱动防滑系统,图12-18 节气门驱动装置,实训 ABS实验台的台架实训,(1) 掌握ABS系统结构及工作原理,(2) 掌握ABS系统传感器的检测方法,(3) 掌握ABS系统故障代码的读取与清除,一、实训目的,实训 ABS实验台的台架实训,MK20-型ABS系统制动装置1套；解码器1套； 汽车专用示波器1台；数字万用表1只。,二、实训设备,实训 ABS实验台的台架
20、实训,三、实训内容,(2) 前轮齿圈的检查。前轮轴承损坏或轴承轴向间隙过大时， 会影响前轮传感器的间隙。用双手转动前轮感觉前轮摆动是 否异常。,(3) 后轮齿圈的检查。,熟悉ABS实验台的MK20-I型ABS系统制动装置，制动器、 压力调节器、控制单元、轮速传感器、制动主缸、真空助 力器及电气控制的结构和布置位置。,实训 ABS实验台的台架实训,2) 以30r/min的转速转动前轮，用万用表或示波器测量输出电 压。用万用表测量时，前轮转速传感器输出电压应为70310 mV；用示波器测量时，输出电压应为3.414.8mV。,3) 若输出电压不符合规定，检查传感器是否有故障；检查传 感器电阻值(l
21、.01.3k)；在齿圈上取4点检查齿圈与车轮 转速传感器之间的间隙是否过大；检查电线束安装是否有误 差。,(4) 前轮转速传感器输出电压的检查。,1) 检查前轮转速传感器与齿圈之间的间隙是否符合规定，标准 值为1.101.97mm。,实训 ABS实验台的台架实训,图12-19 检查齿圈轴向摆差示意图,图12-20 检查后轮轴承径向圆跳动示意图,实训 ABS实验台的台架实训,2) 以30r/min的转速转动后轮，用万用表或示波器测量输出电压。 用万用表测量时，后轮转速传感器输出电压应大于260mV；用示 波器测量时，输出电压应大于12.2mV。,(5) 后轮转速传感器输出电压的检查。,(6) A
22、BS系统故障代码的读取与清除。,检查后轮转速传感器与齿圈之间的间隙是否符合规定，标准值 为0.420.80mm。,3) 若输出电压不符合规定，检查传感器是否有故障；检查传感器 电阻值(l.01.3k,)；在齿圈上取4点检查齿圈与车轮转速传感器之间的间隙是否过大；检查电线束安装是否有误差。,习 题,一、填空题,1ABS的功能是能根据路面状况，控制车轮的滑移率在 某一范围内工作，在汽车制动过程中，自动调节车轮的 _，防止_。 2在干路面或湿路面上，当滑移率在_范围内时， 车轮具有最大的纵向附着系数，此时可产生的地面制动力 _(大或小)，制动距离_(长或短)，制动效果 _(好或坏)。在雪路或冰路面上
23、时，最佳滑移率在 _范围内。当滑移率为零，即车轮处于_时， 其侧向附着系数最大，此时汽车保持转向和防止侧滑的能力 最强。,习 题,3ABS系统除原有的制动系统(真空助力装置有些没有)外， 另增加了_、_、_、_。 4按组成结构的不同，ABS可分为_和_。 5装有ABS的汽车的制动过程分为_、_、 _、_4个阶段。 6目前常用的车轮转速传感器有_和_两种。 7ABS系统故障诊断基本步骤是_、_、 _、_、_。,习 题,8ASR系统就是利用控制器控制车轮与路面的_， 防止汽车在加速过程中_，特别是防止汽车在非对 称路面或转弯时驱动轮的_，以保持汽车行驶方向 的_、_和维持汽车的最佳_以及提高 汽车
24、的_。 9ASR系统常用控制方式有_、_、 _、_、_。 10ASR系统的执行器有_、_。,习 题,二、选择题,1车轮的滚动圆周速度为零，则滑移率为( )。 A20% B50% C100% 2美国ITT公司MK20-型ABS系统前轮单独调节， 后轮则以两轮中地面附着系数低的一侧为依据统一调节，属于 ( )系统。 A双通道 B三通道 C四通道 3如果ABS出现故障，电子控制单元将不再对液压单元 进行控制，并将仪表板上的ABS故障警告灯点亮，向驾驶 员发出警告信号，此时( )。 AABS不起作用，制动过程将与没有ABS的常规制动系统的工 作相同 BABS部分工作 C制动系统失效,习 题,4ABS是
25、在制动时，车轮出现抱死情况下起控制作用 ，在车速小于( )时不起作用。 A20km/h B50km/h C8km/h 5ASR系统则是在整个行驶过程中都工作，在车轮出 现滑转时起作用，当车速高于( )时不起作用。 A120km/h B50km/h C80km/h,习 题,三、简答题,1简述地面制动力、制动器制动力和轮胎与道路附着力的关系。 2简述在汽车的制动过程中滑移率与附着系数的关系。 3简述ABS的组成和工作原理。 4简述ABS轮速传感器的工作原理。 5简述ABS压力调节器的工作原理。 6简述ABS电控单元的工作原理。 7ABS检修前的注意事项有哪些？ 8简述ASR系统的功能和工作原理。,Thank You !,
