1、咸阳职业技术学院机电工程系毕业设计浅谈防抱死系统姓 名 王 计 学 号 1021060126 专 业 名 称 汽 车 检 测 与 维 修 班 级 1001 指 导 教 师 章 振 亚 摘 要科技在发展，时代在进步，人们的生活水平得到很大提高，与此同时人们对汽车的安全性和舒适性更加关注，ABS 应运而生，在汽车安全制动过程中发挥着举足轻重的地位汽车制动车轮防抱死技术是一项比较成熟的技术。装用车轮防抱死系统（ABS）的汽车在各种行驶条件下制动时，特别是紧急制动工况，不仅能较好利用轮胎与路面之间的潜在附着力，提高骑着抗滑的方向稳定性，保持转向操作性，而且能充分发挥制动效能，缩短制动距离，提高整车的安
2、全性能本文主要介绍汽车车轮防抱死系统（ABS）的定义、结构组成及工作原理分析，和 ABS 系统的电子控制部分的组成和原理，轮速传感器，液压控制装置的组成和原理。在当代，安装 ABS 的车辆已经相当普遍，经济型车也安装有ABS 并且随着对汽车安全性能的要求越来越高，一些更为先进的、保护范围更加广泛的安全装置相继问世了。 随着汽车技术的不断改进，ABS 已逐渐成为汽车的标准配件，虽然 ABS 能大大提高汽车的制动性能，但是不同类型的 ABS 在制动中发挥的作用却不尽相同，驾驶员如果缺乏对各类 ABS 性能特点的了解，则可能在车辆紧急制动时得不到预想的制动效果，甚至会发生意外情况。关键词：ABS 的
3、分类；ABS 的结构组成；ABS 的工作原理；ABS 的检修目 录1 汽车轮防抱死系统. 1.1 汽车防抱死系统的概述. 1.2 汽车防抱死系统发展及应用 . 1.3 汽车防抱死系统的技术介绍. 1.4 汽车防抱死的技术要求及评价方法.1.5 汽车防抱死系统的分类.2 汽车防抱死系统的组成与原理 . 2.1 汽车防抱死系统的结构组成 . 2.2 制动系统工作过程 . 2.3 汽车防抱死系统的工作原理 . 2.4 汽车防抱死系统的控制原理 . 3 上海桑塔纳 2000GSi 轿车 ABS.4 ABS 的使用与检修.4.1 ABS 使用与检修中的一般注意事项.4.2 故障诊断和检查的一般方法和步骤
4、.结语 .致谢 .参 考 文 献 .浅谈汽车防抱死系统1 汽车防抱死系统11 汽车防抱死系统的概述汽车防抱死制动系统，简称 ABS（Anti-Lock Brake System） 。ABS 是现代汽车制动系的关键部件之一，它是用来在汽车制动过程中，防止车轮完全抱死，提高汽车在制动过程中的方向稳定性和转向操纵能力，缩短制动距离的一种安全装置。防抱死制动系统是利用阀体内的一个橡胶气囊，在踩下刹车时，给予刹车油压力，充斥到 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。当车轮即将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
5、不停地刹车、放松，即相似于机械的“点刹 。因此， ABS 防抑死系统，能避免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，从而加大摩擦力，使刹车效率达到 90%以上，同时还能减少刹车消耗，延长刹车轮鼓、碟片和轮胎两倍的使用寿命。装有 ABS 的车辆在干柏油路、雨天、雪天等路面防滑性能分别达到 80%90%、30%10% 、15% 20%。 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完全抱死。 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
6、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，使行车方向变得无法控制。所以，ABS 系统通过电子或机械的控制，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
7、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。1.2 汽
8、车防抱死系统发展及应用充分发挥轮胎与路面间的潜在附着力、最大限度地改善汽车的制动性能，以满足行车安全的需要，一直是人们追求的目标。虽然 ABS 的理论基础确立较早，但鉴于相关工业，如电子技术水平的限制，使用可靠性、价格效益比成为ABS 发展道路上的两大障碍。进入 20 世纪 70 年代以来，由于电子技术的发展，使得 ABS 的可靠性显著改善，功能也得以完善。加之汽车行驶速度的提高，致使制动时车轮抱死滑移成为行车安全的重大隐患之一，这也促使了 ABS 使用日益广泛。随着电子技术和高速数字通信技术的发展，ABS 已逐步由单一的系统正在向汽车多种控制一体化方向发展。目前制动防抱死技术的发展趋势是：1
9、.减小体积和质量，提高集成度以降低成本和销售价格，并简化安装。2.开发一种可以使一种系统适应多种车型的回流泵系统。3.改进电磁阀的磁路设计和结构设计，提高电磁阀的响应速度。4.ABS 的控制单元（ECU）普遍采用 16 位 CPU 芯片，12KB 以上的ROM,12MHz 以上的主频。软件则重视改进算法，提高运算速度。5.逐渐推广应用 ABS+TC(ASR)相结合的系统。6.采用计算机进行 ABS 与汽车的匹配、标定技术，同时加强道路试验，提高在各种不同路面上的适应能力。另外，ABS 与电子主动控制悬架或半主动控制悬架、电控四轮转向、电控自动变速器、主动制动器等相结合的组合装置是未来 ABS
10、研究的方向。1.3 汽车防抱死系统的技术介绍人们在汽车的使用中发现，在湿滑的路面上行驶时，施加的制动力过小，会延长制动距离，降低行驶的安全性;施加的制动力过大，车轮被抱死，不仅不能有效地缩短制动距离，还会造成汽车侧滑、调头、失去控制，同时降低了安全性；只有对车轮施加适当的制动力 ，防止车轮抱死，才能提高制动速度，缩短制动距离，使汽车平稳停止。汽车是利用地面和轮胎之间产生的摩擦力减速的。制动时，车体速度因为轮胎路面之间的摩擦力作用而减小，车轮速度因为制动蹄与车轮鼓之间的摩擦力作用而减小。由于车速、载重、路面、车况等因素的影响，车速和轮速的降低并不完全相同，总是存有一定的差值，这一差值就是我们经常
11、见到的打滑，也称为滑移现象，即车轮已经停止转动，车体还在前行。在科学计算中，这一现象的程度用滑移率来表示：滑移率=（车速-轮速）车速100%从上式可以看出，当车速等于轮速时，滑移率等于零，为正常行驶;汽车制动时，车速和轮速值差越大，滑移率越大；停止之前，如果轮速为零，滑移动率为100%，为滑行状态。科学计算和实验证明，最佳制动状态不是出现在车轮抱死时，而是出现在车轮与地面维持 20%滑移率时。此时，汽车制动不出现严重方向失控、侧滑和甩尾等危险情况。早在 20 世纪初，人们就开始研究制动防抱死技术。开始应用于飞机和铁路，直到 50 年代后期，ABS 技术开始用于汽车。其核心思想始终是避免使制动力
12、像开关一样，只把液压制动力控制在零或最大，而是根据车轮的减速情况，阶段性地控制液压，使制动性能得到最大限度的改善。首先由轮速传感器测出与车轮或驱动轴共同旋转地传感齿轮的齿数，从而得到频率与车轮转速成正比的交流信号。轮速传感器的交流信号送入电子控制器，电子控制器计算出车轮速度、滑移率和车轮的加、减速度，然后再由电子控制器对这些信号加以分析，给压力调节器发出制动压力控制指令。压力调节器安装在制动系统的制动总水泵与制动分泵之间，接受控制器的指令后，由压力调节器中的电磁阀控制制动压力的增加或减小，从而调节制动力矩，使之与地面附着状况相适应防止制动车轮被抱死。电子控制器还对 ABS 的其他元件进行控制，
13、当这些元件发生故障时，控制器令警报灯点亮，并使整个系统停止工作，恢复到常规制动方式。1.4 汽车防抱死的技术要求及评价方法1.4.1 对防抱死系统的设计要求评价 ABS 的主要指标是转向能力、稳定性和最佳制动距离。由此对 ABS 提出以下要求：(1)在调节制动过程中，汽车转向能力和行驶稳定性必须得到保证；(2)即使左右车轮的附着力系数不相等，无法避免的转向反应应尽可能小；(3)必须在汽车的整个速度范围内进行调节；(4)调节系统应该最有效地利用车轮在路面上的附着性，这时保持转向能力的考虑优先于缩短制动距离的目标；(5)调节装置应极快地适应路面传递能力的变化；(6)在波状路面上给以任意强的制动，汽
14、车都能被完全控制住；(7)调节装置必须能识别出覆水路面，并对此做出正确的反应；(8)调节装置只能附加在常规制动装置上，如果出现损坏，安全通路必须自动断开调节装置而不出现不良作用，这时常规制动装置必须能全功能工作；(9)所有这些对调节装置的要求，在所有路面上用所有各自汽车允许的轮胎都必须满足。1.4.2 防抱死系统的质量准则高质量的 ABS 必须有高的可靠性、广泛的适应性及良好的性能。评判一个ABS 系统应该遵守的质量准则如下：(1)良好的行驶稳定性(2)良好的转向能力(3)高附着力系数利用率(4)舒适性良好汽车行驶条件复杂多变，振动冲击大。ABS 的工作环境恶劣，且 ABS 又是制动系的一个组
15、成部分，因此 ABS 必须具有高的可靠性。国内外的正反两个方面的经验告诫人们，ABS 产品的可靠性必须满足苛刻的汽车使用条件的要求，否则 ABS 产品不会有市场。1.5 汽车防抱死系统的分类根据制动管路布置方式的不同进行分类，可分为单通道、双通道、三通道或四通道的两轮系统和四轮系统。(1)两轮系统两轮系统仅对后轮提供防抱死制动性能，两轮系统常见于轻型货车。两轮ABS 系统可以是单通道或双通道系统。在单通道系统中，同时调节左、右两侧车轮的制动器，控制滑移。单通道系统依靠防止中央的 ABS 转速传感器的输入信号。该转速传感器通常位于差速器齿圈上或变速器上。双通道两轮 ABS 系统相互独立地调节每个
16、后轮的液压力，在每个车轮上都装有轮速传感器，根据转速传感器传来的速度信号来控制压力调节。(2)对角分路式系统这种系统用两个转速传感器的读数调整所有四个车轮的车轮转速。一个传感器输入控制右前轮，另一个传感器输入控制左前轮，对应后轮的制动压力同时由位于其对角线上的前轮控制着。这种系统比两轮系统要好，因为它可提供制动时的转向控制。(3)前/后轮分路式系统这种系统具有三通道回路，对每个前轮有单独的液压回路，对后轮有一条液压回路。(4)全轮（四轮）系统该系统是最有效的 ABS 系统，它是四路系统，每个车轮都有转速传感器监控。ABS 电控单元以连续的信息保证每个车轮接受正确的制动力来保持防抱死控制和转向控
17、制。2 汽车防抱死系统的组成与原理2.1 汽车防抱死系统的结构组成下面仅介绍液压式行车制动系(如图 1)。汽车正常行驶时,制动蹄 10 连同摩擦片 9 在弹簧 13 的拉力下，与固定在车轮轮毂上制动鼓 8 之间保持有一定的间隙，使制动鼓能随车轮一同自由转动。欲使行驶中的汽车减速或停车时，驾驶员只要踩下制动踏板 1，就可使肌体的制动能源通过推杆 2 和制动主缸 4 中的活塞 3，使主缸内的制动液加压流入制动轮缸 6，并通过两个轮缸活塞 7 推动两个制动蹄 10 连同摩擦片 9 绕支承销 12转动，使摩擦片的外圆面压紧在制动鼓 8 的内圆面上。这样，固定不旋转地制动蹄摩擦片就对旋转着的制动鼓作用一
18、个摩擦力矩 Mu，其方向与车轮旋转方向相反。制动鼓将该制动器制动力矩传到车轮后，由于车轮与路面的附着作用，车轮对路面作用一个向前的周缘力，即制动器制动力 Fu。同时，路面也给车轮一个向后的反作用力，即路面制动力 Fb，这就是制动时迫使汽车减速行驶直至停车的外力。路面制动力愈大，汽车减速度也就愈大。当驾驶员松开制动踏板时，回位弹簧 13 即将制动蹄拉回原位，摩擦片的外圆面与制动鼓的内圆面之间恢复原有间隙，摩擦力矩 Mu 和制动力 Fb 解除，制动作用也就终止。1-制动踏板 2-推杆 3-主缸活塞 4-制动主缸 5-油管 6-制动轮缸 7-轮缸活塞 8-制动鼓 9-摩擦片 10-制动蹄 11-制动底板 12-支承销 13-制动蹄回位弹簧图 1 液压行车制动系的结构原理综上所述不难看出，阻止汽车行驶的路面制动力 Fb 不仅取决于制动器制动力 Fu 的大小，而且还受到轮胎与路面间附着条件的限制。也就是说，汽车制动系只有具备了足够的制动器制动力 Fu，同时路面又能提供大的附着力 F1 时，才能获得较大的路面制动力 Fb。2.2 制动系统工作过程
