第6章防抱死制動系統(tǒng)

《汽車電器構(gòu)造與檢修》——第6章防抱死制動系統(tǒng)6.1防抱死制動系統(tǒng)的組成和工作原理6.2桑塔納2000GSiMK20—Ⅰ型ABS系統(tǒng)6.3紅旗CA7220AE轎車—凱爾海斯ABS系統(tǒng)6.5ABS系統(tǒng)故障診斷與檢修6.4波許ABS系統(tǒng)第6章防抱死制動系統(tǒng)的原理與檢修6.1防抱死制動系統(tǒng)的組成和工作原理1.汽車的制動性汽車在行駛過程中，強(qiáng)制地減速以至停車且維持行駛方向穩(wěn)定性的能力稱為汽車的制動性。評價制動性能的指標(biāo)主要有：（1）制動效能——汽車在行駛中，強(qiáng)制減速以至停車的能力稱為制動效能。即汽車以一定的初速度制動到停車所產(chǎn)生的：★制動距離★制動時間★制動減速度（2）制動時的方向穩(wěn)定性——汽車在制動時仍能按指定方向的軌跡行駛，即不發(fā)生跑偏、側(cè)滑、以及失去轉(zhuǎn)向能力稱為制動時的方向穩(wěn)定性。3.硬路面上附著系數(shù)φ與滑移率s的關(guān)系觀察車輪的三種運(yùn)動狀態(tài)

（1）制動過程中車輪的三種運(yùn)動狀態(tài)第一階段：純滾動，路面印痕與胎面花紋基本一致車速V=輪速Vω

第二階段：邊滾邊滑，路面印痕可以辨認(rèn)出輪胎花紋，但花紋逐漸模糊。車速V＞輪速Vω

第三階段：抱死拖滑，路面印痕粗黑。輪速Vω=0圖6.1.1ABS系統(tǒng)的組成若需增大Fx，必須增大F。F取決于附著系數(shù)φ，φ又受滑移率s的影響。（2）滑移率S定義：s=[(V－Vω)/V]×100%=[(V－r.ω)/V]×100%（3）附著系數(shù)φ與滑移率s的關(guān)系分析結(jié)論：

s＜20%為制動穩(wěn)定區(qū)域；

s＞20%為制動非穩(wěn)定區(qū)域；

將車輪滑移率s控制在20%左右，便可獲取最大的縱向附著系數(shù)和較大的橫向附著系數(shù)，是最理想的控制效果。

4.理想的制動控制過程

（1）制動開始時，讓制動壓力迅速增大，使S上升至20%所需時間最短，以便獲取最短的制動距離和方向穩(wěn)定性。（２）制動過程中：

當(dāng)S上升稍大于20%時，對制動輪迅速而適當(dāng)降低制動壓力，使S迅速下降到20%；

當(dāng)S下降稍小于20%時，對制動輪迅速而適當(dāng)增大制動壓力，使S迅速上升到20%；

結(jié)論：

車輪在制動過程中，以5～10次/秒的頻率進(jìn)行增壓、保壓、減壓的不斷切換，使s穩(wěn)定在20%是最理想的制動控制過程。5.ABS的功用ABS的功用是控制實際制動過程接近于理想制動過程。傳統(tǒng)制動系統(tǒng)工作原理二、ABS的基本組成與工作原理ABS是在傳統(tǒng)制動基礎(chǔ)上，又增設(shè)如下裝置：☆車輪輪速傳感器☆電子控制單元ECU☆制動壓力調(diào)節(jié)器

☆A(yù)BS警告燈三、ABS控制參數(shù)1.以車輪滑移率為控制參數(shù)根據(jù)車速和車速傳感器的信號計算車輪的滑移率作為控制制動力的依據(jù)。S高于設(shè)定值，ECU就會輸出減小制動力信號，并通過制動壓力調(diào)節(jié)器減小制動壓力；S低于設(shè)定值時，ECU就會輸出增大制動力信號，并通過制動壓力調(diào)節(jié)器增大制動壓力，控制滑移率在設(shè)定的范圍內(nèi)。已有用多普勒雷達(dá)測量車速的ABS。2.以車輪角加速度為控制參數(shù)ECU根據(jù)車輪的車速傳感器信號計算車輪的角加速度作為控制制動力的依據(jù)。ECU中設(shè)置合理的角加速度、角減速度門限值。制動時，當(dāng)車輪角減速度達(dá)到門限值時，ECU輸出減小制動力信號；當(dāng)車輪轉(zhuǎn)速升高至角加速度門限值，ECU輸出增加制動力信號。

一、ABS控制方式及特點(diǎn)

特點(diǎn)：（一）四傳感器、四控制通道—能夠獨(dú)立進(jìn)行制動壓力調(diào)節(jié)的制動管路；控制通道（2）制動時可最大限度地利用每個車輪的附著力-方向穩(wěn)定性好；（1）各制動輪壓力均可單獨(dú)調(diào)節(jié)（輪控制）-控制精度高；

（二）四傳感器、三控制通道特點(diǎn)：

兩前輪獨(dú)立控制，兩后輪一同控制（軸控制）；

按附著力較小車輪不發(fā)生抱死為原則進(jìn)行制動壓力調(diào)節(jié)-低選原則控制；按附著力較大車輪不發(fā)生抱死為原則進(jìn)行制動壓力調(diào)節(jié)-高選原則控制；二、ABS主要部件結(jié)構(gòu)及工作（一）輪速傳感器

1、作用

2、組成

檢測車輪轉(zhuǎn)速，產(chǎn)生與輪速成正比的正弦交流信號，經(jīng)整形、放大轉(zhuǎn)變成數(shù)字信號送給ECU，用于對制動壓力調(diào)節(jié)器實施控制。傳感器一般采用磁感應(yīng)式傳感器頭（靜止）：永久磁鐵、感應(yīng)線圈、極軸；

齒圈（轉(zhuǎn)動）：凸齒數(shù)40～100不等；傳感器頭與齒圈間隙：0.6～0.7mm；齒圈-輪轂、制動盤；傳感器頭-轉(zhuǎn)向節(jié)、制動底板；

工作原理

齒圈隨車輪轉(zhuǎn)動，凸齒和齒隙不斷交替在極軸下掠過，使鐵心磁通發(fā)生變化在感應(yīng)線圈中產(chǎn)生交變信號電壓，頻率：f=30～6000Hz，電壓幅值：U=1～15V。（三）制動壓力調(diào)節(jié)器（液壓）

1、作用

根據(jù)ECU控制指令，通過電磁閥的動作對車輪制動器壓力實施自動調(diào)節(jié)，以使車輪滑移率保持在最佳范圍內(nèi)。2、調(diào)壓方式

流通式（循環(huán)式）結(jié)構(gòu)簡單控制方便被廣泛采用變?nèi)莘e式組成調(diào)壓缸、電磁閥、單向閥、電機(jī)等德爾科ABS3、制動壓力調(diào)節(jié)器組成

組成：電磁閥、儲液器、電動回液泵（1）電磁閥三位三通電磁閥由博世公司生產(chǎn)，應(yīng)用于博世ABS中。作用：接收ECU指令，通過控制閥門的切換，調(diào)節(jié)制動分泵壓力，完成增壓、保壓和減壓。型式：三位三通電磁閥二位二通電磁閥三位三通電磁閥結(jié)構(gòu)：線圈、鐵心、銜鐵套筒、軟硬彈簧、進(jìn)液口回二位二通電磁閥二位二通常閉電磁閥二位二通常開電磁閥二者配合工作，完成增壓、保壓、減壓的控制過程（2）蓄壓器與電動回液泵蓄壓器：接納ABS減壓過程中，從制動分泵回流的制動液。電動回液泵：將從制動分泵回流的制動液泵回電磁閥進(jìn)液口。

戴維斯MK20—IABS是戴維斯MKIIABS的換代產(chǎn)品，是目前世界上最新一代ABS產(chǎn)品。

以桑塔納2000Gsi轎車上裝用的MK20—IABS為例說明其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。6.2桑塔納2000GSiMK20—Ⅰ型ABS系統(tǒng)1、MK20—IABS結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

（1）采用摸塊式結(jié)構(gòu)設(shè)計，將液壓控制單元（儲液器、電動回液泵、電磁閥）與電子控制單元集成于一體，使其結(jié)構(gòu)更加緊湊。

（2）電磁閥線圈設(shè)置于控制單元內(nèi)部，節(jié)省連接導(dǎo)線。采用大功率集成電路直接驅(qū)動電磁閥及回液泵電機(jī)，省去了電磁閥繼電器。（3）電子控制單元內(nèi)部設(shè)有故障存儲器，隨車帶有故障診斷接口，借助診斷儀調(diào)取故障碼可以很方便地進(jìn)行故障診斷。

（4）MK20—IABS采用四傳感器、三通道控制系統(tǒng)，其控制原則是對兩前輪進(jìn)行獨(dú)立控制，對兩后輪按低選原則一同控制。

其目的是在于制動過程中確保后輪不會先于前輪抱死，從而獲得良好的制動穩(wěn)定性。（二）主要組成與結(jié)構(gòu)

1、輪速傳感器

桑塔納2000Gsi轎車上裝用四個磁感應(yīng)輪速傳感器，每個輪速傳感器均由傳感器頭和齒圈組成。

前輪輪速傳感器齒圈（43個凸齒）鑲嵌在制動盤后，隨制動盤一同旋轉(zhuǎn)，傳感器頭安裝在轉(zhuǎn)向節(jié)上。

后輪輪速傳感器齒圈（43個凸齒）安裝在輪轂上，隨輪轂一同旋轉(zhuǎn)，傳感器頭則安裝在固定支架上。圖6.2.3ABS系統(tǒng)的功能圖6.2.4車輪傳感器的工作原理

2、控制模塊

控制模塊由液壓控制單元和電子控制單元組成。

液壓控制單元由儲液器、電動回液泵、電磁閥等組成。

電子控制單元ECU中具有兩個完全相同的微處理器，它們按照同樣的程序?qū)斎胄盘栠M(jìn)行計算處理，并將最終結(jié)果進(jìn)行比較，一旦發(fā)現(xiàn)最終結(jié)果不一致，即判定自身存在故障，它會自動關(guān)閉ABS，同時將儀表板上的ABS警告燈點(diǎn)亮。圖6.2.7戴維斯MK20—Ⅰ型ABS制動壓力控制過程3、故障警示燈

在儀表板及儀表板附加部件上裝有兩個故障警示燈，一個是ABS警示燈（K47），另一個是制動裝置警示燈（K118）。

打開點(diǎn)火開關(guān)后ABS警示燈亮約2S熄滅，說明自檢結(jié)束的同時已啟動ABS。若ABS警示燈常亮，說明ABS出現(xiàn)故障。（三）液壓控制系統(tǒng)

桑塔納2000Gsi轎車上采用的MK20—IABS液壓控制系統(tǒng)為對角線雙回路控制系統(tǒng)。6.3紅旗CA7220AE轎車—凱爾海斯ABS系統(tǒng)b)c)圖6.3.2Kelesey-HayesABS系統(tǒng)液壓控制單元的組成和工作原理a)建立油壓b)保持油壓c)減少油壓d)增加油壓6.4波許ABS系統(tǒng)ABS型式各異，以下二個方面相同：

2、ABS都具有自診斷功能。一但發(fā)生影響系統(tǒng)正常工作的故障時，ABS自動關(guān)閉，同時ABS警告燈點(diǎn)亮。傳統(tǒng)制動仍可正常工作。

1、ABS工作車速必須達(dá)到一定值后，才會對制動過程中趨于抱死車輪進(jìn)行制動防抱死控制調(diào)節(jié)。（1）制動壓力增大過程

踏下制動踏板，由于電磁閥的進(jìn)液閥開啟，回液閥關(guān)閉，各電磁閥將制動總泵與各制動分泵之間的通路接通，制動總泵中的制動液將通過各電磁閥的進(jìn)出液口進(jìn)入各制動分泵，各制動分泵的制動液壓力將隨著制動總泵輸出制動液壓力的升高而升高-增壓。（2）制動壓力保持過程當(dāng)某車輪制動中，滑移率接近于20%時，ECU輸出指令，控制電磁閥線圈通過較小電流（約2A），使電磁閥的進(jìn)液閥關(guān)閉（回液閥仍關(guān)閉），保證該控制通道中的制動分泵制動壓力保持不變-保壓。（3）制動壓力減小過程當(dāng)某車輪制動中，滑移率大于20%時，ECU輸出指令，控制電磁閥線圈通過較大電流（約5A），使電磁閥的進(jìn)液閥關(guān)閉回液閥開啟，制動分泵中的制動液將通過回液閥流入儲液器，使制動壓力減小-減壓。

與此同時，ECU控制電動泵通電運(yùn)轉(zhuǎn)，將流入儲液器的制動液泵回到制動總泵出液口。6.5ABS系統(tǒng)故障診斷與檢修1．注意觀察制動警告燈2．注意區(qū)別正常反應(yīng)與故障(1)制動踏板有升降(2)制動時轉(zhuǎn)向盤振動(3)制動時制動踏板下沉