7.5防抱死制动系统（ABS）课件-《汽车底盘构造与维修》同步教学（中国石油大学出版社）

制动系统的结构与检修目录CONTENTS制动系统概述01制动器02驻车制动装置03目录CONTENTS制动操纵机构04防抱死制动系统（ABS）05制动系统常见故障的诊断与维修06防抱死制动系统（ABS）05

为了得到理想的制动控制过程，现代轿车采用了防抱死制动系统（anti_x0002_lockbrakesystem，ABS），ABS是汽车上的主动安全装置。ABS能根据路面状况，自动调节车轮的制动力，控制车轮的滑移率在某一范围内，防止车轮制动抱死在路面上产生拖滑而导致车轮处于边滚边滑的状态，从而缩短制动距离，提高制动过程中的方向稳定性及转向操纵能力，使汽车制动更为安全有效。一、ABS的作用1.车轮滑移率的概念

汽车在制动时，车速与轮速之间产生速度差，车轮会发生滑动现象。滑动成分的多少用汽车行驶时实际车速与车轮瞬时圆周速度之间的差异评价，即车轮的滑移率，用S表示，其计算公式为式中，轮速=车轮转速×车轮半径。一、ABS的作用2.附着系数φ与滑移率S的关系干燥硬路面附着系数与滑移率之间的关系如图7-44所示。车辆正常行驶时，车速（ν）=轮速（vω），S=0，车轮自由滚动。车轮完全抱死时，轮速（vω）=0，S=100％，车轮完全抱死滑移，纵向附着系数下降，制动力下降，汽车制动效能变差，横向附着系数下降至零。此时，车轮在极小的侧向力作用下产生侧滑。若汽车前轴先抱死，则汽车方向失控；后轴先抱死，则汽车甩尾。一、ABS的作用若车速（v）>轮速（vω），0<S<100％，车轮既滚动又滑移，滑移率越大，车轮滑移程度越大。

通过以上分析得知，应将制动滑动率控制在稳定区域内。附着系数的大小取决于道路的材料、状况以及轮胎的结构、胎面花纹和车速等因素。车轮滑移率S应控制在20％左右，可获取最大的纵向附着系数，制动力最大。同时，横向附着系数也保持较大值，使车辆具有良好的抗侧滑能力和制动时转向操纵能力，是最理想的控制效果。2.附着系数φ与滑移率S的关系一、ABS的作用

让制动压力迅速增大，使滑移率S在最短时间内上升至20％，以便获取最短的制动距离和最强的方向稳定性。（1）制动开始时

当S上升至稍大于20％时，对制动轮迅速适当降低制动压力，使S迅速下降到20％；当S下降至稍小于20％时，对制动轮迅速适当增大制动压力，使S迅速上升到20％。（2）制动过程中3.理想的制动控制过程一、ABS的作用1.ABS的组成

ABS是在传统制动系统的基础上增设了车轮转速传感器、ECU、脉冲发生器等元件，如图7-45所示。有些轿车的ABS还增设减速度传感器。二、ABS的组成及分类2.ABS的分类

在ABS中，能够独立进行制动压力调节的制动管路称为控制通道。如果可以对某车轮的制动压力进行单独调节，这种控制方式称为独立控制；如果对两个（或两个以上）车轮的制动压力一同进行调节，这种控制方式称为一同控制。在对两个车轮的制动压力进行一同控制时，如果以保证附着力较大的车轮不发生制动抱死为原则进行制动压力调节，称这种控制方式为按高选原则一同控制；如果以保证附着力较小的车轮不发生制动抱死为原则进行制动压力调节，则称这种控制方式为按低选原则一同控制。二、ABS的组成及分类1）按控制通道数分类（1）四通道四传感器ABS。如图7-46所示，每个车轮安装一个转速传感器，各制动轮压力均可单独调节。四通道四传感器ABS可最大限度地利用每个车轮的附着力进行制动，制动效能最好。但在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，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行独立的制动压力调节。二、ABS的组成及分类

（2）三通道四传感器ABS。如图7-47所示，三通道四传感器ABS都是对两前轮的制动压力进行单独控制，对两后轮的制动压力按低选原则一同控制。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节分装置，但两个后制动压力调节分装置却是由电子控制装置一同控制的，实际上仍是三通道ABS。由于三通道ABS对两后轮一同进行控制，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。1）按控制通道数分类二、ABS的组成及分类1）液压控制自动变速器如图3-25所示，液压控制自动变速器的换挡控制方式是通过机械手段2）按传动介质分类

按传动介质的不同，ABS可分为气压式和液压式两种，气压式主要用于中、重型货车，液压式主要用于轿车和一些轻型货车。1）按控制通道数分类二、ABS的组成及分类1）电磁式车轮转速传感器

该传感器由传感头和齿圈组成。其齿圈一般安装在轮毂或轴座上，对于后轮驱动的汽车，齿圈也可以安装在差速器或传动轴上，其结构及工作原理如图7-48和图7-49所示。1.车轮转速传感器三、ABS主要组件的结构及工作原理2）霍尔式车轮转速传感器

霍尔式车轮转速传感器也由传感头、齿圈组成，其齿圈的结构及安装方式与电磁式车轮转速传感器的齿圈相同，传感头由永磁体、霍尔元件和电路等组成，其工作原理如图7-50所示。1.车轮转速传感器三、ABS主要组件的结构及工作原理1）液压控制自动变速器如图3-25所示，液压控制自动变速器的换挡控制方式是通过机械手段1）作用

减速度传感器用于汽车制动时获得汽车减速度信号，电子控制单元判定路面附着系数的高低情况。检测到的减速度信号大，则路面附着系数高，减速度信号小，则路面附着系数低，多用于一些四轮驱动的车辆。2.汽车减速度传感器三、ABS主要组件的结构及工作原理2.汽车减速度传感器2）结构形式及工作过程减速度传感器有光电式、水银式、差动变压器式和半导体式等。光电式减速度传感器的结构如图7-51所示，由两个发光二极管、两个光敏晶体管、一个透光板和一个信号转换电路组成。汽车行驶时，透光板随着减速度的变化沿汽车的纵轴摆动，减速度越大，透光板摆动越大。由于透光板的位置不同，光敏晶体管上接收到的光线不同，使光敏晶体管形成关和开两种状态。三、ABS主要组件的结构及工作原理两个发光二极管和两个光敏晶体管的组合作用，将汽车的减速度分为四个等级，将此信号送入电子控制单元以感知路面附着系数的情况。3．ABS电子控制单元电子控制单元（ECU）是ABS的控制中心，它实际上是一个微型计算机，与ABS液压控制装置组装在一起，一般安装在发动机舱内，如图7-52所示。ABSECU主要包括输入级电路、计算电路、输出级电路及安全保护电路。ABSECU连续监测四个车轮转速传感器送来的脉冲信号，并进行测量比较、分析放大和判别处理，计算出车轮转速、车轮减速度及制动滑移率，再进行逻辑比较，分析四个车轮的制动情况。三、ABS主要组件的结构及工作原理一旦判断出车轮将要抱死，它立刻进入防抱死控制状态，向液压单元发出指令，以控制制动轮缸油路上电磁阀的通断和液压泵的工作来调节制动压力，防止车轮抱死。1.循环式调节器1）常规制动过程

如图7-53所示，在常规制动过程中，ABS不工作，电磁线圈中无电流通过，电磁阀处于“升压”位置，此时制动主缸与轮缸相通。由制动主缸而来的制动液直接进入轮缸，轮缸压力随主缸压力的变化而变化，这时回油泵也不需要工作。四、奥迪A6制动压力调节器的工作过程1.循环式调节器2）减压过程如图7-54所示，当ECU根据轮速等信号，判断其滑移率等参数超出最佳范围，需要减小轮缸的制动压力时，ECU向电磁线圈输入一个较大的电流（5A），使电磁阀处于“减压”位置。此时电磁阀将轮缸与回油通道或储液罐接通，轮缸中的制动液经电磁阀流入储液罐，轮缸压力下降。与此同时，驱动电动泵起动，带动回油泵工作，把流入储液罐的制动液加压后输送到主缸，为下一个制动周期做好准备。四、奥迪A6制动压力调节器的工作过程1）液压控制自动变速器如图3-25所示，液压控制自动变速器的换挡控制方式是通过机械手段3）保压过程如图7-55所示，当ECU根据轮速等信号，判断其滑移率等参数已达到最佳范围，需要保持轮缸的制动压力时，ECU向电磁线圈输入一个较小的电流（2A），使电磁阀处于“保压”位置。此时，主缸、轮缸和回油通道相互隔密封，轮缸中的制动压力保持一定。1.循环式调节器四、奥迪A6制动压力调节器的工作过程4）增压过程

如图7-56所示，当压力下降后车轮转速再次升高时，滑移率趋于0，ECU便切断通往电磁阀的电流，主缸和轮缸再次相通，主缸中的高压制动液再次进入轮缸，使制动力增加。制动时，上述过程反复进行，压力调节频率为4～10Hz，直到解除制动为止。1.循环式调节器四、奥迪A6制动压力调节器的工作过程1423

增压过程。动力活塞准备左移，将要返回初始位置。这时，由于电磁阀断磁，柱塞回到左端初始位置，作用在动力活塞左侧的高压被解除，动力活塞受力失去平衡，制动液泄入储液罐中。

保压过程。给电磁阀通入较小的电流，电磁阀柱塞移到左边，作用在活塞左侧的液体压力得以保持，调压活塞两