电控防抱死制动系统(ABS).ppt

第一章 电控防抱死制动系统（ABS）第一节 概述第二节 ABS组成及布置形式第三节 ABS信号输入装置第四节 ABS执行元件第五节 典型ABS第六节 ABS使用维护第七节 ABS检修第一节 概述 一、ABS的理论基础二、ABS产生及在汽车上的应用三、ABS优点及分类一、ABS理论基础1、制动性能评价指标 （1）制动效能：汽车在行驶中，强制减速以至停 车 的能力称为制动效能制动距离、制动时间、制动减速度（2）制动方向稳定性：汽车在制动时仍能按指定 方 向的轨迹行驶，即不发生跑偏、侧滑、以及失去转 向能力称为制动时的方向稳定性Ｖ——车速 ω——车轮旋转角速度 Ｍｊ——惯性力矩 Ｍμ——制动阻力矩 Ｗ——车轮法向载荷 Ｆｚ——地面法向反力 Ｔ——车轴对车轮的推力 Ｆｘ——地面制动力 ｒ——车轮半径 ｒω——车轮切向速度，简称 轮速2、制动时车轮受力分析（1）制动器制动力—Fμ制动蹄与制动鼓（盘）压 紧时形成的摩擦力矩Mμ通过 车轮作用于地面的切向力 （2）地面制动力—Fx制动时地面对车轮的切向 反作用力 （3）附着力—Fφ地面对轮胎切向反作用力 的极限值附着力取决于轮胎与路面 之间的摩擦作用及路面的抗剪 强度。

地面制动力、制动器制动力及附着力之间的关系3、滑移率的定义（1）制动过程中轮胎的三种状态路面印痕与胎面花 纹基本一致 车速 V = 轮速Vω路面印痕可以辨认出 轮胎花纹，但花纹逐 渐模糊 车速 V ＞ 轮速Vω路面印痕粗黑 轮速Vω = 0（2）滑移率S定义：S=[(V－Vω)/V]×100%=[(V－r.ω)/V]×100%4、附着系数φ与滑移率 s 的关系s ＜ 20%为制 动稳定区域；s ＞ 20%为制 动非稳定区域；将车轮滑移率 s 控制在20%左右 ，便可获取最大 的纵向附着系数和 较大的横向附着系 数，是最理想的控 制效果二、ABS产生及在汽车上的应用1、功能ABS功用是控制实际制动过程接近于理想制动过程2、产生 （1）最早应用于飞机、铁路机车：1908年J.E.FRANCIS设 计，1936年BOSCH取得专利 （2）1945年，美国开发了用于喷气式飞机的ABS （3）1948年，Westinghouse Air Brake开发了用于铁路机 车的ABS；Hydro Aire公司开发的ABS装于B-47上 （4）50年代后期至1960年，Good Year和Hydro Aire公司 开 发出了ABS系统。

3、在汽车上的应用（1）1954年，福特公司将法航机用ABS装在林肯车上，失败 （2）1957年，福特与Kelsey Hayes公司联合开发ABS系统， 1968年获得成功 （3）1958年，Dunlop公司开发出了载货车用Maxaret ABS （4）1960年，Harry Ferguson Research公司改进了 Maxaret ABS，1965年投入生产 （5）1978年，发展高峰三、ABS优点及分类1、优点 （1）缩短制动距离 （2）增加汽车制动时的稳定性 （3）改善轮胎的磨损 （4）使用方便、工作可靠 2、分类 （1）BOSCH （2）TEVES （3）DELCO （4）BENDIX第二节 ABS组成及布置形式 一、ABS组成及原理二、ABS布置形式一、ABS组成及原理 1、组成传感器——车速传感器、加速度传感器ECU执行机构——制动压力调节器2、原理由轮速传感器测得与车轮转速成正比的交流信号，送 入 电子控制器，由其中的运算单元计算出车轮速度、滑移率 、 车轮减速度，经控制单元加以分析后，给压力调节器发出 制 动压力控制指令ECU中还有监控单元，对ABS其他部件功 能 进行监测，发现异常时报警，恢复至常规制动状态。

ABS系统中，能够独立进行制动压力调节的制动管路称 为控制通道 如果对某车轮的制动压力可以进行单独调节，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，则称这种控制方式为一同控制在两个 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布置形式1、四传感器四通道/四轮独立控制2、四传感器四通道/前独-后选控制方 式3、四传感器三通道/前独-后低选控制方 式4、三传感器三通道/前独-后低选控制方 式由于三通道ABS对两后轮进行一同控制，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5、四传感器二通道/前轮独立控制方式6、四传感器二通道/前独-后低选控制方 式7、一传感器一通道/后轮低选控制方式由于前制动轮缸的制动压力未被控制，前轮 仍然可能发生制动抱死，所以汽车制动时的转向 操纵能力得不到保障但由于单通道ABS能够显 著地提高汽车制动时的方向稳定性，又具有结构 简单、成本低的优点，因此在轻型货车上得到广 泛应用。

第三节 ABS信号输入装置 一、轮速传感器二、G传感器一、轮速传感器 1、磁脉冲式 （1）作用：测出车轮的转速，并将信号送到ECU （2）结构：由传感头和齿圈两部分组成，传感头由永磁铁 、 极轴、感应线圈等组成3）原理：传感器与普通的交流发电机原理相同永久磁 铁产生一定强度的磁场，齿圈在磁场中旋转时，齿圈齿顶 和 电极之间的间隙就以一定的速度变化，这样就会使齿圈和 电 极组成的磁路中的磁阻发生变化其结果使磁通量周期性 增 减，圈两端产生正比于磁通量增减速度的感应电压 测 出交变电压的周期T，设齿圈齿数为z，齿圈转动角速度为 ω=2π/zT，又因为ω=v/r ，r为车轮滚动半径则轮速为 v=2πr/zT4）安装：极轴根据形状的不同分为凿式、柱式、菱形三 种类型不同形状的传感头相对于齿圈的安装方式也不同 菱形极轴车速传感器头一般径向垂直于齿圈安装；凿式极 轴 车速传感器头轴向相切于齿圈安装；柱式极轴车速传感器 头 轴向垂直于齿圈安装安装时注意传感头与齿圈间隙为1mm 安装时应牢固为避免水、灰尘对传感器工作的影响，在 安 装前须将传感器加注润滑脂一般汽车前轮上的传感器被固定在车轮转向架上，转 子安装在汽车轮毂上、与车轮同步转动。

后轮上的车速传感 器被固定在后轴支架上，转子安装在驱动轴上，与车轮同步 转动2、霍尔式 （1）结构：由传感头和齿圈组成，传感头由永磁体、霍尔 元件、电子电路等组成 （2）原理：永磁体磁力线通过霍尔元件通向齿圈，当齿隙 正对霍尔元件中心时，穿过霍尔元件的磁力线分散，磁场 较 弱；当齿顶正对霍尔元件中心时，磁力线集中，磁场较强 齿圈转动时，磁场强弱发生交替变化，从而引起霍尔电压 的 变化 （3）优点： a、输出信号幅值不受转速影响； b、频率响应高； c、抗电磁干扰能力强二、G传感器 水银型：当汽车制动时，足够大的减速度力将水银上抛，接通电路， 给ECU加速度信号摆型：摆动板（遮光板）两面分别装有两个信号发生器，当汽车制动 时，摆动板摆动信号发生器产生通或断的脉冲信号ECU根据通、断变换 的速率就能计算出加速度来应变仪型：当汽车制动时，悬架减速度产生的惯性力使半导体应变片 发生弯曲变形，使其电阻变化，引起动态应变仪输出电压的变化；加速度 越大，惯性力越大，输出电压越高第四节 ABS执行元件 一、ABS系统液压控制装置的组成二、典型调节器工作过程 一、ABS系统液压控制装置的组成1、电动泵和蓄压器储能器依椐储存制动液压力的不同，分为低压储能器 和 高压储能器。

分别配置在不同型式的制动压力调节系统中 （1）低压储能器与电动泵低压储能器一般称为储液器，用来接纳ABS减压过程 中，从制动分泵回流的制动液，同时还对回流制动液的压 力 波动具有一定的衰减作用储液器内有一活塞和弹簧减压时，回流的制动液压 缩 活塞克服弹簧张力下移，使容积增大，暂时存储制动液电动回液泵由直流电动机和柱塞泵组成柱塞泵由柱 塞 、进出液阀及弹簧组成2）高压储能器与电动增压泵用于储存制动中或ABS工 作时所需的高压制动液高压蓄压器多采用黑色 气 囊状球体黑色气囊状球体 被 一个膜片分隔成两个互不相 通 的腔室上腔为气室，充入 氮 气并具有一定的压力下腔 为 液室，与电动增压泵液道相 通，盛装由电动增压泵泵入 的 制动液高压蓄压器下端， 设 有两个开关2、压力控制、压力警示 开关 （1）压力控制开关作用：监测储能器内控 制液压力组成：一对开关触点， 控制电动增压泵工作当压力低于15 Mpa时， 开关闭合，增压泵工作；当压力达到18 Mpa时， 开关断开，增压泵停止工作 储能器电机 泵 体储液罐储液罐压力控制开关电机2、压力控制、压力警 示 开关 （2）压力警示开关作用：监测储能器内控 制液压力。

组成：两对开关触点， 一对常闭，控制ABS警示灯 ； 一对常开，控制制动警示灯 储能器内压力低于规定 值，常开触点闭合，点亮红 色制动警示灯；同时常闭触 点张开，该信号送给ECU， 关 闭ABS并点亮黄褐色ABS警示 灯压力警示开关制 动 警 示 灯ABS警示灯ECU电 动 增 压 泵控 制 油 压储能器3、电磁控制阀 （1）三位三通电磁阀三位三通电磁阀由进液阀、回液阀、主弹簧、副弹簧 、 固定铁芯及衔铁套筒等组成工作过程是：电磁线圈未通电时，在主弹簧张力作用下，进液阀打 开，回液阀关闭，进液口与出液口保持畅通—增压电磁线圈通入较小电流（2A），产生电磁吸力小，吸 动 衔铁上移量少，但能适当压缩主弹簧，使进液阀关闭，放 松 副弹簧，回液阀并不打开-保压 电磁阀线圈通入较大电流（5A），产生电磁吸力大， 吸 动衔铁上移量大，同时压缩主、副弹簧，使进液阀仍保持 关 闭，回液阀打开-减压因为该电磁阀工作在三个状态（增压、保压、减压）— —称之为“三位” 对外具有三个接口（进液口、出液口、 回液口）——称之为“三通” 所以该电磁阀称之为“三 位、三通”电磁阀，常写成3/3电磁阀2）二位二通电磁阀二位二通电磁阀又分为二位二通常开电磁阀和二位二 通常闭电磁阀。

两个电磁阀均由阀门、衔铁、电磁线圈、回位弹簧等 组 成常态下，二位二通常开电磁阀阀门在弹簧张力作用下 打 开，用于控制制动总泵到制动分泵的制动液通路，又称为 二 位二通常开进液电磁阀二位二通常闭电磁阀阀门在弹簧张力作用下闭合用 于 控制制动分泵到储液器的制动液回路，又称为二位二通常 闭 出液电磁阀两个电磁阀配套使用，共同完成ABS工作中对制动压力 调节的任务3）二位三通电磁阀二位三通电磁阀主要用于 戴维斯MKIIABS中的主电磁阀 二位三通电磁阀主要由： 两个阀门（第一球阀和第二球 阀）、衔铁、弹簧及电磁线圈 等组成第一球阀（常闭阀门 ） 用于控制助力室与内部储液室 之间的制动液通路-高压控制 第二球阀（常开阀门）用于控 制储液筒与内部储液室之间的 制动液通路-低压控制踏下制动踏板：ABS不工作（电磁线圈未通电）时，第一球阀关闭，第 二球阀打开，内部储液室与储液筒相通，低压制动液由制 动 总泵进入两前轮制动分泵，对两前轮实施低压制动由于 助 力室在控制滑阀作用下在踏下制动踏板的同时，储存了高 压 制动液，所以对两后轮实施高压制动 ABS工作（电磁线圈通电）时，第一球阀打开，接通助 力室与内部储液室之间的高压制动液通路，第二球阀关闭 ， 切断了储液筒与内部储液室之间的低压制动液通路，此时 ， 前、后轮均为高压制动。

在制动过程中，增压、保压、减压的转换均由二位二 通 常开进液电磁阀和二位二通常闭出液电磁阀控制调节4、继电器与电脑保护二极管两个继电器：一个为灰色的主电源继电器，通过点火 开 关给ABS电脑供电；一个是棕色电动泵继电器，给电动泵接 通电源，点火开关打开后，电流经过。