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1、第十三章 防抱死制動系統(tǒng),本章主要內容： 防抱死制動的基本理論 防抱死制動系統(tǒng)的組成與類型 防抱死制動系統(tǒng)控制部件的結構原理 防抱死制動系統(tǒng)控制過程 防抱死制動系統(tǒng)故障診斷與檢修,第一節(jié) 防抱死制動的基本理論,（一）制動器制動力F 制動器制動力F是在車輪周緣為了克服制動器摩擦力矩所需施加的力。 （二）附著力F 輪胎-道路附著力簡稱附著力 F，是地面阻止車輪滑動所能提供的切向反作用力的限制值。 （三）地面制動力Fx 地面制動力Fx是輪胎與地面之間的摩擦力,是使車輪制動而減速行駛的外力,方向與汽車行駛的方向相反。,一、制動車輪受力分析,（一）車輪滑移率及影響因素 當汽車勻速行駛時，實際車速V（即車

2、輪中心的縱向速度）與車輪速度Vw(即車輪滾動的圓周速度)相等，車輪在路面上的運動為純滾動運動。然而，當駕駛員踩下制動踏板后，在制動器摩擦力矩的作用下，車輪的角速度減小，實際車速與車輪速度之間就會產生一個速度差，輪胎與地面之間就會產生相對滑移。 （二）車輪滑移率S與附著系數(shù)的關系 汽車縱向、側向附著系數(shù)對滑移率又很大影響。實驗證明，在地面附著條件差（例如在冰雪路面上制動）的情況下，由于道路附著力很小使可以得到的最大地面制動力減小，因此在制動踏板力（或制動分泵壓力）很小時，地面制動力就會達到最大附著力，車輪就會抱死滑移。,二、車輪滑移率S,第二節(jié) 防抱死制動系統(tǒng)的組成與類型,防抱死制動系統(tǒng)是一種主

3、動安全裝置，其英文名稱是Anti-lock Braking System（防鎖死制動系統(tǒng)）或Anti-skid Braking System（防滑移制動系統(tǒng)），縮寫為ABS。 電子控制防抱死制動系統(tǒng)在汽車原有制動系統(tǒng)的基礎上，增設了一套電子控制裝置，其功用是：在汽車制動過程中，自動調節(jié)車輪的制動力，防止車輪抱死，從而獲得最佳制動性能（提高方向穩(wěn)定性，增強轉向控制能力，縮短制動距離），減少交通事故。,一、防抱死制動系統(tǒng)的功用,防抱死制動系統(tǒng)（ABS）是根據(jù)車輪轉動情況，隨時調節(jié)制動壓力來防止車輪抱死滑移。盡管各型ABS的結構各不相同，但是在常規(guī)制動裝置的基礎上，增設傳感器，電子控制器（ABS E

4、CU）和執(zhí)行器組成，如圖13-1所示。,二、防抱死制動系統(tǒng)組成,圖13-1 防抱死制動系統(tǒng)組成簡圖,縮短制動距離； 保持汽車制動時的方向穩(wěn)定性； 保持汽車制動時的轉向控制能力； 減少汽車制動時輪胎的磨損； 減少駕駛員的疲勞程度。,三、防抱死制動系統(tǒng)的優(yōu)點,（一）按結構形式分類 按ABS制動壓力調節(jié)器和制動主缸的結構形式分為分離式和整體式兩種。 （二）按車輪控制方式分類 電子控制防抱死制動系統(tǒng)控制車輪的方式分為“軸控式”與“輪控式”兩種。 （三）按控制通道和傳感器數(shù)量分類 （四）按控制車輪數(shù)量分類,三、防抱死制動系統(tǒng)的類型,第三節(jié) 防抱死制動系統(tǒng)控制部件的結構原理,車輪速度傳感器簡稱輪速傳感器，

5、其功能是檢測車輪轉速，并轉換為電信號輸入ABS ECU，用以計算車輪的圓周速度。 輪速傳感器有磁感應式和差動霍爾效應式兩種。目前普遍采用磁感應式，由傳感器和齒圈轉子組成。傳感器為靜止部件，安裝在車輪附近的靜止部件（如轉向節(jié)、半軸套管、懸架構件等等）上，不隨車輪轉動。傳感器由永久磁鐵、信號線圈（感應線圈）、磁頭等組成。信號轉子為帶齒的圓環(huán)，又稱為齒圈轉子，安裝在與車輪一同轉動的部件（如輪 。半軸）上。,一、車輪速度傳感器,減速度傳感器又稱為加速度傳感器，其功用是：檢測汽車的減速度大小，并轉換為電信號輸入ABS ECU，以便判別路面狀況并采取相應的控制方式。汽車在高附著系數(shù)路面上制動時，減速度很大

6、；在低附著系數(shù)路面上制動時，減速度很小，ABS ECU根據(jù)減速度傳感器信號即可判斷路面狀況。 （一）光電式減速度傳感器 光電式減速度傳感器有兩只發(fā)光二極管LED、兩只光電三極管、一塊透光板和信號處理電路等組成，結構如圖13-2所示。,二、減速度傳感器,圖13-2 光電式減速度傳感器工作原理a）元件位置 b）透光時 c）遮光時,（二）水銀式減速度傳感器 水銀式減速度傳感器的結構如圖13-3所示，由玻璃管和水銀組成。,圖13-3 水銀式減速度傳感器結構原理a）整體結構 b）減速度小時 c）減速度大時,ABS電子控制器簡稱ABS ECU 或 ABS 的控制中心，主要功用是接收輪速傳感器、減速度傳感器

7、信號和各種控制開關信號，根據(jù)設置的控制邏輯，通過數(shù)學計算和邏輯判斷后輸出控制指令，控制制動壓力調節(jié)器調節(jié)制動分泵的制動壓力。 （一）輸入電路 輪速傳感器輸入電路由低通濾電路和整形放大電路等組成，功用是對輪速傳感器輸入的交變電壓信號進行處理，并將模擬信號轉變?yōu)閿?shù)字信號輸入中央處理單元CPU 。 （二）計算電路 計算電路是ABS ECU 的核心，主要由微處理器構成。,三、ABS電子控制器,（三）輸出放大電路 輸出放大電路的主要功用是將CPU輸出的數(shù)字信號（如控制力升高、保持、降低信號）轉換成模擬信號，通過功率放大器驅動執(zhí)行器工作，向執(zhí)行器（各電磁閥）提供大小不同的控制電流（豐田與博世ABS三位三通

8、電磁閥分別為0A、2A、5A），實現(xiàn)制動壓力“升高”、“保持”或“降低”的調節(jié)功能。 （四）安全保護電路 安全保護電路由電源監(jiān)控、故障失憶、繼電器驅動和ABS指示燈驅動電路等組成。其主要功用是接收蓄電池（或發(fā)電機）的電壓信號，監(jiān)控電源電壓是否在穩(wěn)定范圍內，同時將12V或14V電源電壓轉換為ECU工作需要的5V電壓。,制動壓力調節(jié)器時ABS的執(zhí)行器，由電磁閥、儲液器和回液泵電動機組成。制動壓力調節(jié)器設在制動總泵與車輪制動分泵之間，主要功用是根據(jù)ABS ECU 的控制指令，自動調節(jié)制動分泵的制動壓力。 （一）制動壓力調節(jié)器的類型 根據(jù)動力來源分為液壓式和氣壓式兩種。 根據(jù)總體結構分為整體式和分離式

9、兩種。 根據(jù)調壓方式分為流通式和變容式兩種。,四、制動壓力調節(jié)器,（二）三位三通電磁閥 三位三通電磁閥的結構 電磁閥是制動壓力調節(jié)器的主要部件，通過電磁閥動作便可控制制動壓力“升高”“保持”“降低”。 三位三通電磁閥工作情況 三位三通電磁閥的工作狀態(tài)由ABS ECU通過控制電磁線圈中流過電流的大小進行控制。,（三）兩位兩通電磁閥 兩位兩通電磁閥的結構 兩位兩通電磁閥工作情況 當電磁線圈未通電時，在復位彈簧彈力作用下，活動鐵心帶動頂桿和限位桿下移復位，直到限位桿與緩沖墊圈相抵為止。頂桿下移時，球閥隨之下移，使電磁閥閥門處于開啟狀態(tài)，制動液從進液口經(jīng)球閥閥門、出液口流出。 當電磁線圈有電流通過時，

10、活動鐵心產生電磁吸力，壓縮復位彈簧并帶動頂桿一起上移，頂桿將球閥壓在閥座上，電磁閥閥門處于關閉狀態(tài)，進液口與出液口之間的制動液通道關閉。,（四）儲液器與電動回液泵 儲液器又稱為儲液罐，分為抵押儲液器和高壓儲液器兩種，分別與不同形式的制動壓力調節(jié)器配用。 儲液器與電動回液泵的結構 低壓儲液器內設一個活塞和彈簧。電動回液泵又稱為電動泵或回液泵，由永磁式直流電動機與柱塞泵組成。 儲液器與電動回液泵工作原理 在ABS工作過程中，當需要制動壓力降低時，制動壓力調節(jié)器的回液閥打開，具有一定壓力的制動液就會從制動分泵經(jīng)制動壓力調節(jié)器的回液閥流入儲液器和柱塞泵。,（五）制動壓力調節(jié)器工作情況 1、常規(guī)制動（A

11、BS不工作）時制動壓力調節(jié)器工作情況 汽車正常行駛或常規(guī)制動時，制動壓力調節(jié)器工作狀態(tài)如圖13-4所示。在ABS ECU控制下，電磁閥和電動泵均不通電，三位三通電磁閥在回位彈簧作用下，進液閥打開，回液閥關閉。進液閥打開將制動總泵與制動分泵之間的油液管路構成通路；回液閥關閉將制動分泵與儲液器之間的油液管路關閉。,圖13-4 常規(guī)制動時ABS執(zhí)行器工作情況,2、緊急制動（ABS工作）時制動壓力調節(jié)器工作情況 在緊急制動過程中，當四個車輪中的任意一個趨于抱死時，制動壓力調節(jié)器就會根據(jù)ABS ECU 的控制指令，通過調節(jié)該車輪制動分泵的制動液壓力“降壓”、“保壓”或“升壓”來達到防抱死制動的目的。 降

12、壓時制動壓力調節(jié)器工作情況 保壓時制動壓力調節(jié)器工作情況 升壓時制動壓力調節(jié)器工作情況,第四節(jié) 防抱死制動系統(tǒng)控制過程,電子控制防抱死制動系統(tǒng)都是根據(jù)車輪減速度和滑移率是否達到某一設定值來判定車輪式工作在附著系數(shù) - 滑移率曲線 的穩(wěn)定區(qū)域還是工作在非穩(wěn)定區(qū)域，并通過調節(jié)制動分泵的制動液壓力，充分利用輪胎-道路附著力將車輪滑移率控制在10%-30%的穩(wěn)定區(qū)域范圍內，從而獲得最佳制動性能。,一、控制方式,在汽車行駛之前，每次接通點火開關時ABS就會自動進入自檢狀態(tài)，并持續(xù)到汽車行駛過程中，因為某些已經(jīng)存在的故障只有在行駛時才能識別出來。在自檢過程中，儀表盤上的ABS指示燈發(fā)亮約2s后自動熄滅，同

13、時可以聽到繼電器觸點斷開與閉合的響聲以及回液（油）泵啟動時的響聲，在控制踏板上也能感覺到輕微的振動。 當ABS發(fā)生故障后，在汽車行駛過程中控制系統(tǒng)將自動關閉ABS，同時控制儀表盤上的ABS指示燈發(fā)亮，此時常規(guī)制動系統(tǒng)將繼續(xù)保持正常工作狀態(tài)。 當控制系統(tǒng)的電源電壓低于允許的最低電壓值（10.5V）時，ABS將自動關閉，此時ABS指示燈將發(fā)亮指示。一旦電源電壓恢復正常值時，控制系統(tǒng)將再次啟動ABS，指示燈自動自滅。,二、控制電路,ABS工作時，ABS ECU 首先根據(jù)減速度信號判定路面狀況，減速度大于一定值高附著系數(shù)路面，減速度小于一定值為低附著系數(shù)路面，然后根據(jù)判定結果調用相應的控制程序，通過控

14、制制動壓力調節(jié)器電磁閥線圈電流大小，使電磁閥處于“降壓”，“保壓”或“升壓”狀態(tài)來改變車輪制動分泵的壓力，從而實現(xiàn)防抱死制動。雖然輪胎-道路附著系數(shù)不同路面上的控制過程有所不同，但其控制方法基本相同。,二、控制過程,第五節(jié) 防抱死制動系統(tǒng)故障診斷與檢修,各型汽車ABS與發(fā)動機燃油噴射系統(tǒng)EFI一樣都具有故障監(jiān)測與自診斷功能。在組合儀表盤上設有ABS指示燈。點火開關接通后，ABS ECU 進入故障自診斷狀態(tài)，指示燈發(fā)亮。如果指示燈持續(xù)發(fā)亮35秒鐘后熄滅，說明ABS正常；如果指示燈一直發(fā)亮，說明ABS有故障。,一、故障診斷方法,手制動是否完全釋放； 制動液有無滲漏、制動液液面是否符合規(guī)定高度； A

15、BS熔斷器、繼電器是否完好、ABS ECU 連接器插接是否牢固； 控制部件（輪速傳感器、電磁閥、電動回液泵、壓力指示開關和壓力控制開關等）連接插頭與插座連接是否良好； ABS ECU、壓力調節(jié)器的搭鐵線是否可靠搭鐵； 電源（蓄電池和交流發(fā)電機）電壓是否符合規(guī)定； 讀取故障代碼并根據(jù)代碼指示情況進行檢修。,一、故障檢查方法,（一）利用診斷測試儀進行自珍斷測試 將專用診斷測試儀與ABS診斷插座（通訊接口）相連，按照一定的操作規(guī)程，就能與ABS ECU 進行雙向通訊，并通過監(jiān)測儀的顯示器或指示燈閃爍顯示故障代碼。 （二）跨接自珍斷觸發(fā)端子進行自珍斷測試 ABS控制線路中設有故障自診斷插座，可按規(guī)定方

16、法跨接診斷觸發(fā)端子（有的還要進行操作動作），然后根據(jù)儀表盤上的ABS指示燈或跨接線路中的發(fā)光二極管（LED）或ABS ECU 上的LED閃爍情況讀出故障代碼，再參照維修手冊上的故障代碼表，查閱故障代碼表示的故障內容。,二、故障自珍斷測試方法,目前，大多數(shù)ABS都需要專用診斷測試儀器來進行自診斷測試，其測試方法可參照使用說明書進行。,三、故障自珍斷測試實例,四、ABS使用注意事項,在卸液壓調節(jié)器之間，必須斷開蓄電池搭鐵線； 在汽車上使用電焊機作業(yè)時，必須拔下電子控制器線束插頭； 在汽車上進行噴漆作業(yè)時，注意電子控制器不能過熱 ； 檢修ABS之前，應先讀取故障代碼，以便縮小故障范圍；,拆卸電氣連接器插頭之前，必須斷開點火開關； 當出現(xiàn)制動效果不佳，而ABS指示燈又未發(fā)亮警報時，可能是制動系統(tǒng)放氣不凈或常規(guī)制動系統(tǒng)有故障； 當更換制動管路