ABS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理

ABS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與原理理實一體化教案江都市技工學(xué)校

馮健

2010年1月第一節(jié)ABS概述汽車的制動性汽車在行駛過程中，強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：制動效能——汽車在行駛中，強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。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。制動過程中車輪的三種運動狀態(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V3.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V3.第三階段：抱死拖滑，路面印痕粗黑。輪速V3=04■滑移率S定義：S二[(V-V3)/V]X100%分析結(jié)論：SV20%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。5.理想的制動控制過程⑴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%；⑶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%。車輪在制動過程中，以5?10次/秒的頻率進行增壓、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ABS的功用就是控制實際制動過程接近于理想制動過程。

第二節(jié)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;ABS警告燈.分泵制動壓力調(diào)節(jié)器電子控制防抱死制動系統(tǒng)(ABS)的組成

1.基本組成傳感器:車速傳感器、加速度傳感器；ECU;執(zhí)行機構(gòu):制動壓力調(diào)節(jié)器工作原理：制動時ECU接收傳感器的信號，當(dāng)車輪將要被抱死的情況下，ECU發(fā)出控制信號，通過執(zhí)行機構(gòu)控制制動器的制動力使車輪不被抱死。特殊說明:(1)ABS是在常規(guī)制動基礎(chǔ)上工作，制動中車輪未抱死時，與常規(guī)制動相同；車輪趨于抱死時，ABS才工作，ECU控制制動壓力調(diào)節(jié)器對分泵制動壓力進行調(diào)節(jié)。⑵ABS工作的汽車車速必須大于5Km/h，若低于該車速，制動時車輪仍可能抱死。⑶常規(guī)制動系統(tǒng)出故障，ABS隨之失去控制作用；ABS出故障，ECU自動關(guān)閉ABS，同時ABS警告燈點亮并存儲故障碼，但常規(guī)制動系統(tǒng)仍可正常工作。2.輪速傳感器(1)鑿式極軸(2)柱式極軸感應(yīng)線圈痢2.輪速傳感器(1)鑿式極軸(2)柱式極軸感應(yīng)線圈痢4-齒圍一電纜永磁體齒圈一哲電纜 n永磁恢一——11:1=1外殼感應(yīng)線 極軸 齒圈隨車輪轉(zhuǎn)動時，輪齒與傳感頭之間的空氣隙發(fā)生變化，使磁電傳感器中磁路的磁通發(fā)生變化，從而切割線圈產(chǎn)生交流電，交流電的頻率隨齒圈轉(zhuǎn)速的快慢而變化。根據(jù)交流電的頻率，ECU就能計算出車輪的轉(zhuǎn)速。3.制動壓力調(diào)節(jié)器⑴功用：接收ECU的指令，通過電磁閥的動作來實現(xiàn)車輪制動器制動壓力的自動調(diào)節(jié)。(2)組成：電磁閥、液壓泵、儲液器等。制動壓力調(diào)節(jié)器串聯(lián)在制動主缸和制動輪缸之間，通過電磁閥直接或間接地控制輪缸的制動壓力。循環(huán)式(流通式)制動壓力調(diào)節(jié)器岀穢制動總泵輪缸Q電磁閥儲能器ECU制動壓力調(diào)節(jié)器岀穢制動總泵輪缸Q電磁閥儲能器ECU制動壓力調(diào)節(jié)器回液泵制動分泵流通式調(diào)壓方式這種壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的特點是制動壓力油路和ABS控制壓力油路相通。.三位三通電磁閥通過電磁閥直接控制輪缸的制動壓力。多采用三位三通電磁閥

（由博世公司生產(chǎn)，應(yīng)用于博世ABS中■其結(jié)構(gòu)示意圖如下）。三位三通電磁閥由進液閥、回液閥、主彈簧、在ECU控制下，使閥處于“升壓”、“保壓”“減壓”三種位置。三位三通電磁閥由進液閥、回液閥、主彈簧、三位三通電磁閥（減壓）副彈簧、固定鐵芯及銜鐵套筒等組成。三位三通電磁閥（減壓）三位三通電磁閥（保壓）工作過程是：電磁線圈未通電時，在主彈簧張力作用下，進液閥打開，回液閥關(guān)閉，進液口與出液口保持暢通-增壓。電磁線圈通入較小電流（2A），產(chǎn)生電磁吸力小，吸動銜鐵上移量少，但能適當(dāng)壓縮主彈簧，使進液閥關(guān)閉，放松副彈簧，回液閥并不打開-保壓。電磁閥線圈通入較大電流（5A）,產(chǎn)生電磁吸力大，吸動銜鐵上移量大同時壓縮主、副彈簧，使進液閥仍保持關(guān)閉，回液閥打開-減壓。

因為該電磁閥工作在三個狀態(tài)（增壓、保壓、減壓）——稱之為“三位”。對外具有三個接口（進液口、出液口、回液口）——稱之為“三通”。所以該電磁閥稱之為“三位、三通”電磁閥，常寫成3/3電磁閥。.二位二通電磁閥兩個電磁閥均由閥門、銜鐵、電磁線圈、回位彈簧等組成。二位二通電磁閥又分為二位二通常開電磁閥和二位二通常閉電磁閥。卄總泵儲液器電磁閥。卄總泵儲液器二位二通電磁閥結(jié)構(gòu)及表示符號常態(tài)下，二位二通常開電磁閥閥門在彈簧張力作用下打開，二位二通常閉電磁閥閥門在彈簧張力作用下閉合。二位二通常開電磁閥用于控制制動總泵到制動分泵的制動液通路，又稱為二位二通常開進液電磁閥。二位二通常閉電磁閥用于控制制動分泵到儲液器的制動液回路，又稱為二位二通常閉出液電磁閥。兩個電磁閥配套使用，共同完成ABS工作中對制動壓力調(diào)節(jié)的任務(wù)。.二位三通電磁閥二位三通電磁閥主要用于戴維斯MKIIABS中的主電磁閥。二位三通電磁閥主要由：兩個閥門（第一球閥和第二球閥）、銜鐵、彈簧及電磁線圈等組成。第一球閥（常閉閥門）用于控制助力室與內(nèi)部儲液室之間的制動液通路-高壓控制。第二球閥（常開閥門）用于控制儲液筒與內(nèi)部儲液室之間的制動液通路-低壓控制。通左前輪通右前輪二位三通電磁閥結(jié)構(gòu)及對外連接工作過程：踏下制動踏板：ABS不工作（電磁線圈未通電）時，第一球閥關(guān)閉，第二球閥打開，內(nèi)部儲液室與儲液筒相通，低壓制動液由制動總泵進入兩前輪制動分泵，對兩前輪實施低壓制動。由于助力室在控制滑閥作用下在踏下制動踏板的同時，儲存了高壓制動液，所以對兩后輪實施高壓制動。ABS工作（電磁線圈通電）時，第一球閥打開，接通助力室與內(nèi)部儲液室之間的高壓制動液通路，第二球閥關(guān)閉，切斷了儲液筒與內(nèi)部儲液室之間的低壓制動液通路，此時，前、后輪均為高壓制動。當(dāng)電磁閥在減壓過程中，從輪缸流出的制動液由儲能器暫時儲存，然后由回油泵泵回主缸。儲液器與電動泵儲能器依椐儲存制動液壓力的不同，分為低壓儲能器和高壓儲能器。分別配置在不同型式的制動壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)中。1）低壓儲能器與電動泵低壓儲能器一般稱為儲液器，用來接納ABS減壓過程中，從制動分泵回流的制動液，同時還對回流制動液的壓力波動具有一定的衰減作用。儲液器內(nèi)有一活塞和彈簧。減壓時，回流的制動液壓縮活塞克服彈簧張力下移，使容積增大，暫時存儲制動液。電動回液泵由直流電動機和柱塞泵組成。柱塞泵由柱塞、進出液閥及彈簧組成。當(dāng)ABS工作（減壓）時，根據(jù)ECU輸出的指令，直流電動機帶動凸輪轉(zhuǎn)動，凸輪將驅(qū)動柱塞在泵筒內(nèi)移動。柱塞上行時，儲液器與制動分泵內(nèi)具有一定壓力的制動液進入柱塞泵筒。柱塞下行時，壓開進液閥及泵筒底部的出液閥，將制動液泵回

中或ABS工作時所需的高壓制動液。高壓蓄壓器多采用黑色氣囊狀球體。黑色氣囊狀球體被一個膜片分隔成兩個互不相通的腔室。上腔為氣室，充入氮氣并具有一定的壓力。下腔為液室，與電動增壓泵液道相通，壓力警示開關(guān)：設(shè)有兩對開關(guān)觸點，一對常開，一對常閉。當(dāng)電動增壓泵液道相通，壓力警示開關(guān)：設(shè)有兩對開關(guān)觸點，一對常開，一對常閉。當(dāng)高壓蓄壓器下腔制動液壓力低于10.5Mpa時，常開觸點閉合，點亮紅色制動警示燈；同時常閉觸點張開，該信號送給ECU關(guān)閉ABS并點亮黃褐色ABS警示燈。另外，還有ABS主繼電器、電磁閥繼電器及ABS警示燈，將在具體ABS中再作介紹。.循環(huán)式制動壓力調(diào)節(jié)器的工作過程升壓（常規(guī)制動）制動總泵制動壓力調(diào)節(jié)器車輪電子控制器(ECU)264 201428制動總泵制動壓力調(diào)節(jié)器車輪電子控制器(ECU)264 201428踏下制動踏板，由于勰閥的進液閥開啟'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出液口進入各制動分泵，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。與常規(guī)制動相同。保壓過程:制動壓力調(diào)節(jié)原理（壓力保持）接蓄電池接保壓過程:制動壓力調(diào)節(jié)原理（壓力保持）接蓄電池接ABS保護繼電器2814電子控制器(ECU)264 20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。減壓過程: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。g~n車輪制動壓力調(diào)節(jié)器接點火開關(guān)制動總泵制動壓力調(diào)節(jié)原理（壓力減小）與此同時，ECU控制電動泵通電運轉(zhuǎn)，將流入儲液器的制動液泵回到制動總泵出液口。（5）可變?nèi)莘e調(diào)壓方式：微型電機控制可變?nèi)莘e調(diào)壓方式德爾科ABSVI是美國德爾科公司研制開發(fā)、應(yīng)用在美國通用公司生產(chǎn)車系轎車上。制動壓力調(diào)節(jié)器：前輪制動壓力調(diào)節(jié)器由控制閥（單向閥、電磁閥）、電磁制動器（簡稱EMBg~n車輪制動壓力調(diào)節(jié)器接點火開關(guān)制動總泵制動壓力調(diào)節(jié)原理（壓力減?。┡c此同時，ECU控制電動泵通電運轉(zhuǎn)，將流入儲液器的制動液泵回到制動總泵出液口。（5）可變?nèi)莘e調(diào)壓方式：微型電機控制可變?nèi)莘e調(diào)壓方式德爾科ABSVI是美國德爾科公司研制開發(fā)、應(yīng)用在美國通用公司生產(chǎn)車系轎車上。制動壓力調(diào)節(jié)器：前輪制動壓力調(diào)節(jié)器由控制閥（單向閥、電磁閥）、電磁制動器（簡稱EMB）、雙向直流電動機及驅(qū)動齒輪（固裝在電機軸一端）、傳動齒輪（固裝在驅(qū)動調(diào)壓缸活塞的螺桿的下端）、螺桿及活塞等組成。減速齒輪 驅(qū)動齒輪后輪制動壓力調(diào)節(jié)器由控制閥、機械式膨脹彈簧制動裝置（簡稱ESB）、雙向直流電動機及驅(qū)動齒輪（固裝在電機軸一端）、傳動齒輪（固裝在驅(qū)動調(diào)壓缸活塞的螺桿的下端）、螺桿及活塞等組成。減速齒輪雙向直流電動機同時驅(qū)動兩個活塞分別在兩個缸筒中上下同步移動或保持在某一位置，改變制動管路容積，調(diào)節(jié)制動壓力工作過程：前輪制動壓力調(diào)節(jié)器電磁閥)iiIi"i1111)減速齒輪 驅(qū)動齒輪后輪制動壓力調(diào)節(jié)器由控制閥、機械式膨脹彈簧制動裝置（簡稱ESB）、雙向直流電動機及驅(qū)動齒輪（固裝在電機軸一端）、傳動齒輪（固裝在驅(qū)動調(diào)壓缸活塞的螺桿的下端）、螺桿及活塞等組成。減速齒輪雙向直流電動機同時驅(qū)動兩個活塞分別在兩個缸筒中上下同步移動或保持在某一位置，改變制動管路容積，調(diào)節(jié)制動壓力工作過程：前輪制動壓力調(diào)節(jié)器電磁閥)iiIi"i1111)減速齒輪 驅(qū)動齒輪后輪////////////////////踏下制動踏板：車輪滑移率低于20%時，前輪制動壓力調(diào)節(jié)器單向閥和電磁閥均打開，制動液由制動總泵、制動管路、電磁閥

和單向閥到前輪制動分泵；后輪制動壓力調(diào)節(jié)器單向閥打開，制動液由制動總泵、制動管路、單向閥到后輪制動分泵。各制動分泵的制動液壓力將隨著制總泵輸出制動液壓力的增大而增大。車輪滑移率達到20%時，ECU控制對電磁閥、電磁制動器、雙向直流電動機的通電時機，使電磁閥關(guān)閉、電磁制動器解除制動、雙向直流電動機通電轉(zhuǎn)動，通過傳動齒輪、螺桿驅(qū)動活塞在調(diào)壓缸中上、下移動或停止，完成增壓、減壓、保壓的循環(huán)調(diào)壓過程。第三節(jié)ABSECU的控制過程電堿閥樂屯器an87AABS保護觥皿器IGJS301: "31S7點火開關(guān)帛輪電堿閥樂屯器an87AABS保護觥皿器IGJS301: "31S7點火開關(guān)帛輪&前輪閥檻輪速傳感器1WT-電動回液泵11S7■-Je-1）ABS保護繼電器線圈通電:蓄電池“+”T點火開關(guān)IGTABS保護繼電器線圈T搭鐵T蓄電池“－”。蓄電池電壓（12V）經(jīng)繼電器觸點送至ECU端子1,觸發(fā)自檢2）自檢過程中，ABS警示燈亮蓄電池點火開關(guān)IGTABS警示燈TABS二極管T電磁閥繼電器常閉觸點T搭鐵T蓄電池“一”ABS警示燈亮后可能出現(xiàn)兩種情況：燈亮3-5秒后熄滅，說明系統(tǒng)正常；燈亮3-5秒后不熄滅，說明系統(tǒng)有故障，ECU關(guān)閉ABS,汽車僅保持常規(guī)制動。2■自檢正常ABS等待工作自檢中ABS系統(tǒng)沒有發(fā)現(xiàn)故障，ECU端子27將搭鐵，電磁閥繼電器線圈中有電流流過：蓄電池“+”TABS保護繼電器T電磁閥繼電器線圈TECU端子27T搭鐵T蓄電池“一”由于線圈通電，鐵芯產(chǎn)生吸力常閉觸點張開，ABS警示燈熄滅；常開觸點閉合，蓄電池電壓作用在三個三位三通電磁閥線圈及ECU端子32。3.制動防抱死控制過程（1）車速超過8Km/h,需要制動踩下踏制動踏板時，制動開關(guān)閉合，蓄電池電壓送至ECU端子25,ECU獲知汽車進入制動狀態(tài)。ECU將根據(jù)各輪速傳感器輸入的電壓信號對車輪運動狀態(tài)進行監(jiān)測。（2）制動中，各車輪滑移率均小于20%時，ECU端子2、35、18均開路，每個電磁閥線圈中均無電流通過，各制動分泵制動液壓力將隨制動總泵輸出制動液壓力的變化而變化-增壓。。3）制動中，某一車輪滑移率接近20%，ECU對其相應(yīng)的電磁