ABS的基礎知識、工作原理及基本組成

photographerstories.com 來源：互聯(lián)網(wǎng) 作者：起亞類別：汽車電器維修時間：2006-10-22

一、ABS的基礎知識
    為了對采用ABS的必要性有所了解，現(xiàn)介紹以下有關制動基礎知識。
    （一）汽車制動性能的主要評價指標
    對汽車的制動性能有多方面的要求，因而有多方面的評價指標，一般常提到以下三個方面。它們是：
    1．制動效能
    制動效能主要指制動距離與制動減速度，通常實用中多指制動距離。制動距離是指駕駛員開始踩制動踏板到汽車完全停車所行駛的距離。制動距離越短，越有利于避免交通事故的發(fā)生，它是制動性能最基本的評價指標。
    2．制動時汽車的方向穩(wěn)定性
    制動時汽車的方向穩(wěn)定性，一般是指制動過程中維持汽車直線行駛和按預定彎道行駛的能力。如果汽車制動時發(fā)生側(cè)滑、甩尾、嚴重時出現(xiàn)調(diào)頭，都不可能維持原行駛方向，會使汽車失去方向穩(wěn)定性；如果汽車在彎道行駛中制動時，汽車不再按原來彎道行駛，出現(xiàn)沖入其它車道或沖出路面，或者即使是直線行駛，也無法避開障礙物，操縱轉(zhuǎn)向盤也不起作用，則為汽車失去轉(zhuǎn)向控制能力（轉(zhuǎn)向操縱性）。汽車制動過程中，失去方向穩(wěn)定性和失去轉(zhuǎn)向控制能力，都是造成交通事故的重要原因。
    3制動效能的恒定性
    制動效能的恒定性，主要指抗熱衰退性能。抗熱衰退性能是指汽車在繁重工作條件下制動時（如下長坡時長時間連續(xù)制動），制動器溫度升高后，其制動效能的保持程度。它是設計制動器及選材中必須認真考慮的一個重要問題。
    以上三項指標中，前兩項指標采用ABS裝置后，其性能都會有明顯的改善和提高對避免交通事故的發(fā)生能起到很好的作用，因此ABS是汽車上十分重要的主動安全裝置。
    （二）ABS的優(yōu)點
    由上述分析可知，在汽車制動過程中，車輪抱死時危害較大，而且滑移率在20％左右時，車輪與路面間的縱向附著系數(shù)最大，可獲得最大地面制動力，能最大程度地縮短制動距離；同時當滑移率在20％左右時，車輪與路面間橫向附著系數(shù)也較大，使汽車制動時能較好地保持方向穩(wěn)定性和轉(zhuǎn)向控制能力。為了確保行車安全，獲得最佳制動性能，制動時防止車輪拖死，并將車輪滑移率控制在理想滑移率附近的狹小范圍內(nèi)，人們才大力進行開發(fā)、研制和推行防抱死制動系統(tǒng)即ABS。
    ABS是在原傳統(tǒng)制動系統(tǒng)的基礎上，增加了一套防止車輪制動抱死的控制系統(tǒng)、該裝置在制動過程中，當車輪趨于抱死，即車輪滑移率進入非穩(wěn)定區(qū)時，會迅速降低制動系統(tǒng)壓力，使車輪滑移率恢復到靠近理想滑移率的穩(wěn)定區(qū)內(nèi)，通過自動、高頻率地對制動系壓力進行調(diào)節(jié)（其頻率高達每秒十多次），使車輪滑移率保持在理想滑移率附近的狹小范圍內(nèi)，以達到充分利用車輪與路面間縱向峰值附著系數(shù)和較高的橫向附著系數(shù)，實現(xiàn)防止車輪抱死和獲得最佳制動性能。
    應當指出的是，采用傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)進行制動時，盡管駕駛員也知道間歇性的踩、放制動踏板防止車輪抱死，但再有經(jīng)驗的駕駛員也無法精確地做到判斷和控制，特別是在緊急制動時，都不可能將車輪滑移率控制在理想范圍之內(nèi)，往往會使車輪抱死，尤其是汽車在結(jié)冰、下雨打滑的路面上制動時，很容易產(chǎn)生側(cè)滑、甩尾和失去轉(zhuǎn)向控制能力，此時駕駛員往往產(chǎn)生一種緊張情緒，缺乏安全感。
    概括起來ABS的優(yōu)點是：
    （1）制動時保持方向穩(wěn)定性；
    （2）制動時保持轉(zhuǎn)向控制能力；
    （3）縮短制動距離
    （4）減少輪胎磨損；
    （5）減少駕駛員緊張情緒。
    二、ABS的工作原理
    當點火開關接通（ON）時，ABS保護繼電器的電磁線圈中就會有電流流過，系統(tǒng)進入自檢狀態(tài)。經(jīng)過短暫的自檢后，如果發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中存在影響其正常工作的故障，會保持其自檢時的工作狀態(tài)，即關閉ABS系統(tǒng)。此時壓力調(diào)節(jié)器中各電磁閥的電磁線圈均不通電，各電磁閥均保持在制動壓力增大狀態(tài)，汽車恢復常規(guī)制動狀態(tài)工作。經(jīng)過自檢，未發(fā)現(xiàn)影響系統(tǒng)正常工作的故障，ABS就進入等待工作狀態(tài)。
    汽車行駛過程中，各輪速傳感器連續(xù)地向ABS電腦輸入各車輪的輪速信號。當車速超過8km/h后，如果駕駛員踩下制動踏板進行制動時，制動燈開關閉合，蓄電池給ABS電腦一個電壓信號。ABS電腦收到蓄電池電壓信號后，就判定汽車進入制動狀態(tài)。它將根據(jù)輪速傳感器輸入的信息，對四個車輪的運動狀態(tài)進行分析判斷。
    在制動過程中，各車輪制動未出現(xiàn)趨于抱死時，ABS不工作，此時制動過程與常規(guī)制動過程完全相同。在制動過程中，當ABS電腦判定有車輪制動趨于抱死時，就開始對相應的控制通道進行防抱死控制，將車輪滑移率控制在最佳范圍之間，直至汽車速度很低或停止。
    在制動過程中，如果汽車為高速急轉(zhuǎn)彎，當汽車的橫向加速度達到一定值時，橫向加速度開關中的一對觸點就會斷開，ABS電腦不再有蓄電池電壓信號，ABS電腦由此判定汽車橫向加速度已超過設定的界限值，就會對其防抱死控制過程進行修正，使ABS更為有效地工作。
    ABS保護繼電器，是用來防止蓄電池極性接反或蓄電池電壓過高時損壞ABS電腦，起保護作用。
    三、ABS的基本組成
    現(xiàn)代ABS盡管采用的控制方式、方法以及結(jié)構(gòu)形式各不相同，但除原有的傳統(tǒng)的常規(guī)制動裝置外，一般ABS都是由傳感器、電子控制器和執(zhí)行器三大部分組成。其中傳感器主要是車輪轉(zhuǎn)速傳感器，執(zhí)行器主要指制動壓力調(diào)節(jié)器。
    1、車輪轉(zhuǎn)速傳感器
    車輪轉(zhuǎn)速傳感器是ABS中最主要的一個傳感器。車輪轉(zhuǎn)速傳感器常簡稱為輪速傳感器，其作用是對車輪的運動狀態(tài)進行檢測，獲得車輪轉(zhuǎn)速（速度）信號。
    2．電子控制器
    ABS的電子控制器（Electronic Control Unit），常用ECU表示，簡稱ABS電腦。它的主要作用是接收輪速傳感器等輸入信號，計算出輪速、參考車速、車輪減速度功、滑移率等，并進行判斷、輸出控制指令，控制制動壓力調(diào)節(jié)器等進行工作。另外，ABS電腦還有監(jiān)測等功能，如有故障時會使ABS停止工作并將ABS警示燈點亮。
    3．制動壓力調(diào)節(jié)器
    制動壓力調(diào)節(jié)器是ABS中的主要執(zhí)行器。其作用是接受ABS電腦的指令，驅(qū)動調(diào)節(jié)器中的電磁閥動作（或電機轉(zhuǎn)動等），調(diào)節(jié)制動系的壓力，使之增大、保持或減小，實現(xiàn)制動系壓力的控制功能。
    由于ABS是在原來傳統(tǒng)制動系統(tǒng)基礎上增加一套控制裝置形成的，因此ABS也是建立在傳統(tǒng)的常規(guī)制動過程的基礎上進行工作的。在制動過程中，車輪還沒有趨于拖死時，其制動過程與常規(guī)制動過程完全相同；只有車輪趨于抱死時，ABS才會對趨于抱死的車輪的制動壓力進行調(diào)節(jié)。
    通常，ABS只有在汽車速度達到一定程度（如 5 km／h或 8 km／h）時，才會對制動過程中趨于抱死的車輪的制動壓力進行調(diào)節(jié)。當汽車速度降到一定程度時，因為車速很低，車輪制動抱死對汽車制動性能的不利影響很小，為了使汽車盡快制動停車，ABS就會自動終止防抱死制動壓力調(diào)節(jié)，其車輪仍可能被制動抱死。
    在制動過程中，如果常規(guī)制動系統(tǒng)發(fā)生故障，ABS會隨之失去控制作用。若只是ABS發(fā)生故障、常規(guī)制動系統(tǒng)正常時，汽車制動過程仍像常規(guī)制動過程一樣照常進行，只是失去防抱死控制作用。現(xiàn)代ABS一般都能對系統(tǒng)的工作情況進行監(jiān)測，具有失效保護和自診斷功能，一旦發(fā)現(xiàn)影響ABS正常工作的故障時，將自動關掉ABS，恢復常規(guī)制動，并將ABS警示燈點亮，向駕駛員發(fā)出警示信號，提醒駕駛員及時進行修理。