汽车防抱死制动系统构造与维修

1、 项目一 概述汽车防抱死制动系统构造与维修 项目二 汽车防抱死制动系统的工作原理项目六 维修实例分析项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造项目五 汽车防抱死制动系统的故障检测与维修项目四 汽车防抱死制动系统的日常使用和维护项目一 概述 任务1 汽车防抱死制动系统的产生和发展1.汽车防抱死制动系统的产生2.汽车防抱死制动系统的发展1)我国汽车防抱死制动系统的发展2）汽车防抱死制动系统的发展趋势（1）复合化；（2）低成本化；（3）小型轻量化；（4）采用传感器等附加装置；（5）与驱动防滑转向控制等装置形成一体化控制；（6）ABS/ASR与自动巡航系统（ACC）集成 ；（7）ABS与新一代制动系统的结合

2、等。 项目一 概述 任务2 汽车防抱死制动系统的特点和功能1.汽车防抱死制动系统的功能在汽车制动时，改善整车的制动性能，提高行车安全性，防止在制动过程中车轮抱死（即停止滚动），从而保证驾驶员在制动时还能控制方向，并防止后轴侧滑。2.汽车防抱死制动系统的特点1）汽车防抱死制动系统的优点（1）增加了汽车制动时的方向稳定性（2）改善了汽车制动时转向操纵能力（3）缩短制动距离（4）减少轮胎磨损（5）ABS使用方便，工作可靠项目一 概述 （6）减轻驾驶人紧张情绪（7）由于ABS制动性能的提高，汽车的安全性也得到改善，所以装有ABS后，在同样条件下可使驾驶人提高车速。据统计，装用ABS的车辆行驶速度可以提

3、高约15%。2）汽车防抱死制动系统的缺点（1）ABS不能提供超越车辆与路面所能承受的制动效果。 （2）ABS性能的好坏受整车制动情况的影响。（3）在平滑的干燥路面上制动，技术熟练的驾驶员操作常规制动系统，其制动距离要比ABS工作的制动距离短，这是因为ABS允许滑移率降低到8%左右所致。 项目一 概述 任务3 汽车防抱死制动系统的主要类型1.汽车防抱死制动系统的主要类型1）按生产厂家分类目前世界范围内生产ABS的厂家主要由德国的博世、戴维斯、瓦布科公司和美国的德科、凯尔西海斯和要迪克斯公司等。生产厂家应用情况德国博世公司（BOSCH）欧、美、日、韩车最多德国戴维斯公司（TEVES）/德国瓦布科（

4、WABCO）/美国凯尔西海斯公司（KELSEYHAYES）部分日本轻型货车美国德科公司（DELCO）美国通用及韩国大宇汽车美国本迪克斯公司（BENDIX）美国克莱斯勒汽车项目一 概述 2） 按汽车制动系统分类按ABS的制动系统不同可分为液压制动、气压制动和气顶液制动3种类型。（1）液压ABS制动系统 液压制动系统ABS1-前轮速传感器 2-前轮制动轮缸 3-制动总缸 4-制动压力调节器 5-制动指示灯 6-ABS警报灯 7-后轮制动轮缸 8-后轮速传感器 9-发动机和变速器ECU项目一 概述 （2）气压ABS制动系统 气压制动系统主要用于中、重型载货汽车上，所装用的ABS按其结构原理主要分为两

5、种类型用于四轮后驱动气压制动汽车上的ABS和用于汽车列车上的ABS。 1一齿圈 2-轮速传感器 3一制动气室 4一压力控制器 5一快放阀 6一继动阀 7一制动总阀 8-ECU 9一储气简 l0一警报灯项目一 概述 （3）气顶液ABS制动系统气顶液制动系统兼有气压和液压两种制动系统的特点，应用于部分中、重型汽车上。 通过对气顶液动力缸输入空气压力来控制制动液压力的ABSl-轮速传感器 2-齿圈 3-轮缸4-压力调节器 5-警报灯 6-空气液压加力器 7-制动总阀项目一 概述 3）按外观结构或组合形式分类根据制动压力调节器（执行器）与制动总泵（主缸）的结构关系，ABS大致可分为分离式和整体式两类，

6、从外观上可以看出明显的不同。（1）分离式ABS 1储液器 2制动总泵（主缸） 3制动压力调节器 4助力器 5电子控制器6车轮速度传感器 7车轮制动分泵项目一 概述 （2）整体式ABS整体式结构的ABS是将制动压力调节装置与制动总泵、蓄压器结合在一起形成一个总体，整体式ABS结构可使制动系统非常紧凑，管路接头较少，但成本相对较高。 整体式ABS结构系统项目一 概述 4）按控制通道和传感器数目分类（1）四通道式四通道ABS如图1-6所示。四通道ABS有4个轮速传感器，在通往4个车轮制动分泵的管路中各设一个制动压力调节器装置（如电磁阀），分别进行独立控制，构成四通道四传感控制形式。 （a）双制动管路

7、前后布置 （b）双制动管路对角布置 四通道四传感器ABS 项目一 概述 （2）三通道式三通道ABS是对两前轮进行独立控制，两后轮按低选原则进行一同控制(即两个车轮由一个通道控制，以保证附着力较小的车轮不抱死为原则)，也称混合控制。 （a）三通道四传感器ABS （b）三通道四传感器ABS （c）三通道三传感器ABS 三通道式ABS项目一 概述 （3）二通道式二通道ABS通常称为双通道ABS。为了减少制动压力调节分装置的数量，降低系统成本，也采用双通道ABS。如图1-8是两种形式的双通道ABS。 二通道四传感器ABS项目一 概述 （4）一通道式一通道式ABS常叫单通道ABS，它是在后轮制动器总管中

8、设置一个制动压力调节器，在后桥主减速器上安装一个轮速传感器(也有在后轮上各安装一个)。 一通道三传感器ABS 项目一 概述 5）按控制方式分类 目前ABS按控制方式可以分为两类，即模仿控制方式和预测控制方式。 模仿控制方式在控制时需要准确和实时测定汽车瞬时速度，其成本较高，技术复杂，已较少使用。 控制参数有车轮减速度、车轮加速度及车轮滑移率。根据控制参数不同，预测控制可分为下列四中形式：（1）以车轮减速度为控制参数。（2）以车轮滑移率为控制参数。（3）以车轮减速度和加速度为控制参数。（4）以车轮减速度、加速度和滑移率为控制参数。 项目一 概述汽车防抱死制动系统构造与维修 项目二 汽车防抱死制动

9、系统的工作原理项目六 维修实例分析项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造项目五 汽车防抱死制动系统的故障检测与维修项目四 汽车防抱死制动系统的日常使用和维护项目二 汽车防抱死制动系统的工作原理 任务4 汽车制动系统工作原理及制动评价指标 1. 汽车制动系统工作原理。 作为汽车制动系统，其作用当然就是让行驶中的汽车按驾驶员的意愿进行减速甚至停车、使下坡行驶的汽车速度保持稳定、使已停驶的汽车保持不动。汽车制动系统一般采用摩擦制动，其原理就是利用与车身（或车架）相连的非旋转元件和与车轮(或传动轴)相连的旋转元件之间的相互摩擦来阻止车轮的转动或转动的趋势。因此，制动的实质就是将汽车的动能强制地转化为其他

10、形式的能量(通常是热能)，扩散到大气环境中。 项目二 汽车防抱死制动系统的工作原理 2.常用制动器1）鼓式制动器鼓式制动器也叫块式制动器，是靠制动块在制动轮上压紧来实现刹车的。 鼓式制动器结构图 在踩下刹车踏板时，推动刹车总泵的活塞运动，进而在油路中产生压力，制动液将压力传递到车轮的制动分泵推动活塞，活塞推动制动蹄向外运动，进而使得摩擦片与刹车鼓发生摩擦，从而产生制动力。项目二 汽车防抱死制动系统的工作原理 2）盘式制动器盘式制动器也叫碟式制动器，盘式制动器通过液压系统把压力施加到制动钳上，使制动摩擦片与随车轮转动的制动盘发生摩擦，摩擦元件从两侧夹紧制动盘，从而达到制动的目的。 盘式制动器结构

11、图 当踩下制动踏板后，油液被压入内、外两轮缸中、其活塞在液压作用下将两制动块压紧制动盘，产生摩擦力矩而制动。项目二 汽车防抱死制动系统的工作原理 3）通风制动盘4）陶瓷制动盘5）紧急制动辅助系统（EBA）6）车身电子稳定系统（ESP）项目二 汽车防抱死制动系统的工作原理 3.汽车制动性能的评价指标汽车行驶时在短距离内停车且维持行驶方向稳定，以及汽车在下长坡时维持一定车速的能力称为汽车的制动性。汽车的制动性能指标主要有制动效能、制动效能的恒定性、制动时汽车的方向稳定性。1）制动效能制动效能是指汽车迅速降低行驶速度直至停车，或在下坡时维持一定车速及坡道驻车的能力，是制动性能最基本的评价指标。一般用

12、制动减速度、制动力、制动距离等来评价。（1）制动减速度 （2）制动力 （3）制动距离项目二 汽车防抱死制动系统的工作原理 2）制动效能的恒定性在短时间内连续制动后，制动器温度升高导致制动效能下降，称之为制动器的热衰退，连续制动后制动效能的稳定程度为制动效能的恒定性。（1）抗热衰退性（2）水衰退性3）制动时的方向稳定性制动时汽车的方向稳定性即制动时汽车不发生跑偏、侧滑以及失去转向能力的性能。（1）制动跑偏 （2）制动侧滑与制动时转向能力的丧失项目二 汽车防抱死制动系统的工作原理 4）影响汽车制动性的主要因素（1）轴间负荷的分配 （2）制动力的调节和车轮防抱死（3）汽车载重（4）制动时的车速（5）

13、发动机制动 （6）道路条件（7）驾驶技术 项目二 汽车防抱死制动系统的工作原理 任务5 汽车制动时车轮运动学1.汽车制动时车轮受力情况1）地面制动力汽车制动时车轮受力情况 当汽车行驶过程中需要制动时，只有受到与行驶方向相反的外力时，才能使汽车制动减速甚至停车。汽车行驶时，这个外力只能由空气和地面提供，地面给车轮一个方向与汽车行驶相反的作用力，该力便是地面制动力。项目二 汽车防抱死制动系统的工作原理 2）制动器制动力在车轮周缘为克服制动器摩擦力矩所加的力，称之为制动器制动力，又称为制动周缘力，一般以 表示。它相当于把汽车架离地面，并踩住制动踏板，在车轮周缘沿切线方向推动车轮直至它能够转动所需的力

14、。3）附着力附着力是地面阻止车轮滑动所能提供切向反作用力的极限值，常用 表示。在一般硬实路面上，轮胎与路面间的附着力可近似认为是轮胎与路面间的摩擦力。根据摩擦定律，轮胎与路面间的附着力取决于地面对轮胎的法向反作用力与附着系数。项目二 汽车防抱死制动系统的工作原理 4）地面制动力 、制动器制动力 和附着力 的关系 当制动踏板力（或制动系压力）增大到某一值时，车路被抱死不转而出现滑拖现象。若作用在车轮上的垂直载荷和地面附着洗漱不变，此时制动器制动力，由于制动器摩擦力矩的增大而仍按直线继续增大，但因地面制动力要受到附着力的限制，即地面制动力不可能超过附着力，所以当地面制动力达到附着力时就不再增大，地

15、面最大制动力将等于附着力。地面制动力、制动器制动力 和附着力的关系项目二 汽车防抱死制动系统的工作原理 2.ABS对汽车使用性能的影响1）汽车制动时受力分析（1）制动产生的力对行驶着的汽车施加适当的制动时，汽车就会受地面制动力、惯性力，有时还受到旋转力矩。制动时产生的力项目二 汽车防抱死制动系统的工作原理 （2）侧滑摩擦力在轮胎与地面的接触的接触面还存在着另外一个摩擦力，它与地面制动力方向不同，作用在车轮横向上，这个力叫做侧滑摩擦力（也叫侧向力或转弯力）。汽车在制动过程中除了受纵向制动力，还要受到侧滑摩擦力。纵向制动力的大小影响制动距离侧滑摩擦力的大小影响汽车行驶稳定性。种情况无疑更加危险。项

16、目二 汽车防抱死制动系统的工作原理 2） ABS对汽车行驶稳定性的影响（1）滑移率表征滑移成分所占比例的多少，常用 表示。车轮在路面上纯滚动时，此时车速就等于车轮速度 = ，车轮滑移率 =0；车轮抱死时即在地面上纯滑动时，此时车轮不再滚动而开始在地面拖行 =0，车轮滑移率 =100%；车轮在路面上边滚动边滑动时， ，则车轮滑移率 。车轮滑移率越大，说明车轮在运动中滑移成分所占的比例越大。 项目二 汽车防抱死制动系统的工作原理 （2）附着系数和滑移率的关系纵向附着系数 -横向附着系数附着系数和滑移率的关系附着系数随路面性质不同呈大幅度变化。一般说来，干燥路面附着系数大，潮湿路面附着系数小，冰雪路

17、面附着系数更小。在各种路面上，附着系数都随滑移率的变化而变化。各曲线的趋势大致相同，只有积雪路滑移率在靠近100%时纵向附着系数会上升。项目二 汽车防抱死制动系统的工作原理 3）对汽车在无ABS或ABS失效的情况下制动过程制动力分析（1）直线行驶中车轮抱死时的汽车运动情况直线行驶中车轮抱死时的汽车运动情况直线行驶的汽车所有车轮全部抱死时的运动情况，。滑移率上升，侧向力系数下降。车轮完全抱死后，侧向力系数基本为零，保持方向稳定性的车轮侧向力也接近于零。这种状态很不稳定，路面不均匀、左右地面制动力不相等时，即使对汽车施加很小的偏转力矩，汽车就会产生不规则运动而处于危险状态，其运动方向发生变化，偏离

18、原来的行驶路线，严重时会出现调头的现象。同时，如果在汽车旋转过程中将制动释放，汽车就会沿着瞬时行驶方向急速驶出，这种情况无疑更加危险。项目二 汽车防抱死制动系统的工作原理 （2）曲线行驶中车轮抱死时的汽车运动情况 曲线行驶当只有前轮抱死时。由于前轮的转弯力基本为零，驾驶员无法进行正常的转向操作，汽车沿着行驶道路的切线方向驶出。 当只有后轮抱死时，后轮的侧向力接近于零，汽车不能保持原来的行驶方向，由于离心力和前轮转向力的作用，汽车将一面旋转一面沿曲线行驶（这种运动叫做外旋转）。 当所有车轮全部被抱死时，转弯力和侧向力基本为零，汽车完全失去操纵性和方向稳定性，它的运动轨迹兼有前、后轮单独抱死时的两

19、种运动轨迹，即一面作与驾驶无关的不规则运动，一面沿曲线的切线方向滑行。 项目二 汽车防抱死制动系统的工作原理 任务6 ABS汽车防抱死制动系统工作原理 1.ABS基本构成 汽车的制动系统随车型的不同而不同，尽管不同车辆的ABS系统尽管采用的控制方式、方法以及结构形式各不相同，但除原有的传统的常规制动装置外，一般ABS都是由传感器、电子控制器和执行器三大部分以及一些控制继电器组成。 ABS的基本组成项目二 汽车防抱死制动系统的工作原理 2.ABS基本工作原理 1）循环式ABS的工作过程 （1）升压（常规制动）过程 （2）保压过程 （3）减压过程 （4）增压过程 2）可变容积ABS的工作过程 （1

20、）升压（常规制动）状态 （2）保压状态 （3）减压状态 （4）增压状态项目二 汽车防抱死制动系统的工作原理 3.ABS控制方式 1.ABS基本构成 ABS为了在制动时将滑移率控制在理想滑移率附近的狭小范围内，就要对制动压力系压力进行反复调节，其控制方式如何直接决定ABS的控制效果。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

21、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。项目二 汽车防抱死制动系统的工作原理 1）双参数控制 2）单参数控制 3）逻辑门限值控制 目前提出的控制方式很多，主要有逻辑门限值控制、最优控制和滑动模态变结构控制等，但目前，绝大多数ABS采用的都是逻辑门限值控制方式。（1）逻辑门限值控制方式的控制参数（2）控制参数及其测定项目二 汽车防抱死制动系统的工作原理 4.控制过程 1）在高附着力系数路面上的防抱死制动控制过程在高附着力系数路面上的防抱死制动控制过程项目二 汽车防抱死制动系统的工作原理 2）在低附着力系数路面

22、上的防抱死制动控制过程在低附着力系数路面上的防抱死制动控制过程项目二 汽车防抱死制动系统的工作原理 3)由高附着系数路面突变到低附着系数路面的防抱死制动控制过程由高附着系数路面突变到低附着系数路面的防抱死制动控制过程 项目一 概述汽车防抱死制动系统构造与维修 项目二 汽车防抱死制动系统的工作原理项目六 维修实例分析项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造项目五 汽车防抱死制动系统的故障检测与维修项目四 汽车防抱死制动系统的日常使用和维护项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 任务7 系统主要传感器1.车轮速度传感器1)电磁感应式轮速传感器(1)电磁感应式轮速传感器的作用电磁感应式转速传感器是电子控制

23、防抱死制动系统中的重要部件，用来监测车轮运动状态。(2)电磁感应式轮速传感器的安装位置1）如图3-1所示，前轮的齿圈(43齿)安装在传动轴上，转速传感器安装在转向节上。2）如图3-2所示后轮的齿圈(43齿)安装在后轮毂上，转速传感器则安装在固定支架上。 项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 任务7 系统主要传感器1.车轮速度传感器1)电磁感应式轮速传感器(2)电磁感应式轮速传感器的安装位置 1-齿圈 2-前轮转速传感器 1-齿圈 2-后轮转速传感器图3-1 前轮转速传感器（G45/G47）位置 图3-2 后轮转速传感器(G44/G46) 项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 任务7 系统主要传

24、感器1.车轮速度传感器1)电磁感应式轮速传感器(3)电磁感应式轮速传感器的组成 如图3-3所示，电磁感应式轮速传感器由电磁感应式传感头和磁性齿圈组成。传感头由永磁体、磁极和感应线圈组成，齿圈由铁磁性材料制成。 图3-3 电磁感应式轮速传感器项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 任务7 系统主要传感器1.车轮速度传感器1)电磁感应式轮速传感器(4)电磁感应式轮速传感器的原理当齿圈旋转时，齿顶与齿隙轮流交替对向磁芯，当齿圈转到齿顶与传感头磁芯相对时，传感头磁芯与齿圈之间的间隙最小，由永久磁芯产生的磁力线就容易通过齿圈，感应线圈周围的磁场就强，如图3-4所示。而当齿圈转动到齿隙与传感磁芯相对时，传感

25、头磁芯与齿圈之间的间隙最大，由永久磁芯产生的磁力线就不容易通过齿圈，感应线圈周围的磁场就弱，如图3-5所示。 项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 任务7 系统主要传感器1.车轮速度传感器1)电磁感应式轮速传感器(4)电磁感应式轮速传感器的原理 1-齿圈 2-磁芯端部齿 3-感应线圈端子 4-感应线圈5-永磁性磁极 6-磁力线 7-磁场 8-磁芯 9-齿圈齿顶图3-4 齿圈齿顶与磁芯相对时 图3-5 齿圈齿隙与磁芯相对时项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 任务7 系统主要传感器1.车轮速度传感器1)电磁感应式轮速传感器(5)汽车防抱死制动系统对轮速信号的辨识原理 汽车电磁感应式轮速传感器部件

26、与汽车ABS(防抱死制动系统)ECU（控制器） 连接，ABS ECU给电磁感应式轮速传感器供电（Up），电磁感应式轮速传感器将轮速信号输入给 ABS ECU，ABS系统正常工作。 项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 2)霍尔效应式轮速传感器(1)概述 霍尔器件是一种磁传感器。用它们可以检测磁场及其变化，可在各种与磁场有关的场合中使用。霍尔器件以霍尔效应为其工作基础。 霍尔器件具有许多优点，它们的结构牢固，体积小，重量轻，寿命长，安装方便，功耗小，频率高（可达1MHZ），耐震动，不怕灰尘、油污、水汽及盐雾等的污染或腐蚀。 项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 2)霍尔效应式轮速传感器(2)霍尔

27、效应和霍尔元件霍尔效应 如图3-11所示，在一块通电的半导体薄片上，加上和片子表面垂直的磁场B，在薄片的横向两侧会出现一个电压，如图3-11中的VH，这种现象就是霍尔效应，是由科学家爱德文霍尔在1879年发现的。VH称为霍尔电压。 霍尔器件 霍尔器件分为霍尔元件和霍尔集成电路两大类，前者是一个简单的霍尔片，使用时通常需要将获得的霍尔电压进行放大。后者将霍尔片和它的信号处理电路集成在同一个芯片上。 项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 2)霍尔效应式轮速传感器(2)霍尔效应和霍尔元件霍尔元件 霍尔元件可用多种半导体材料制作，如Ge、Si、InSb、GaAs、InAs、InAsP以及多层半导体异质

28、结构量子阱材料等等。 霍尔电路 a霍尔线性电路b霍尔开关电路 c其它霍尔电路 项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 2)霍尔效应式轮速传感器 (3)霍尔器件的应用 测量磁场霍尔车速传感器旋转传感器 实现电磁电的转换 霍尔齿轮传感器具有如下许多新的优点（1）相位精度高，可满足0.4度曲轴角的要求，不需采用相位补偿。 （2）可满足0.05度曲轴角的熄火检测要求。 （3）输出为矩形波，幅度与车辆转速无关。在电子控制单元中作进一步的传感器信号调整时，会降低成本。 项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 3）光电式轮速传感器光电传感器是应用非常广泛的一种器件，有各种各样的形式，如直射式、反射式等，基本的原

29、理就是当发射管光照射到接收管时，接收管导通，反之关断。以透射式为例，如图3-24所示，当不透光的物体挡住发射与接收之间的间隙时，开关管关断，否则打开。为此，可以制作一个遮光叶片如图3-25所示，安装在转轴上，当扇叶经过时，产生脉冲信号。当叶片数较多时，旋转一周可以获得多个脉冲信号。图3-24透射式原理图 图3-25遮光叶片项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 3）光电式轮速传感器直射式光电转速传感器 直射式光电转速传感器的结构如图3-26所示。它由开孔圆盘、光源、光敏元件及缝隙板等组成。开孔圆盘的输入轴与被测轴相连接，光源发出的光，通过开孔圆盘和缝隙板照射到光敏元件上被光敏元件所接收，将光信号

30、转为电信号输出。开孔圆盘上有许多小孔，开孔圆盘旋转一周，光敏元件输出的电脉冲个数等于圆盘的开孔数，因此，可通过测量光敏元件输出的脉冲频率，得知被测转速，图3-26直射式光电转速传感器的结构图项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 3）光电式轮速传感器反射式光电传感器反射式光电传感器的工作原理如图3-27所示，它主要由被测旋转部件、反光片（或反光贴纸）、反射式光电传感器组成，在可以进行精确定位的情况下，在被测部件上对称安装多个反光片或反光贴纸会取得较好的测量效果。在本实验中，由于测试距离近且测试要求不高，仅在被测部件上只安装了一片反光贴纸，因此，当旋转部件上的反光贴纸通过光电传感器前时，光电传感器

31、的输出就会跳变一次。通过测出这个跳变频率f，就可知道转速n。图3-27 反射式光电转速传感器的结构图项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 2.减速度传感器1)光电式减速度传感器光电式减速度传感器内部的基本结构如图3-28所示。主要有2个发光二极管、2个发光三极管、一个透光板和1个信号电路组成。汽车匀速行驶时，透光板静止不动。当汽车减速度时，透光板则随着减速度的变化沿汽车的纵轴方向摆动。减速度越大，透光板摆动位置越高，由于透光板的位置不同，允许发光二极管传送到光电晶体管的光线不同，使光电晶体管形成开和关两种状态。两个发光二极管和两个光电晶体管组合作用，可将汽车的减速度区分为四个等级，此信号送入电

32、子控制器就能感知路面附着系数情况。图3-28 光电式减速度传感器内部结构项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 2.减速度传感器2)水银式减速度传感器水银式减速度传感器的基本结构如图3-31所示，由玻璃管和水银组成。在低附着系数路面时汽车减速度小，水银在玻璃管内基本不动，开关在玻璃管内处于接通（ON）状态。在高附着系数路面上制动时，汽车减速度大，水银在玻璃管内由于惯性作用前移，使玻璃管内的电路开关断开（OFF），此信号送入ECU就能感知路面附着系数情况。图3-31 水银式减速度传感器结构组成项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 2.减速度传感器3)差动变压式减速度传感器如图3-33所示差动变压式

33、减速度传感器是利用差动变压器原理获得减速度信号，由差动变压器和电子电路两部分组成。差动变压器主要由一个初级绕组、两个相串联的次级绕组和铁心组成。直流电经过振荡电路变成交流电压加到初级绕组上，在次级绕组中分别产生电压U1和U2。汽车正常行驶时，铁心在中间位置，U1和U2大小相等相位相反；当汽车制动时，在惯性力作用下铁心移动偏离中间位置，U1和U2不再相等二者出现一个电压差U0，即是差动变压器的感应电压信号。U0的高低与铁心的位移距离成正比。U0信号经电子电路处理后成为传感器输出信号。图3-33 差动变压器式减速传感器基本结构及原理电路项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 任务8 系统核心控制器1

34、.概述ABS系统核心控制器简称ECU，又称电子控制单元，是汽车ABS防抱死制动系统中的控制中心。当ABS系统起作用时，电子控制单元监测并控制制动系统的工作情况，即ABS电脑具有对制动系统进行“检测”和“控制”两个方面的功能。1）防抱死制动控制功能2）系统监测功能项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 2.系统核心控制器（ECU）的基本电路1）输入级电路2）计算电路3）输出级电路4）安全保护电路项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 3.工作原理电子控制単元是 ABS的控制中心，它实际上是一个微型计算机，所以又常称为ABS ECU电脑，ABS ECU由输入电路、数字控制器、输出电路和警告电路组成，主

35、要任务是连续监测、接受4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、车轮减速度以及制动滑移率，再进行逻辑比较分析4个车轮的制动情况，一旦判断出车轮将要抱死，它立刻进入防抱死控制状态，通过电子控制单元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，ABS的ECU还不断地对自身工作进行监控。由于ABS的ECU中有两个完全相同的微处理器，它们按照同样的程序对输入信号进行处理，并将其产生的中间结果与最终结果进行比较，一旦发现结果不一致，即判定自身存在故障，它会自动关闭 ABS。此外，ABS的ECU还不断监视ABS中

36、其他部件的工作情况，以旦 ABS出现故障，如车轮速度信号消失，液压压力降低等，ABS的ECU会发出指令而关闭 ABS，并使常规制动系统工作，同时将故障信息存储记忆，并将仪表板上的ABS故障灯点亮，向驾驶人发出警示信号，此时应及时检查修理。项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 任务9 制动压力调节器1.功用制动压力调节器是ABS中最主要的执行器，一般都设在制动总泵(主缸)与车轮制动分泵（轮缸）之间，主要任务是接收ECU的指令，并根据ECU的控制指令，通过电磁阀的动作来实现车轮制动器制动压力的自动调节。2.分类制动压力调节器种类较多，其结构和工作原理差异相对比较大，因此可根据动力来源、结构关系、调

37、压方式等进行分类。1)按动力来源分类现代ABS的制动压力调节器大致分为液压式和气压式两种。气压式主要用在大型客车和载重汽车上；液压式主要用在小轿车和一些轻型载重汽车上。本书针对目前国内市场上轿车保有量远大于载货汽车，因此主要介绍液压式制动压力调节器。项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 任务9 制动压力调节器2)根据结构关系分类主要指制动压力调节器与制动总泵(和制动助力器 )的结构关系，大致可分为整体式和分离式两种。分离式制动压力调节器自成一体，通过制动管路与制动总泵(和制动助力器)相连。分离式在汽车上布置比较灵活，通常不需要对汽车作较大的改动，成本也相对较低，但分离式制动管路较为复杂，管路接

38、头也相对较多。目前采用分离制动压力调节器的仍占大多数。整体式制动压力调节器与制动总泵(和制动助力器)构成一个整体。整体式结构非常紧凑，管路接头少，但成本高。目前整体式制动压力调节器多在一些将ABS作为标准装备的轿车上采用。项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 任务9 制动压力调节器3)根据调压方式分类制动压力调节器大致可分为流通式和变容式两种。流通式也称循环式或环流式。流通式压力调节器的特点是在制动总泵(和制动助力器)和制动分泵之间串联一个或两个电磁阀，由电磁阀根据ECU的指令，通过控制，使制动分泵的制动液回到制动总泵（或储液器），或使制动总泵(或储能器）的制动液流入制动分泵，或者使制动分泵的

39、制动液既不流入也不流出，以实现制动分泵压力的减小、增大或保持。项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 任务9 制动压力调节器 3.结构组成1)结构简介制动压力调节器串联在制动主缸和制动轮缸之间，通过电磁阀直接或间接地控制轮缸的制动压力。制动压力调节器一般由：储液室、电动泵、蓄压器、电磁阀等组成。储液室防抱死制动进入减压阶段时，存储由制动分泵回流的制动液。电动泵分为回液泵和增压泵。项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 任务9 制动压力调节器 3.结构组成1)结构简介回液泵将储液室内存留的低压制动液泵至制动总泵（储液筒或蓄压器）。增压泵保证高压蓄能器中制动液具有一定压力。蓄压器分为高压蓄压器和低压蓄

40、压器。高压蓄压器常规制动时，用于制动助力和对后轮实施高压制动；ABS工作时，用于制动助力和对前后轮同时实施高压制动。低压蓄压器存储制动液，以利于循环制动。电磁阀ABS系统工作时，由ECU控制对制动压力进行调节。项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 任务9 制动压力调节器 3.结构组成1)结构简介制动压力调节器串联在制动主缸和制动轮缸之间，通过电磁阀直接或间接地控制轮缸的制动压力。制动压力调节器一般由：储液室、电动泵、蓄压器、电磁阀等组成。储液室防抱死制动进入减压阶段时，存储由制动分泵回流的制动液。电动泵分为回液泵和增压泵。项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 任务9 制动压力调节器2）电磁阀电

41、磁阀型式较多，其中常用的三种有三位三通电磁阀、二位二通电磁阀和二位三通电磁阀。(1)三位三通电磁阀结构三位三通电磁阀如图3-36所示。该电磁阀由进液阀、回液阀、主弹簧、副弹簧、固定铁芯及衔铁套筒等组成。常态下，在主弹簧作用下进液阀打开，因副弹簧被压缩回液阀关闭。项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 任务9 制动压力调节器2）电磁阀电磁阀型式较多，其中常用的三种有三位三通电磁阀、二位二通电磁阀和二位三通电磁阀。(1)三位三通电磁阀工作原理a增压状态b保压状态c减压状态项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 任务9 制动压力调节器2）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

42、和二位二通常闭电磁阀（应用于戴维斯MKIIABS系统）。结构二位二通电磁阀如图3-37所示。图3-37 二位二通电磁阀项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 任务9 制动压力调节器2）电磁阀(2)二位二通电磁阀工作原理电磁阀线圈未通电时，二位二通常开电磁阀阀门打开，使制动总泵和制动分泵直接相通，踏下制动踏板即可增压。二位二通常闭电磁阀阀门关闭，避免制动液泄漏。车轮趋于制动抱死时，ECU对电磁阀线圈通电使阀门不断开、闭切换，使其制动系统进入增压、保压、减压工作状态。项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 任务9 制动压力调节器2）电磁阀(3)二位三通电磁阀（应用于戴维斯MKIIABS系统）结构二位三

43、通电磁阀主要用于戴维斯MKIIABS中的主电磁阀。二位三通电磁阀如图3-38所示。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。项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 任务9 制动压力调节器2）电磁阀(3)二位三通电磁阀（应用于戴维斯MKIIABS系统） 图3-38 二位三通电磁阀项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 任务9 制动压力调节器2）电磁阀(3)二位三通电磁阀（应用于戴维斯MKIIABS系统）工作原理AB

44、S不工作（电磁线圈未通电）时，踏下制动踏板，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，踏下制动踏板，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。当电磁阀在减压过程中，从轮缸流出的制动液由储能器暂时储存，然后由回油泵泵回主缸。 项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 任务9 制动压力调节器3）蓄压器蓄压器

45、又称蓄能器或储能器，依椐储存制动液压力的不同，分为低压蓄压器和高压蓄压器。分别配置在不同型式的制动压力调节器中。(1)低压蓄能器低压蓄能器一般称为储液器，主要用来接纳ABS减压过程中从制动分泵流回的制动液，同时还对回流制动液的压力波动具有一定的衰减作用。储液器一般是一个内部置有活塞和弹簧的油缸，当制动液从制动分泵流入储液器时，具有一定压力的制动液就会压缩弹簧并推动活塞下移，储液器容积变大，可以暂时储存制动液，然后由电动泵将制动液泵入制动总泵。电动泵一般由直流电动机与柱塞泵组成。在ABS工作时，根据ECU输出的控制信号，直流电动机带动凸轮转动。凸轮转动时，驱动柱塞在泵内上下运动。如图3-39柱塞

46、上升时，储液器与制动分泵内具有一定压力的制动液，通过柱塞泵的进液孔推开进液阀流入泵腔内；柱塞下行时，首先封闭进油阀，继而使泵腔内制动液压力升高，然后推开出液阀将制动液压入制动总泵。由于该电动泵的主要作用是将制动液泵回制动总泵，所以有的叫它为回液泵。项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 任务9 制动压力调节器(2)高压蓄能器高压蓄能器一般常称蓄能器，有的叫蓄压器，用于储存制动中或ABS工作时所需的高压制动液。它是制动系统的能源。高压蓄能器多采用气囊式结构，如图所示。蓄能器内部由一个膜片，将蓄能器分成上下两个腔室。上腔为气室，充满氮气并具有一定压力。下腔为油室，与电动泵油道相通，用来充填来自电动泵

47、泵入的制动液。在电动泵工作时，向蓄能器下腔泵入制动液，使膜片向上移，进一步压缩氮气，此时氮气和制动液压力都会升高，直到蓄能器下腔室内制动液压力升高到规定值为止。与蓄能器相配合的电动泵由直流电动机和回转球阀活塞式液压泵组成。如图3-40所示。由于该电动泵的主要作用是增压，所以有的称它为增压泵。 a)蓄能器内部结构 b)蓄能器与电动泵的结构项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 4）电动泵电动泵在ABS工作时，根据ECU输出的控制信号来工作，将流入储液器的制动液泵回制动主缸。电动泵的工作独立于ABS电脑，如果电脑出现故障或接线有问题，电动泵仍能正常工作。项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 4.调压

48、方式ABS典型的制动压力调节方式有循环（流通）调压方式和变容积式调压方式两大类。1）循环调压方式这种调压方式的制动压力调节器串联在制动主缸与轮缸之间，通过电磁阀直接调节轮缸的制动压力。图3-41所示为循环调压方式液压控制系统原理图。循环式调节器工作过程分为四个过程常规制动过程、减压过程、保压过程和增压过程。 图3-41 循环调压方式液压控制系统原理图项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 (1)常规制动过程常规制动时电磁阀不通电，柱塞处于图3-42所示的位置，主缸和轮缸是相通的，主缸可随时控制制动压力的增减，这时，液压泵也不需要工作。1-电磁阀；2-制动分泵；3-车轮转速传感器；4-车轮；5-电

49、磁阀线圈；6-制动总泵；7-制动踏板；8-电动泵；9-储液器；10-柱塞图3-42 常规制动过程(ABS不工作)项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 (2)减压过程当电磁阀通人较大的电流时，柱塞移至上端，主缸和轮缸的通路被截断，轮缸和储液器接通，轮缸的制动液流人储液器，制动压力降低。与此同时，驱动电动机启动，带动液压泵工作，把流回储液器的制动液加压后输送到主缸（防止ABS工作时制动踏板行程发生变化），为下一个制动周期作好准备，如图3-43所示。图3-43 减压过程项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 (3)保压过程 给电磁阀通较小的电流时，柱塞移至图3-44所示的位置，所有的通道都被截断，所以

50、能保持制动压力。图3-44 保压过程项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 (4)增压过程电磁阀断电后，柱塞又回到所示的初始位置图3-45所示。主缸和轮缸再次相通，主缸端的高压制动液(包括液压泵输出的制动液)再次进入轮缸，增加了制动压力。增压和减压速度可以直接通过电磁阀的进出油口来控制。1-车轮转速传感器；2-解除制动单向阀；3-常开电磁阀；4-常闭电磁阀；5-制动总泵；6-缓冲器；7、10-止回阀；8-液压泵；9-电动机；11-储液器；12-控制器(ECU)；13-制动分泵图3-45 使用二位二通电磁阀的循环调压方式项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 2）可变容积式压力调节方式可变容积式压力

51、调节方式是在汽车原有制动管路上增加一套液压控制装置，用它控制制动管路中制动液容积的增减，从而控制制动压力的变化。这种压力调节系统的特点是制动压力油路和ABS控制压力油路是相互隔开的。可变容积式制动压力调节器主要由电磁阀、控制活塞、液压泵、储能器等组成。其基本工作原理如下：1)常规制动状态2)减压状态3)保压状态4)增压状态 项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 1)常规制动状态常规制动时，电磁线圈中无电流通过，电磁阀将控制活塞的工作腔与回油管路接通，控制活塞在强力弹簧的作用下被推至最左端，活塞顶端推杆将单向阀打开，使制动主缸与轮缸的制动管路接通，制动主缸的制动液直接进入轮缸，轮缸压力随主缸压力

52、而变化。这种状态是ABS工作之前或工作之后的常规制动工况，如图所示。 项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 2)减压状态当电控单元向电磁线圈输入一大电流时，电磁阀内的柱塞在电磁力作用下克服弹簧弹力移到右边，将储能器与控制活塞的工作腔管路接通，制动液进入控制活塞工作腔推动活塞右移，单向阀关闭，主缸与轮缸之间的通路被切断。同时，由于控制活塞的右移使轮缸侧容积增大，制动压力减小，如图所示。 项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 3)保压状态当电控单元向电磁线圈输入一小电流时，由于电磁线圈的电磁力减小，柱塞在弹力作用下左移至将储能器、回油管及控制活塞工作腔管路相互关闭的位置。此时，控制活塞左侧的油压保

53、持一定，控制活塞在油压和强力弹簧的共同作用下保持在一定的位置，而此时单向阀仍处于关闭状态，轮缸侧的容积也不发生变化，制动压力保持一定，如图所示。项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 4)增压状态 需要增压时，电控单元切断电磁线圈中的电流，柱塞回到左端的初始位置，如控制活塞工作腔与回油管路接通，控制活塞左佃，控制油压解除，控制活塞左移至最左端时，单向阀被打开，轮缸压力将随主缸的压力增大而增大。项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 任务10 几种典型构造的汽车防抱死制动系统1.MK20 系列防抱死制动系统 1）公司与产品简介MK20系列防抱死制动系统是上海汽车制动系统有限公司从世界驰名的ITT公司

54、引进并合资生产的产品。该系统具有下列特点：（1）集成化模块式结构设计 （2）体积小、重量轻、成本低 （3）安全可靠、易维护 （4）具有故障信息存储、自诊断接口 项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 2）系统布置与组成如图3-49所示，MK20 系列防抱死制动系统主要由电子制动力分配（EBD）、电子差速锁（EDS）传感器和执行单元等主要零部件组成。ABS 液压电子控制单元的布置位置根据各车的具体情况而定。 图3-49 MK20 系列防抱死制动系统项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 3）工作原理由装在车轮上的转速传感器采集四个车轮的转速信号，送到电子控制单元计算出每个车轮的转速，进而推算出车辆的

55、减速度及车轮的滑移率。 ABS电子控制单元根据计算出的参数，通过液压控制单元调节制动过程的制动压力，达到防止车轮抱死的目的，在ABS不起作用时，电子制动力分配系统仍可调节后轮制动力，保证后轮不会先于前轮抱死，以保证车辆的安全。在每次点火开关接通后，ABS系统会自动进行自检，如果发现故障，电子控制单元将自动中断ABS的功能，并点亮ABS警告灯，此时制动系统将如同没装ABS系统时一样工作。项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 MK20 系列防抱死制动系统工作原理图项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 4）ABS调节过程车轮制动压力调节器的控制过程如下（1）建压阶段 （2）保压阶段 （3）降压阶段

56、（4）升压阶段 项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 5）电子制动力分配（EBD）使用电子制动力分配功能可免装比例阀和减载阀。电子制动力分配的制动过程在车轮部分制动时，电子制动力分配（EBD）功能就起作用，转弯时尤其如此，速度传感器发出四个车轮的转速信号，电子控制单元根据这些信号计算车轮的转速及滑移率。如果后轮滑移率大于某个设定值，则由液压控制单元调节后轮制动压力，使后轮制动力降低，以保证后轮不会先于前轮抱死。项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 6）电子差速锁（EDS）电子差速锁（EDS）是制动防抱死系统（ABS）的一种功能扩展，用于汽车的加速打滑控制。在汽车加速过程中，当电子控制单元根据轮

57、速信号判断出某一侧驱动轮打滑时，EDS 功能就会自动开始作用，通过液压控制单元对该车轮进行适当强度的制动，从而提高另一侧驱动轮的附着利用率，提高车辆的通过能力。当车辆的行驶状况恢复正常后，电子差速锁即停止作用。项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 常规制动在常规的ABS系统基础上，EDS要增加两个电磁隔离阀和两个液压阀，如下图3-55所示。在制动过程中，由制动总泵产生压力，液压阀在压力的作用下关闭，电磁隔离阀常开，制动压力通过电磁隔离阀及常开阀进入制动分泵，实施常规制动。项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 加压过程在汽车的加速过程中，如果电子控制单元从轮速信号中发现某一个车轮打滑，那么它就会

58、自动启动EDS功能。如图3-56所示，首先，给电磁隔离阀通电，轮缸与总泵间的液流通道被切断。液压泵开始运转，从总泵来的制动液经液压阀被液压泵加压后送往正在空转的车轮的制动器，对此车轮实施制动。与此同时，非驱动轮的常开阀被关闭，以避免被施加制动。项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 保压过程在加压过程中，如果电子控制单元发现打滑车轮的速度已经下降，为了防止制动压力的进一步升高，液压泵被切断，同时该车轮的常开阀和常闭阀均被关闭，空转的车轮继续被制动，如图3-56所示。 图3-56 保压过程项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 减压过程如果电子控制单元从轮速信号中发现，车轮已不再处在空转打滑状态，则

59、常开阀被打开，电磁隔离阀打开，制动液从车轮制动器回到总泵，制动压力被解除，EDS 功能中止。图3-56 保压过程项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 7）传感器（1）车轮轮速传感器在汽车的四个车轮上各装有一个转速传感器，其作用是向电子控制单元提供各个车轮的转速信号。车轮的轮速信号是 ABS 及 EBD 工作的基础，为了保证安全，在转速传感器失效后，电子控制单元会采取以下措施。单个转速传感器失灵：防抱死制动系统（ABS）功能中断、电子制动力分配（EBD）功能仍保持工作、ABS 警告灯点亮。两个以上转速传感器失灵：ABS/EBD 功能中断；ABS 警告灯点亮。项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造

60、（2）制动灯开关制动灯开关位于制动踏板下边，其作用是制动踏板信号输送到电子控制单元，用于 ABS/EBD 系统的“舒适性控制”，并在制动过程中点亮制动尾灯。制动灯开关失效后，不影响 ABS/EBD 的调节功能，但舒适性将会变差。项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 8）执行单元（1）液压控制单元液压控制单元如图3-57所示位于发动机舱内，液压控制单元与液压泵电机不允许拆卸。否则产生故障的后果：ABS/EBD 系统功能中断，ABS 警告灯点亮。项目三 汽车防抱死制动系统的基本构造 （2）液压泵电动机液压泵电动机如图3-58所示位于液压控制单元上方。不允许将液压泵电机从液压控制单元上拆卸下来。产生