ABS系统的结构与工作原理.ppt

1、防抱死制动系统的结构和工作原理：1 .组成和工作原理。如图所示，防抱死制动系统主要是在普通制动系统的基础上加装车轮速度传感器、防抱死制动系统电子控制单元和制动压力调节器。在制动期间，防抱死制动系统电子控制单元(电子控制单元)3从车轮速度传感器1和5获得车轮速度信息，并在分析和处理后判断是否有任何车轮处于锁定和牵引状态。如果车轮不处于上述状态，制动压力调节器2不工作，制动系统根据普通制动过程工作，并且制动轮缸的压力继续增加，即防抱死制动系统的加压过程。如果电子控制单元判断某个车轮即将锁死并拖动，它将立即向制动压力调节器发出命令，关闭制动总泵和相关轮缸的通道，使轮缸压力不会增加，这是防抱死制动系统

2、的保压状态。如果电子控制单元判断车轮仍将被锁定和拖动，它将向制动压力调节器发出指令，打开轮缸与储液室或蓄能器之间的通道，使轮缸的油压降低，即防抱死制动系统的减压状态。防抱死制动系统的制动是在高频加压、维持和减压的往复过程中完成的。防抱死制动系统通过在制动过程中调节轮缸(或制动室)的制动压力来控制车轮的制动扭矩，从而控制车轮的滑移率。1.防抱死制动系统由：普通制动器、车轮速度传感器、防抱死制动系统电子控制单元和制动压力调节器组成。(见图2-1)，一般来说，带防抱死制动系统的汽车制动系统由两部分组成：基本制动系统和制动力调节系统。前者是由制动主缸、制动轮缸和制动管路组成的常用制动系统，用于实现汽车

3、的常规制动，后者由传感器和控制器组成。致动器等。防抱死制动系统分类，A:根据制动力的控制分类。机械图显示机械柱塞防抱死制动系统液压制动系统。速度传感器3由环形齿轮12和感应器组成。电子，也叫博世防抱死制动系统。该图显示了博世防抱死制动系统。B:根据制动管的布局进行分类，防抱死制动系统控制通道是指防抱死制动系统中能够独立调节压力的制动管。根据系统制动压力调节方式的不同，防抱死制动系统控制方式可分为两类，即独立控制和同时控制。前者意味着一个控制通道只控制一个车轮；后者是同时控制多个车轮的控制通道。根据这些车轮的不同位置，控制可分为同轴控制和离轴控制。同轴控制是控制两个同轴车轮的控制通道，而离轴控制

4、是控制两个非同轴车轮的控制通道。如果根据控制基础的选择不同，防抱死制动系统的同时控制区域也可以分为两种类型：低选择控制和高选择控制。在低选择控制中，选择控制系统压力以确保附着系数小的车轮不会锁定，而在高选择控制中，进行制动系统压力调节以确保附着系数大的车轮不会锁定。一般来说，如果压力调节控制可以在汽车的四个车轮上独立进行，这意味着汽车可以在所有四个车轮上的地面上发挥最大的附着能力。防抱死制动系统控制系统可根据防抱死制动系统通道和传感器的数量进行分类。根据通道的数量，防抱死制动系统也可以分为四个通道、三个通道、两个通道和一个通道。四个传感器和四个通道(四个车轮独立)控制模式，如图所示，系统通过每

5、个车轮速度传感器的信号独立控制每个车轮的制动压力。其制动距离和转向控制性能良好。然而，在附着系数不对称的路面上制动时，地面上左右车轮的制动力相差很大，因此会形成较大的偏转力矩，导致制动时车辆的方向稳定性较差。因此，很少使用四个通道(前轮独立和后轮选择)的控制模式。A这种控制方式具有良好的机动性和稳定性，但制动效率稍差。性能特点：由于四通道防抱死制动系统根据每个车轮的车轮速度传感器输入的信号独立控制每个车轮，附着系数利用率高，制动时可以最大限度地利用每个车轮的最大附着。四通道控制模式特别适用于左右轮附着系数相近的路面，既能获得良好的方向稳定性和方向控制能力，又能获得最短的制动距离。然而，如果汽车

6、的左右车轮的附着系数相差很大(如路面上的水或冰)，两个车轮在制动时的制动力会相差很大，从而产生偏航力矩，导致车身偏向制动力较大的一侧，从而无法使汽车保持在预定的方向上行驶，影响汽车制动方向的稳定性。因此，当驾驶在湿滑的道路上，如部分冻结或积水，司机应该降低他们的速度，不应该盲目相信防抱死制动系统装置。四传感器三通道(前轮独立，后轮选择)控制模式(双管前后布置)三通道系统根据低选择原则独立控制两个前轮的制动压力，同时控制两个后轮的制动压力。如图所示，用于前后制动管的后轮驱动车辆时，后轮一般采用低选择控制，其控制效果是机动性和稳定性较好，但制动效率稍差。四传感器三通道控制模式(双管路对角布置)，三

7、传感器三通道控制模式(独立前轮和后轮选择)，如图所示，该控制模式具有较好的机动性和稳定性，但制动效率稍差。在桑塔纳2000 60km/h紧急制动对比试验中，带防抱死制动系统的汽车制动距离只比不带防抱死制动系统的汽车短1米，但带防抱死制动系统的汽车总是有方向的，不会失去对方向的控制。独立控制两个前轮，主要考虑汽车，特别是前轮驱动汽车，前轮的制动力在汽车的总制动力中占很大比例(高达70%左右),这可以充分利用两个前轮的附着力。一方面，它可以使汽车获得尽可能大的总制动力，有利于缩短制动距离；另一方面，它可以使两个前轮在制动时始终保持较大的侧向附着力，使汽车保持良好的转向能力。尽管两个前轮的独立控制可

8、能导致两个前轮制动力的不平衡，但是两个前轮制动力的不平衡对车辆行驶方向的稳定性影响相对较小，并且由此产生的影响可以通过驾驶员的转向操作来校正。因此，三通道防抱死制动系统广泛应用于汽车。四个传感器和两个通道(前轮独立)控制模式，如图所示，这种结构主要用于X型制动系统，前轮独立控制，制动液通过比例阀(PV阀)减压至对角后轮。当采用这种控制模式的汽车在非对称路面上制动时，高附着系数路面一侧的前轮产生较高的制动压力，当该压力传递给低附着系数路面一侧的后轮时，会导致后轮抱死。但是，低附着系数道路侧前轮的制动压力较低，相应的高附着系数侧后轮不会锁定。从而有利于制动时方向稳定性，但与三通道和四通道控制系统相

9、比，后轮制动力和制动效率略有降低，但后轮侧滑较小。性能特点：当两个后轮按照低选择原则控制在一起时，可以保证在各种情况下左右后轮的制动力相等。即使两侧车轮的附着系数相差很大，两个车轮的制动力也仅限于较小的附着水平，因此两个后轮的制动力总是相差很大但是，需要注意的是，在紧急制动时，由于轴重的前移，后轮制动力在汽车总制动力中的比例降低，尤其是前轮驱动的汽车，前轮的附着力比后轮大得多，通常后轮制动力只占总制动力的30%左右。四个传感器和两个通道(独立的前轮和低选择的后轮)，如图所示，低选择阀KLV阀被添加到通向后轮的两个通道。当汽车在非对称路面上制动时，高附着系数侧前轮的高压不会直接传递到低附着系数侧

10、对角后轮上，而只是通过低选择阀上升到与低附着系数侧前轮相同的压力，从而可以防止低附着系数侧后轮锁死。其他形式的双通道，双通道防抱死制动系统，很难考虑方向稳定性，转向控制和制动效率，目前很少使用。根据对两个通道各种形式的分析，图一所示的防抱死制动系统是一个前后排列的双管制动系统。前、后制动主管中设有制动压力调节分装置，分别控制两个前轮和两个后轮。两个前轮可以根据附着条件在高选择和低选择之间切换，两个后轮按照低选择的原则一起控制。对于后轮驱动的车辆，两个车轮速度传感器可以安装在两个前轮和变速器系统中。当两个前轮的附着力相差很大时，按照高选择的原则一起控制前轮，当两个前轮的附着力相差不大时，按照低选

11、择的原则自动切换控制两个前轮。在图d所示的双通道防抱死制动系统中，两条制动管路呈对角布置。每个制动管路上设有制动力调节子装置，每个前轮上设有传感器。左前轮和右后轮的制动压力根据不引起制动锁定的原理一起控制，而右前轮和左后轮的制动压力根据不引起右前轮的制动锁定的原理一起控制。当汽车是前轮驱动时，如果紧急制动时离合器没有分离，发动机的制动扭矩将施加在前轮上，这将导致前轮在制动压力较低时趋于锁定。此时，系统开始执行防抱死制动控制。此时，后轮的制动力远未达到其附着水平。虽然前后轮不会制动和锁定，汽车具有良好的方向性、稳定性和转向可操作性，但其制动力却降低了。制动距离明显增加。当汽车由后轮驱动时，比例阀

12、被调节到汽车的正常制动状态。当前轮趋于锁定时，后轮的制动力接近其附着力。在紧急制动时，由于离合器难以及时分离，发动机的制动力矩也会作用在后轮上，导致后轮制动锁定，汽车失去方向稳定性。如果在离合器未分离的情况下将阀门调节到制动位置，则在制动过程中后轮不会被锁定。在一般制动条件下，后轮制动力不足，导致制动距离显著增加。如图a.b.c所示，三个双通道防抱死制动系统两侧的车轮在路面上的附着系数不同。进行紧急制动时，三个双通道制动系统的两个前轮将按照高选择的原则一起控制，两个前轮的制动力会有很大的不同。为了保持汽车的行驶方向，驾驶员会通过转动方向盘使前轮偏转，然后利用方向盘产生的侧向力来抵消不平衡的制动

13、力，以保持汽车的行驶方向稳定，如下图所示。图B所示的防抱死制动系统与图A所示的防抱死制动系统相同，只是安装了车轮速度传感器当右前轮在附着系数低的道路上行驶，左前轮在附着系数高的道路上行驶时，两个前轮将按照低选择原则一起控制。虽然这可以确保车辆行驶方向的稳定性，但车辆的制动力将显著降低，制动距离将显著增加。然而，当两个前轮从附着系数分离的道路行驶到附着系数均匀的道路时，由于附着系数的突然增加，被低附着系数道路上的前轮锁定的前轮制动力将迅速增加，两个前轮的制动力将迅速达到平衡。由于驾驶员此时无法校正方向盘，方向盘上仍然存在的横向力会使汽车向方向盘偏转的方向行驶，如图二所示，这是一种无法控制的高速危

14、险状态。两个前轮控制的防抱死制动系统与两个前轮一起控制的防抱死制动系统基本相同，是在相同路况下，前轮从分离附着系数的路面行驶到均匀附着系数的路面时，根据高选择的原则。过去，由于制动压力的逐渐增加，低附着系数道路上前轮的制动力将逐渐增加到与高附着系数道路上前轮的制动力相同的水平。在制动力逐渐增加的过程中，驾驶员有足够的时间转动方向盘，控制汽车的行驶方向。下图显示了在两个前轮按照高选择、独立控制的原则一起控制的情况下，两个前轮从附着系数分离的道路行驶到附着系数均匀的道路时，两个前轮的制动力与时间的关系。如图所示，这种控制模式用于前后装有制动管的汽车，并且只控制后轮。一个传感器安装在后桥差速器上，只有后轮由低速选择控制。它能有效防止后轮抱死，但由于前轮失控、转向机动性差、制动距离长，所以容易抱死。性能特点：单通道防抱死制动系统通常根据低选择原则控制两个后轮。单通道防抱死制动系统不能充分利用两个后轮的附着力，制动距离可能不会明显缩短。另外，前轮制动不受控制，制动时前轮仍会被锁住，所以转向机动性没有得到提高。然而，由于两个后轮在制动过程中不会被锁定，因此可以显著提高制动过程中的方向稳定性，这在安全性、结构简单和成本低廉方面具有很大的优势，因此在轻型卡车中被广泛使用。综上所述，虽然防抱死制动系统装置具有缩短制动距离、保持车轮最佳制动效果、保持制