汽车防抱死制动系统

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1、汽车防抱死制动系统目前，ABS已经成为轿车及客车的标准配置。那么什么是ABS？ABS是英文Anti-lockBrakingSystem的缩写，汉语意思为防抱死制动系统。本节介绍ABS的基础知识。下面让我们先了解一下车辆制动过程中车轮抱死后车辆的运动情况。当对行驶中车辆进行适当制动时，如果制动力左右对称产生，车辆能够在行驶方向上停止下来。但当左右制动力不对称时，就会发生车辆绕重心旋转的力矩。此时，如果轮胎与地面的侧向反力能阻止旋转力矩的作用，则车辆仍能保持直线行驶，如果轮胎与地面的侧向反力很小，则车辆就有可能出现如图1所示的不规则运动。图1 车轮抱死后车辆的运

2、动情况a)车辆直线行驶车轮抱死时 b)车辆弯道行驶仅前轮抱死时 c)车辆弯道行驶仅后轮抱死时如图1a)所示，当车辆直线行驶车轮抱死时，车辆出现了制动跑偏或甩尾侧滑的现象。如图1b)所示，当车辆弯道行驶仅前轮抱死时，车辆出现了失去转向能力的现象。如图1c)所示，当车辆弯道行驶仅后轮抱死时，车辆出现了甩尾侧滑的现象。想一想：制动时车轮的抱死引起了车辆不规则的运动，而车轮是如何抱死的？它与哪些因素有关呢？一、制动时车轮的受力分析1．地面制动力（FB）如图2所示是汽车在良好的路面上制动时，车轮的受力情况。图中忽略了滚动阻力矩和减速时的惯性力矩。图2 制动时车轮受力分

3、析Tμ-制动中的摩擦力矩 VF-汽车瞬时速度 FB-地面制动力 G-车轮垂直载荷 GZ-地面对车轮的反作用力 r-车轮的滚动半径 VR-车轮的圆周速度 FS-侧向力 ω-车轮的角速度 α-侧偏角汽车制动时，由于制动鼓（盘）与制动蹄摩擦片之间的摩擦作用，形成了摩擦力Tμ，此力矩与车轮转动方向相反。车轮在Tμ的作用下给地面一个向前的作用力，与此同时地面给车轮一个与行驶方向相反的切向反作用力FB，这个力就是地面制动力，它是迫使汽车减速或停车的外力。提示：地面制动力的大小取决于制动器制动力的大小和轮胎与地面之间的附着力。2．制动器制动力当汽车制动时，阻止车轮转动的是

4、制动器摩擦力矩Tμ。将制动器的摩擦力矩Tμ转化为车轮周缘的一个切向力，称其为制动器制动力Fμ。提示：制动器制动力是由制动器的结构参数决定的，并与制动踏板力成正比。3．地面制动力、制动器制动力和附着力的关系如图3所示为不考虑制动过程中附着系数变化的地面制动力、制动器制动力以及附着力三者的关系。在制动过程中，车轮的运动只有减速滚动和抱死滑移两种状态。当驾驶员踩制动踏板的力较小，制动摩擦力矩较小时，车轮只作减速滚动，并且随着摩擦力矩的增加，制动器制动力和地面制动力也随之增长，且在车轮未抱死前地面制动力始终等于制动器的制动力。此时，制动器的制动力可全部转化为地面制动

5、力。但地面制动力不可能超过附着力。图3 地面制动力、制动器制动力和附着力的关系当制动系液压力（制动踏板力）增大到某一值，地面制动力达到附着力，即地面制动力达到最大值。此时，车轮即开始抱死不转而出现拖滑的现象。当再加大制动系液压力时，制动器制动力随着制动器摩擦力矩的增长仍按直线关系继续上升，但是，地面制动力已不再随制动器制动力的增加而增加。要想获得好的制动效果，必须同时具备两个条件，即汽车具有足够的制动器制动力，同时又要有附着系数较高的路面提供足够的地面制动力。一、ABS的基本组成和工作原理如图4所示，ABS通常由轮速传感器、制动压力调节器、电子控制单元（EC

6、U）和ABS警示装置等组成。图4 ABS的基本组成1-轮速传感器 2-右前轮制动器 3-制动主缸 4-储液罐 5-真空助力器 6-电子控制单元 7-右后轮制动器 8-左后轮制动器 9-比例阀 10-ABS警告灯 11-储液器 12-调压电磁阀总成 13-电动泵总成 14-左前轮制动器每个车轮上安置一个轮速传感器，它们将各车轮的转速信号及时的输入电子控制单元（ECU）；电子控制单元（ECU）是ABS的控制中心，它根据各个车轮轮速传感器输入的信号对各个车轮的运动状态进行监测和判定，并形成响应的控制指令，再适时发出控制指令给制动压力调节器；制动压力调节器是ABS中

7、的执行器，它是由调压电磁阀总成、电动泵总成和储液器等组成的一个独立整体，并通过制动管路与制动主缸和各制动轮缸相连，制动压力调节器受电子控制单元（ECU）的控制，对各制动轮缸的制动压力进行调节；警示装置包括仪表板上的制动警告灯和ABS警告灯。制动警告灯为红色，通常用“BRAKE”作标识，由制动液面开关、手制动开关及制动液压力开关并联控制；ABS警告灯为黄色，由ABS电子控制单元控制，通常用“ABS或ANTILOCK”作标识。ABS具有失效保护和自诊断功能，当电子控制单元（ECU）监测到系统出现故障时，将自动关闭ABS，仅保留常规制动系；同时存贮故障信息，并将A

8、BS警告灯点亮，提示驾驶员尽快进行修理。二、ABS的