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ABS各种汽车可以在紧急制动时不会有任何一个车轮被抱死,坚持良好的附着力和转向性能,提高汽车制动的安全性。
近年来由于汽车消费者对安全的日益重视,大部分的车都已将ABS列为标
准配备。
如果没有ABS,紧急制动通常会造成轮胎抱死,这时,滚动摩擦变成
滑动摩擦,制动力大大下降。
而且如果前轮抱死,车辆就失去了转向能力;
如果
后轮先抱死,车辆容易产生侧滑,使行车方向变得无法控制。
所以,ABS系统
通过电子或机械的控制,以非常快的速度精密的控制制动液压力的收放,来达到
防止车轮抱死,确保轮胎的最大制动力以及制动过程中的转向能力,使车辆在紧
急制动时也具有躲避障碍的能力。
本文将简单介绍汽车防抱死制动系统的基础原
理与基本功用,并且对ABS制动系统的结构和工作原理进行潜在的分析与研究,
同时对ABS故障检修基础作简要介绍。
关键字:
汽车、制动、ABS、防抱死
第一章引言:
。
世界上第一台防抱死制动系统ABS(Anti-lockedBrakeSystem),在1950年问世,首先被应用在航空领域的飞机上,1968年开始研究在汽车上应用。
70年代,由于欧美七国生产的新型轿车的前轮或前后轮开始采用盘式制动器,促使了ABS在汽车上的应用。
1980年后,电脑控制的ABS逐渐在欧洲、美国及亚洲日本的汽车上迅速扩大。
到目前为止,一些中高级豪华轿车,如德国的奔驰、宝马、奥迪、保时捷、欧宝等系列,英国的劳斯来斯、捷达、路华、宾利等系列,意大利的法拉利、的爱快、领先、快意等系列,法国的波尔舍系列,美国福特的TX3、30X、红慧星及克莱斯勒的帝王、纽约豪客、男爵、道奇、顺风等系列,日本的思域,凌志、豪华本田、奔跃、俊朗、淑女300Z等系列,均采用了先进的ABS。
到1993年,美国在轿车上安装ABS已达46%,现今在世界各国生产的轿车中有近75%的轿车应用ABS。
现今全世界已有本迪克斯、波许、摩根.戴维斯、海斯.凯尔西、苏麦汤姆、本田、日本无限等许多公司生产ABS,它们中又有整体和非整体之分。
预计随着轿车的迅速发展,将会有更多的厂家生产。
第二章概述
2.1结构分析
无论气压制动还是液压制动系统,汽车的ABS系统都由三大部分组成:
轮速传感器、压力调节器和电子控制装置
1、轮速传感器:
它的作用是检测车轮的转速,并把检测到的信息传递给电子控制装置。
它由一个传感头和一个传感器转子齿圈组成。
齿圈的形状很像一个直齿圆柱齿轮,只是齿形不是渐开线形状而是矩形齿形。
它有四种安装方式:
与前轮或后轮的轮彀制成一个整体;
安装在倒档机构中;
安在差速器内;
安在传动轴上。
总之,带齿的传感转子应与车轮同步转动。
传感头可分为凿式和柱式。
它主要由永磁体、传感线圈和极轴组成。
速度传感器的极轴被传感线圈包围并与永磁体相连。
传感头永磁体的磁通延伸到齿圈并与它构成磁路。
在齿圈随车轮一起旋转时,轮齿和齿隙轮流交替地对向极,因而齿圈和传感头的空气间隙交替发生变化,引起磁通的变化,并切割传感钱圈,从而产生了呈交流正弦波变化的,其变化频率与传感器转子齿圈的齿数和车轮的转速成正比的感应电压信号并输出至电子控制装置。
该电压变化的频率能精确反映出车轮转速的变化。
为了保证轮速传感器无错误信号输出,安装轮速传感器时应使传感头精确地对准齿圈,应保证它们之间有适当的空气间隙(约为1mm),并要求安装牢固。
只有这样才能保证汽车在制动过程中的振动不会干扰和影响传感信号,做到无误的输出。
为了避免灰尘和溅泥、水,应有适当的密封和润滑措施。
2、压力调节器:
它是ABS的执行器。
功用是根据电子控制装置传送的命令信号控制制动总泵向车轮制动分泵提供的液压或气压,从而控制车轮速度。
它在自动调节总泵或气室的压力时,不受驾驶员控制。
它装在制动总泵与车轮分泵之间,使分泵能实现压力增高、压力保持和压力降低的功能。
压力调节器主要分两大类型:
滑阀式和柱塞式。
每种类型又有多种不同的形式和结构。
一般由回油泵、存贮器和电磁阀组成。
回油泵的功用是在制动分泵压力减小的过程中,抽吸制动分泵的制动液,并泵回到制动总泵里。
存储器的功用是暂时存储压力减小时流出制动分泵的制动液。
电磁阀用于调节制动分泵的制动液压力。
在一般情况下,即无激励、不供能的情况下,在制动器总泵接口和车轮分泵接口之间有一个无障碍通道。
此时,电磁阀中的两个弹簧,使进油阀在开启力作用下及时打开。
采用这种方法有两个好处:
一是制动器压力能在没有ABS参与的常规情况下增压,二是压力也能在电子控制装置的作用下增加。
此种状态为压力上升状态。
当为使分泵中保持一定压力,不增加也不降低,须切断主泵与有抱死倾向的车轮的分泵接口。
此时,最大电流的半值(保持电流)通过电磁线圈,产生了保持电流的电磁力,使柱塞移动到进油阀在卸荷阀打开前被关闭。
此为压力保持状态。
为了使分泵中的压力降低,就需接通车轮制动分泵和回油路、卸荷阀被打开,以使分泵压力降低。
根据需要,当分泵压力降到一定程度后,电磁阀可以转到压力保持状态或转换到压力上升状态。
当然这要根据电子控制装置的指令而定。
这就是压力降低状态。
3、电子控制装置:
功用是接受来自轮速传感器送来的信号,先进行滤波放大,后计算出制动滑移率,车轮角加(减)速度dw/dt,通过对比判别的逻辑处理,输出指令信号至压力调节器,执行制动压力调节任务。
二个各自独立处理来自两轮的信号并执行逻辑加过程的电路平行。
可以很容易地实现通道隔离,隔开电路中的错误。
因车桥和路面颠簸所引起的干扰信号先行滤除,再算出所需参数,一个复杂的控制逻辑具有自动适应变化的功能,即通过自动调节会使自己适应于受控系统的各种变化,最终把这些控制信号转换成电磁阀的执行命令。
接口通过相应元件负责两个大规模集成电路之间的通讯联系。
监测电路实际上是电子控制装置的故障探测器和故障信号指示器。
电路的功能很强,它必须满足极高的故障探测率和安全要求。
如果故障发生在数字控制器中,监测电路就触发了一个故障信号,切断经安全继电器的稳定电压,这样就关闭了整个系统。
警示灯便提示驾驶员整个ABS系统已经关闭。
ABS被关闭后,其基本制动系统并不受限制,可以照常发挥制动作用。
每个来自两轮的信号电路可以独立工作,检查信号的产生和组合在逻辑上是否正确,信号的时间是否切合实际。
系统的外围如轮速传感器、继电器、电线束以及液压元件等都处于监测之中。
一个故障的评估系统决定系统的一个通道、多个通道直至系统的关闭。
两个输出级电路中均采用大功率晶体管,接收从两个大规模集成电路传来的电磁阀激磁执行指令。
整流输出能使电磁阀在所加电压和温度范围内始终保持其电磁力和转换时间很小的性能。
电子控制装置中专设一集成块用来稳定汽车电源电压,并用公差极限来监视它。
该集成块具有监测和保护功能。
其内部有一监测电路、一个故障存储器和一个报警电路。
当汽车电源电压过低时,除警告灯发出报警信号外,还可以自动切断汽车电源系统的电路,暂时停止向外供电。
2.2ABS的作用
ABS最重要的功能并不是为了缩短制动距离,而是为了能够尽量保持制动时汽车的方向稳定性。
制动防抱死系统起作用时,车轮与路面的摩擦属滚动摩擦,这会充分利用车轮与路面之间的最大附着力进行制动,从而提高制动减速度,缩短制动距离,但最重要的还是保证汽车的方向稳定性。
ABS工作时就相当于以很高的频率进行点刹,于是在紧急情况下踩制动踏板,肯定会感到制动踏板在颤动,同时也会听到制动总泵发出的“哒哒”声,这便是ABS在正常工作。
由于制动总泵在不断调整制动压力,从而对制动踏板有连续的反馈力。
因此,在这种情况下,一定要“坚定不移”地踩住制动踏板,同时采取积极措施避险。
2.3工作原理
ABS的工作原理简单一点来讲,就是由轮速感应器监测车轮的转速,监测信号汇集到电子控制器内分析。
一旦监测到车轮快要抱死时,电子控制器会发出指令给电磁调节器,由它控制油压分配阀调节各个车轮的制动分泵,以“一放一收”的点放形式来控制刹车摩擦片,解除车轮的抱死现象。
用点放形式来制动,既可急剧降低轮速,又可保持轮胎与地面的附着力。
ABS通过控制作用于车轮制动分泵上的制动管路压力,使汽车在紧急刹车时车轮不会抱死,这样就能使汽车在紧急制动时仍能保持较好的方向稳定性。
在没有装备ABS的汽车上,如果在雪地上刹车,汽车很容易失去方向稳定性;
同时驾驶员如果想停车,必须使用液压调节器(又称执行器)。
反之,如果汽车上装备有ABS,则ABS能自动向液压调节器发出控制指令,因而能更迅速、准确而有效地控制制动。
第三章故障检测
3.1ABS系统的故障现象与正常反应的区别
①发动机起动后,踩下制动踏板,制动踏板会有可能弹起,这表示ABS系统已发挥作用;
反之,发动机熄火,踩下制动踏板,踏板会有轻微下沉现象,这表示ABS系统停止工作,这些都是正常现象。
②当踩下制动踏板后,同时转动转向盘,即可感到轻微的振动,这并非故障。
因为在车辆转向行驶时,ABS系统工作循环开始,会给车轮带来轻微的振动,继而传递到转向盘上形成振感。
③汽车行驶制动时,制动踏板不时地有轻微的下沉现象,这是因为道路表面附着系数变化而引起的正常现象,并非故障。
④高速行驶时,如果急转弯,或是在冰雪路面上行驶时,有时会出现ABS故障指示灯点亮的情况,这说明在上述工况中出现了车轮打滑现象,而ABS系统产生保护动作,这同样也不是故障现象。
ABS系统可能出现的故障有:
紧急制动时,车轮被抱死;
在驾驶过程中,或者放开手制动器时,ABS操作故障操作指示灯点亮;
制动效果不佳,或ABS操作不正常等。
3.2使用注意事项
1.点火开关处于闭合状态的时候,不能拆装有关的电器元件和线束插头,以防损坏电器元件。
2.由于制动防抱死系统的电控单元ECU,对其电压和静电非常敏感,所以必须保证蓄电池电压符合该系统的技术标准,否则该系统就不能正常工作。
3.维护带有贮压器的制动防抱死系统的液压系统时,应该先泄压,防止检修时,高压制动液喷出伤人。
同时,不要接通点火开关,防止电动油泵工作,使系统压力升高。
4.在维修车轮速度传感器时,不能用硬的物体撞击,应该保持清洁,以保证信号的准确性和可靠性。
5.应按规定加注和更换制动液,并能够正确的排出装置中的空气。
否则,导致防抱死系统失效,而且还能严重影响普通制动装置的制动效果。
6.在换轮胎的时候,应选用汽车原厂的轮胎,以保证轮胎的外径,附着性和转动惯量与原车接近,否则影响防抱死制动的效果。
7.在制动防抱死故障灯点亮,防抱死系统停止工作,而启动普通制动装置工作时,驾驶员应该控制制动强度,防止发生制动抱死的状况。
8.在维修过程中,制动防抱死系统与普通制动装置应该作为一个整体来进行维修,否则将会埋下隐患。
9.在维修中,若车轮速度传感器,电控单元和压力调节器装置如果有损坏,应该彻底更换。
ABS(防抱死制动系统)作为一种主动安全装置,在现代汽车上运用已经很广泛了。
由于其在制动过程中的控制方式及工作过程与以往普通的制动系统有所区别,因此在使用保养方面也与传统的制动系统有所不同,否则会引发ABS系统故障。
在使用装有ABS系统的汽车时要做到“四要”、“四不要”。
四要
(1)要始终将脚踩住制动踏板不放松。
这样才能保证足够和连续的制动力,使ABS有效地发挥作用
(2)要保持足够的制动距离。
当在良好路面上行驶时,至少要保证离前面的车辆有3s的制动时间;
在不好的路面上行驶,要留给制动更长一些的时间。
(3)要事先练习使用ABS,这样才能使自己对ABS工作时的制动踏板振颤有准备和适应能力。
(4)要事先阅读汽车驾驶员手册。
这样才能进一步理解各种操作。
四不要
(1)不要在驾驶装有ABS的汽车时比没有装ABS的汽车更随意。
有些车主认为汽车装有ABS后,安全性加大,因此在驾驶中思想就会放松,为事故埋下隐患。
(2)不要反复踩制动踏板。
在驾驶有ABS的车时,反复踩制动踏板会使ABS的工作时断时续,导致制动效能降低和制动距离增加。
实际上,ABS本身会以更高速率自动增减制动力,并提供有效的方向控制能力。
(3)不要忘记控制转向盘。
在制动时,ABS系统为驾驶者提供了可靠的方向控制能力,但它本身并不能自动完成汽车的转向操作。
在出现意外状况时,还得需要人来完成转向控制。
(4)不要在制动过程中,被ABS的正常液压工作噪声和制动踏板振颤吓住。
这种声音和振颤都是正常的,且可让驾驶者由此而感知ABS在工作。
3.3故障排除
汽车制动性能的好坏,将直接影响行驶安全和动力性能的发挥。
因此及时发现与排除制动系统的故障,保持汽车制动系统良好技术状态,对确保行车安全和提高汽车的行驶性能是非常重要的。
对ABS进行故障排除之前应首先判断故障是出在ABS系统还是常规制动系统。
由于ABS有失效保障功能,因此如果问题发生在ABS,它的电子控制单元会立刻发出指令使ABS关闭而进行常规制动。
同时由于ABS具有故障诊断功能,当ABS出现故障时,警示灯就会通知驾驶员。
如果证明故障是出在常规制动系统,而且ABS系统的警示灯也没亮,那么应该进行如下检查:
1、制动力不足
2、单边制动或制动器卡滞
3、制动不平稳、抖振其他情况(前轮较正、悬架故障、轮胎是否平整、转向传动杆系的游隙)只有当上述故障证实不存在时,再检查ABS系统。
值得注意的是:
装备ABS系统的汽车会有以下几种现象,这都是正常的:
1、在初始检查时,执行器在工作时会发出声音,这是正常的。
2、在ABS工作期间,车身可能会轻微振动,这也是正常的。
ABS系统的故障排除一般包括四个步骤:
初步检查、故障自诊断、快速检查、故障指示灯诊断。
1、初步检查:
在ABS出现明显故障而不能正常工作时,首先采取的故障排除方法。
如故障指示灯亮着不熄,系统不能工作。
检查方法如下:
①检查手刹车是否完全释放②检查制动液液面是否在规定范围内③检查控制单元的导线插头、插座连接是否良好、连接器及导线是否损坏、安装是否牢固④检查所有断电器、保险丝是否完好⑤检查畜电池容量和电压是否符合规定,导线连接是否牢靠、接头处是否清洁⑥检查ABS电子控制单元,液压控制装置等的接地端的接触是否良好⑦车轮胎面纹糟深度是否符合规定如果上述方法不能确定故障位置,就可转入使用故障自诊断方法。
2、故障自诊断ABS-般具有故障自诊断能力,它们实质是以系统电子控制单元中标准的正常运行状况归为准,将非正常的运行(故障)用某种符号形式记录下来,就可以读出来以确定故障位置。
ABS系统用某种符号记忆故障并将其存入电子控制单元的存储器中,即常说的故障代码,其含义随车型的不同而不同。
一般能在维修手册中查到。
3、快速检查:
是用万用表和一些相应的设备在ABS电路规定的地方进行连续检测,以查找故障的方法。
在自诊断过程中,如果发现有代码读出,就可以进一步进行快速检查,明确故障的性质。
一般在维修手册中都有测量图表。
4、故障指示灯诊断法:
在实际应用中,自诊断方法和快速检查法一般都能迅速准确地判断出故障位置。
故障指示灯诊断法则是通过观察ABS警示灯的闪烁规律来进行判断的一种简易方法,驾驶员也可以通过这种方法进行故障粗略判断。
维修手册中也有这些资料。
结论
通过上述的分析,我们对ABS有了新的认识。
ABS系统由轮速传感器、压力调节器和电子控制装置三大部分组成。
它的作用可以防止制动过程中后轮抱死而导致侧滑甩尾,提高制动过程的方向稳定性,同时可以防止前轮抱死而丧失转向能力,提高汽车躲避车辆前方障碍物的操纵性和弯道制动时的轨迹保持性。
它常见的故障有;
1制动时,转动转向盘,会感到转向盘有轻微的振动;
2高速行驶急转弯时,有时会出现制动警告灯亮起的现象;
3装有ABS的汽车,在制动后期,会有车轮抱死,地面留
下拖滑的印痕。
制动踏板过硬在整体式的ABS系统中,踏板变硬可能表示ABS系统中发生故障,因为在整体式ABS系统中总泵及储压液不良时,或储能器无法储压时,都一般ABS检测时候应该注意;
当ABS系统工作不正常时,应先检查导线的接头和插接器有无松脱、制动油路和制动泵及制动控制阀等有无漏损、蓄电池是否亏电等。
这些影响ABS正常工作的因素容易出现,而检查方法又很简单先对其行检查,有利迅速排除故障。
谢辞
这次论文的完成,得益于大连交通技师学院的指导教师,使我的知识有了进一步的积累和智的飞跃。
这里我要感谢郭老师,他从选题的确定、论文资料的收集、论文框架的确定、开题报告准备及论文初稿与定稿中对字句的斟酌倾注的大量心血,在此对郭老师表示感谢!
在这同时,我还要感谢和我一起生活三年的室友,是你们让我的世界充满快乐与温馨,“君子和而不同”,我们正是如此!
愿我们以后的人生都可以充实、多彩与快乐!
感谢我的同学们,谢谢你们给予我的帮助!
回首我的求学生涯,父母的支持是本人最大的动力。
父母不仅在经济上承受了巨大的负担,在心里上更有思子之情的煎熬。
忆往昔,每次回到家时父母的欣喜之情,每次离家时父母的依依不舍之眼神,电话中的殷殷期待和思念之语,皆使本人刻苦铭心,目前除了学习成绩尚可外无以为报,希望以后的学习、工作和生活能使父母宽慰。
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