第三章 汽车ABS防抱死系统

安徽国防科技职业学院机电工程系汽车典型电控系统的结构与维修主讲：姜继文《汽车典型电控系统结构与维修》主讲：姜继文第三章汽车ABS防抱死系统的结构与检修第1、2节汽车ABS防抱死系统的基本结构和控制原理1汽车ABS防抱死系统的功用（了解）；2汽车ABS防抱死系统的基本结构（了解）；3汽车ABS防抱死系统的控制原理（重点）；4汽车ABS防抱死系统的控制过程（重点）；5汽车ABS防抱死系统的种类（了解）；6汽车ABS防抱死系统的控制形式（难点）。本节主要内容：《汽车典型电控系统结构与维修》主讲：姜继文1汽车ABS防抱死系统的功用及基本结构什么是汽车ABS？1.1汽车ABS防抱死系统的功用我们常看到这样的镜头：汽车互相追逐，前方突然出现障碍，驾车人紧急制动，车轮拖地并发出刺耳的声音，汽车摇摇晃晃，任凭驾驶员怎样打方向盘，就是不听指挥，有时还冲上人行道，撞倒了行人和商铺。再比如：当汽车行驶在湿滑路面上突遇紧急情况而实施紧急制动时，汽车会发生侧滑，严重时甚至会出现旋转调头，相当多的交通事故便由此而产生。当左右侧车轮分别行驶于不同摩擦系数的路面上时，汽车的制动也可能产生意想不到的危险。弯道上制动遇到上述情况则险情会更加严重。所有这些现象的产生，均源自于制动过程中的车轮抱死。《汽车典型电控系统结构与维修》主讲：姜继文1汽车ABS防抱死系统的功用及基本结构什么是汽车ABS？1.1汽车ABS防抱死系统的功用解决方法：使用制动防抱死系统(Anti-lockBrakingSystem)汽车防抱死制动装置就是为了消除在紧急制动过程中出现上述非稳定因素，避免出现由此引发的各种危险状况而专门设置的制动压力调节系统。《汽车典型电控系统结构与维修》主讲：姜继文1汽车ABS防抱死系统的功用及基本结构汽车ABS的功用1.1汽车ABS防抱死系统的功用1、能缩短制动距离在紧急制动的状态下，使轮胎边滚动边滑动。这时轮胎与地面的摩擦力最大，即所谓的最佳制动点或区域。2、增加制动时的稳定性如果前轮先抱死，驾驶员就无法控制行驶的方向。如果后轮先抱死，会出现侧滑、甩尾，甚至“掉头”。ABS可以防止四个轮子制动时被完全抱死。提高了汽车在制动过程中的稳定性。3、减轻轮胎的磨损情况车轮完全抱死会造成轮胎杯型磨损，磨耗不均匀。经测定汽车在紧急制动时车轮抱死所造成的轮胎累加磨损费，已超过一套防抱死系统的造价。《汽车典型电控系统结构与维修》主讲：姜继文汽车驱动行驶时轮胎--路面附着系数制动时，把滑移率S控制在15%-20%左右。制动：1汽车ABS防抱死系统的功用及基本结构1.1汽车ABS防抱死系统的功用《汽车典型电控系统结构与维修》主讲：姜继文1汽车ABS防抱死系统的功用及基本结构汽车ABS的结构1.2汽车ABS防抱死系统的基本结构如图所示，汽车ABS系统主要有：传感器：一般采用电磁式轮速传感器，有四个、三个、两个或一个。电控单元：接受车速、轮速等传感器的信号、计算出车速、轮速及滑移率的，并将这些信号加以分析、判断、放大，输出各种指令控制执行器工作。执行器：制动总泵主要由制动主缸、制动压力调节器、电磁阀、液压泵和储液器等组成。制动压力调节器串联在制动主缸和轮缸之间，通过电磁阀直接或间接控制轮缸的制动压力。《汽车典型电控系统结构与维修》主讲：姜继文1汽车ABS防抱死系统的功用及基本结构轮速传感器1.2汽车ABS防抱死系统的基本结构（1）电磁式轮速传感器传感头和齿圈两部分组成。传感头由永磁体、极轴、感应线圈等组成。根据极轴的不同，可分为凿式极轴、柱式极轴等形式。a、凿式极轴轮速传感器b、柱式极轴轮速传感器1--电缆；2--永磁体；3--外壳；4--感应线圈；5--极轴；6--齿圈《汽车典型电控系统结构与维修》主讲：姜继文1汽车ABS防抱死系统的功用及基本结构1.2汽车ABS防抱死系统的基本结构电磁式转速传感器《汽车典型电控系统结构与维修》主讲：姜继文1汽车ABS防抱死系统的功用及基本结构1.2汽车ABS防抱死系统的基本结构《汽车典型电控系统结构与维修》主讲：姜继文1汽车ABS防抱死系统的功用及基本结构1.2汽车ABS防抱死系统的基本结构轮速传感器1、高速2、低速齿圈旋转时，齿顶和齿隙交替对向极轴，当齿顶对向极轴，磁路磁阻最小，通过感应线圈的磁通最大；当齿隙对向极轴时，磁路磁阻最大，通过感应线圈的磁通最小。这样使通过感应线圈内部的磁通交替变化而产生感应电动势。《汽车典型电控系统结构与维修》主讲：姜继文1汽车ABS防抱死系统的功用及基本结构1.2汽车ABS防抱死系统的基本结构轮速传感器（2）霍尔式轮速传感器传感头与齿圈组成。传感头由永磁体、霍尔元件和电子电路组成。《汽车典型电控系统结构与维修》主讲：姜继文1汽车ABS防抱死系统的功用及基本结构1.2汽车ABS防抱死系统的基本结构（2）霍尔式轮速传感器永磁体的磁力线穿过霍尔元件通过齿圈，齿圈相当于一个集磁器，当齿圈位于图a的位置时，穿过霍尔元件的磁力线分散，磁场相对较弱，当齿圈位于b位置时，穿过霍尔元件的磁力线集中，磁场相对较强。齿圈转动时，使得穿过霍尔元件的磁力线密度发生变化，因而引起霍尔电压的变化，霍尔元件输出一个mV级准正弦波电压，需转换为标准脉冲电压。《汽车典型电控系统结构与维修》主讲：姜继文1汽车ABS防抱死系统的功用及基本结构1.2汽车ABS防抱死系统的基本结构（2）霍尔式轮速传感器霍尔式轮速传感器优点：1、输出信号电压幅值不受转速影响在汽车电源电压12V条件下，其输出的电压保持在11.5~12V之间，车速为0也不变；2、频率响应高其响应频率高达20kHz，用于ABS系统时，相当于车速1000Km/h时所检测的信号频率；3、抗电磁波干扰能力强。《汽车典型电控系统结构与维修》主讲：姜继文1汽车ABS防抱死系统的功用及基本结构1.2汽车ABS防抱死系统的基本结构ABS执行器主要由电磁阀、液压泵和储液器等组成。制动压力调节器串联在制动主缸和轮缸之间，通过电磁阀直接或间接控制轮缸的制动压力。直接控制--循环式间接控制--可变容积式《汽车典型电控系统结构与维修》主讲：姜继文1汽车ABS防抱死系统的功用及基本结构1.2汽车ABS防抱死系统的基本结构循环式制动压力调节器在制动总缸与轮缸之间串联一个电磁阀，直接控制轮缸的制动压力。《汽车典型电控系统结构与维修》主讲：姜继文1汽车ABS防抱死系统的功用及基本结构1.2汽车ABS防抱死系统的基本结构循环式制动压力调节器电磁阀多采用三位三通电磁阀（3/3电磁阀），阀上三个孔分别通制动主缸，车轮轮缸和储液器。电磁线圈流过的电流由ECU控制，使阀处于“升压”、“保压”、“减压”三种位置。《汽车典型电控系统结构与维修》主讲：姜继文1汽车ABS防抱死系统的功用及基本结构1.2汽车ABS防抱死系统的基本结构升压（常规制动）电磁线圈中无电流通过，制动主缸与轮缸相通，有制动主缸来的压力直接进入轮缸。《汽车典型电控系统结构与维修》主讲：姜继文1汽车ABS防抱死系统的功用及基本结构1.2汽车ABS防抱死系统的基本结构保压电磁线圈通入一个较小的电流，此时主缸、轮缸和回油孔相互隔离，轮缸中保持一定制动压力。《汽车典型电控系统结构与维修》主讲：姜继文1汽车ABS防抱死系统的功用及基本结构1.2汽车ABS防抱死系统的基本结构减压电磁线圈中通入一个大电流，此时电磁阀将轮缸与回油通道连通，轮缸中的制动液经电磁阀流入储液器，轮缸压力下降。《汽车典型电控系统结构与维修》主讲：姜继文1汽车ABS防抱死系统的功用及基本结构1.2汽车ABS防抱死系统的基本结构可变容积式制动压力调节器可变容积式制动压力调节器用来控制制动管路中容积的增减，从而控制制动压力的变化。特点：制动压力油路与ABS控制压力油路相互隔开。主要由电磁阀、控制活塞、液压泵、储能器等组成。《汽车典型电控系统结构与维修》主讲：姜继文1汽车ABS防抱死系统的功用及基本结构1.2汽车ABS防抱死系统的基本结构常规制动电磁线圈中无电流经过，电磁阀将控制活塞工作腔与回油管路接通，活塞顶端推杆将单向阀打开，使制动缸与轮缸的制动管路接通。轮缸压力随主缸压力变化而变化。《汽车典型电控系统结构与维修》主讲：姜继文1汽车ABS防抱死系统的功用及基本结构1.2汽车ABS防抱死系统的基本结构减压减压时，ECU向电磁线圈通入一个大电流，柱塞在电磁力的作用下移至右边，将储能器与控制活塞工作腔管路接通。控制活塞右移，单向阀关闭，主缸与轮缸之间的通路被隔开，轮缸侧容积增大，制动压力减小《汽车典型电控系统结构与维修》主讲：姜继文1汽车ABS防抱死系统的功用及基本结构1.2汽车ABS防抱死系统的基本结构保持压力ECU向电磁线圈通一个较小电流，由于电磁线圈磁力减小，柱塞在左移至将储能器、回油管及控制活塞管路相互关闭的位置，此时控制活塞左侧的油压保持一致，控制活塞在油压及弹簧的共同作用下保持在一定位置，单向阀处于关闭状态，轮缸侧容积不发生变化，制动压力保持一致。《汽车典型电控系统结构与维修》主讲：姜继文1汽车ABS防抱死系统的功用及基本结构1.2汽车ABS防抱死系统的基本结构增压ECU切断电磁线圈的电流，柱塞回到左端的初始位置，控制活塞工作腔与回油管路相通，控制活塞左侧控制油压解除，控制液流回储液器，控制活塞左移，轮缸侧容积变小，压力升高。单向阀打开，轮缸压力随主缸压力增大而增大。《汽车典型电控系统结构与维修》主讲：姜继文2汽车ABS防抱死系统的控制原理和控制过程汽车ABS的控制原理2.1汽车ABS防抱死系统的控制原理汽车制动时，ABS电控单元（ECU）从装在车轮上高灵敏度的转速传感器以及车身上的车速传感器上获取车轮的转速信息，通过计算机分析处理后去控制压力调节器，调节各轮缸的制动压力，使轮胎与地面之间的滑移率始终保持在15%—20%的范围之内，避免出现车轮的抱死现象，因而是一个闭环控制系统。《汽车典型电控系统结构与维修》主讲：姜继文2汽车ABS防抱死系统的控制原理和控制过程汽车ABS的控制原理2.1汽车ABS防抱死系统的控制原理《汽车典型电控系统结构与维修》主讲：姜继文2汽车ABS防抱死系统的控制原理和控制过程汽车ABS的控制过程2.2汽车ABS防抱死系统的控制过程汽车制动时，依靠装在车轮上高灵敏度的转速传感器以及车身上的车速传感器，获取信号，通过计算机分析处理后判断是否有车轮处于即将抱死拖滑状态。如果车轮未处于上述状态，制动压力调节器不工作，制动系统按照普通制动过程工作，制动轮缸的压力继续增大，此即ABS系统的增压过程。如果电控单元判断出某一车轮即将抱死拖滑，即刻向制动压力调节器发出命令，关闭制动主缸及相关轮缸的通道，使得该轮缸的压力不再增加，此即ABS系统的保压状态。若电控单元判断出该车轮仍将要处于抱死拖滑状态，它将向制动压力调节器发出命令，打开该轮缸与储液室或储能器的通道，使得该轮缸的油压降低，此即ABS系统的减压状态。★ABS制动系统控制过程就是在高频地进行增压、保压和减压的往复控制。《汽车典型电控系统结构与维修》主讲：姜继文2汽车ABS防抱死系统的控制原理和控制过程汽车ABS的控制过程2.2汽车ABS防抱死系统的控制过程1、增压阶段（常规制动）电磁线圈中无电流通过，制动主缸与轮缸相通，有制动主缸来的压力直接进入轮缸。《汽车典型电控系统结构与维修》主讲：姜继文2汽车ABS防抱死系统的控制原理和控制过程汽车ABS的控制过程2.2汽车ABS防抱死系统的控制过程2、保压阶段电磁线圈通入一个较小的电流，此时主缸、轮缸和回油孔相互隔离，轮缸中保持一定制动压力。《汽车典型电控系统结构与维修》主讲：姜继文2汽车ABS防抱死系统的控制原理和控制过程汽车ABS的控制过程2.2汽车ABS防抱死系统的控制过程3、减压阶段电磁线圈中通入一个大电流，此时电磁阀将轮缸与回油通道连通，轮缸中的制动液经电磁阀流入储液器，轮缸压力下降。《汽车典型电控系统结构与维修》主讲：姜继文3汽车ABS防抱死系统的种类及控制形式汽车ABS的种类3.1汽车ABS防抱死系统的种类