abs的基本組成和工作原理
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abs的基本組成和工作原理,abs系統出現故障的話是需要及時的處理的,否則對於汽車的壽命也是有很大的影響的,關於abs系統可能很多人都不瞭解,以下了解abs的基本組成和工作原理。
汽車制動防抱死系統(antilock brake system)簡稱ABS。它的作用就是在汽車制動時,自動控制制動力的大小,使車輪不被抱死,處於邊滾邊滑(滑移率在20%左右)的狀態,以保證車輪與地面的附着力在最大值,從而能避免在緊急剎車時方向失控及車輪側滑。現在的轎車都已將ABS列爲標準配備。
ABS系統作用的原理
汽車在制動時,如果前輪抱死,汽車基本上沿直線向前行駛,汽車處於穩定狀態,但汽車失去轉向控制能力,這樣駕駛員制動過程中躲避障礙物、行人以及在彎道上所應採取的必要的轉向操縱控制等就無法實現。
如果後輪抱死,汽車的制動穩定性變差,在很小的側向干擾力下,汽車就會發生甩尾,甚至調頭等危險現象。尤其是在某些惡劣路況下,諸如路面溼滑或有冰雪,車輪抱死將難以保證汽車的行車安全。另外,由於制動時車輪抱死,從而導致局部急劇摩擦,將會大大降低輪胎的使用壽命。
ABS系統通過控制作用於車輪制動分泵上的制動管路壓力,使汽車在緊急剎車時車輪不會抱死,這樣就能使汽車在緊急制動時仍能保持較好的方向穩定性。汽車制動時,首先由輪速傳感器測出與制動車輪轉速成正比的交流電壓信號,並將該電壓信號送入電子控制器(ECU)。
由ECU中的運算單元計算出車輪速度、滑動率及車輪的加、減速度,然後再由ECU中的控制單元對這些信號加以分析比較後,向壓力調節器發出制動壓力控制指令。使壓力調節器中的電磁閥等直接或間接地控制制動壓力的增減,以調節制動力矩,使之與地面附着狀況相適應,防止制動車輪被抱死。
在沒有裝備ABS的汽車上,如果在雪地上剎車,汽車很容易失去方向穩定性;反之,如果汽車上裝備有ABS,則ABS能自動向液壓調節器發出控制指令,因而能更迅速、準確而有效地控制制動。
ABS系統組成
制動防抱死系統主要由輪速傳感器、制動壓力調節器和電子控制器(ECU)等組成。
1、車輪轉速傳感器(簡稱輪速傳感器)
汽車防滑控制系統中都設置有電磁感應式輪速傳感器。它一般安裝在車輪上。
輪速傳感器由永久磁鐵、磁極、線圈和齒圈組成。齒圈在磁場中旋轉時,齒圈齒頂和電極之間的間隙以一定的速度變化,使磁路中的磁阻發生變化,磁通量週期地增減,在線圈的兩端產生正比於磁通量增減速度的感應電壓,該交流電壓信號輸送給電子控制器。
2、電子控制器(ECU)
電子控制器(ECU)是防滑控制系統的控制中樞,其作用是接收來自輪速傳感器的感應電壓信號,計算出車輪速度,並與參考車速進行比較,得出滑動率S及加減速度,並將這些信號加以分析,對制動壓力調節器發出控制指令。現在大部分的電子控制器和ABS泵組裝在一起。
3、制動壓力調節器
制動壓力調節器的功用是接收來自ECU的控制指令,控制制動壓力的增、減,它是ABS的執行器。它一般分爲循環式制動壓力調節器和可變容積式制動壓力調節器兩種類型。
制動防抱死系統(ABS)的類型及佈置形式
ABS有多種佈置型式,最爲常見的就是四傳感器四通道四輪獨立控制的ABS系統,也是轎車最常用的佈置型式。
ABS系統工作過程:
制動過程中,ABS控制單元不斷從車輪速度傳感器獲取車輪的速度信號,並加以處理,進而判斷車輪是否即將被抱死。ABS剎車制動其特點是當車輪趨於抱死臨界點時,制動分泵壓力不隨制動主泵壓力增加而增高,壓力在抱死臨界點附近變化。
如判斷車輪沒有抱死,制動壓力調節裝置不參加工作,制動力將繼續增大;如判斷出某個車輪即將抱死,ECU向制動壓力調節裝置發出指令,關閉制動缸與制動輪缸的通道,使制動輪的壓力不再增大;如判斷出車輪出現抱死拖滑狀態,即向制動壓力調節裝置發出指令,使制動輪缸的油壓降低,減少制動力。
ABS系統的'優缺點
優點:
1、改善汽車制動時的橫向穩定性;
2、改善汽車制動時的方向操縱性;
3、改善制動效能;
4、減少輪胎的局部過度磨損;
5、使用方便,工作可靠。
缺點
1、在不平整道路上、在有沙礫或積雪道路上ABS的運行可能導致制動距離比沒有安裝ABS的車輛長一些。
2、ABS系統只有在車輪近似於抱死時才起作用。其工作時會產生一定的噪音,制動踏板也會產生脈動而反覆拱腳。
ABS系統工作特性
1、ABS系統工作的前提是制動開關閉合,將信號送入ABS控制單元,否則不工作;
2、只有在車速超過一定數值時纔會工作(一般是11公里/小時);
3、只有在車輪趨向抱死時纔會工作;
4、ABS工作時制動踏板彈腳是正常現象,在制動的最後階段,制動踏板會有少量下降或緩慢下降的現象。;
5、當點火開關打開時,ABS燈亮幾秒鐘(一般是4秒)後再熄滅是正常現象,此時可能也會聽見細微的咔嗒聲和一些馬達的噪音。這些噪音是系統在作週期自檢的表現,以確定防抱死制動系統正常地工作。
6、ABS系統只負責車輪的防抱死,前後車輪的制動力分配仍有制動比例閥完成;
7、當ANS系統出現故障時,儀表盤上的ABS故障燈會點亮,並在ABS控制單元內存儲故障碼,此時系統停止ABS的工作,但常規制動仍然起作用。
汽車的ABS制動防抱死系統可以說是汽車上最重要的主動安全裝置,同時它也是其它制動輔助裝置和汽車防滑控制裝置的基礎,比如我們耳熟能詳的ESP系統,就是在它的基礎之上增加一些傳感器擴展而來的。甚至還有一些車型的電子差速鎖也是在它的基礎上擴展出來的功能。所以ABS系統對於一輛車來說是至關重要,它工作的好壞,直接關係到我們的行車安全。
ABS設備的結構及工作原理,實圖講解
(1)車輪轉速傳感器及車身減速度傳感器
車輪轉速傳感器的作用是將車輪的轉速轉變爲電信號,輸送給控制器,以使控制器能準確判斷制動時車輪是否被抱死,能及時控制制動力的大小。車輪轉速傳感器有磁感應式、光電式、水銀式等,目前普通採用的是磁感應式車輪轉速傳感器。
①磁感應式車輪轉速傳感器
磁感應式車輪轉速傳感器的結構如圖4-79所示。圖4-80所示爲磁感應車輪轉速傳感器工作原理。
1—導線;2—永久磁鐵;3—傳感器外殼;4—感應線圈;5—磁極;6—齒圈
由傳感器外殼、永久磁鐵、感應線圈和磁極組成轉速信號探頭,與車輪一起旋轉的齒圈則爲產生感應信號的觸發轉子。車輪轉動時,磁極端部的間隙隨齒圈的轉動而發生週期性的變化(或者說是齒圈的齒切割了磁力線),使穿過感應線圈的磁通量隨之變化,感應線圈便產生了與車輪轉速相對應的交變電壓信號。
②車身減速度傳感器
車身減速度傳感器也稱爲G傳感器,用於監測汽車制動時的減速度以判斷路面情況。
水銀式減速度傳感器產生開關信號,用於指示汽車制動的減速度界限。其結構如圖4-81所示,在傳感器內通有兩導線極柱的玻璃管中裝有水銀體,由於水銀的導電作用,傳感器的電路處於導通狀態。當汽車制動時,水銀在慣性力的作用下向前移動。
在低附着係數路面上制動時,由於汽車的減速度較小,玻璃管內的水銀移動量小,玻璃管內的電路開關仍處於導通狀態;當在高附着係數路面制動時,汽車的減速度大,玻璃管向的水銀在慣性力的作用下移動,使電路開關斷開。控制器根據電路的通斷判斷路面的情況,選用不同的控制程序。
1—玻璃管;2—水銀
圖4-81 水銀式減速度傳感器工作原理
光電式減速度傳感器利用發光二極管和光敏晶體管構成的光電耦合器所具有的光電轉換效應,以沿徑向開有若干條透光窄槽的偏心圓盤作爲遮光板,製成了能夠隨減速度大小而改變電量的傳感器(見圖4-82)。
遮光板設置在發光二極管和光敏晶體之間,由發光二極管發出的光束可以通過板上窄槽到達光敏晶體管,光敏的晶體管上便會出現感應電流。當汽車制動時,質量偏心的透光板在減速慣性力的作用下繞其轉動軸偏轉,偏轉量與制動強度成正比,在光電式傳感器中設置兩對光電耦合器,根據兩個晶體管上出現電量的不同組合可區分出四種減速度界限,因此,它具有感應多級減速度的能力。
1—投光窄槽;2—遮光板;3—發光二極管;4—光敏晶體管;5—2號光敏晶體管;6—1號光敏晶體管
圖4-82 光電式減速度傳感器
差動式減速度傳感器其結構如圖4-83所示。汽車在正常行駛時,差動變壓器鐵芯1處於中間位置,變壓器次級繞組產生相位相反的電壓u1、u2其大小相同,變壓器輸出電壓u。爲0。當汽車制動時,在慣性力的作用下,差動變壓器鐵芯移動,使變壓器次級繞組產生的u1、u2一個增大,一個減小,變壓器就會有輸出電壓u。及與汽車的減速度成正比的uP,經信號處理電路處理後向ABS的ECU輸出。
1—鐵芯;2—線圈;3—印製電路板;4—彈簧;5—變速器油
圖4-83 差動式減速度傳感器
(2)ABS電控單元
ECU是ABS的控制核心,其作用是接收各車輪轉速傳感器及其他傳感器的輸入信號,並對這些信號進行比較、分析、放大和判別處理,然後通過精確的計算,得出制動時的車輪速度與加速度、參考車速及參考滑移率,以判斷車輪的運動狀態等
並按照特定的控制邏輯發出控制指令,對ABS的執行器進行控制,以便汽車獲得最佳的制動效果。此外,ECU還對系統的工作狀態進行檢測和監控,以免因系統故障造成控制出錯,並具有故障自診斷功能。
圖4-84所示爲ECU的結構示意圖,它由輸入電路、A/D轉換器、微機、輸出電路、安全監控電路等組成。
輸入電路主要由一個低通濾波器和用來抑制干擾並放大車輪轉速信號的輸入放大器組成。其作用是將車輪轉速傳感器輸入的電壓信號濾去雜波,並轉換成脈衝方波信號,經整形後送入微機中。
A/D轉換器將各種輸入的模擬信號轉換成微機能夠識別的數字信號。ECU可以通過它來監控汽車電源電壓、制動管路壓力等是否正常。
微機主要由CPU和存儲器(RAM、ROM)組成。其中CPU的作用是根據接收到的車輪轉速等信號,利用存儲器中的數據和程序,進行各種精確的計算、分析、判斷及處理,形成相應的控制指令,送至輸出電路。存儲器的作用是用來存儲CPU工作時需要的各種程序和數據。
輸出電路的作用是接受微機送來的控制指令,採用大功率三極管,向執行器的繼電器、電磁閥、電動泵等提供控制電流。
安全監控電路的作用首先是將汽車的電源電壓穩定成ECU工作所需的標準電壓,同時以汽車電源電壓是否穩定在規定的範圍內進行監控。當汽車電源電壓過高或過低時,它就點亮ABS警告燈,同時自動切斷ABS的電源電路,以免因電源電壓過高損壞ECU,因電壓過低造成系統工作失常,還將故障信息以故障代碼的形式儲存在ECU的故障存儲器中。
該電路還對ABS的工作狀態進行監控,當監測到系統有故障信息時,就部分或全部地關閉ABS,同時點亮警告燈報警,並儲存故障代碼。在ABS關閉後,ECU還要將ABS恢復到傳統制動系統狀態,使制動系統具有常規制動功能
圖4-84 ECU組成示意圖
(3)電磁閥
ABS所採用的電磁閥有三位三通和二位二通兩種。
1—回油管路接口;2—濾網;3—無磁支撐環;4—卸載閥;5—進油閥;6—移動架;7—電磁線圈;8—檢測閥;9—閥體;10—輪缸接口;11—托盤;12—副彈簧;13—主彈簧;14—凹槽臺階;15—主缸接口
三位三通電磁閥的結構與工作原理如圖4-85所示,它主要由閥體、進油閥、卸載閥、檢查閥、支架、托盤、主彈簧、副彈簧、無磁支撐環、電磁線圈和油管接頭組成。移動架6在無磁支撐環3的導向下可沿軸向作微小的運動(約0.25mm),由此可以打開卸載閥4和將進油閥5關閉。主彈簧13與副彈簧12相對設置,且主彈簧剛度大於副彈簧。
檢測閥8與進油閥5並聯設置,在解除制動時,該閥打開,增大輪缸至主缸的回油通道,以便輪缸壓力得以迅速下降,即使在主彈簧斷裂或移動架6被卡死的情況下,也能使車輪制動器的制動得以解除。
當電磁線圈無電流通過時,由於主彈簧力大於副彈簧,進油閥5被打開,卸載閥4關閉,制動主缸與輪缸的油路接通,此狀態既可以是常規制動,也可以是ABS增壓。
當ECU向電磁閥線圈半通電時,電磁力使移動架6向下運動一定距離,將進油閥5關閉。由於此時的電磁力尚不足以克服兩個彈簧的彈力,移動架6被保持在中間位置,卸載閥4仍處於關閉狀態,即三個閥孔相互封閉,ABS處於保壓狀態。
當ECU向電磁線圈7輸入大工作電流時,所產生的大電磁力足以克服主、副兩彈簧的彈力,使移動架6繼續向下運動,將卸載閥4打開,從而輪缸通過卸載閥與回油管相通,ABS處於減壓狀態。
ABS制動的工作原理
ABS的工作原理是:在汽車制動過程中,車輪轉速傳感器不斷把各個車輪的轉速信號及時輸送給ABS電子控制單元,ABS電子控制單元根據設定的控制邏輯對4個轉速傳感器輸入的信號進行處理,計算汽車的參考車速、各車輪速度和減速度,確定各車輪的滑移率。
ABS是汽車制動防抱系統,在車輛緊急制動時,能實時控制制動力的大小,使車輛始終保持良好的方向穩定性和可操作性,防止側滑和跑偏,提高汽車制動時的安全性能。ABS系統包括傳動液壓伺服制動系統和制動主缸、制動輪缸、真空助力器及管路,還包括電子控制單元、傳感器、壓力調節器、警告燈等。
abs防抱死系統工作原理
abs防抱死制動系統的工作原理,在制動時,ABS可以根據各輪速傳感器傳來的速度信號快速判斷車輪的鎖死狀態,關閉開始鎖死的車輪上的常開輸入電磁閥,保持制動力不變;如果車輪繼續鎖死,打開常閉輸出電磁閥,由於管路直接通向制動液儲罐,該車輪上的制動壓力迅速下移,從而防止車輪因制動力過大而完全鎖死。
防抱死制動系統的工作原理;
1、防抱死制動系統監測四個車輪的轉速。當某個車輪幾乎鎖定時,系統會釋放特定車輪的制動,使車輪再次轉動。
2、車輪即將恢復旋轉後,向該車輪的制動器施加制動液壓。
3、如果車輪即將再次鎖定,該系統將釋放該特定車輪的制動器。
4、在本系統1s內多次重複上述過程,以發揮制動器的最大潛能,保證車輛的穩定和正常運行。
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