1.组成
防抱死制动系统(ABS)的组成如图2-1所示。ABS通常由车轮转速传感器、制动压力调节器、电子控制单元(ECU)和ABS警示装置等组成。
图2-1 防抱死制动系统的组成
1—车轮转速传感器;2—右前轮制动器;3—制动主缸;4—储液室;
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警报灯;11—储液器;12—调压电磁阀总成;
13—电动泵总成;14—前轮制动器
2.工作原理
汽车在制动过程中,车轮转速传感器不断把各个车轮的转速信号及时输送给ABS电子控制单元(ECU),ECU根据设定的控制逻辑对4个转速传感器输入的信号进行处理,计算汽车的参考车速、各车轮速度和减速度,确定各车轮的滑移率。如果某个车轮的滑移率超过设定值,ECU就发出指令控制液压控制单元,使该车轮制动轮缸中的制动压力减小;如果某个车轮的滑移率还没达到设定值,ECU就控制液压单元,使该车轮的制动压力增大;如果某个车轮的滑移率接近于设定值时,ECU就控制液压控制单元,使该车轮制动压力保持一定,从而使各个车轮的滑移率保持在理想的范围之内,防止4个车轮完全抱死。让制动状态始终处于最佳点(滑移率S为20 %),制动效果达到最好,行车最安全。
防抱死制动系统在制动总泵前面腔内的制动液是动态压力制动液,它推动反应套筒向右移动,反应套筒又推动助力活塞从而使制动踏板推杆向右移。因此,在ABS工作的时候,驾驶员可以感觉到脚上踏板在颤动,听到一些噪声。
汽车减速后,一旦ABS电脑检测到车轮抱死状态消失,它就会让主控制阀关闭,从而使系统转入普通制动状态下进行工作。如果储压器的压力下降到安全极限以下,红色制动故障指示灯和琥珀色ABS故障指示灯亮。在这种情况下,驾驶员要用较大的力进行深踩踏板的制动方式才能对前后轮进行有效的制动。
3.传感器
(1)轮速传感器
1)作用。检测车轮运动状态,获得车轮转速信号,并将车轮的减速度(或加速度)信号送给ECU。轮速传感器的外形与基本结构如图2-2所示。
2)安装。一般安装在车轮处,但也有安装在主减速器或变速器中的。
图2-2 轮速传感器的外形与基本结构
(a)轮速传感器;(b)轮速传感器的基本结构
(2)车速传感器
车速传感器的作用:检测车速,给ECU提供车速信号,用于滑移率控制。
(3)减速度传感器
减速度传感器的作用:在汽车制动时,获得汽车减速度信号。因为汽车在高附着系数路面上制动时,汽车减速度大;在低附着系数路面上制动时,汽车减速度小,因而该信号送入ECU后,可以对路面进行区别,判断路面附着系数高低情况。当判定汽车行驶在雪地、结冰等易打滑的路面上时,采取相应控制措施,以提高制动性能。减速度传感器多用于四轮驱动控制系统。
4.电子控制单元(ECU)
ECU接收轮速信号、车速信号、发动机转速信号、制动信号、液位信号等,分析判断车轮制动状态,需要时发出调节指令,并具有报警、记忆、储存、自诊断和保护功能。ECU控制原理如图2-3所示。
图2-3 ECU控制原理
5.执行器
(1)油泵及储能器
油泵及储能器的作用:产生控制油压,使制动压力调节装置工作。
(2)制动压力调节器
制动压力调节器是ABS系统中最主要的执行器,一般都设在制动总泵(主缸)与车轮制动分泵(轮泵)之间。
1)制动压力调节器的作用:根据ECU的控制指令,自动调节制动分泵(轮缸)的制动压力。
2)制动压力调节器的分类:
①根据动力来源可以分为:气压式与液压式。
气压式:主要用在大型客车和重型载重汽车上;
液压式:主要用在小轿车和一些轻型载重汽车上。
②根据结构关系可以分为:分离式与整体式。
分离式:制动压力调节器自成一体,通过制动管路与制动总泵相连,如图2-4(a)所示。
整体式:制动压力调节器与制动总泵构成一个整体,如图2-4(b)所示。
图2-4 ABS系统制动压力调节器
(a)分离式制动压力调节器组件;(b)整体式ABS系统总成
③根据调压方式可以分为:流通式和变容式。
流通式:在制动总泵和制动分泵之间串联一个或两个电磁阀,由电磁阀根据ECU的指令,通过控制使制动分泵的制动液回到制动总泵(或储液器),或使制动总泵(或储能器)的制动液流入制动分泵,或使制动分泵的制动液既不流入也不流出,实现制动分泵压力的减小、增大或保持。
变容式:在原制动管路中,并联一套液压装置,该装置有一个类似活塞的装置。工作时根据ECU的指令,该装置首先将制动分泵和总泵隔离,然后通过电磁阀的开闭或电动机的转动等不同方式,控制活塞在调压缸中运动,使调压工作室至制动分泵的容积发生变化。容积增大,实现制动压力减小;容积减小,实现制动压力增大;容积不变,实现压力保持。
6. ABS警示装置
1)ABS警示装置:警报灯可显示系统工作状态及自诊断报警。
2)黄色的ABS灯可显示ABS控制系统的故障(如4个轮速传感器、4个电磁阀、ABS主继电器、油泵继电器、警报灯继电器),它报警后汽车仍然能维持常规制动,但ABS系统已断电保护,停止工作。
3)红色的BRAKE灯亮,显示驻车制动开关信号、行车制动开关信号、液压高低信号、液位高低信号等有故障,危险性大,应停车检修。
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