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汽车维修培训课程,汽车ABS系统,关于ABS的讨论,我们记得在马路上看到大大小小的汽车尾部大多有一个标记“ABS”吗？知道这个ABS是干什么用的吗？这个ABS具体是如何工作的呢？,第一节 汽车ABS的功能与发展,1、什么是ABS？英文：Anti-lock braking system 中文：汽车防抱死制动系统，简称ABS ABS的功能：举例-汽车、骑自行车 汽车上的作用 简单的说ABS是防止轮胎抱死，避免发生各种危险状况的装置，换言之，它是百分之百地发挥车轮制动能力的装置。,没有装ABS的汽车与装有ABS的汽车的对比 录像,常规汽车制动易出现的问题：,1.滑拖；2.侧滑及甩尾；3.失去转向控制能力。,原 因,车轮被抱死,2 汽车正常行驶条件,汽车驱动力F驱地面摩擦力f（均速）地面摩擦力f车轮与地面摩擦系数u车重G 摩擦系数u随车轮与地面情况变化 在沙地上u值是很小的,3.汽车制动时车轮受力分析,车速车轮旋转角速度惯性力矩制动阻力矩车轮法向载荷地面法向反力车轴对车轮的推力地面制动力车轮半径车轮切向速度，简称轮速,（1）制动器制动力,制动蹄与制动鼓（盘）压紧时形成的摩擦力矩M通过车轮作用于地面的切向力F（2）地面制动力制动时地面对车轮的切向反作用力FX,（3）地面制动力FX、制动器制动力F及附着力F之间的关系,附着力地面对轮胎切向反作用力的极限值F。附着力取决于轮胎与路面之间的摩擦作用及路面的抗剪强度。,地面制动力、制动器制动力及附着力之间的关系,汽车制动时候,也就是说当车轮与地面摩擦系数很小的时候（如在雪地上），地面无法提供汽车足够的制动力，即使汽车车轮抱死，汽车也还是向前冲，且转向系失去作用，此时汽车处于最危险的时候。那么什么时候是制动最佳情况呢？,答案是：车轮处在边滚边滑的状况。,4.硬路面上附着系数与滑移率s的关系,点击播放,（1）制动过程中车轮的三种运动状态 第一阶段：纯滚动，路面印痕与胎面花纹基本一致 车速 V=轮速V,第二阶段：边滚边滑，路面印痕可以辨认出轮胎花纹，但花纹逐渐模糊。车速 V 轮速V,第三阶段：抱死拖滑，路面印痕粗黑。轮速V=0,若需增大Fx，必须增大F（地面附着力）。F取决于附着系数，又受滑移率S的影响。（2）滑移率S 定义：S=(VV)/V100%=(Vr)/V100%,车轮中心速度,车轮滚动速度,分析结论：S 20%为制动稳定区域；S 20%为制动非稳定区域；将车轮滑移率S控制在20%左右，便可获取最大的纵向附着系数和较大的横向附着系数，是最理想的控制效果。,4.理想的制动控制过程,（1）制动开始时，让制动压力迅速增大，使S上升至20%所需时间最短，以便获取最短的制动距离和方向稳定性。（）制动过程中：当S上升稍大于20%时，对制动轮迅速而适当降低制动压力，使S迅速下降到20%；当S下降稍小于20%时，对制动轮迅速而适当增大制动压力，使S迅速上升到20%。,结论：车轮在制动过程中，以510 次/秒 的频率进行增压、保压、减压的不断切换，使S稳定在20%是最理想的制动控制过程。5.ABS的功用 ABS的功用是控制实际制动过程接近于理想制动过程。,ABS的显著优点,第一个优点是增加了汽车制动时的稳定性。P2页第二个优点是能缩短制动距离。P3页第三个优点是改善了轮胎的磨损状况，防止爆胎。P3页,另外，ABS使用方便，工作可靠，ABS的使用与普通制动系统的使用几乎没有什么区别，紧急制动时只要把脚用力踏在制动踏板上，ABS就会根据情况自动进入工作状态，即使雨雪路滑，ABS也会使制动状态保持在最佳点。,ABS的发展,ABS发展可以追溯到本世纪初期，早在1928年就被提出，在30年代就已经在火车和飞机上获得应用 博世公司在1936年第一个获得电磁式车轮转速传感器的防抱死系统的专利权。50年代，福特于1954年将飞机的制动防抱死系统移置到林肯车上。这一时期特点：机械式车轮转速传感器信号不准控制效果不理想。,6070年代一些电子控制的制动防抱死系统开始进入产量阶段。1960年上半年，Harry Ferguson researh公司把MaxaretABS组合成四轮控制式，安装在试验车上，并于1965年向英国fenson公司提供了ferguson制造的四轮控制样机。1978年奔驰公司首次推出四轮控制 的防抱死制动系统。这一时期：采用模拟电子控制装置,反应慢、控制精度低、易受干扰，很快就被淘汰。,70年代后期数字式电子技术和大规模集成电路的迅速发展，为ABS系统向实用化发展奠定技术基础。博世ABS2反应迅速，控制精度和可靠性就显著提高，之后欧 美 日的许多制动器专业公司和汽车公司相继研制了多样的ABS系统。中国的发展：90年代 大量合资生产（上海通用 广州本田雅阁 长春奥迪A6等车型）,目前，最新的ABS已发展到第5代,现今的ABS还有多方面的功能，比如：1、BrakeAssist 制动辅助系统(BA)（EVA）东风标致307上应用。2、ElectricBrakeforceDis-tribution电子制动力分配（EBD）广本奥德赛、派力奥、西耶那等，都在制动中说明是“ABS+EBD”3、驱动防滑调整装置(ASR)4、ElectronicStabilityProgram电子稳定程序(ESP),现代汽车ABS几个主要辅助系统,一、ASR的功能 加速防滑系统可以根据车轮轮速的变化，来判断车轮是否在打滑，一旦出现打滑的现象就降低发动机的功率输出，减小牵引力并对滑动的车轮进行制动。这样轿车在湿滑、泥泞，或冰雪路面上起步、加速或转弯时，都可以恰到好处地发出所需的牵引力，而不会有打滑的危险。,ASR 系统是在 ABS 的基础上发展起来的，把 ABS 稍加改造进可以实现加速防滑的功能。ASR 使用 ABS 的四个轮速传感器信号来判断驱动轮是否打滑，驱动轮打滑时，ASR控制电机产生制动油压，通过 ABS的电磁阀调节驱动轮的制动压力，使其停止打滑。,二、ESP的功能,20 世纪 90 年代中期，AB5 增加稳定控制的功能，英文缩写为 ESP，全称 Electroni Stability Program，直接翻译的意思是电子稳定程序。ESP的功能是在急转弯的时候保持车身稳定，改善操纵性。,比如转向不足时，刹车力会作用在曲线内侧的车轮上，而在严重转向过度时会出现甩尾，这种倾向可以通过对曲线外侧的前轮进行刹车得到纠正。,录像,比如转向不足时，刹车力会作用在曲线内侧的车轮上，而在严重转向过度时会出现甩尾，这种倾向可以通过对曲线外侧的前轮进行刹车得到纠正。,录像,ESP都有的硬件,（1）转向传感器，它监测方向盘旋转的角度，帮助确定轿车行驶方向是正确。（2）车轮转速传感器，它监测每个车轮的速度，确定车轮是否在打滑。（3）偏摆率传感器，也叫侧滑传感器，它记录轿车绕垂直轴线的运动，确定轿车是否在打滑。（4）G（加速度）传感器，它对转弯时产生的离心力起反应，确定轿车是否通过弯道时打滑。,三、EBD的功能,EBD的意思是电子制动比例分配，有的车型缩写为EBV，很多ABS系统中增加了EBD的功能。电子制动力分配系统是防抱死制动系统 软件的一部分，它被编程设置在电子控制单元中，该系统集成并取代了用于压力感测和负荷感测的传统 的前后制动比例分配阀。这一功能使电子制动力分配系统 能够根据车辆载荷，路况以及制动液压力的变化，实行动态的前后轮制动力比例分配。,1、前后车轮制动力的分配控制。前后车轮制动力分配控制，是为了达到制动器基本的制动效果，根据车轮行驶路面适当地分配前后的制动力。2、左右车轮制动力的分配控制。为确保在弯道行驶制动时车辆的稳定性，可通过调节左右车轮的制动力分配来进行左右车轮制动力的分配控制，确保制动时车辆的稳定性和良好的制动效果。,四、EBA的功能,EBA是电子制动辅助系统的缩写，目前一些ABS系统中增加了EBA的功能。在紧急情况下，如果驾驶员未能及时全力制动，电子制动辅助系统会尽可能 提高供短的制动距离。它监测并判断液压调节器中的制动液压力传感器的输出信号，以确定制动踏板踩下的速度，然后，该系统通过制动踏板踩下的速度而不是施加到踏板上的力来判断制动情况。,EBA的工作过程,五、EDL的功能,EDL是电子差速锁的缩写，也有的公司缩写为ADS，目前一些ABS系统中增加了EDL的功能。当汽车左右两侧的驱动轮处于附着力不同 的路面时，其中处于附着力小的路面的车轮就会打滑空转，此时可能通过对空转的车轮施加制动实现车辆起步行驶。,ABS的发展前景,1、多功能化 从1936年单纯的制动防抱死功能，发展到今天的加速防滑，稳定控制，电子制动比例分配，电子制动辅助，电子差速器锁。ABS电脑的功能越来越多，随着汽车制造工业 的进步和电子技术的发展，可以预见，ABS还将增加更多的功能。2、低成本化 为了向低档轿车、微型车、货车普及要求ABS小型化、低成本、减小元件的数量，并简化结构。,第二节 汽车ABS的种类,自从1936年德国的罗博特.博世公司取得ABS的专利权，ABS发展到今天已经有70年的历史，早期的ABS结构多种多样，直到20世纪末才逐渐在机械结构，电子控制上统一起来，从装车量上看，使用较多的ABS目前可分为以下几大类：博世（Bosch）、梯威斯（TEVES）、德尔科（Delco）和邦迪克斯（BENDIX），这四种系统都广泛应用的系统，而且还在不断发展，更新换代。,一、博世(BOSCH)的ABS产品,就全世界范围来产，装车量最多的当数德国博世公司开发的ABS。博世公司早在20世纪70年代末就将自己研究生产的ABS应用在奔驰系列轿车上。20世纪80年代末博世公司的ABS广泛用于美国通用公司生产的各种系列轿车上。20世纪90年代初博世公司的ABS被日本各大汽车公司采用，装备到丰田、本田、尼桑等轿车上。,二、梯威斯（TEVES）的ABS产品,德国的梯威斯公司是仅次于博世的老牌ABS生产公司于1984年首次推出了整体式ABSTEVES MK2，该系统将防抱死制动压力调节装置与制动主缸和液压制动助力器组合为一体，面在该系统出现前，所有的ABS都是将制动压力调节装置作用为一个单独的整体，附加在常规的制动系统中，即采用的都是分离式结构。,三、德尔科（Delco）的ABS产品,美国的德尔科公司作为通用汽车公司下属的子公司，专门生产电气元件，它开发的ABS系统主要装备通用公司的产品。,四、邦迪克斯（BENDIX）的ABS产品,美国的邦迪克斯公司生产的ABS装车情况如表：,五、其他种类的ABS,1、丰田ESC 20世纪80年代，丰田公司曾经使用过日清公司生产的ESC因为年代久远，这种ABS装置目前已经见不到了。,2、本田ALB 本田公司在20世纪80年代中期与尼桑公司合作开发了ALB，自1986年开始，这种ABS一直使用到1997年，目前在一些老款的本田车上还 能见到，现在本田公司使用博世公司的ABS产品。,3、菲亚特AP 菲亚特AP系统仅用于意大利的菲亚特车型上，其形式较为特殊。此系统除制动防抱死的ABS外，另增加了真空辅助制动系统，采用了两个制动回路控制：一个控制左前轮及右后轮，另一个则控制右前轮及左后轮。,第三节 ABS的结构与工作原理,传统制动系统工作原理,工作原理示意,点击播放,3.1、ABS的基本组成与工作原理,ABS是在传统制动基础上，又增设如下装置：车轮轮速传感器 电子控制单元ECU 制动压力调节器 ABS警告灯,电子控制系统的结构,的控制过程：,当车轮制动时，安装在车轮上的传感器立即能感知车轮是否抱死，并将信号传给电脑，电脑会马上降低被抱死车轮的制动力，车轮又继续转动，转动到一定程度，电脑又施加制动，保证车轮既受到制动又不致抱死，这样不断重复，直至汽车完全停下来。电脑能在一秒钟之间对车轮进行几百次的检测，并同时对制动系统进行数十次的操纵，在“抱死-松开-抱死-松开”的循环工作过程中，使车辆始终处于临界抱死的间隙滚动状态。,“抱死-松开-抱死-松开”：,“压力降低-压力保持-压力升高-压力保持-压力降低”的循环反复的过程。,ABS系统应用后的结果,思考作业：,1.装有ABS系统的车,制动距离一定会比没有装有ABS的车子大大缩短,这样的说法对吗?为什么?2.汽车有了ABS系统,制动稳定性提高了,开车就可以更大胆了,对吗?3.ABS在汽车的制动过程中一直工作吗?,1、车轮转速传感器,可以测出车轮或驱动轴共同旋转的 齿圈的齿数，然后产生与车轮转速成正比的交流信号。,1.组成传感器头和齿圈传感器头从外型分：）凿式极轴轮速传感头（如图：a传感头轴向相切于齿圈安装）菱形极轴轮速传感头（如图：b传感头径向垂直于齿圈安装）柱式极轴轮速传感头（如图：c传感头轴向垂直于齿圈安装）,电磁式轮速传感器工作原理,霍尔式轮速传感器工作原理,霍尔式轮速传感器优点,输出信号电压幅值不受转速影响，在汽车电源12V条件下，输出信号电压保持在11.512V不变。频率响应高。抗电磁波干扰能力强。,磁感应式轮速传感器实物图,传感头被线圈包围直接安装于齿圈上方。极轴同永磁体相连接磁体的磁通延伸到齿圈并与它构成磁路。齿圈旋转时齿顶和齿隙轮流交替对向极轴，磁通变化并切割传感线圈，在线圈中产生感应电动势，并由线圈末端通过电线传给。,轮速传感器结构,安装位置,一般前轮传感器头被固定在车轮转向架上，齿圈安装在轮毂上与车轮同步转动；后轮上的传感器头被固定在后车轴支架上齿圈安装在驱动轴上与车轮同步转动。,2、电子控制单元,电子控制器具有运算功能，接收轮速传感器的交流信号，计算出车轮速度，滑移率和车轮加减速度。把这些信号加以分析，对制动压力发出控制指令。,ABS的电子控制单元ECU,尽管ECU内部程序不同，但结构基本一样1、输入电路（滤波、整形、放大电路）2、运算电路（由两个完全相同MCU组成，目的是两个MCU同时计算，结构相同时ABS工作，结果不同时，关闭ABS）3、驱动电路4、稳压电源、电源监控电路、故障反馈电路5、安全保护电路（电源监控、故障记忆、继电器驱动、ABS警示灯驱动电路等）,ABS的电子控制单元ECU,讨论：从这个ECU我们能否看出它是和什么类型的ABS系统配套的？,ECU的安全保护功能,1）系统静态自检：检查运算电路中ROM数据是否发生变化；对RAM进行数据输入和输出判断是否正常；对A/D进行检查；对故障反馈电路进行检查。2）汽车起步时动态自检：自动使电磁阀动作，比较其开关阻力，判断工作是否正常；对轮速传感器信号进行确认；对电动机进行动作检查，判断是否工作正常；3）行驶中定时自动自检：检查内部电压是否5V；监视对比MCU运算结果；对MCU时钟脉冲频率检查；对ROM检查。,3、制动压力调节器,液压调节器安装在主缸（总泵）和轮缸（分泵）之间，接受电子控制器的指令，由调节器内的电磁阀，液压泵，驱动电机直接或间接地控制压力的增减。,功用：接收ECU的指令，通过电磁阀的动作来实现车轮制动器制动压力的自动调节。组成：电磁阀、液压泵、储液器等。压力调节器串联在主缸和轮缸之间，通过电磁阀直接或间接地控制轮缸的制动压力。,制动压力调节器,
