abs的基本组成和工作原理

本文已影响1.7W人

abs的基本组成和工作原理，abs系统出现故障的话是需要及时的处理的，否则对于汽车的寿命也是有很大的影响的，关于abs系统可能很多人都不了解，以下了解abs的基本组成和工作原理。

abs的基本组成和工作原理1

汽车制动防抱死系统（antilock brake system）简称ABS。它的作用就是在汽车制动时，自动控制制动力的大小，使车轮不被抱死，处于边滚边滑（滑移率在20%左右）的状态，以保证车轮与地面的附着力在最大值，从而能避免在紧急刹车时方向失控及车轮侧滑。现在的轿车都已将ABS列为标准配备。

ABS系统作用的原理

汽车在制动时，如果前轮抱死，汽车基本上沿直线向前行驶，汽车处于稳定状态，但汽车失去转向控制能力，这样驾驶员制动过程中躲避障碍物、行人以及在弯道上所应采取的必要的转向操纵控制等就无法实现。

如果后轮抱死，汽车的制动稳定性变差，在很小的侧向干扰力下，汽车就会发生甩尾，甚至调头等危险现象。尤其是在某些恶劣路况下，诸如路面湿滑或有冰雪，车轮抱死将难以保证汽车的行车安全。另外，由于制动时车轮抱死，从而导致局部急剧摩擦，将会大大降低轮胎的使用寿命。

ABS系统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。汽车制动时，首先由轮速传感器测出与制动车轮转速成正比的交流电压信号，并将该电压信号送入电子控制器（ECU）。

由ECU中的运算单元计算出车轮速度、滑动率及车轮的加、减速度，然后再由ECU中的控制单元对这些信号加以分析比较后，向压力调节器发出制动压力控制指令。使压力调节器中的电磁阀等直接或间接地控制制动压力的增减，以调节制动力矩，使之与地面附着状况相适应，防止制动车轮被抱死。

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；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。

ABS系统组成

制动防抱死系统主要由轮速传感器、制动压力调节器和电子控制器（ECU）等组成。

1、车轮转速传感器（简称轮速传感器）

汽车防滑控制系统中都设置有电磁感应式轮速传感器。它一般安装在车轮上。

轮速传感器由永久磁铁、磁极、线圈和齿圈组成。齿圈在磁场中旋转时，齿圈齿顶和电极之间的间隙以一定的速度变化，使磁路中的磁阻发生变化，磁通量周期地增减，在线圈的两端产生正比于磁通量增减速度的感应电压，该交流电压信号输送给电子控制器。

2、电子控制器（ECU）

电子控制器（ECU）是防滑控制系统的控制中枢，其作用是接收来自轮速传感器的感应电压信号，计算出车轮速度，并与参考车速进行比较，得出滑动率S及加减速度，并将这些信号加以分析，对制动压力调节器发出控制指令。现在大部分的电子控制器和ABS泵组装在一起。

3、制动压力调节器

制动压力调节器的功用是接收来自ECU的控制指令，控制制动压力的增、减，它是ABS的执行器。它一般分为循环式制动压力调节器和可变容积式制动压力调节器两种类型。

制动防抱死系统（ABS）的类型及布置形式

ABS有多种布置型式，最为常见的就是四传感器四通道四轮独立控制的ABS系统，也是轿车最常用的布置型式。

ABS系统工作过程：

制动过程中，ABS控制单元不断从车轮速度传感器获取车轮的速度信号，并加以处理，进而判断车轮是否即将被抱死。ABS刹车制动其特点是当车轮趋于抱死临界点时，制动分泵压力不随制动主泵压力增加而增高，压力在抱死临界点附近变化。

如判断车轮没有抱死，制动压力调节装置不参加工作，制动力将继续增大；如判断出某个车轮即将抱死，ECU向制动压力调节装置发出指令，关闭制动缸与制动轮缸的通道，使制动轮的压力不再增大；如判断出车轮出现抱死拖滑状态，即向制动压力调节装置发出指令，使制动轮缸的油压降低，减少制动力。

ABS系统的'优缺点

优点：

1、改善汽车制动时的横向稳定性；

2、改善汽车制动时的方向操纵性；

3、改善制动效能；

4、减少轮胎的局部过度磨损；

5、使用方便，工作可靠。

缺点

1、在不平整道路上、在有沙砾或积雪道路上ABS的运行可能导致制动距离比没有安装ABS的车辆长一些。

2、ABS系统只有在车轮近似于抱死时才起作用。其工作时会产生一定的噪音，制动踏板也会产生脉动而反复拱脚。

ABS系统工作特性

1、ABS系统工作的前提是制动开关闭合，将信号送入ABS控制单元，否则不工作；

2、只有在车速超过一定数值时才会工作（一般是11公里/小时）；

3、只有在车轮趋向抱死时才会工作；

4、ABS工作时制动踏板弹脚是正常现象，在制动的最后阶段，制动踏板会有少量下降或缓慢下降的现象。；

5、当点火开关打开时，ABS灯亮几秒钟（一般是4秒）后再熄灭是正常现象，此时可能也会听见细微的咔嗒声和一些马达的噪音。这些噪音是系统在作周期自检的表现，以确定防抱死制动系统正常地工作。

6、ABS系统只负责车轮的防抱死，前后车轮的制动力分配仍有制动比例阀完成；

7、当ANS系统出现故障时，仪表盘上的ABS故障灯会点亮，并在ABS控制单元内存储故障码，此时系统停止ABS的工作，但常规制动仍然起作用。

汽车的ABS制动防抱死系统可以说是汽车上最重要的主动安全装置，同时它也是其它制动辅助装置和汽车防滑控制装置的基础，比如我们耳熟能详的ESP系统，就是在它的基础之上增加一些传感器扩展而来的。甚至还有一些车型的电子差速锁也是在它的基础上扩展出来的功能。所以ABS系统对于一辆车来说是至关重要，它工作的好坏，直接关系到我们的行车安全。

abs的基本组成和工作原理2

ABS设备的结构及工作原理，实图讲解

（1）车轮转速传感器及车身减速度传感器

车轮转速传感器的作用是将车轮的转速转变为电信号，输送给控制器，以使控制器能准确判断制动时车轮是否被抱死，能及时控制制动力的大小。车轮转速传感器有磁感应式、光电式、水银式等，目前普通采用的是磁感应式车轮转速传感器。

①磁感应式车轮转速传感器

磁感应式车轮转速传感器的结构如图4-79所示。图4-80所示为磁感应车轮转速传感器工作原理。

1—导线；2—永久磁铁；3—传感器外壳；4—感应线圈；5—磁极；6—齿圈

由传感器外壳、永久磁铁、感应线圈和磁极组成转速信号探头，与车轮一起旋转的齿圈则为产生感应信号的触发转子。车轮转动时，磁极端部的间隙随齿圈的转动而发生周期性的变化（或者说是齿圈的齿切割了磁力线），使穿过感应线圈的磁通量随之变化，感应线圈便产生了与车轮转速相对应的交变电压信号。

②车身减速度传感器

车身减速度传感器也称为G传感器，用于监测汽车制动时的减速度以判断路面情况。

水银式减速度传感器产生开关信号，用于指示汽车制动的减速度界限。其结构如图4-81所示，在传感器内通有两导线极柱的玻璃管中装有水银体，由于水银的导电作用，传感器的电路处于导通状态。当汽车制动时，水银在惯性力的作用下向前移动。

在低附着系数路面上制动时，由于汽车的减速度较小，玻璃管内的水银移动量小，玻璃管内的电路开关仍处于导通状态；当在高附着系数路面制动时，汽车的减速度大，玻璃管向的水银在惯性力的作用下移动，使电路开关断开。控制器根据电路的通断判断路面的情况，选用不同的控制程序。

1—玻璃管；2—水银

图4-81 水银式减速度传感器工作原理

光电式减速度传感器利用发光二极管和光敏晶体管构成的光电耦合器所具有的光电转换效应，以沿径向开有若干条透光窄槽的偏心圆盘作为遮光板，制成了能够随减速度大小而改变电量的传感器（见图4-82）。

遮光板设置在发光二极管和光敏晶体之间，由发光二极管发出的光束可以通过板上窄槽到达光敏晶体管，光敏的晶体管上便会出现感应电流。当汽车制动时，质量偏心的透光板在减速惯性力的作用下绕其转动轴偏转，偏转量与制动强度成正比，在光电式传感器中设置两对光电耦合器，根据两个晶体管上出现电量的不同组合可区分出四种减速度界限，因此，它具有感应多级减速度的能力。

1—投光窄槽；2—遮光板；3—发光二极管；4—光敏晶体管；5—2号光敏晶体管；6—1号光敏晶体管

图4-82 光电式减速度传感器

差动式减速度传感器其结构如图4-83所示。汽车在正常行驶时，差动变压器铁芯1处于中间位置，变压器次级绕组产生相位相反的电压u1、u2其大小相同，变压器输出电压u。为0。当汽车制动时，在惯性力的作用下，差动变压器铁芯移动，使变压器次级绕组产生的u1、u2一个增大，一个减小，变压器就会有输出电压u。及与汽车的减速度成正比的uP，经信号处理电路处理后向ABS的ECU输出。

1—铁芯；2—线圈；3—印制电路板；4—弹簧；5—变速器油

图4-83 差动式减速度传感器

（2）ABS电控单元

ECU是ABS的控制核心，其作用是接收各车轮转速传感器及其他传感器的输入信号，并对这些信号进行比较、分析、放大和判别处理，然后通过精确的计算，得出制动时的车轮速度与加速度、参考车速及参考滑移率，以判断车轮的运动状态等

并按照特定的控制逻辑发出控制指令，对ABS的执行器进行控制，以便汽车获得最佳的制动效果。此外，ECU还对系统的工作状态进行检测和监控，以免因系统故障造成控制出错，并具有故障自诊断功能。

图4-84所示为ECU的结构示意图，它由输入电路、A/D转换器、微机、输出电路、安全监控电路等组成。

输入电路主要由一个低通滤波器和用来抑制干扰并放大车轮转速信号的输入放大器组成。其作用是将车轮转速传感器输入的电压信号滤去杂波，并转换成脉冲方波信号，经整形后送入微机中。

A/D转换器将各种输入的模拟信号转换成微机能够识别的数字信号。ECU可以通过它来监控汽车电源电压、制动管路压力等是否正常。

微机主要由CPU和存储器（RAM、ROM）组成。其中CPU的作用是根据接收到的车轮转速等信号，利用存储器中的数据和程序，进行各种精确的计算、分析、判断及处理，形成相应的控制指令，送至输出电路。存储器的作用是用来存储CPU工作时需要的各种程序和数据。

输出电路的作用是接受微机送来的控制指令，采用大功率三极管，向执行器的继电器、电磁阀、电动泵等提供控制电流。

安全监控电路的作用首先是将汽车的电源电压稳定成ECU工作所需的标准电压，同时以汽车电源电压是否稳定在规定的范围内进行监控。当汽车电源电压过高或过低时，它就点亮ABS警告灯，同时自动切断ABS的电源电路，以免因电源电压过高损坏ECU，因电压过低造成系统工作失常，还将故障信息以故障代码的形式储存在ECU的故障存储器中。

该电路还对ABS的工作状态进行监控，当监测到系统有故障信息时，就部分或全部地关闭ABS，同时点亮警告灯报警，并储存故障代码。在ABS关闭后，ECU还要将ABS恢复到传统制动系统状态，使制动系统具有常规制动功能

图4-84 ECU组成示意图

（3）电磁阀

ABS所采用的电磁阀有三位三通和二位二通两种。

1—回油管路接口；2—滤网；3—无磁支撑环；4—卸载阀；5—进油阀；6—移动架；7—电磁线圈；8—检测阀；9—阀体；10—轮缸接口；11—托盘；12—副弹簧；13—主弹簧；14—凹槽台阶；15—主缸接口

三位三通电磁阀的结构与工作原理如图4-85所示，它主要由阀体、进油阀、卸载阀、检查阀、支架、托盘、主弹簧、副弹簧、无磁支撑环、电磁线圈和油管接头组成。移动架6在无磁支撑环3的导向下可沿轴向作微小的运动（约0.25mm），由此可以打开卸载阀4和将进油阀5关闭。主弹簧13与副弹簧12相对设置，且主弹簧刚度大于副弹簧。

检测阀8与进油阀5并联设置，在解除制动时，该阀打开，增大轮缸至主缸的回油通道，以便轮缸压力得以迅速下降，即使在主弹簧断裂或移动架6被卡死的情况下，也能使车轮制动器的制动得以解除。

当电磁线圈无电流通过时，由于主弹簧力大于副弹簧，进油阀5被打开，卸载阀4关闭，制动主缸与轮缸的油路接通，此状态既可以是常规制动，也可以是ABS增压。

当ECU向电磁阀线圈半通电时，电磁力使移动架6向下运动一定距离，将进油阀5关闭。由于此时的电磁力尚不足以克服两个弹簧的弹力，移动架6被保持在中间位置，卸载阀4仍处于关闭状态，即三个阀孔相互封闭，ABS处于保压状态。

当ECU向电磁线圈7输入大工作电流时，所产生的大电磁力足以克服主、副两弹簧的弹力，使移动架6继续向下运动，将卸载阀4打开，从而轮缸通过卸载阀与回油管相通，ABS处于减压状态。