汽车防抱死制动系统的研究与检修论文终稿

制动系统是汽车的一个重要组成部分，他直接影响汽车的安全性。

据有关资料介绍，在由于汽车本身问题造成的交通事故中，制动系统故障引起的事故占事故总量的45%。

可见，制动系统是保证行车安全的极为重要的一个系统。

此外，制定系统的好坏还直接影响车辆的平均车速和车辆的运输效率，也就是保证运输经济效益的重要因素。

为提高车辆的安全性能，进入21世纪以来ABS（Anti-Look Brake System,简称ABS）和ASR（Anti-Slip Regulation,即防滑转控制）系统在汽车上的应用越来越广泛。

近年来由于汽车消费者对安全的日益重视，大部分的车都已将ABS列为标准配备。

如果没有ABS，紧急制动通常会造成轮胎抱死，这时，滚动摩擦变成滑动摩擦，制动力大大下降。

而且如果前轮抱死，车辆就失去了转向能力；如果后轮先抱死，车辆容易产生侧滑，使行车方向变得无法控制。

所以，ABS系统通过电子或机械的控制，以非常快的速度精密的控制制动液压力的收放，来达到防止车轮抱死，确保轮胎的最大制动力以及制动过程中的转向能力，使车辆在紧急制动时也具有躲避障碍的能力。

本文将简单介绍汽车防抱死制动系统的基础原理与基本功用，并且对ABS制动系统的结构和工作原理进行潜在的分析与研究，同时对ABS故障检修基础作简要介绍。

关键字：汽车、制动、ABS、防抱死第一章 ABS防抱死制动系统简介 (1)1.1 ABS系统的工作原理简介 (1)1.2 ABS系统的功用与特点 (2)1.2.1提高汽车制动性能的措施 (2)1.2.2 滑移率与附着系数 (3)1.2.3 ABS系统的功用 (4)1.2.4 ABS的特点 (4)1.3 ABS系统的组成 (5)1.3.1 ABS的组成 (5)1.3.2 ABS的控制 (5)第二章ＡＢＳ电子控制系统部件的结构与原理 (10)2.1 车速传感器 (10)2.2 减速度传感器 (11)2.3 控制电脑（ECU） (14)2.3.1电控单元的功用 (14)2.3.2 结构组成 (16)2.3.3 控制过程 (16)2.4 ABS电子控制器 (18)2.5 制动压力调节器 (19)2.5.1循环流动式制动压力调节器 (20)2.5.2 变容积式制动压力调节器 (22)第三章ABS的使用与检修 (25)3.1 ABS故障检修基础 (25)3.2 防抱死制动系统使用与检修注意事项 (26)3.3 防抱死制动系统故障自诊断 (28)3.4防抱死制动系统主要部件的故障检修 (29)第四章汽车防抱死制动系统实例 (31)4.1 广州本田奥德赛防抱死制动（ABS）自诊断与故障排除 (31)5.2 猎豹CFA6470车型电子防抱死制动系统 (42)第一章 ABS防抱死制动系统简介1.1 ABS系统的工作原理简介防抱死制动系统是在传统的基础上采用电子控制技术，在制动时防止车轮抱死的一种机电一体化系统。

图1-1 ABS制动系统控制过程原理图1-制动主缸；2-制动灯开关；3-电子控制器；4-电机；5-液压调节器；6-车速传感器图1-1为一个四轮车辆防抱死控制系统的原理图，它由控制器、电磁阀、转速传感器三部分组成。

在应急制动时，司机脚踏板控制的压力过大时，转速传感器及控制器可以探测到车速又抱死的倾向，此时控制器控制执行机构减小制动压力。

当车轮转速恢复并且地面摩擦力有减小的趋势时，制动器又控制执行机构增加制动压力。

这样使车轮一直处在最佳的制动状态，最有效地利用地面附着力，得到最短的制动距离和最佳的制动稳定性。

传统的汽车制动系统功能是使行驶的汽车车轮受到制动力矩的作用，使车辆停止。

在大多数情况下往往要抱死车轮，此时一方面造成车轮轮胎的严重磨损；令一方面后轮抱死会产生侧滑，容易使汽车丧失稳定性，而前轮抱死会使汽车丧失转向能力。

这些状态都容易导致事故的发生。

ABS系统的引入使制动过程中车轮处于非抱死状态，这样不仅可以防止制动过程中后轮抱死而导致侧滑甩尾，大大提高制动过程的方向稳定性，同时可以防止前轮抱死而丧失转向能力，提高汽车躲避车辆前方障碍物的操纵性和弯道制动时的轨迹保持性，而且最终的制动距离往往要比同类车型不带防抱死知道那个系统的车辆的制动距离要短，因此，ABS系统是一种有效的安全装置。

1.2 ABS系统的功用与特点1.2.1提高汽车制动性能的措施制动性能是汽车的重要性能之一，是汽车行驶安全的保证。

汽车自动性能的好坏，可用三个方面的指标来评定：制动效能、制动效能的恒定性和制动时的方向稳定性，其中制动效能和制动时的方向稳定性尤其重要。

1.制动效能制动效能是指汽车迅速减速直至停车的能力，具体可用制动距离、制动时间或制动减速度来评价。

制动效能主要取决于汽车制动时所受的地面制动力，而地面制动力不仅取决于车轮制动器制动力，而且还受附着条件的限制，最大的地面制动力等于纵向附着力：F tmax =Fφ= Fz·φ式中F tmax ——最大地面切向反作用力（N）Fφ——纵向附着力（N）Fz——驱动轮法向作用力（N）Φ——纵向附着系数在驱动轮法向作用力一定时，最大的地面切向反作用力取决于驱动轮与地面间的纵向附着系数。

对于一般汽车而言，驱动轮制动器的制动力是足够大的，所以获得尽可能大的纵向附着系数是提高制动效能的关键。

2.制动时方向稳定性制动时的方向稳定性是指汽车制动时按预定方向行驶的能力，即不发生跑偏、侧滑和不是去转向能力。

汽车制动时产生侧滑和失去转向能力主要是车轮和地面间的侧向附着力有关。

与纵向附着力相同，在驱动轮法相作用力一定时，侧向附着力取决于侧向辐照系数。

从以上分析可知，车轮和路面间的纵向附着系数影响制动效能，侧向附着系数影响制动时的方向稳定性。

提高车轮和地面间的附着系数，可提高汽车的制动效能和制动时方向稳定性。

1.2.2 滑移率与附着系数1) 滑移率在汽车制动过程中，随着制动强度的增加，车轮的运动状态逐渐从滚动向抱死拖滑变化，车轮滚动成分逐渐减少，而华东成分逐渐增加。

制动过程中车轮的运动状态一般用滑移率来说明。

滑移率是指制动时，在车轮运动中滑动成分所占的比例，用S表示。

式中v——车轮中心的速度（m/s）；r——车轮不受地面制动力时的滚动半径（m）；ω——车轮角速度（rad/s）。

车轮纯滚动时，s=0；纯滑动时s=100%；边滚动边滑动时，0<s<100%。

2) 附着系数在汽车制动过程中，车轮与路面间的附着系数随车轮滑移率的变化而变化，如图1-2所示。

滑移率s（%）图1-2滑移率与附着系数的关系由图可见：在滑移率为20%左右时纵向附着系数最大，制动时能获得的地面制动力也最大，汽车的制动效能最高，0≤S≤S opt 称为稳定区域，S opt＜S≤100% 称为非稳定区域，S opt 称为稳定界限。

此外，随着滑移率的增加，侧向附着系数减少，当车轮抱死滑移率为100%时，侧向附着系数接近零，此时很小的侧向力即会导致侧滑，同时还会失去转向能力。

1.2.3 ABS系统的功用ABS系统的功用就是在汽车的制动过程中，当车轮滑移率超过稳定界限时，ABS将自动减少制动压力，以减少车轮制动器制动力，从而减少车轮滑移率；而车轮滑移率低于稳定界限时，又自动增加制动压力，以增大车轮制动器的制动力，从而增大车速滑移率。

总而言之，在汽车制动过程中，ABS不断的调整制动压力，使车速滑移率始终保持在20%左右，以便获得最大纵向附着系数，提高汽车的制动效能。

同时，也可在制动中保持较大的侧向附着系数，防止汽车侧滑或失去转向能力，提高汽车制动时的方向稳定性。

1.2.4 ABS的特点1) ABS只是在汽车的速度超过一定以后，才会对制动过程中趋于抱死的车轮进行防抱死制动压力调节。

当汽车速度降低到其规定值时，ABS就会自动地终止防抱制动压力调节。

此后，装备ABS汽车的制动过程将与常规制动系统的制动过程相同，车轮仍然可能被制动抱死。

2) 在制动过程中，只有当被控制车轮趋于抱死时，ABS才会对趋于抱死车轮的制动压力进行防抱调节；在被控制的车轮还没有趋于抱死时，制动过程与常规制动系统的制动过程完全相同。

3) ABS都具有自我诊断功能，能对系统的工作情况进行检测，一旦发现存在影响系统正常工作的故障时将自动关闭ABS，并将ABS警示灯点亮，向驾驶员发出警示信号，汽车的自动系统以常规制动系统进行制动。

4) 当前进口车应用的ABS产品主要由BENDIX和BOSCH公司设计或制造，目前进口车上ABS在结构原理上大体相同。

5) ABS同电子汽车燃油喷射系统一样，也是以微计算机和电子系统为核心。

1.3 ABS系统的组成1.3.1 ABS的组成一般来说，带有ABS的汽车制动系统由基本制动系统和制动力调节系统两部分组成，前者是制动主缸、制动轮缸和制动管路等构成的普通制动系统，用来实现汽车的常规制动，而后者是由传感器、控制器。

执行器等组成的压力调节控制系统（如图1-3所示），在制动过程中用来确保车轮始终不抱死，车轮滑移率处于合理范围内。

图1-3 汽车的制动力调节系统在制动压力调节系统中，传感器承担感受系统控制所需的汽车行驶状态参数，将运动物理量转换成为电信号的任务。

控制器即电子控制装置（ECU）根据传感器信号及其内部存储信号，经过计算、比较和判断后，向执行器发出控制指令，同时监控系统的工作状况。

而执行器（制动压力调节器）则根据ECU的指令，依靠由电磁阀及相应的液压控制阀组成的液压凋节系统对制动系统实施增压、保压或减压的操作，让车轮始终处于理想的运动状态。

1.3.2 ABS的控制从汽车使用性能上来说，防抱死制动系统控制效果的优劣主要取决于系统的控制方式和控制通道类型等方面，但无论如何，汽车上所采用的ABS系统一般均具有以下的控制共性：①在制动过程中，只有当车轮趋于抱死时，ABS系统才起作用，此前保持常规制动状态。

②ABS系统只在车速超过一定值时才起作用。

③ABS系统具有自诊断功能，以确保系统出现故障时，常规制动系统仍能正常工作。

ABS对车轮制动压力的调节通常可以采用以下两种方式进行。

①双参数感测控制。

该方法同时利用两种传感器获得车速和车轮转速信号，并按照一定的控制方法由计算机控制制动系统工作。

由于目前测取车速信号需借助多普勒雷达作为传感器，价格较高，故实际使用较少。

②单参数感测控制。

此方法仅仅利用车轮转速传感器获取车轮转速信号，通过计算机，依靠某种计算方法估算出汽车速度、加速度信号，根据这些数据由计算机控制制动系统工作。

由于这种方法性能价格比较好，故得到了广泛的使用。

1）ABS控制过程ABS系统控制方法有逻辑门限控制法、滑动模态变结构控制法、最优控制法和模糊控制法等。

它们在实现控制的系统结构难度上、系统制造成本上、自身控制速度上各有不同，其中以逻辑门限控制方法使用最广泛。