ABS结构与功能原理解析
简述abs的基本结构与工作原理。
简述abs的基本结构与工作原理。
绝对值幅度计(absolute value amplitude scanner，简称ABS)是一种用于测量材料的振动幅度的设备。
它基于振动测量原理，通过测量物体振动时的位移变化来确定物体的振动幅度大小。
ABS的基本结构由传感器、信号处理器和显示器组成。
传感器是ABS系统的核心部分，通常采用电磁感应原理来测量振动。
传感器内部有一个电磁线圈和一个磁铁，当物体振动时，磁铁会在电磁线圈周围产生电流。
传感器的外壳能够固定在物体上，使得传感器和物体振动频率一致。
通过测量电磁线圈中的电流变化，传感器就可以获取振动信息。
信号处理器负责接收传感器传来的信号，并将其转化为可读取的形式。
在信号处理过程中，主要涉及到信号放大、滤波和调整等步骤。
首先，信号放大将传感器接收到的微弱信号放大到可测量范围内。
接下来，滤波器将去除信号中的噪音和干扰，以确保得到准确的振动幅度数据。
最后，调整步骤会根据不同设备和应用场景的需求对信号进行适当的调整。
这样，信号处理器就能将过滤和调整后的信号发送到下一步的显示器。
显示器是ABS系统的最终输出部分，它根据信号处理器提供的数据来显示物体的振动幅度。
显示器通常以数字形式显示振动幅度，以便用户能够准确读取。
同时，显示器还可以提供一些附加功能，如储存数据、设置报警阈值等。
这些功能可以提供更多的实时监测和控制选项。
ABS的工作原理是基于振动测量原理，它利用传感器和信号处理器来获取和处理振动信号，最后通过显示器展示给用户。
在测量过程中，当物体振动时，振动会引起传感器内部的磁铁相对于线圈的位移变化。
这个位移变化会产生感应电流，其大小与振动幅度成正比。
传感器将感应电流送入信号处理器，经过放大、滤波和调整等处理后，最终生成可读取的振动幅度数据。
这些数据通过显示器以数字形式展示给用户。
在实际应用中，ABS主要用于工业生产过程中的振动监测和控制。
它可以测量机械设备的振动幅度，并及时发出警报信号，以防止设备损坏和事故发生。
abs组成和工作原理
abs组成和工作原理
组成：绝对值电路（ABS）由以下几部分组成：
1. 传感器：安装在车轮附近，用于监测车轮的转速和运动情况。
2. 控制单元：接收传感器传来的信号，并根据这些信号分析车轮的状态，例如是否发生打滑。
3. 制动执行器：根据控制单元的信号，对制动系统进行调节，使车轮的转速保持在安全范围内。
工作原理：ABS系统通过不断检测车轮的转速，判断是否发
生打滑，并在发生打滑时及时调节制动系统的力度，以保持车轮的转速处于安全范围内，从而提高车辆的稳定性和制动效果。
ABS系统工作的基本原理如下：
1. 监测车轮转速：通过传感器监测车轮的转速，连续地将转速信号传输给控制单元。
2. 比较车轮转速：控制单元将各个车轮的转速信号进行比较，判断是否存在转速差异。
如果存在转速差异，说明发生打滑。
3. 判定打滑情况：控制单元通过算法判断是否为打滑情况，并确定打滑程度。
4. 调节制动力度：根据判定结果，控制单元通过控制制动执行器调节制动系统的力度。
一般情况下，ABS会间歇性地增加
和释放制动压力，以减少发生打滑的车轮制动力度，同时保持其他车轮的制动效果。
5. 维持安全转速：通过不断地调整制动力度，ABS系统使车
轮的转速保持在安全范围内，从而提供更好的制动效果和车辆稳定性。
总之，ABS系统的工作原理是实时监测车轮转速，并在发生
打滑时通过调节制动系统的力度使车轮保持在安全转速范围内，增加车辆的稳定性和制动效果。
abs的工作原理
abs的工作原理ABS是防抱死制动系统(Anti-lock Braking System)的缩写，它是一种车辆安全系统，旨在防止车辆在紧急制动时发生轮胎抱死的现象。
ABS系统通过电子控制单元(ECU)、传感器和液压控制装置组成，以实现对车轮制动力的精确控制，从而提高制动效果和车辆稳定性。
工作原理：1. 传感器检测：ABS系统通过车轮速度传感器检测车轮的转速，通常每个车轮都有一个传感器。
传感器会将车轮转速的信息发送给ECU。
2. 制动踏板输入：当驾驶员踩下制动踏板时，制动液压系统会被激活，将制动力传递到车轮。
3. ECU控制：ECU接收到传感器发送的车轮转速信息后，会实时计算车轮的转速差异。
如果ECU检测到某个车轮即将抱死（转速急剧下降），它会采取措施来防止抱死。
4. 防抱死控制：当ECU检测到某个车轮即将抱死时，它会向液压控制装置发送指令，减少或释放该车轮的制动力。
这样做可以使车轮保持旋转，增加制动力的稳定性和操控性。
5. 轮胎抱死解除：当ECU检测到车轮转速恢复正常时，它会重新施加制动力，以确保车辆能够安全停下。
6. 反复控制：ABS系统会不断地监测车轮转速，并根据需要进行制动力的调整，以保持车轮的旋转并避免抱死。
优点：1. 提高制动效果：ABS系统可以在紧急制动时避免车轮抱死，保持车轮旋转，从而提供更好的制动效果。
这有助于缩短制动距离，减少碰撞风险。
2. 提高操控性和稳定性：通过精确控制车轮的制动力，ABS系统可以防止车辆在制动时失去方向稳定性。
这使得驾驶员能够更好地控制车辆，并减少失控的风险。
3. 提高驾驶舒适性：ABS系统可以避免车轮的抖动和噪音，提供更平稳的制动感受。
这可以提高驾驶舒适性，减少驾驶员的疲劳感。
4. 适应不同路面：ABS系统可以根据不同路面的情况，调整车轮的制动力分配。
这使得车辆在各种路况下都能保持稳定的制动性能。
5. 自动监测和修复：ABS系统可以自动监测传感器和其他组件的工作状态，并在发现故障时提供警告。
ABS防抱死制动系统详解
ABS防抱死制动系统汽车在制动时，如果车轮抱死滑移，车轮与路面间的侧向附着力将完全消失。
如果只是前轮(转向轮)制动到抱死滑移而后轮还在滚动，汽车将失去转向能力。
如果只是后轮制动到抱死滑移而前轮还在滚动，即使受到不大的侧向干扰力，汽车也将产生侧滑(甩尾)现象。
这些都极易造成严重的交通事故。
因此，汽车在制动时不希望车轮制动到抱死滑移，而是希望车轮制动到边滚边滑的状态。
由试验得知，汽车车轮的滑动率在15％～20％时，轮胎与路面间有最大的附着系数。
所以为了充分发挥轮胎与路面间的这种潜在的附着能力，目前在大多数车辆上都装备了防抱死制动系统(Antilock Brake System)，简称ABS。
一．ABS的组成和工作原理通常，ABS是在普通制动系统的基础上加装车轮速度传感器、ABS电控单元、制动压力调节装置及制动控制电路等组成的，如下图1。
制动过程中，ABS电控单元(ECU)3不断地从传感器1和5获取车轮速度信号，并加以处理，分析是否有车轮即将抱死拖滑。
如果没有车轮即将抱死拖滑，制动压力调节装置2不参与工作，制动主缸7和各制动轮缸9相通，制动轮缸中的压力继续增大，此即ABS制动过程中的增压状态。
如果电控单元判断出某个车轮(假设为左前轮)即将抱死拖滑，它即向制动压力调节装置发出命令，关闭制动主缸与左前制动轮缸的通道，使左前制动轮缸的压力不再增大，此即ABS制动过程中的保压状态。
若电控单元判断出左前轮仍趋于抱死拖滑状态，它即向制动压力调节装置发出命令，打开左前制动轮缸与储液室或储能器(图中未画出)的通道，使左前制动轮缸中的油压降低，此即ABS制动过程中的减压状态。
二．ABS系统的布置形式ABS系统中，能够独立进行制动压力调节的制动管路称为控制通道。
如果对某车轮的制动压力可以进行单独调节，称这种控制方式为独立控制；如果对两个(或两以上)车轮的制动压力一同进行调节，则称这种控制方式为一同控制。
在两个车轮的制动压力进行一同控制时，如果以保证附着力较大的车轮不发生制动抱死为原则进行制动压力调节，称这种控制方式为按高选原则一同控制；如果以保证附着力较小的车轮不发生制动抱死为原则进行制动压力调节，则称这种控制方式为按低选原则一同控制。
ABS系统结构组成及工作原理
ABS系统结构组成及工作原理
ABS (Anti-lock Braking System) 是一种汽车制动系统，它通过防止车轮在制动时锁死，提供更好的制动性能和控制能力。
它由多个组件组成，包括传感器、控制模块、执行器和制动系统。
当ABS系统检测到一些车轮即将锁死时，它会自动调节制动力，以防止车轮停止旋转。
控制模块负责根据传感器的输入，计算出每个车轮所需的制动力，并向执行器发送指令。
执行器是控制制动力的关键部分。
它通常位于每个车轮的制动器上，可以独立于制动系统调节制动力。
当控制模块发送指令时，执行器根据需要增加或减少制动力。
这种独立的控制使得ABS系统能够在车轮减速时防止它们锁死。
当车轮减速到安全的范围内，ABS系统会自动调整制动力，以确保车轮保持在安全的旋转速度范围内。
这样可以确保车辆仍然具有可控制性，并减少在制动过程中的打滑和偏移。
除了以上组成部分，ABS系统还可以与其他车辆控制系统集成，如牵引力控制系统(Traction Control System)和车辆稳定性控制系统(Vehicle Stability Control System)。
这些系统可以通过接收ABS系统的输入来优化车辆的操控性能和安全性。
总结起来，ABS系统的结构主要由传感器、控制模块、执行器和制动系统组成。
它的工作原理是通过实时监测车轮速度和制动力，当检测到车轮即将锁死时，自动调节制动力，以防止车轮停止旋转并提供更好的制动性能和控制能力。
这种系统可以提高车辆的安全性，减少制动过程中的打滑和偏移，以及提供更好的操控性能。
ABS的结构与工作原理
五、制动压力调节器
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。 制动压力调节器串联在制动主缸和制动轮缸之间，
“减压”三种位置。
(1) 三位三通电磁阀
三位三通电磁阀由进液阀、回液阀、主弹簧、副 弹簧、固定铁芯及衔铁套筒等组成。
工作过程是： 电磁线圈未通电时，在主弹簧张力作用下，进
液阀打开，回液阀关闭，进液口与出液口保持畅 通-增压。
电磁线圈通入较小电流（2A），产生电磁吸 力小，吸动衔铁上移量少，但能适当压缩主弹簧， 使进液阀关闭，放松副弹簧，回液阀并不打开-保 压。
单通道
两个概念
★按高选原则一同控制：对两个车轮实施一同控制
时，如果以保证附着力较大的车轮不发生制动抱 死为原则进行制动压力调节，称这两个车轮是按 高选原则一同控制。
★按低选原则一同控制：对两个车轮实施一同控制
时，如果以保证附着力较小的车轮不发生制动抱 死为原则进行制动压力调节，称这两个车轮是按 低选原则一同控制。
2 回油泵与储能器
当电磁阀在减压过程中，从轮缸流出的制动液 由储能器暂时储存，然后由回油泵泵回主缸。
储能器依椐储存制动液压力的不同，分为低压 储能器和高压储能器。分别配置在不同型式的制
动压力调节系统中。
（1）低压储能器与电动泵 低压储能器一般称为储液器，用来接纳ABS减
压过程中，从制动分泵回流的制动液，同时还对 回流制动液的压力波动具有一定的衰减作用。
二位三通工作过程
ABS结构与工作原理详解
ABS结构与工作原理详解ABS即防抱死制动系统，是一种用于汽车制动系统的安全装置。
ABS 的工作原理是通过对车轮进行实时监测和控制，防止车轮在紧急制动时抱死，保持车辆在可控的制动状态。
ABS的基本结构由传感器、控制器和执行器组成。
传感器：传感器安装在车轮上，用于实时监测车轮的转速。
通常使用齿轮式传感器或磁性传感器来检测车轮的转动情况。
控制器：控制器是整个ABS系统的核心部件，负责接收传感器传来的数据，并进行实时处理和控制。
控制器采用微处理器和电路板，根据车轮的转速和制动踏板的压力来计算最佳的制动力分配和制动施加时间。
执行器：执行器是ABS系统的控制输出装置，通过控制阀门的开关，调整制动压力来防止车轮抱死。
执行器通常安装在车轮制动系统的制动泵上。
ABS的工作原理可以分为四个阶段：传感阶段、分析阶段、判断阶段和执行阶段。
传感阶段：传感器检测车轮的转速，并将转速信号发送给控制器。
控制器通过对比各个车轮的转速来判断是否有车轮即将抱死的情况发生。
分析阶段：控制器将传感器传来的数据进行实时处理和分析。
通过算法和模型来估算车轮的抱死边界，找出每个车轮的最佳制动压力和制动施加时间。
判断阶段：控制器根据分析结果来判断是否需要调整制动力分配。
如果一些车轮有抱死的趋势，控制器会调整该车轮的制动力分配，以避免抱死发生。
执行阶段：控制器通过执行器的控制开关，调整制动泵的输出压力，实现对制动力的细微调整。
当车轮有抱死的趋势时，控制器会减小该车轮的制动力，以保持车辆的稳定性。
ABS通过上述的工作原理，可以有效地防止车轮抱死，提高制动的安全性和可靠性。
在紧急制动时，ABS可以使车辆保持稳定，改善制动距离，同时还可以保护轮胎和制动系统的寿命。
因此，ABS已成为现代汽车制动系统的重要组成部分。
ABS系统结构组成及工作原理
2、ABS系统结构组成及工作原理ABS防抱死制动系统通常由电控单元ECU、液压控制单元（液压调节器）和车轮速度传感器等组成。
一、ABS系统电控单元ECU（一）概述ABS系统电子控制部分可分为电子控制单元（ECU）、ABS模块、ABS计算机等，以下简称ECU。
70年代中期之前，电子控制单元正处于开发阶段，当时的ECU是由运算放大器、晶体管、电阻及电容等分立元件组成的模拟电路构成。
模拟电路存在的问题较多，元件数量多、组织生产难度大、噪声难以控制、零点漂移大，集成度很低的分立式ECU的外形尺寸也很大。
目前的ECU主要是由集成度、运算精度都很高的数字电路组成。
由于ABS装置目前已从高级轿车开始逐步向家庭轿车普及，因此，需要在很短的时间内开发出适合各种车型的ABS装置。
各种新开发的ABS几乎都是采用微型电子控制的ECU。
最初的模拟电路约由1000个电子元件组成，现在的ECU采用专用集成电路，混合集成电路，元件数量缩减到70个左右，大大减少了ECU的重量、体积和成本，提高了可靠性和生产率。
随着生产技术及汽车电路可靠性的提高，从原来的穿体安装结构发展到表面安装结构，体积更小。
（二）ECU的基本结构ECU由以下几个基本电路组成：①车速传感器的输入放大电路。
②运算电路。
③电磁阀控制电路。
④稳压电源、电源监控电路、故障反馈电路和继电器驱动电路。
各电路的联接方式如图1-1～图1-3所示。
图1-1 四传感器二通道系统ECU模块图图1-2 四传感器三通道系统ECU模块图图1-3 四传感器四通道系统ECU模块图1、车速传感器的输入放大电路安装在各车轮上的车速传感器根据轮速输出交流信号，输入放大电路将交流信号放大成矩形波并整形后送往运算电路。
不同的ABS系统中轮速传感器的数量是不一样的。
每个车轮都装轮速传感器时，需要四个，输入放大电路也就要求有四个。
当只在左右前轮和后轴差速器安装轮速传感器时，只需要三个，输入放大电路也就成了三个。
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• 即汽车以一定的初速度制动到停车所产生 的： ★制动距离 ★制动时间 ★制动减速度
• （2）制动时的方向稳定性——汽车在制动 时仍能按指方向的轨迹行驶，即不发生 跑偏、侧滑、以及失去转向能力称为制动 时的方向稳定性。
2.汽车制动时车轮受力分析
Ｖ——车速 ω——车轮旋转角速度 Ｍｊ——惯性力矩 Ｍμ——制动阻力矩 Ｗ——车轮法向载荷 Ｆｚ——地面法向反力 Ｔ——车轴对车轮的推力 Ｆｘ——地面制动力 ｒ——车轮半径 ｒω——车轮切向速度，简称轮速
电磁感应式车轮转速传感器的工作原理:
(a) 齿隙与磁心端部相对时
(b) 齿顶与磁心端部相对时
(c) 传感器输出电压
电磁式轮速传感器分类：根据磁心端部的结构形状，可分为凿 式极轴、柱式极轴车轮转速传感器
由于结构形式的不同，传感头与齿圈的相对安装方式也有 区别：
(a) 凿式极轴传感头 (b) 菱形极轴传感头 (柱式极轴的一种)
若需增大Fx ，必须增大 F 。F取决于附着系数 φ， φ又受滑移率 s 的 影响。
（2）滑移率S
定义：s=[(V－Vω)/V]×100% =[(V－r.ω)/V]×100%
（3）附着系数φ与滑移率 s 的关系
• 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
（四）、ABS控制方式及特点
控制通道 —能够独立进行制动压力调节的制动管路；
1.四传感器、四控制通道
特点：
（1）各制动轮压 力均可单独调节 （轮控制）- 控制 精度高；
（2）制动时可最 大限度地利用每个车 轮的附着力 - 方向 稳定性好；
2.四传感器、三控制通道
特点：
两前轮独立控 制，两后轮一同 控制（轴控制）；
• 结论： 车轮在制动过程中，以5～10 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。
二、ABS的基本组成与工作原理
（一）传统制动系统工作原理
（二）ABS的基本组成 • ABS是在传统制动基础上，又增设如下装
2、组成
传感器一般采用磁感应式
传感器头（静止）：永久磁铁、感应线圈、极轴； 齿圈（转动）：凸齿数40～100不等；
传感器头与齿圈间隙：0.6～0.7 mm；
轮速传感器分类：电磁式、霍尔式 轮速传感器的安装位置：
(a) 驱动车轮
(b) 非驱动车轮
车速转速传感头在车轮上的安装
传感头与齿圈之间的间隙很小，通常只有0.5mm到1mm左 右，多数车轮转速传感器的间隙是不可调的。
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
ABS基本工作图
压力调节装置
制动管路压力
控 制 信 号 ECU
轮速信号
轮速传感器
制动器 制 动 力
轮胎
电控单元
液压调节器
• 电磁阀控制三种状态： 加 压：进油阀开，出油阀关
减 压：进油阀关，出油阀开
保 压：进油阀关，出油阀关
• 已有用多普勒雷达测量车速的ABS。
• 2.以车轮角加速度为控制参数
ECU根据车轮的车速传感器信号计算车轮 的角加速度作为控制制动力的依据。
ECU中设置合理的角加速度、角减速度门限 值。
制动时，当车轮角减速度达到门限值时， ECU输出减小制动力信号；当车轮转速升高至 角加速度门限值，ECU输出增加制动力信号。
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。 （２）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%；
防抱死制动系统（ABS）与EBD系统
一、ABS的理论基础 二、ABS结构与工作原理 三、ABS主要结构及部件 四、ABS应用实例 五、EBD系统
一、ABS的理论基础
• 1.汽车的制动性
汽车在行驶过程中，强制地减速以至停 车且维持行驶方向稳定性的能力称为汽车 的制动性。
• 评价制动性能的指标主要有： • （1）制动效能——汽车在行驶中，强制减
(c) 柱式极轴传感头
电磁感应式车轮转速传感器的传感头与齿圈的相对安装方式
电磁式车轮转速传感器结构简单，成本低，但存在以下
缺点：
① 电磁感应式轮速传感器向ABS的ECU输送的电压信号的 强弱是随转速的变化而变化的，信号幅值一般在1V到15V的范 围内变化。
（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Mμ通过车轮作用于 地面的切向力——Fμ
（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Fμ 、制动器制动力FX及附 着力Fφ之间的关系
• 附着力——地面对轮胎切向反作用力的极 限值Fφ。
• 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。
（三）、ABS控制参数
• 1.以车轮滑移率为控制参数
• 根据车速和车速传感器的信号计算车轮的滑移率 作为控制制动力的依据。
• S高于设定值，ECU就会输出减小制动力信号，并 通过制动压力调节器减小制动压力；S低于设定值 时，ECU就会输出增大制动力信号，并通过制动 压力调节器增大制动压力，控制滑移率在设定的 范围内。
地面制动力、制动器制动力及附着力之间的关系
3.硬路面上附着系数φ与滑移率s的关系
（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Vω
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Vω
第三阶段：抱死拖滑，路面印痕粗黑。 轮速Vω = 0
按附着力较小车轮不发生抱死为原则进行制动压力 调节-低选原则控制；
按附着力较大车轮不发生抱死为原则进行制动压力 调节-高选原则控制；
三、 ABS主要部件结构及工作
（一）轮速传感器
1、作用
检测车轮转速，产生与轮速成正比的 正弦交流信号，经整形、放大转变成数字 信号送给ECU，用于对制动压力调节器实施 控制。