防抱死制动系统

防抱死制动系统一、汽车防抱死制动系统的基本概念汽车防抱死制动系统即英文ANTILOCK BRAKING SYS-TEM，缩写ABS。

采用电子控制式制动防抱死系统，可在汽车制动过程中，对车轮的运动状态进行迅速、准确而又有效的控制，使车轮尽可能地处于最佳运动状况。

即在汽车制动时使车轮的纵向处于附着系数的峰值，同时使其侧向也保持着较高的附着系数，从而使汽车具有良好的防侧滑能力和最短的制动距离，以提高车辆行驶的安全性。

二、汽车采用制动防抱死系统的必要性1、直线行驶中的制动汽车直线行驶过程中，突然紧急制动，汽车车轮一下子抱死，汽车仍然向前滑行，轮胎和地面之间发出吓人的磨擦声，汽车最后终于停了下来。

在日常生活中，大家都可能遇到过这种现象。

如果汽车发生交通事故，交通警察来了之后，首先总是检查一下汽车刹车痕迹，判断司机在事故中是否采取了制动措施。

然后，再测量一下制动距离，看一看该车制动效果好不好。

这反映了一般人的头脑里，存在着一种根深蒂固的错误概念，仿佛车轮不抱死，该汽车的制动器就不好用似的。

这是不正确的。

当轮胎的滑动率在10%-20%时，轮胎和地面的摩擦力（附着力）最大。

如果轮胎的滑动率过大的话，附着力反而要降低。

如果司机能控制轮胎的滑动率，使其在制动期间始终处于10%-20%范围之内，汽车将在更短的制动距离内停车。

1．转向时的制动当汽车转向时，如果汽车紧急制动的话，和直线行驶一样会出现车轮抱死现象。

由于车轮抱死，汽车的侧向附着力变成了零，汽车轮胎出现侧向滑动，汽车丧失了控制方向的能力，这是十分危险的。

汽车的侧向附着力和制动力之间的关系十分紧密。

在不制动的时候，轮胎前后方向的滑动为零，这时车轮侧向附着力最大。

司机踏动制动踏板，随着制动力的加大，轮胎的滑动率增加，侧向附着力逐渐减速小。

最后，当轮胎的滑动率达到100%时，轮胎抱死。

这样汽车的侧向附着力几乎等于零。

此时汽车正在转弯中，轮胎开始出现侧向滑动。

在车轮抱死之后，方向盘已经不起作用了，汽车陷入了不能控制方向的困境，只有前轮抱死的汽车沿着直线前进最后停车，只有后轮抱死的汽车发生旋转现象最后停车，如果前后轮都抱死的话，汽车一边转一边沿直线前进最后停车。

上述各种状态是极其危险的。

为了避免发生这些现象，司机在踏动制动板时，必须谨慎从事。

2．最佳制动系统在前面两部分里，介绍了在制动过程中，如果始终能使轮胎的滑动率处于10%-20%范围之内的话，汽车将在最短的制动距离内停车并具有良好的控制方向的能力。

为了达到上述目的，要求司机在操作时应十分精心，即踏动制动踏板使车轮抱死，然后在轮胎抱死的一瞬间放松制动踏板，轮胎一旦开始转动再踏动制动踏板使车轮抱死，如此反复操作。

在摩擦系数小的光滑路面上，司机在制动时都很小心，唯恐使车轮抱死，但仍很难做到，原因是司机不知道车轮什么时候抱死了。

当然，司机在驾驶室内根本看不到车轮是否抱死，至于按一定轮胎滑动率去操作制动，那更不是凡人所能达到的境界了。

除此之外，汽车行驶的许多条件也都在变化之中，如道路的路面状况时时刻刻都在变化，轮胎着地状态也每时每刻各不一样，前后轮胎的载荷分配更是如此。

要完成上述制动要求确实难上加难。

当然技术熟练的司机在某种程度上能根据各种条件合理地操作制动，如采用点制动。

可是一旦遇上紧急状态，大多数人都是一脚踏死制动踏板，使轮胎抱死为此。

上述司机做不到的许多事，利用传感器就能办到。

将传感器的数据进行整理、判断、变成执行机构所必需的信息，这部分工作对于电脑来说是很简单的，按照电脑的指令执行操作，这在机械结构上也不会有什么大问题。

上述三者的结合体就是我们要介绍的防抱死制动系统（ABS）。

三、防抱死制动系统的发展汽车防抱死系统（ABS）的开发可以追溯到本世纪初期，早在1928年防抱死制动理论就被提出，在30年代机械式防抱死制动系统就开始在飞机上获得应用。

由于飞机对制动时的方向稳定性要求高，而ABS的价格占飞机总价格比例较小，机场的场面条件简单，尾部导轮可以精确测量机速，从而可获得正确的滑动率，实现精确控制等一系列有利条件，使ABS在飞机上的应用取得成功，普及率很快上升。

进入50年代，汽车防抱死制动系统开始受到较为广泛的关注。

福特（Ford）公司曾于1954年将飞机的制动系统移植在林肯（Lincoln）轿车上；凯尔塞•海伊斯（Kelse-Hayes）公司在1957年时将称为“Automatic”的防抱死制动系统进行了试验研究，研究结果表明防抱死制动系统确实可以在制动过程中防止汽车失去方向控制，并且能够缩短制动距离；克莱斯勒（Chrysler）公司在这一时期也对称为“Skid Control”的防抱死制动系统进行了试验研究。

由于这一时期的各种防抱死制动系统采用的都是机械式车轮转速传感器和机械式制动压力调节装置，为此，获取的车轮转速信号不够精确，制动压力调节的适时性和精确性也难于保证，控制效果并不理想。

装用ABS的轿车在光滑路面制动时确实提高了其稳定性，但在不好路面上制动，其制动距离较一般制动系的汽车长，加上ABS的体积、质量大，价格高，销路很有限。

制动厂家终于在70年代中期停止了ABS汽车的生产。

由于科学技术的发展，欧洲随后研制成由数字计算机与电磁阀调制器组成的较为现代型的ABS。

数字计算机不易受干扰，速度快，可以把降低增加制动液压循环的次数增加到每秒十余次。

用以调制制动液压的电磁阀的开启，关闭时间只需要千分之十余次。

其速度完全可以与数字计算机处理数据的速度相匹配。

这种较为现代型ABS的体积小、质量轻、动作更快、更准确。

波许公司在1978年率先推出了采用数字式电子控制装置的ABS——波许ABS2，并且装备在奔驰车上，由此揭开了现代ABS发展的序幕。

瓦布科（Wabco）公司和奔驰公司合作于1981年推出了大客车和载货汽车用的气压式现代ABS。

波许公司在1983年推出了在波许ABS2基础上改进的波许ABS2S型ABS。

波许ABS2S更适合于批量生产，而且质量也比波许ABS2小。

坦威斯（TEVES）公司于1984年首次推出了整体式ABS——坦威斯MKⅡ，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个整体，而在该系统出现以前，所有的ABS都是将制动压力调节装置作为一个单独的整体，附加在常规的制动系统中，即采用的都是分离式结构。

坦威斯Ⅱ在1985年首先被装备在福特公司生产的林肯•马克Ⅶ型轿车上。

自80年代中期以来，ABS向着提高效能成本比的方向发展。

波许公司在1985年对其ABS2S进行了结构简化和系统优化，推出了经济型的ABS——波许ABS2E德尔科（DELCO）公司也于1991年推出了更为经济的四轮防抱死制动系统——德尔科ABSⅥ。

该系统主要用于美国通用公司（GM）1991年后制造的汽车。

据报道，1985年联邦德国已有70%的大客车和40%重型货车安装ABS（指当年新产品）。

大众公司从1986年10月起，在全部轻型货车后轴安装了单通道ABS。

进入90年代，ABS发展愈来愈快，欧洲和美国、日本等地区均在高速发展ABS。

到1995年，轿车中装用ABS的比例，美国、德国、日本分别达55%、50%与35%；货车中装用ABS的比例分别为50%、50%与45%。

第二节制动防抱死系统的分类ABS有两大类：两轮系统和四轮系统。

一、两轮系统早期的轿车和现在的货车多采用后轴两个车轮装用ABS的结构。

这就是双轮系统。

轿车前轮承受的垂直载荷较大，制动时，由于惯性力的作用，前轮载荷进一步加大，后轮的垂直载荷会减少到轿车总重的20%—30%。

后轮垂直载荷很小，可提供的附着力（地面制动力）小，所以后轮容易提前抱死。

货车满载时后轴的垂直载荷很大，常达到60%-70%，当然在制动时后轴能提供的附着力，后制动器常较前制动器大。

但是货车空载时，后轴垂直载荷大幅度下降，后轴制动力矩就显得过大了，制动时后轮抱死现象，提高汽车制动时的行驶稳定性。

两轮系统的优点是结构比较简单，价格较低。

下面介绍一下两轮系统的低选原则。

两轮系统的两个车轮制动器是共用一条控制油路和一个电磁阀的，即所谓“单通道”的。

系统根据两个车轮中，附着力较小的车轮来选定极限压力进行防抱死作用的原则称为低选原则。

例如，左轮在干混凝土路面上，右轮在冰雪上；左轮的附着力大，右轮的附着力很小。

根据低选原则，当右轮有抱死趋势时，ABS就应起作用，以防止右轮抱死，此时左轮当然更不会抱死。

若根据附着力大的左轮来确定极限压力进行防抱死，则右轮必早已抱死（这称为高选原则）。

因此，根据低选原则工作的ABS两轮系统，可以确保两个车轮都不抱死，而留有较大的侧向附着力的储备，提高了防止后轴侧滑的能力，提高了制动时的行驶稳定性。

当然，这也减少了后左轮的制动力矩，减少后轮可能提供的地面制动力。

但是对轿车而言，后轮的制动力本来较小，所以对总的地面制动力影响不大。

二、四轮系统更完善的ABS当然是四轮系统。

这样可以做到制动距离短，保持转向能力并防止后轴侧滑汽车急转。

现代轿车多为四轮系统。

四轮系统的后两轮同两轮系统一样，也是单通道并按抵原则工作的。

但是前两轮是独立工作的，各自有其控制油路、电磁阀与速度传感器，即所谓“双通道”的。

这样整部汽车就是装了通道的ABS了，假若左轮在干混凝土地面，右轮在冰雪上，侧左轮在充分利用了干混凝土地面的附着力，开始有抱死的动向时，ABS 起防抱死作用；右轮在充分利用冰雪的附着力，开始出现抱死的动向时，ABS起防抱死作用。

即各自都在充分利用其附着力的条件下进行防抱死作用，汽车的总地面制动力大。

但前面左、右轮的地面制动力是不相等的。

前轴左、右车轮地面制动力不相符，不会成为太大的问题，因为装用ABS汽车的前悬架设计中已考虑了这种地面制动力的不相等而设法消除了它们的不良影响。

此外，驾驶员还可以通过掌握方向盘来消除这种影响。

制动防抱死系统的基本组成ABS通常都由车轮转速传感器、制动压力调节装置、电子控制装置和ABS警示灯组成，在不同的ABS系统中，制动压力调节装置的结构形式和工作原理往往不同，电子控制装置的内部结构和控制逻辑也可能不尽相同。

1．车轮转速传感器为了检测车轮的转速，在前后左右各车轮上都安装一个轮速传感器。

这种布置方法被称为传感器布置方式。

在前轮驱动汽车上，可使用3传感器方式，即在前差速器前部安装一个车轮转传感器，然后在左右后轮各安装一个车轮转速传感器。

齿轮脉冲信号发生器装在车轮上，齿轮脉冲信号发生器产生的脉冲数和车轮的转速成正比。

以上传感器信号都输往电子控制装置。

2、制动压力调节装置一般汽车的制动系统分为三个独立的液压系统，即左前轮、右前轮和左右后轮。

制动压力调节装置按照电子控制装置中电脑的指令，通过增压、保持油压、调压来调节上述三个系统4个车轮的制动油压。