电子控制防抱死制动系统压力调节器结构及工作过程分析

电子控制制动防抱死系统压力调节器结构及工作过程分析
［摘要］汽车在光滑路面紧急制动（车轮抱死）时，将造成侧滑、甩尾和失去方向控制。

汽车上装用电子控制防抱死制动系统的作用就是在汽车制动过程中，对车轮的运动状态进行迅速，准确而又有效控制，使车轮的纵向、横向都保持较高的附着系数，从而保证：对汽车的转向控制；使汽车在最短距离内停车；减少轮胎磨损。

制动压力调节器是防抱死制动（ABS）系统中最主要的执行器，其主要任务是：根据电子控制器ECU的输出指令，自动调节制动分泵的制动压力。

本文主要分析、论述了制动压力调节器的主要结构、原理及对趋于抱死车轮实施制动压力调节过程。

［关键词:ABS制动压力调节器、电磁阀、蓄压器和电动泵制动压力调节器是防抱死制动（ABS）系统中最主要的执行器，其主要任务是：根据电子控制器ECU 的输出指令，自动调节制动分泵的制动压力。

制动压力调节器一般设置在制动总泵与车轮制动分泵之间。

一、制动压力调节器种类
目前，使用在ABS 系统中的制动压力调节器主要有以下几种类型：
1、按其动力来源不同，分为液压式和气压式。

气压式主要用在大型客车和载
重汽车上；液压式主要用在轿车和轻型载重汽车上；
2、按其结构型式不同，分为整体式和分离式。

整体式制动压力调节器与制动
总泵（和制动助力器）组成一体。

结构紧凑，
管路接头少，成本高。

分离式制动压力调节器自成一体，通过制动管路与与制动总泵（和制动助力器）相连。

管路接头多，但安装方便，成本低。

被现代汽车广泛采用。

3、按其调整制动压力方式不同，分为流通式和变容积式。

流通式（循环式、
环流式）: 制动压力调节器内设有电磁阀，根据ECU 指
令通过控制制动液，从制动总泵到制动压力调节器，再到制动分泵，而后经回液泵又回到制动总泵（或储液筒）的反复循环，实施制动过程。

因为该种调压方式占主流，所以被汽车广泛应用。

变容积式：如图 1 所示。

制动压力调节器中设一调压缸（缸筒、活塞），ECU控制电磁阀和微型电机。

电磁阀通电，阀门关闭。

微型电机通电转动，可使活塞在调压缸中上下移动，以改变调压缸至制动分泵间容积。

容积减小，制动压力增大；容积不变，制动压力不变；容积增大，制动压力减小。

此种调压方式在美国德尔科ABS 系统中应用。

图1 变容积式制动压力调节器
二、制动压力调节器主要部件结构与工作原理
制动压力调节器一般由：储液室、电动泵、蓄压器、电磁阀等组成。

储液室一一防抱死制动进入减压阶段时，存储由制动分泵回流的制动液。

电动泵——分为回液泵和增压泵。

回液泵将储液室内存留的低压制动液泵至制动总泵（储液筒或畜压器）。

增压泵保证高压蓄能器中制动液具有一定压力。

蓄压器——分为高压蓄压器和低压蓄压器。

高压蓄压器一一常规制动时，用于制动助力和对后轮实施高压制动；ABS 工作时，用于制动助力和对前后轮同时实施高压制动。

低压蓄压器一一存储制动液，以利循环制动。

电磁阀一一ABS系统工作时，由ECU控制对制动压力进行调节。

重点分析研究两个主要部件
（一）、电磁阀
电磁阀型式较多，分析常用的三种：
1、三位三通电磁阀（应用于博世ABS系统）
结构：如图2所示。

该电磁阀由进液阀、回液阀、主弹簧、副弹簧、固定铁芯及衔铁套筒等组成。

常态下，在主弹簧作用下进液阀打开，因副弹簧被压缩回液阀关闭。

工作原理：
增压状态：当电磁阀线圈未通电时，在主弹簧张力作用下，进液阀打开， 回液阀关闭，使进液口与出液口畅通。

当驾驶员踏下制动踏板时，制动液自制 动总泵f 制动管路f 电磁阀进液口f 进液阀f 出液口f 制动管路f 制动分泵。

同常规制动一样，制动分泵制动压力将随制动踏板力的增大而增大 一一实现增 压。

保压状态：制动过程中，当车轮趋于抱死时，轮速传感器提供信号电压给 电子控制器ECU , ECU 发出指令，使电磁阀线圈通入较小电流，产生电磁吸力 小，吸动衔铁下移量少，但能适当压缩主副弹簧，使进液阀关闭，回液阀并不 打开，从而使制动分泵压力保持不变 实现保压。

减压状态：在制动保压状态期间，车轮继续减速趋于抱死时， ECU 又发出 指令，使电磁阀线圈通入较大电流，产生电磁吸力大，吸动衔铁下移量大，同 时压缩主副弹簧，使进液阀仍保持关闭，使回液阀打开，制动分泵的制动液便 经回液阀流回储液室，使制动分泵内压力减小 一一实现减压。

减压过程中，流回储液室的制动液将通过回液泵泵回制动总泵 （或储液筒）； ECU 对电磁阀通电时机和通入电流的大小进行高速控制，使制动分泵内压 力经增压一一保压一一减压的不断转换，避免车轮抱死，将车轮滑移率控制在 理想范围。

因为该电磁阀工作在三个状态（增压、保压、减压） 称之为“三位”。

对 外具有三个接口（进液口、出液口、回液口） ——称之为“三通”。

所以该电磁 阀称之为“三位、三通”电磁阀，常写成 3/3电磁阀。

2、 二位二通电磁阀
二位二通电磁阀又分为二位二通常开电磁阀和二位二通常闭电磁阀（应用
制动圧力调节器
图2 三位三通电磁阀
制动意泵
于戴维斯MKIIABS 系统）
结构：如图3所示。

图3 二位二通电磁阀
二位二通电磁阀由阀门、衔铁、电磁线圈、回位弹簧等组成。

工作过程：
电磁阀线圈未通电时，二位二通常开电磁阀阀门打开， 使制动总泵和制 动分泵直接相通，踏下制动踏板即可增压。

二位二通常闭电磁阀阀门关闭，避 免制动液泄漏。

车轮趋于制动抱死时，ECU 对电磁阀线圈通电使阀门不断开、 闭切换，使其制动系统进入增压、保压、减压工作状态。

3、二位三通电磁阀（应用于戴维斯 MKIIABS 系统） 结构：如图4所示。

接助力室
常态下，由于回位弹簧作用，使第一球阀关闭，切断内部储液室与助力室
之冋液口 进液口 赳税口 讲藏LJ
⑹
接储液筒
图4 位三通电磁阀
间通路；使第二球阀打开，接通内部储液室与储液筒之间通路。

工作过程：
电磁阀线圈未通电时，第一球阀关闭，第二球阀打开，踏下制动踏板，实施常规制动，即后轮为高压制动，前轮为低压制动。

电磁阀线圈通电时，第一球阀打开，第二球阀关闭，前、后轮均为高压制动，在制动过程中，增压、保压、减压的转换均由二位二通常开进液电磁阀和二位二通常闭出液电磁阀控制调节。

（二）、蓄压器与电动泵
蓄压器依椐储存制动液压力的不同，分为低压蓄压器和高压蓄压器。

分别配置在不同型式的制动压力调节器中。

1低压蓄压器与电动泵
作用：接纳ABS减压过程中，从制动分泵回流的制动液。

结构：如图5所示。

储液罐内有一活塞和弹簧。

减压时，回流的制动液压缩活塞克服弹簧张力下移，使容积增大，暂时存储制动液。

电动泵由直流电动机和柱塞泵组成。

工作过程：
在减压回流制动液的同时，ECU输出指令，电动泵工作，驱动凸轮迫使柱塞在
图5 储液器与电动泵剳功总泵；
泵筒内移动。

当柱塞上行时，储液器与制动分泵内具有一定压力的制动液经柱塞泵进液口压开进液阀流入泵筒内；当柱塞下行时，压开泵筒底部的出液阀，将制动液压入制动总泵。

由于电动泵的作用，是将储液器内的制动液泵回制动总泵一一又称该泵为回液泵。

2、高压蓄压器与电动泵
作用：存储制动中（或ABS工作时），所需要的高压制动液。

结构：如图6所示。

图6 蓄能器与电动泵
高压蓄压器：多采用黑色气囊状，一个膜片将蓄压器分隔成两个互不相通的腔室。

上腔为气室，充入氮气并具有一定的压力。

下腔为液室，与电动泵液道相通，盛装电动泵泵入的制动液。

电动泵工作时，泵入下腔室制动液，迫使膜片向上拱曲，压缩氮气，使两腔室压力均升高，直到下腔室的液压升高到相应的规定值。

电动泵由直流电动机和回转球阀式液压泵组成。

因为该泵是泵液增压，又称为增压泵。

在电动泵靠近蓄压器进液口处，设有单向阀。

靠近蓄压器出液口处，设有限压阀。

靠近蓄压器下端，设有压力控制开关和压力警示开关。

压力控制开关作用：监视蓄压器下腔压力和对电动泵工作时机进行控制。

压力警示开关作用：当蓄压器下腔压力低于规定值时，点亮ABS警告灯，同时关闭ABS 系统。

参考文献：
1、司利增汽车防滑控制系统一一ABS与ARS。

北京；人民交通出版社，1996
2、王遂双等汽车电子控制系统原理与检修。

北京；里工大学出版社，1998
3、寇国瑗等汽车电器与电子系统。

北京；人民交通出版社，1999。