汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）的工作原理

LearnEngineering制作的動(dòng)畫，講解的是汽車的防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS）的工作原理！ABS既有普通制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)功能，又能防止車輪鎖死，使汽車在制動(dòng)狀態(tài)下仍能轉(zhuǎn)向，保證汽車的制動(dòng)方向穩(wěn)定性，防止產(chǎn)生側(cè)滑和跑偏，是目前汽車上最先進(jìn)、制動(dòng)效果最佳的制動(dòng)裝置。 抱死，是指汽車在剎車過程中一次制動(dòng)，輪胎不再旋轉(zhuǎn)。容易造成汽車失去控制，造成交通事故等危害。防抱死，顧名思義是防止汽車一次制動(dòng)，采用間歇性制動(dòng)剎車。

性能特點(diǎn)

ABS系統(tǒng)的作用是什么?防抱死剎車系統(tǒng)可以提高行車時(shí)，車輛緊急制動(dòng)的安全系數(shù)。換句話說，沒有ABS的車，汽車在遇緊急情況采取緊急剎車時(shí)，容易出現(xiàn)輪胎抱死，也就是方向盤不能轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣危險(xiǎn)系數(shù)就會(huì)隨之增加，很容易造成嚴(yán)重后果。 單通道ABS一般都是對(duì)兩后輪按低選原則進(jìn)行一同控制。單通道ABS不能使兩后輪的附著力得到充分利 用，因此制動(dòng)距離不一定會(huì)明顯縮短。另外前輪制動(dòng)未進(jìn)行控制，制動(dòng)時(shí)前輪仍會(huì)出現(xiàn)制動(dòng)抱死，因而轉(zhuǎn)向操縱能力也未得到改善，但由于制動(dòng)時(shí)兩后輪不會(huì)抱死，能夠顯著的提高制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性，在安全上是一大優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)結(jié)構(gòu)簡單，成本低等優(yōu)點(diǎn)，所以在輕型載貨車上廣泛應(yīng)用。 綜上所述，ABS裝置雖然具有縮短制動(dòng)距離、另外，不同類型的ABS裝置由于組成結(jié)構(gòu)等原因，價(jià)格也相差較大，所以選購汽車時(shí)不能只看到價(jià)格高低，還應(yīng)看到裝用的是哪種類型的ABS裝置。 優(yōu)點(diǎn)

當(dāng)車輪即將到達(dá)下一個(gè)鎖死點(diǎn)時(shí)，剎車油的壓力使得氣囊重復(fù)作用，如此在一秒鐘內(nèi)可作用60~120次，相當(dāng)于不停地剎車、放松，即相似于機(jī)械的“點(diǎn)剎”。因此，ABS防抱死系統(tǒng)，能避免在緊急剎車時(shí)方向失控及車輪側(cè)滑，使車輪在剎車時(shí)不被鎖死，不讓輪胎在一個(gè)點(diǎn)上與地面摩擦，從而加大摩擦力，使剎車效率達(dá)到90%以上，同時(shí)還能減少剎車消耗，延長剎車輪鼓、碟片和輪胎兩倍的使用壽命。裝有ABS的車輛在干柏油路、雨天、雪天等路面防滑性能分別達(dá)到80%—90%、10%—30%、15%—20%。

局限性

ABS系統(tǒng)本身也有局限性，它仍然擺脫不了一定的物理規(guī)律。在兩種情況下，ABS系統(tǒng)不能提供最短的制動(dòng)距離。一種是在平滑的干路上，由有經(jīng)驗(yàn)的駕駛員直接進(jìn)行制動(dòng)。另一種情況是在松散的礫石路面、松土路面或積雪很深的路面上制動(dòng) 另外，通常在干路面上，最新的ABS系統(tǒng)能將滑移率控制在5%—20%的范圍內(nèi)，但并不是所有的ABS都以相同的速率或相同的程度來進(jìn)行制動(dòng)。盡管四輪防抱制動(dòng)系統(tǒng)能使汽車在盡可能短的距離內(nèi)進(jìn)行制動(dòng)，但如果制動(dòng)進(jìn)行得太遲，使之在與障礙物碰撞前不能完全停下來，仍不能阻止事故的發(fā)生。

工作原理

在制動(dòng)時(shí)，ABS根據(jù)每個(gè)車輪速度傳感器傳來的速度信號(hào)，可迅速判斷出車輪的抱死狀態(tài)，關(guān)閉開始抱死車輪上面的常開輸入電磁閥，讓制動(dòng)力不變，如果車輪繼續(xù)抱死，則打開常閉輸出電磁閥，這個(gè)車輪上的制動(dòng)壓力由于出現(xiàn)直通制動(dòng)液貯油箱的管路而迅速下移，防止了因制動(dòng)力過大而將車輪完全抱死。在讓制動(dòng)狀態(tài)始終處于最佳點(diǎn)（滑移率S為20%），制動(dòng)效果達(dá)到最好，行車最安全。 在制動(dòng)總泵前面腔內(nèi)的制動(dòng)液是動(dòng)態(tài)壓力制動(dòng)液，它推動(dòng)反應(yīng)套筒向右移動(dòng)，反應(yīng)套筒又推動(dòng)助力活塞從而使制動(dòng)踏板推桿向右移。因此，在ABS工作地時(shí)候，駕駛員可以感覺到腳上踏板地顫動(dòng)，聽到一些噪音。 汽車減速后，一旦ABS電腦檢測(cè)到車輪抱死狀態(tài)消失，它就會(huì)讓主控制閥關(guān)閉，從而使系統(tǒng)轉(zhuǎn)入普通的制動(dòng)狀態(tài)下進(jìn)行工作。如果蓄壓器的壓力下降到安全極限以下，紅色制動(dòng)故障指示燈和琥珀色ABS故障指示燈亮。在這種情況下，駕駛員要用較大的力進(jìn)行深踩踏板式的制動(dòng)方式才能對(duì)前后輪進(jìn)行有效的制動(dòng)。

工作過程

在ABS中，每個(gè)車輪上各安置一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器，將關(guān)于各車輪轉(zhuǎn)速的信號(hào)輸入電子控制裝置。電子控制裝置根據(jù)各車輪轉(zhuǎn)傳感器輸入的信號(hào)對(duì)各個(gè)車輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和判定并形成相應(yīng)的控制指令。各處液壓電磁閥均不通電而處于關(guān)閉狀態(tài)，電動(dòng)泵也不通電運(yùn)轉(zhuǎn)，制動(dòng)主缸至各制動(dòng)輪缸的制動(dòng)管路均處于溝通狀態(tài)，而各制動(dòng)輪缸至儲(chǔ)液器的制動(dòng)管路均處于封閉狀態(tài)，各制動(dòng)輪缸的制動(dòng)壓力將隨制動(dòng)主缸的輸出壓力而變化，此時(shí)的制動(dòng)過程與常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)過程完全相同。

防抱死制動(dòng)系統(tǒng)(2張) 在制動(dòng)過程中，電子控制裝置根據(jù)車輪轉(zhuǎn)速傳感器輸入的車輪轉(zhuǎn)速信號(hào)判定有車輪趨于抱死時(shí)，ABS就進(jìn)入防抱死制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)過程。例如，電子控制裝置判定右前輪趨于抱死時(shí)，電子控制裝置就使控制右前輪制動(dòng)壓力的進(jìn)液電磁閥通電，使右前進(jìn)液電磁閥轉(zhuǎn)入關(guān)閉狀態(tài)，制動(dòng)主缸輸出的制動(dòng)液不再進(jìn)入右前制動(dòng)輪缸，電子控制裝置就使右前進(jìn)液電磁閥和出液電磁閥都斷電，使進(jìn)液電磁閥轉(zhuǎn)入開啟狀態(tài)，使出液電磁閥轉(zhuǎn)入關(guān)閉狀態(tài)，同時(shí)也使電動(dòng)泵通電運(yùn)轉(zhuǎn)，向制動(dòng)輪缸送制動(dòng)液，由制動(dòng)主缸輸出的制動(dòng)液和電動(dòng)泵泵送的制動(dòng)液都經(jīng)過處于開啟狀態(tài)的右前進(jìn)液電磁閥進(jìn)入右前制動(dòng)輪缸，使右前制動(dòng)輪缸的制動(dòng)壓力迅速增大，右前輪又開始減速轉(zhuǎn)動(dòng)。 ABS通過使趨于抱死車輪的制動(dòng)壓力循環(huán)往復(fù)地經(jīng)歷保持—減小—增大過程，而將趨于抱死車輪的滑動(dòng)率控制在峰值附著系數(shù)滑動(dòng)率的附近范圍內(nèi)，在該ABS中對(duì)應(yīng)于每一個(gè)制動(dòng)輪缸各有一對(duì)進(jìn)液和出液電磁閥，可由電子控制裝置分別進(jìn)行控制，因此，各制動(dòng)輪缸的制動(dòng)壓力能夠被獨(dú)立地調(diào)節(jié)，從而使四個(gè)車輪都不發(fā)生制動(dòng)抱死現(xiàn)象。 盡管各種ABS的結(jié)構(gòu)形式和工作過程并不完全相同，但都是通過對(duì)趨于抱死車輪的制動(dòng)壓力進(jìn)行自適應(yīng)循環(huán)調(diào)節(jié)，來防止被控制車輪發(fā)生制動(dòng)抱死的，而且，各種ABS在以下幾個(gè)方面都是相同的。 （1） ABS只是汽車的速度超過一定以后（如5km/h或8km/h），才會(huì)對(duì)制動(dòng)過程中趨于抱死的車輪進(jìn)行防抱死制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)。當(dāng)汽車速度被制動(dòng)降低到一定時(shí)，ABS就會(huì)自動(dòng)中止防抱死制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)，此后，裝備ABS汽車的制動(dòng)過程將與常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)過程相同，車輪被制動(dòng)抱死對(duì)汽車制動(dòng)抱死。這是因?yàn)樵谄嚨乃俣群艿蜁r(shí)，車輪被制動(dòng)抱死對(duì)汽車制動(dòng)性能的影響已經(jīng)很小，而且要使汽車盡快制動(dòng)停車，應(yīng)必須使車輪制動(dòng)抱死。 （2） 在制動(dòng)過程中，只有當(dāng)被控制車輪趨于抱死時(shí)，ABS才會(huì)對(duì)趨于抱死車輪的制動(dòng)壓力進(jìn)行防抱死調(diào)節(jié)；在被控制車輪還沒有趨于抱死時(shí)，制動(dòng)過程與常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)過程完全相同。 （3） ABS都具有自診斷功能，能夠?qū)ο到y(tǒng)的工作情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，一旦發(fā)現(xiàn)存在影響系統(tǒng)正常工作的故障時(shí)將自動(dòng)地關(guān)閉ABS，并將ABS警示燈點(diǎn)亮，向駕駛員發(fā)出警示信號(hào)，汽車的制動(dòng)系統(tǒng)仍然可以像常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)一樣進(jìn)行制動(dòng)。

功用

①充分發(fā)揮制動(dòng)器的效能，縮短制動(dòng)時(shí)間和距離。 ②可有效防止緊急制動(dòng)時(shí)車輛側(cè)滑和甩尾，具有良好的行駛穩(wěn)定性。 ③可在緊急制動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)向，具有良好的轉(zhuǎn)向操縱性。 ④可避免輪胎與地面的劇烈摩擦，減少輪胎的磨損。

編輯：黃飛