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    2. 新聞資訊

      產(chǎn)品自投放市場(chǎng)以來(lái),以穩定的產(chǎn)品質(zhì)量及完善的售后服務(wù)贏(yíng)得客戶(hù)的青睞

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      详细内容

      汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統(ABS)

      一 前言 


      近二十多年來(lái),中國汽車(chē)保有量不斷增加,隨著(zhù)城市交通的不斷發(fā)展,如今的道路交通也變得愈加復雜,交通事故發(fā)生的也越來(lái)越頻繁了,但道路交通死亡人數一直在下降。這不僅是由于道路限速和禁止酒駕等法律規定原因,同時(shí)也與許多汽車(chē)廠(chǎng)在設計和生產(chǎn)汽車(chē)時(shí)非常注重它的安全性有關(guān),當事故發(fā)生時(shí)汽車(chē)被動(dòng)安全系統通過(guò)使用諸如側面碰撞保護、安全帶預緊器和安全氣囊等系統來(lái)保護乘客,并減少事故的后果;而主動(dòng)安全系統則可防止發(fā)生碰撞和避免側翻甩尾等事故的發(fā)生,降低撞擊速度減少傷害,主動(dòng)安全最重要的方面之一是提升制動(dòng)系統性能。汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統ABS是動(dòng)系統重要的安全部件,它的安裝普及率提高,提高了車(chē)輛主動(dòng)安全性。


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      目前我國已經(jīng)成為世界上最大的汽車(chē)生產(chǎn)和使用消費國,汽車(chē)的行駛安全以及性能穩定對于我國的汽車(chē)行業(yè)而言尤為重要。隨著(zhù)汽車(chē)技術(shù)的迅速發(fā)展,安全性能越來(lái)越來(lái)受到人們的重視,制動(dòng)系統作為主要主動(dòng)安全件更是備受關(guān)注。伴隨著(zhù)汽車(chē)行業(yè)越來(lái)越重視汽車(chē)制動(dòng)系統,汽車(chē)制動(dòng)系統研發(fā)以及創(chuàng )新的過(guò)程越來(lái)越針對不同的系統組成部分進(jìn)行專(zhuān)項研究和創(chuàng )新。交通事故通常與制動(dòng)距離長(cháng)、緊急制動(dòng)時(shí)發(fā)生側滑等情況密切相關(guān),ABS自誕生以來(lái)對車(chē)輛的安全性能明顯提升,特別在縮短制動(dòng)距離方面,樹(shù)立了安全的旗幟,防抱死剎車(chē)系統可以提高行車(chē)時(shí)車(chē)輛緊急制動(dòng)的安全系數。否則,汽車(chē)在遇緊急情況采取緊急剎車(chē)時(shí),容易出現輪胎抱死,也就是方向盤(pán)不能轉動(dòng),這樣危險系數就會(huì )隨之增加,很容易造成嚴重后果。因此汽車(chē)的制動(dòng)性能是汽車(chē)安全行駛的重要保障之一,也是汽車(chē)最主要的性能參數之一。

      世界各國由于能源危機和環(huán)境污染等問(wèn)題,目前對電動(dòng)汽車(chē)給予了前所未有的關(guān)注,電動(dòng)汽車(chē)ABS技術(shù)也要相應發(fā)展。在城市工況中,汽車(chē)需要較頻繁的啟動(dòng)與制動(dòng),不管是采用哪種制動(dòng)方式,一旦車(chē)輪抱死,后果可想而知,因此對于汽車(chē)行駛安全性能的要求越來(lái)越高。汽車(chē)制動(dòng)防抱死系統(ABS)就是在這種要求下產(chǎn)生和發(fā)展的。

       概述 

      ABS是常規剎車(chē)裝置基礎上的改進(jìn)型技術(shù),是一種具有防滑、防抱死等優(yōu)點(diǎn)的汽車(chē)安全控制系統,防抱死制動(dòng)器本質(zhì)上是普通制動(dòng)器的增強型或改進(jìn)型。

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      防抱死制動(dòng)系統設計用于在制動(dòng)困難或在潮濕或光滑的表面上制動(dòng)時(shí)防止制動(dòng)器鎖定和車(chē)輪打滑,通過(guò)防止車(chē)輛危險滑行并允許駕駛員在試圖停止時(shí)保持轉向控制,這為日常駕駛增加了顯著(zhù)的安全范圍。ABS既有普通制動(dòng)系統的制動(dòng)功能,又能防止車(chē)輪抱死,使汽車(chē)在制動(dòng)狀態(tài)下仍能轉向,保證汽車(chē)的制動(dòng)方向穩定性,防止產(chǎn)生側滑和跑偏,是目前汽車(chē)上最先進(jìn)、制動(dòng)效果最佳的制動(dòng)裝置。


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      制動(dòng)防抱死系統就是在制動(dòng)過(guò)程中防止車(chē)輪被制動(dòng)抱死,車(chē)輪抱死可引起:路面制動(dòng)力減小,制動(dòng)效能下降;降低輪胎使用壽命,當汽車(chē)制動(dòng)前輪抱死時(shí),汽車(chē)會(huì )失去轉向能力,后輪抱死時(shí)側向力減小,制動(dòng)時(shí)的方向穩定性下降,會(huì )造成汽車(chē)急轉甩尾或側滑。制動(dòng)防抱死系統對汽車(chē)性能的影響主要表現在減少制動(dòng)距離、保持轉向操縱能力、提高行駛方向穩定性以及減少輪胎的磨損方面。遇到緊急狀況,駕駛員只要盡可能地用力踩下剎車(chē)踏板不松開(kāi)即可,其他的事情交給ABS來(lái)處理,因此駕駛者可以專(zhuān)心地處理緊急狀況,保證汽車(chē)的行駛安全。


      三 定義
      防抱死制動(dòng)系統的英文縮寫(xiě)是ABS,英文的全稱(chēng)是Anti-lockBrakingSystem,或者是Anti-skidBrakingSystem。抱死,首先“抱死”指的是剎車(chē)片(或蹄片)與剎車(chē)盤(pán)(剎車(chē)鼓)沒(méi)有了相對滑動(dòng)摩擦,剎車(chē)時(shí)該摩擦副摩擦生熱,把汽車(chē)動(dòng)能轉化為熱能,最終讓車(chē)停下或減速;其次車(chē)輪抱死其實(shí)是指汽車(chē)在緊急制動(dòng)的時(shí)候,車(chē)輪處于完全靜止不轉動(dòng)的狀態(tài),是指汽車(chē)在剎車(chē)過(guò)程中一次制動(dòng),輪胎不再旋轉,在踩下汽車(chē)剎車(chē)的時(shí)候,汽車(chē)會(huì )給輪子一個(gè)使其能夠停止的力,使輪子不能繼續轉動(dòng),但輪子是具有一定慣性的,在輪子已經(jīng)停止轉動(dòng)后,依然會(huì )繼續向前滑行一段距離,最后才能徹底停止。假如汽車(chē)的前輪和后輪不在同一條直線(xiàn)上,因為所具有的慣性使得前后輪都會(huì )朝著(zhù)各自的前方進(jìn)行滑行,根據對輪胎極限制動(dòng)時(shí)的測試,輪胎在直線(xiàn)制動(dòng)飽和時(shí)無(wú)法提供側向抓地力,此時(shí)車(chē)輛會(huì )難以完成任何側向控制,這樣前后輪朝著(zhù)兩個(gè)不同的方向運行車(chē)輛會(huì )發(fā)生不可控的橫擺(打轉),汽車(chē)發(fā)生甩尾現象。遇到這種情況,汽車(chē)的方向盤(pán)是沒(méi)有任何作用的,汽車(chē)就會(huì )完全失去控制,如果情況十分嚴重,很有可能會(huì )發(fā)生汽車(chē)的翻覆,造成交通事故等危害。
      如果剎車(chē)完全抱死,這個(gè)能量轉換只能依靠輪胎與地面的摩擦了。摩擦分兩種:滾動(dòng)摩擦和滑動(dòng)摩擦,摩擦系數視路面干濕度等影響,當踩下剎車(chē)時(shí)車(chē)輪與地面的摩擦力會(huì )逐漸增大,大到一個(gè)臨界點(diǎn)之后就會(huì )從滾動(dòng)變成滑動(dòng)摩擦;瑒(dòng)摩擦力又會(huì )逐漸減小,那么ABS就是利用這個(gè)摩擦力變化曲線(xiàn)的原理,將車(chē)輪的摩擦力固定在這個(gè)峰值,以此來(lái)減小剎車(chē)距離。劇烈摩擦使得輪胎橡膠高溫,接觸面局部液化,使剎車(chē)距離變短但側滑會(huì )更加速磨損。
      防抱死制動(dòng)系統(Anti-lock Braking System,ABS)是汽車(chē)縱向動(dòng)力學(xué)控制的研究內容之一。防抱死,顧名思義是防止汽車(chē)一次制動(dòng),采用間歇性制動(dòng)剎車(chē)。指汽車(chē)在制動(dòng)過(guò)程中,自動(dòng)調節作用在車(chē)輪上的制動(dòng)力矩(車(chē)輪制動(dòng)力),阻止車(chē)輪在制動(dòng)力矩較大時(shí)出現抱死現象;時(shí)現代的ABS 系統能實(shí)時(shí)判定車(chē)輪的滑移率,將車(chē)輪在制動(dòng)時(shí)的滑移率保持在最優(yōu)值附近。所以,在A(yíng)BS系統起作用時(shí),駕駛員不會(huì )由于前輪抱死而失去對車(chē)輛轉向的控制,而且汽車(chē)制動(dòng)距離會(huì )比車(chē)輪抱死時(shí)小,取得最佳制動(dòng)效能同時(shí)可以降低事故發(fā)生時(shí)的沖擊力。


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      三 組成


      ABS系統的組成如圖2所示,ABS系統主要由液壓制動(dòng)系統、車(chē)輪速度傳感器(磁鐵、線(xiàn)圈和齒圈)、制動(dòng)壓力調節器(電磁閥和液壓泵)和電子控制單元ECU和制動(dòng)控制電路等部分組成,是在傳統制動(dòng)系統基礎上又增設車(chē)輪速度傳感器、電子控制單元、制動(dòng)壓力調節器和ABS警告燈;主要由ABS電子控制系統和ABS液壓控制系統兩大部分組成,電子控制系統的主要傳感器為車(chē)速傳感器,主要執行器為電磁控制閥。


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      1.輪速傳感器

      又名轉速傳感器。輪速傳感器一般都安裝在車(chē)輪處,但有些驅動(dòng)車(chē)輪的輪速傳感器安裝在主減速器或變速器等傳動(dòng)系統部件中。傳感機構由輪速傳感器和“齒圈”配對組成。在車(chē)輪內側的一個(gè)固定裝置上安裝有輪速傳感器,輪速傳感器內包含了大量可供產(chǎn)生磁力線(xiàn)的電磁線(xiàn)圈,車(chē)輪轉動(dòng)時(shí)帶動(dòng)車(chē)輪輪輞上的齒圈轉動(dòng),這時(shí)所產(chǎn)生的磁力線(xiàn)被齒圈切割使傳感器內的電磁線(xiàn)圈感應出交變電流,電磁控制器檢測出脈沖率與車(chē)輪轉速之間的成正比的變化信號,電子感應器根據傳感器內所設定的默認數據,與現實(shí)數據進(jìn)行對比分析,分析并處理所測量到的脈沖信號,并根據這些信號分析出每個(gè)車(chē)輪的運動(dòng)速度。當實(shí)際數據超出默認數據的范圍時(shí),電磁控制器就會(huì )發(fā)出信號給電磁調節器,調節柱塞的上下移動(dòng),進(jìn)一步調節各個(gè)車(chē)輪制動(dòng)分泵的油量。輪速傳感器的作用是檢測車(chē)輪轉速,產(chǎn)生與輪速成正比的正弦交流信號,經(jīng)整形、放大轉變成數字信號,并將車(chē)輪轉速信號送入ABS ECU,用于對制動(dòng)壓力調節器實(shí)施控制。

      (1)ABS輪速傳感器主要技術(shù)指標

      1)最小電流7mA,最大電流14mA

      2)最小工作電壓9V,最大工作電壓18V

      3)氣隙高度范圍在0.5~1.2mm

      4)溫度范圍在:-40攝氏度~+125攝氏度

      5)最小速度1HZ,最大速度大于2500HZ

      (2)傳感器對ABS控制效果的影響

      1)傳感器的信號好壞直接影響到ABS的控制,若安裝不到位或碰撞,就會(huì )導致傳感器采集的輪速信號時(shí)好時(shí)壞或完全沒(méi)有或有尖波干擾,造成ECU誤認為車(chē)輪已趨向抱死,立即采取減壓調節,導致車(chē)輛跑偏或走蛇形。

      2)由于傳感器信號不好就會(huì )導致壓力調節器過(guò)早調節,增壓閥過(guò)早關(guān)閉,引起制動(dòng)踏板很硬,有時(shí)還會(huì )感覺(jué)踩不下,也會(huì )導致制動(dòng)距離很長(cháng)或沒(méi)有制動(dòng)的現象。

      3)目前有80%的故障與傳感器有關(guān),所以在安裝傳感器時(shí)要格外仔細,確保精確安裝到位。

      目前ABS輪速傳感器主要有電磁式和霍爾式兩種。

      (1)電磁式輪速傳感器

      電磁式輪速傳感器與普通的交流發(fā)電機原理相同,永久磁鐵產(chǎn)生一定強度磁場(chǎng),齒圈在磁場(chǎng)中旋轉時(shí),齒圈齒頂和電極之間的間隙以一定的速度發(fā)生變化,這樣會(huì )使齒圈和電極組成的磁路中的磁阻發(fā)生變化,其結果使磁通量周期性增減變化,在線(xiàn)圈兩端產(chǎn)生正比于磁通量增減速度的感應電壓。磁電式傳感器由電磁感應傳感頭和磁性齒圈組成,結構如下圖所示,傳感頭由永磁體、極軸和感應線(xiàn)圈等組成,極軸有鑿式極軸和柱式極軸和菱形極軸式。傳感頭直接安裝在車(chē)輪附近不隨車(chē)輪轉動(dòng)的部件上,如半軸套管、轉向節、制動(dòng)底板等。轉子齒圈是一個(gè)帶齒的圓環(huán),由磁阻較效的鐵磁性材料制成,隨車(chē)輪一起轉動(dòng)的部件上,如半軸、輪轂或制動(dòng)盤(pán)等,與車(chē)輪同步轉動(dòng)。

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      1)工作原理

      齒圈隨車(chē)輪轉動(dòng),突齒和齒隙不斷交替在極軸下掠過(guò),使鐵心磁通發(fā)生變化在感應線(xiàn)圈中產(chǎn)生交變信號電壓,頻率f=30~6000Hz,電壓幅值:U=1~15V.

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      當齒圈旋轉時(shí),齒頂與齒隙輪流交替對向磁芯,當齒圈轉到齒頂與傳感頭磁芯相對時(shí),傳感頭磁芯與齒圈之間的間隙最小,由永久磁芯產(chǎn)生的磁力線(xiàn)就容易通過(guò)齒圈,感應線(xiàn)圈周?chē)拇艌?chǎng)就強;而當齒圈轉動(dòng)到齒隙與傳感磁芯相對時(shí),傳感頭磁芯與齒圈之間的間隙最大,由永久磁芯產(chǎn)生的磁力線(xiàn)就不容易通過(guò)齒圈,感應線(xiàn)圈周?chē)拇艌?chǎng)就弱。此時(shí),磁通迅速交替變化,在感應線(xiàn)圈中就會(huì )產(chǎn)生交變電壓,交變電壓的頻率將隨車(chē)輪轉速成比例變化。電子控制單元可以通過(guò)轉速傳感輸入的電壓脈沖頻率進(jìn)行處理來(lái)確定車(chē)輪的轉速、汽車(chē)的參考速度等。

      優(yōu)點(diǎn):電磁式輪速傳感器結構簡(jiǎn)單、成本低;

      缺點(diǎn):一是其輸出信號的幅值隨轉速的變化而變化。若車(chē)速過(guò)慢,其輸出信號低于1V,電控單元就無(wú)法檢測;二是響應頻率不高。當轉速過(guò)高時(shí),傳感器的頻率響應跟不上;三是抗電磁波干擾能力差。目前,國內外ABS系統的控制速度一般為15~160km/h,今后要求控制速度范圍擴大到8~260km/h以至更大,顯然電磁感應式輪速傳感器很難適應。

      2)傳感器安裝位置




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