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汽車的ABS剎車系統(tǒng)的改裝

: 問提問者：網(wǎng)友 | 2017-09-29

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ABS 理論依據(jù)及作用原理　　　兩物體的切向（切面方向）摩擦力是由垂向作用力（對車與地即是車的重力）和摩擦系數(shù)決定的，滑動摩擦系數(shù)一般是固定值，靜摩擦是從零到最大靜摩擦系數(shù)的作用區(qū)間，除切向相對運動與靜止不同外其他條件相同時最大靜摩擦系數(shù)較大于滑動摩擦系數(shù)，即最大靜摩擦力大于滑動摩擦力（對車都是可實現(xiàn)的制動力）。　　ABS防抱死制動系統(tǒng)就是將車輛制動時車輪與地面的滑動摩擦設(shè)法盡可能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o摩擦（此時車輪與地面的接觸部分相對保持靜止，車未停止，車輪不是抱死而是滾動，制動系統(tǒng)可在車輪上實施界于最大靜摩擦力大小的制動力，這時保持轉(zhuǎn)動的車輪與地面的靜摩擦是滾動摩擦），以增大制動力。　　 ABS 防抱死制動系統(tǒng)　　“ABS”中文譯為“防鎖死剎車系統(tǒng)”.它是一種具有防滑、防鎖死等優(yōu)點的汽車安全控制系統(tǒng)。ABS是常規(guī)剎車裝置基礎(chǔ)上的改進型技術(shù)，可分機械式和電子式兩種?，F(xiàn)代汽車上大量安裝防抱死制動系統(tǒng)，ABS既有普通制動系統(tǒng)的制動功能，又能防止車輪鎖死，使汽車在制動狀態(tài)下仍能轉(zhuǎn)向，保證汽車的制動方向穩(wěn)定性，防止產(chǎn)生側(cè)滑和跑偏，是目前汽車上最先進、制動效果最佳的制動裝置。　　以前消費者買車，都把有沒有ABS作為一個重要指標(biāo)。隨著技術(shù)的發(fā)展，目前，我國絕大部分轎車已經(jīng)將ABS作為標(biāo)準(zhǔn)配置。但對于ABS的認(rèn)識以及如何正確使用，很多駕駛員還不是很清楚，甚至還出現(xiàn)了一些對ABS的誤解。一些駕駛員認(rèn)為ABS就是縮短制動距離的裝置，裝備ABS的車輛在任何路面的制動距離肯定比未裝備ABS的制動距離要短，甚至有人錯誤地認(rèn)為在冰雪路面上的制動距離能與在瀝青路面上的制動距離相當(dāng)；還有一些駕駛員認(rèn)為只要配備了ABS，即使在雨天或冰雪路面上高速行駛，也不會出現(xiàn)車輛失控現(xiàn)象。 ABS并不是如有些人所想的那樣，大大提高汽車物理性能的極限。嚴(yán)格來說，ABS的功能主要在物理極限的性能內(nèi)，保證制動時車輛本身的操縱性及穩(wěn)定性。同時，在加速的時候，也能防止輪胎的純滑移，提高了加速性能和操作穩(wěn)定性?！　?ABS的應(yīng)用　　　　ABS的全名是Anti-lock Brake System（防鎖死制動系統(tǒng)）或Anti-skid Braking System（防滑移制動系統(tǒng)），它能有效控制車輪保持在轉(zhuǎn)動狀態(tài)，提高制動時汽車的穩(wěn)定性及較差路面條件下的汽車制動性能。ABS通過安裝在各車輪或傳動軸上的轉(zhuǎn)速傳感器不斷檢測各車輪的轉(zhuǎn)速，由計算機算出當(dāng)時的車輪滑移率，并與理想的滑移率相比較，做出增大或減小制動器制動壓力的決定，命令執(zhí)行機構(gòu)及時調(diào)整制動壓力，以保持車輪處于理想制動狀態(tài)?！　?906年ABS首次被授予專利，1936年博世注冊了一項防止機動車輛車輪抱死的“機械”專利。所有的早期設(shè)計都有著同樣的問題：因過于復(fù)雜而容易導(dǎo)致失敗，并且它們運作太慢。1947年世界上第一套ABS系統(tǒng)首次應(yīng)用于B-47轟炸機上。Teldix公司在1964年開始研究這個項目，其ABS研究很快被博世全部接管。兩年內(nèi)，首批ABS測試車輛已具有縮短制動距離的功能。轉(zhuǎn)彎時車輛轉(zhuǎn)向性和穩(wěn)定性也被保證，但當(dāng)時應(yīng)用的大約1000個模擬部件和安全開關(guān)，這意味著被稱為ABS 1系統(tǒng)的電子控制單元的可靠性和耐久性還不能夠滿足大規(guī)模生產(chǎn)的要求，需要改進。博世在電子發(fā)動機管理的發(fā)展過程中獲得的技術(shù)，數(shù)字技術(shù)和集成電路(ICs)的到來使電子部件的數(shù)量降低到140個?！　?968年ABS開始研究應(yīng)用于汽車上。1975年由于美國聯(lián)邦機動車安全標(biāo)準(zhǔn)121款的通過，許多重型卡車和公共汽車裝備了ABS，但由于制動系統(tǒng)的許多技術(shù)問題和卡車行業(yè)的反對，在1978年撤消了這一標(biāo)準(zhǔn)。同年博世作為世界上首家推出電子控制功能的ABS系統(tǒng)的公司，將這套ABS 2的系統(tǒng)開始安裝作為選配配置，并裝配在梅賽德斯-奔馳S級車上，然后很快又配備在了寶馬7系列豪華轎車上。在這一時期之后美國對ABS的進一步研究和設(shè)計工作減少了，可是歐洲和日本的制造廠家繼續(xù)精心研制ABS。　　進入20世紀(jì)80年代以后，由于進口美國的汽車裝備有ABS，美國汽車制造廠對美國汽車市場上的ABS顯示出新的興趣。隨著微電子技術(shù)的飛速發(fā)展和人們對汽車行車安全的強烈要求，ABS裝置在世界汽車行業(yè)進一步得到廣泛應(yīng)用。1987年美國大約3%的汽車裝備有非常可靠的ABS。在隨后的時間里，研發(fā)者集中于簡化系統(tǒng)。在1989年，博世的工程師成功地將一個混合的控制單元直接附在了液壓模塊上。這樣他們就無需連接控制單元和液壓模塊的線束，也無需接插件，所以顯著地減輕了ABS 2E的整體重量?！　〔┦赖墓こ處熢?993年，使用新的電磁閥創(chuàng)造了ABS 5.0，并且在后來的幾年研發(fā)了5.3 和5.7 版。新一代的ABS 8的主要特性是再次極大地減輕了重量、減少了體積、增大了內(nèi)存，同時增加了更多功能，如電子分配制動壓力，從而取代了減輕后軸制動壓力的機械機構(gòu)。當(dāng)年有些汽車工業(yè)分析專家預(yù)言得到了證實：到20世紀(jì)90年代中期以后，世界市場上的大多數(shù)汽車和卡車將裝備ABS?！　?ABS的功用　　ABS的主要作用是改善整車的制動性能，提高行車安全性，防止在制動過程中車輪抱死（即停止?jié)L動），從而保證駕駛員在制動時還能控制方向，并防止后軸側(cè)滑。其工作原理為：緊急制動時，依靠裝在各車輪上高靈敏度的車輪轉(zhuǎn)速傳感器，一旦發(fā)現(xiàn)某個車輪抱死，計算機立即控制壓力調(diào)節(jié)器使該輪的制動分泵泄壓，使車輪恢復(fù)轉(zhuǎn)動，達到防止車輪抱死的目的。ABS的工作過程實際上是“抱死—松開—抱死—松開”的循環(huán)工作過程，使車輛始終處于臨界抱死的間隙滾動狀態(tài)，有效克服緊急制動時由車輪抱死產(chǎn)生的車輛跑偏現(xiàn)象，防止車身失控等情況的發(fā)生。　　ABS的種類可分機械式和電子式兩種。機械式ABS結(jié)構(gòu)簡單，主要利用其自身內(nèi)部結(jié)構(gòu)達到簡單調(diào)節(jié)制動力的效果。該裝置工作原理簡單，沒有傳感器來反饋路面摩擦力和輪速等信號，完全依靠預(yù)先設(shè)定的數(shù)據(jù)來工作，不管是積水路面、結(jié)冰路面或是泥濘路面和良好的水泥瀝青路面，它的工作方式都是一樣的。嚴(yán)格地說，這種ABS只能叫做 “高級制動系統(tǒng)（Advanced Brake System）”。目前，國內(nèi)只有一些低端的皮卡等車型仍在使用機械式ABS。　　機械式ABS只是用部件的物理特性去機械的動作，而電子式ABS是運用電腦對各種數(shù)據(jù)進行分析運算從而得出結(jié)果的。電子式ABS由輪速傳感器、線束、電腦、ABS液壓泵、指示燈等部件構(gòu)成。能根據(jù)每個車輪的輪速傳感器的信號，電腦對每個車輪分別施加不同的制動力，從而達到科學(xué)合理分配制動力的效果?！　∽钤绲腁BS系統(tǒng)為二輪系統(tǒng)。所謂二輪系統(tǒng)就是將ABS裝在汽車的兩個后輪上。由于兩后輪公用一條制動液壓管路和一個控制閥，所以又稱做“單通道控制系統(tǒng)”。這種系統(tǒng)是根據(jù)兩個后車輪中附著力較小的車輪狀態(tài)來選定制動壓力，這被稱為“低選原則”。也就是說，采用低選原則的ABS車輛的一個后輪有抱死趨勢時，系統(tǒng)只能給兩個后輪同時泄壓。又由于前輪沒有防抱死功能，因而，二輪系統(tǒng)難以達到最佳制動效果?！　‰S著相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，后來出現(xiàn)了“三通道控制系統(tǒng)”，該系統(tǒng)是在二輪系統(tǒng)基礎(chǔ)上，將兩前輪由兩條單獨的管路獨立控制。雖然后輪還是采用“低選原則”，但由于實現(xiàn)了緊急制動時的轉(zhuǎn)向功能及防止后軸側(cè)滑的功能，所以這種系統(tǒng)具備了現(xiàn)代ABS的主要特點。至今，市面上還有車輛采用這種三通道控制的ABS系統(tǒng)。　　目前，裝備在車輛上最常見的是四傳感器四通道ABS系統(tǒng)，每個車輪都由獨立的液壓管路和電磁閥控制，可以對單個車輪實現(xiàn)獨立控制。這種結(jié)構(gòu)能實現(xiàn)良好的防抱死功能。　　 ABS的兩種控制方式　　1．雙參數(shù)控制　　雙參數(shù)控制的ABS，由車速傳感器（測速雷達）、輪速傳感器、控制裝置（電腦）和執(zhí)行機構(gòu)組成。其工作原理是車速傳感器和輪速傳感器，分別將車速和輪速信號輸入電腦，由電腦計算出實際滑移率，并與理想滑移率15％一20％作比較，再通過電磁閥增減制動器的制動力?！　∵@種曳速傳感器常用多普勒測速雷達。當(dāng)汽車行駛時，多普勒雷達天線以一定頻率不斷向地面發(fā)射電磁波，同時又接收反射回來的電磁波，測量汽車?yán)走_發(fā)射與接收的差值，便可以準(zhǔn)確計算出汽車車速。而輪速傳感器裝在變速器外殼，由變速器輸出軸驅(qū)動，它是一個脈沖電機，所產(chǎn)生的頻率與輪速成正比。　　執(zhí)行機構(gòu)由電磁閥及繼電器等組成。電磁閥調(diào)整制動力，以便保持理想的滑移率。這種ABS可保證滑移率的理想控制，防抱制動性能好，但由于增加了一個測速雷達，因此結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，成本也較高。例如汽車雜志社沈樹盛審報的專利（專利號92221809．9）。　　2．單參數(shù)控制　　它以控制車輪的角減速度為對象，控制車輪的制動力，實現(xiàn)防抱死制動，其結(jié)構(gòu)主要由輪速傳感器、控制器（電腦）及電磁閥組成?！　?附圖一　輪速傳感器由傳感器和齒圈鋼環(huán)組成（見圖2）　　1．電纜 2．永磁體 3．外殼 4，傳感線圈 5，極軸 6．齒圈　　為了準(zhǔn)確無誤地測量輪速，傳感頭與車輪齒圈間應(yīng)留有1mm間隙。為避免水、泥、灰塵對傳感器的影響，安裝前應(yīng)將傳感器加注黃油。　　電磁閥用于車輪制動器的壓力調(diào)節(jié)。對于四通道制動系統(tǒng)，一個車輪圈有一個電磁閥；三通道制動系統(tǒng)，每個前輪擁有一個，兩個后輪共用一個。電磁閥有三個液壓孔，分別與制動主缸與車輪制動分缸相連，并能實現(xiàn)壓力升高、壓力保持、壓力降低的調(diào)壓功能。工作原理如下?！　?）升壓：在電磁閥不工作時，制動主缸接口和各制動分缸接口直通。由于主彈簧強度大，使進油閥開啟，制動器壓力增加?！　?）壓力保持：當(dāng)車輪的制動分缸中的壓力增長到一定值時，進油閥切斷關(guān)閉。支架就保持在中間狀態(tài)，三個孔間相互密封，保持制動壓力?！　?）降壓：當(dāng)電磁閥工作時，支架克服兩個彈簧的彈力，打開卸荷肉使制動分缸壓力降低。壓力一旦降低，電磁閥就轉(zhuǎn)換到壓力保持狀態(tài)，或升壓的準(zhǔn)備狀態(tài)?！　】刂蒲b置ECU的主要任務(wù)是把各車輪的傳感器傳回來的信號進行計算、分析、放大和判別，再由輸出級將指令信號輸出到電磁閥，去執(zhí)行制動壓力調(diào)節(jié)任務(wù)。電子控制裝置，由四大部分組成，輸入級A、控制器B、輸出級C，穩(wěn)壓與保護裝置D.　　電子控制器以4一101tz的頻率驅(qū)動電磁閥，這是駕駛員無法做到的?！　∵@種單參數(shù)控制方式的ABS，由于結(jié)構(gòu)簡單、成本低，故目前使用較廣。　　在美: 回答者：網(wǎng)友

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