汽车传感技术论文ABS-汽车防抱死装置简介

　　现代汽车技术发展特征之一就是越来越多的部件采用电子控制。电子自动控制的工作要依赖传感器的信息反缋。根据传感器的作用，可以分类为测量温度、压力、流量、位置、气体浓度、速度、光亮度、干湿度、距离等功能的传感器，它们各司其职，一旦某个传感器失灵，对应的装置工作就会不正常甚至不工作。ABS是汽车上防抱死传感器，本篇汽车传感技术论文介绍了ABS的功用和两种控制方式，提醒ABS 使用中注意的问题。

　　一、 ABS 的应用

　　世界上第一台防抱死制动系统 ABS(Ant-ilock Brake System), 在 1950 年问世，首先被应用在航空领域的飞机上， 1968 年开始研究在汽车上应用。 70 年代，由于欧美七国生产的新型轿车的前轮或前后轮开始采用盘式制动器，促使了 ABS 在汽车上的应用。 1980 年后，电脑控制的 ABS 逐渐在欧洲、美国及亚洲日本的汽车上迅速扩大。到目前为止，一些中高级豪华轿车，如西德的奔驰、宝马、雅迪、保时捷、欧宝等系列，英国的劳斯来斯、捷达、路华、宾利等系列，意大利的法拉利、的爱快、领先、快意等系列，法国的波尔舍系列，美国福特的 TX3 、 30X 、红慧星及克莱斯勒的帝王、纽约豪客、男爵、道奇、顺风等系列，日本的思域，凌志、豪华本田、奔跃、俊朗、淑女 300Z 等系列，均采用了先进的 ABS 。到 1993 年，美国在轿车上安装 ABS 已达 46% ，现今在世界各国生产的轿车中有近 75% 的轿车应用 ABS 。

　　现今全世界已有本迪克斯、本迪克斯、波许、摩根 . 戴维斯、海斯 . 凯尔西、苏麦汤姆、本田、日本无限等许多公司生产 ABS ，它们中又有整体和非整体之分。预计随着轿车的迅速发展，将会有更多的厂家生产。

　　二、 ABS 的功用

　　制动性能是汽车主要性能之一，它关系到行车安全性。评价一辆汽车的制动性能最基本的指标是制动加速度、制动距离、制动时间及制动时方向的稳定性。

　　制动时方向的稳定性，是指汽车制动时仍能按指定的方向的轨迹行驶。如果因为汽车的紧急制动(尤其是高速行驶时)而使车轮完全抱死，那是非常危险的。若前轮抱死，将使汽车失去转向能力;若后轮抱死，将会出现甩尾或调头(跑偏、侧滑)尤其在路面湿滑的情况下，对行车安全造成极大的危害。

　　汽车的制动力取决于制动器的摩擦力，但能使汽车制动减速的制动力，还受地面附着系数的制约。当制动器产生的制动力增大到一定值时，汽车轮胎将在地面上出现滑移。其滑移率

　　δ= (V t -V a )/V t × 100 %

　　式中：δ--滑移率; V t-- 汽车的理论速度; V a --汽车的实际速度。

　　据试验证实，当车轮滑移率δ= 15 %一 20 %时附着系数达到最大值，因此，为了取得最佳的制动效果，一定要控制其滑移率在 15 %一 20 %范围内。

　　ABS 的功能即在车轮将要抱死时，降低制动力，而当车轮不会抱死时又增加制动力，如此反复动作，使制动效果最佳。

　　三、 ABS 的两种控制方式

　　1 .双参数控制

　　双参数控制的 ABS ，由车速传感器 ( 测速雷达 ) 、轮速传感器、控制装置 ( 电脑 ) 和执行机构组成。

　　其工作原理是车速传感器和轮速传感器，分别将车速和轮速信号输入电脑，由电脑计算出实际滑移率，并与理想滑移率 15 %一 20 %作比较，再通过电磁阀增减制动器的制动力。

　　这种曳速传感器常用多普勒测速雷达。当汽车行驶时，多普勒雷达天线以一定频率不断向地面发射电磁波，同时又接收反射回来的电磁波，测量汽车雷达发射与接收的差值，便可以准确计算出汽车车速。而轮速传感器装在变速器外壳，由变速器输出轴驱动，它是一个脉冲电机，所产生的频率与轮速成正比。

　　执行机构由电磁阀及继电器等组成。电磁阀调整制动力，以便保持理想的滑移率。

　　这种 ABS 可保证滑移率的理想控制，防抱制动性能好，但由于增加了一个测速雷达，因此结构较复杂，成本也较高。

　　2 .单参数控制

　　它以控制车轮的角减速度为对象，控制车轮的制动力，实现防抱死制动，其结构主要由轮速传感器、控制器 ( 电脑 ) 及电磁阀组成。

　　轮速传感器由传感器和齿圈钢环组成 ( 见图 2)

　　电缆 2 .永磁体 3 .外壳 4 ，传感线圈 5 ，极轴 6 .齿圈

　　为了准确无误地测量轮速，传感头与车轮齿圈间应留有 1mm 间隙。为避免水、泥、灰尘对传感器的影响，安装前应将传感器加注黄油。

　　电磁阀用于车轮制动器的压力调节。对于四通道制动系统，一个车轮圈有一个电磁阀;三通道制动系统，每个前轮拥有一个，两个后轮共用一个。电磁阀有三个液压孔，分别与制动主缸与车轮制动分缸相连，并能实现压力升高、压力保持、压力降低的调压功能。工作原理如下。

　　1) 升压 在电磁阀不工作时，制动主缸接口和各制动分缸接口直通。由于主弹簧强度大，使进油阀开启，制动器压力增加。

　　2) 压力保持 当车轮的制动分缸中的压力增长到一定值时，进油阀切断关闭。支架就保持在中间状态，三个孔间相互密封，保持制动压力。

　　3) 降压 当电磁阀工作时，支架克服两个弹簧的弹力，打开卸荷肉使制动分缸压力降低。压力一旦降低，电磁阀就转换到压力保持状态，或升压的准备状态。

　　控制装置 ECU 的主要任务是把各车轮的传感器传回来的信号进行计算、分析、放大和判别，再由输出级将指令信号输出到电磁阀，去执行制动压力调节任务。电子控制装置，由四大部分组成，输入级 A 、控制器 B 、输出级 C ，稳压与保护装置 D 。

　　电子控制器以 4 - 101Hz 的频率驱动电磁阀，这是驾驶员无法做到的。

　　这种单参数控制方式的 ABS ，由于结构简单、成本低，故目前使用较广。

　　在美国克莱斯勒型高级轿车中大多配备了这种单参数控制方式的 ABS 。它在轿车的四个轮上都装有轮速传感器。结构如图 4 。

　　分配阀 ( 见图 5) 是一个三通道的分配阀，它位于制动油泵总成的下方。

　　在车轮轴上安装有 45 齿或 100 齿的齿圈，轮速传感器的传感头装在齿圈的顶上。当车轮转动时，使传感器不断产生电压信号，并输入电脑，与 RoM 中理想速度比较，算出车轮的增速或减速，向电磁阀发出升压或卸压的指令，以控制制动分缸制动力。

　　四、 ABS 使用中注意的问题

　　( 1 )更换制动器或更换液压制动系部件后，应排净制动管路中的空气，以免影响制动系统的正常工作。

　　( 2 )装有 ABS 的汽车，每年应更换一次制动液。否则，制动液吸湿性很强，含水后不仅会降低沸点，产生腐蚀，而且还会造成制动效能衰退。

　　( 3 )检查 ABS 防抱死制动系统前应先拔去电源。

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