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汽車的ABS剎車系統的改裝

: 問提問者：網友 | 2017-09-29

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ABS 理論依據及作用原理　　　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）和摩擦系數決定的，滑動摩擦系數一般是固定值，靜摩擦是從零到最大靜摩擦系數的作用區間，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較大于滑動摩擦系數，即最大靜摩擦力大于滑動摩擦力（對車都是可實現的制動力）。　　ABS防抱死制動系統就是將車輛制動時車輪與地面的滑動摩擦設法盡可能轉變為靜摩擦（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　　“ABS”中文譯為“防鎖死剎車系統”.它是一種具有防滑、防鎖死等優點的汽車安全控制系統。ABS是常規剎車裝置基礎上的改進型技術，可分機械式和電子式兩種。現代汽車上大量安裝防抱死制動系統，ABS既有普通制動系統的制動功能，又能防止車輪鎖死，使汽車在制動狀態下仍能轉向，保證汽車的制動方向穩定性，防止產生側滑和跑偏，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。隨著技術的發展，目前，我國絕大部分轎車已經將ABS作為標準配置。但對于ABS的認識以及如何正確使用，很多駕駛員還不是很清楚，甚至還出現了一些對ABS的誤解。一些駕駛員認為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；還有一些駕駛員認為只要配備了ABS，即使在雨天或冰雪路面上高速行駛，也不會出現車輛失控現象。 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。嚴格來說，ABS的功能主要在物理極限的性能內，保證制動時車輛本身的操縱性及穩定性。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定性。　　 ABS的應用　　　　ABS的全名是Anti-lock Brake System（防鎖死制動系統）或Anti-skid Braking System（防滑移制動系統），它能有效控制車輪保持在轉動狀態，提高制動時汽車的穩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速傳感器不斷檢測各車輪的轉速，由計算機算出當時的車輪滑移率，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，命令執行機構及時調整制動壓力，以保持車輪處于理想制動狀態。　　1906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。所有的早期設計都有著同樣的問題：因過于復雜而容易導致失敗，并且它們運作太慢。1947年世界上第一套ABS系統首次應用于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，首批ABS測試車輛已具有縮短制動距離的功能。轉彎時車輛轉向性和穩定性也被保證，但當時應用的大約1000個模擬部件和安全開關，這意味著被稱為ABS 1系統的電子控制單元的可靠性和耐久性還不能夠滿足大規模生產的要求，需要改進。博世在電子發動機管理的發展過程中獲得的技術，數字技術和集成電路(ICs)的到來使電子部件的數量降低到140個。　　1968年ABS開始研究應用于汽車上。1975年由于美國聯邦機動車安全標準121款的通過，許多重型卡車和公共汽車裝備了ABS，但由于制動系統的許多技術問題和卡車行業的反對，在1978年撤消了這一標準。同年博世作為世界上首家推出電子控制功能的ABS系統的公司，將這套ABS 2的系統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的進一步研究和設計工作減少了，可是歐洲和日本的制造廠家繼續精心研制ABS。　　進入20世紀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。隨著微電子技術的飛速發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進一步得到廣泛應用。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，研發者集中于簡化系統。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。　　博世的工程師在1993年，使用新的電磁閥創造了ABS 5.0，并且在后來的幾年研發了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。當年有些汽車工業分析專家預言得到了證實：到20世紀90年代中期以后，世界市場上的大多數汽車和卡車將裝備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（即停止滾動），從而保證駕駛員在制動時還能控制方向，并防止后軸側滑。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速傳感器，一旦發現某個車輪抱死，計算機立即控制壓力調節器使該輪的制動分泵泄壓，使車輪恢復轉動，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”的循環工作過程，使車輛始終處于臨界抱死的間隙滾動狀態，有效克服緊急制動時由車輪抱死產生的車輛跑偏現象，防止車身失控等情況的發生。　　ABS的種類可分機械式和電子式兩種。機械式ABS結構簡單，主要利用其自身內部結構達到簡單調節制動力的效果。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，完全依靠預先設定的數據來工作，不管是積水路面、結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。嚴格地說，這種ABS只能叫做 “高級制動系統（Advanced Brake System）”。目前，國內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據進行分析運算從而得出結果的。電子式ABS由輪速傳感器、線束、電腦、ABS液壓泵、指示燈等部件構成。能根據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，從而達到科學合理分配制動力的效果。　　最早的ABS系統為二輪系統。所謂二輪系統就是將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”。這種系統是根據兩個后車輪中附著力較小的車輪狀態來選定制動壓力，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，二輪系統難以達到最佳制動效果。　　隨著相關技術的發展，后來出現了“三通道控制系統”，該系統是在二輪系統基礎上，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”，但由于實現了緊急制動時的轉向功能及防止后軸側滑的功能，所以這種系統具備了現代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。　　目前，裝備在車輛上最常見的是四傳感器四通道ABS系統，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獨立控制。這種結構能實現良好的防抱死功能。　　 ABS的兩種控制方式　　1．雙參數控制　　雙參數控制的ABS，由車速傳感器（測速雷達）、輪速傳感器、控制裝置（電腦）和執行機構組成。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。　　這種曳速傳感器常用多普勒測速雷達。當汽車行駛時，多普勒雷達天線以一定頻率不斷向地面發射電磁波，同時又接收反射回來的電磁波，測量汽車雷達發射與接收的差值，便可以準確計算出汽車車速。而輪速傳感器裝在變速器外殼，由變速器輸出軸驅動，它是一個脈沖電機，所產生的頻率與輪速成正比。　　執行機構由電磁閥及繼電器等組成。電磁閥調整制動力，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，因此結構較復雜，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，實現防抱死制動，其結構主要由輪速傳感器、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　　為了準確無誤地測量輪速，傳感頭與車輪齒圈間應留有1mm間隙。為避免水、泥、灰塵對傳感器的影響，安裝前應將傳感器加注黃油。　　電磁閥用于車輪制動器的壓力調節。對于四通道制動系統，一個車輪圈有一個電磁閥；三通道制動系統，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，并能實現壓力升高、壓力保持、壓力降低的調壓功能。工作原理如下。　　1）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。　　2）壓力保持：當車輪的制動分缸中的壓力增長到一定值時，進油閥切斷關閉。支架就保持在中間狀態，三個孔間相互密封，保持制動壓力。　　3）降壓：當電磁閥工作時，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，電磁閥就轉換到壓力保持狀態，或升壓的準備狀態。　　控制裝置ECU的主要任務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，去執行制動壓力調節任務。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，穩壓與保護裝置D.　　電子控制器以4一101tz的頻率驅動電磁閥，這是駕駛員無法做到的。　　這種單參數控制方式的ABS，由于結構簡單、成本低，故目前使用較廣。　　在美: 回答者：網友

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