汽車ABS 系統(tǒng)簡析

張 宇

（沈陽市汽車工程學(xué)校，遼寧 沈陽 110026）

1 制動防抱死系統(tǒng)（ABS）簡介

ABS 指的就是“防抱死制動系統(tǒng)”。它的英文全稱是antilock brake system，簡稱ABS，即在原有的機(jī)械制動系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，又增加了一套防止車輪抱死的控制系統(tǒng)。控制車輪在制動時的制動力施加的時機(jī)和大小，以防止車輪抱死。

2 制動系統(tǒng)評價(jià)指標(biāo)

汽車制動性能主要有下面三個指標(biāo)來評價(jià)：

（1）制動效能。即制動距離與制動減速度，在實(shí)際應(yīng)用中主要指的是制動距離。指汽車從制動開始到車速完全為零（汽車完全停駛狀態(tài)），所走過的距離。這個是評價(jià)車輛制動性能最基本的評價(jià)指標(biāo)。

（2）方向穩(wěn)定性。是指在車輛制動過程中，汽車還是否能夠按照駕駛員的意愿進(jìn)行直線行駛和轉(zhuǎn)彎行駛的性能。車輛如果在制動時喪失了這種能力，極易導(dǎo)致交通事故的發(fā)生。

（3）制動效能的恒定性。汽車在長時間制動或繁重條件下制動，制動器會產(chǎn)生熱衰退，恒定性就是指在熱衰退情況下制動性能的保持程度。

3 ABS 的特點(diǎn)

早期汽車沒有用到ABS，采用純?nèi)斯さ臋C(jī)械制動系統(tǒng)制動，通過駕駛員自己去判斷，然后間斷性的去踩踏剎車以防止車輪出現(xiàn)抱死現(xiàn)象，但是這樣控制的效果欠佳，同時對駕駛技能要求較高，新手在緊急制動時往往會踩住剎車踏板不放，不可能考慮到間歇控制，尤其是在冰雪路面或者濕滑路面上。

而ABS 系統(tǒng)在汽車制動過程中，會通過電腦計(jì)算，操作控制系統(tǒng)控制剎車，使其車輪能夠充分的利用路面的摩擦系數(shù)，防止車輪抱死，獲得最優(yōu)的控制效果。

ABS 系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)有以下四點(diǎn)：①工作可靠，結(jié)構(gòu)簡單，成本較低。②減小輪胎和地面的摩擦，減少輪胎的磨損情況；③在緊急制動時，擁有良好的方向操控性；④發(fā)揮制動器效能，減小汽車的制動距離。

4 ABS 的組成

ABS 系統(tǒng)主要由車輪轉(zhuǎn)速傳感器、執(zhí)行機(jī)構(gòu)和ECU（ABS 電腦）等組成。

圖1 制動防抱死系統(tǒng)（ABS）的基本組成

（1）傳感器。ABS 采用的傳感器一般都是輪速傳感器，主要包括電磁感應(yīng)式和霍爾式。①霍爾式，霍爾式車輪傳感器，利用霍爾效應(yīng)檢測車輪速度。②電磁感應(yīng)式。電磁感應(yīng)式輪速傳感器組成部分為：傳感器頭和齒圈，它是把車輪轉(zhuǎn)速信號通過電磁感應(yīng)原理轉(zhuǎn)換成電信號，然后送至ECU。

（2）執(zhí)行器。主要包括液壓泵、電磁閥、蓄壓器、直流電機(jī)和ABS 指示燈。主要作用就是接收電腦發(fā)出的執(zhí)行信號，調(diào)節(jié)車輛的制動壓力，使其滿足防抱死的要求。ABS 警報(bào)燈的作用是在當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，電腦控制其點(diǎn)亮，提醒駕駛員系統(tǒng)出現(xiàn)故障，同時可以由其閃爍以顯示故障碼。

（3）ECU（ABS 電腦）。ECU 是整個系統(tǒng)的大腦，主要用來接收傳感器傳來的的輪速電壓信號和其他傳感器信號，通過一定算法的計(jì)算得出滑動率S及加減速度，并且對這些信號和計(jì)算結(jié)果和存儲結(jié)果進(jìn)行比對，看是否車輪趨于抱死，然后給執(zhí)行機(jī)構(gòu)信號來完成壓力控制。

5 制動防抱死系統(tǒng)的工作原理

汽車在制動時除了制動距離外，最主要的就是在制動時的方向性，如果汽車在制動不能按駕駛員想要的方向去行駛，那么就會發(fā)生很嚴(yán)重的后果。汽車的制動力不僅取決于制動器的摩擦力，還受地面附著系數(shù)的制約。而決定附著系數(shù)的條件之一就是滑移率

式中：S：滑移率；

V：車速；

V1：車輪速度。

根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)得知，當(dāng)車輪滑移率S＝20%附近時附著系數(shù)最大，車輪的附著力最大，那么制動效果就最佳。ABS 的功能就是在車輪趨于抱死時，減少制動力，脫離抱死區(qū)域后再增加制動力，如此反復(fù)操作，使附著系數(shù)始終保持在15%～20%范圍內(nèi)。

具體控制過程如下：

（1）第一階段：常規(guī)制動。常規(guī)制動過程中，ABS系統(tǒng)不參與工作，電磁線圈不同電，制動系處于升壓狀態(tài)，壓力增加。

（2）第二階段：壓力保持。此時車輪壓力升高到一定值，ECU 判斷車輪趨于抱死后，控制電磁線圈通入小電流，使車輪壓力保持不變，不再增加。

（3）第三階段：減小壓力。在保持壓力期間，如果繼續(xù)有抱死信號發(fā)出，ECU 將給電磁線圈通大電流，使電磁閥完全打開，制動液流回到儲液器中，車輪制動器管路中的液體減少，壓力下降，轉(zhuǎn)速上升。

（4）第四階段：增加壓力。壓力下降過多，車輪轉(zhuǎn)速增加，ECU 切斷電流，電磁閥回到初始位置，制動液從新流入輪缸，使制動力壓力增加。

整個系統(tǒng)就是通過這種改變趨于抱死車輪的制動壓力，制動系統(tǒng)相當(dāng)于不停地剎車、放松，即機(jī)械點(diǎn)剎，從而將車輪的制動力控制在一定的范圍內(nèi)，不讓車輪抱死，獲得最優(yōu)的制動效果。

6 結(jié) 語

ABS 應(yīng)用注意事項(xiàng)

ABS 系統(tǒng)對于安全起到很好的保護(hù)作用，但是現(xiàn)實(shí)生活中很多人對ABS 并不了解，產(chǎn)生了很多錯誤的觀念，導(dǎo)致沒有按照正確的方式使用，產(chǎn)生事故后抱怨ABS 沒有發(fā)揮作用。因此我們在使用ABS時，應(yīng)該避免進(jìn)入誤區(qū)，充分發(fā)揮其作用，保障我們的行車安全。

（1）錯誤觀念一：只要車輛安裝了ABS，它就會比沒有裝ABS 的車輛的制動距離短。人們?yōu)槭裁磿a(chǎn)生這種錯覺呢，主要是因?yàn)樵诰o急制動情況下ABS 系統(tǒng)發(fā)生作用，迅速停車，給人以制動距離縮短的錯覺。但實(shí)際上汽車的制動距離的長短，是與輪胎和路面摩擦系數(shù)的大小有關(guān)的，有ABS 系統(tǒng)的車輛在某些路面條件下確實(shí)會縮短制動距離，但在有些路面條件下，安裝ABS 系統(tǒng)的車輛制動距離反而會有所延長。ABS 系統(tǒng)最主要的功能其實(shí)是防止車輪抱死后產(chǎn)生漂移和失去方向控制能力。

（2）錯誤觀念二：汽車安裝了ABS，其制動性能大大提高，就可以不顧危險(xiǎn)，隨意駕駛。車輛的操控主要還是駕駛員，ABS 只是輔助制動系統(tǒng)，并不能代替駕駛員，它也就是在制動時幫助駕駛員能更好的控制其車輛的狀態(tài)，減少車輛產(chǎn)生側(cè)滑和失去轉(zhuǎn)向控制的能力，如果駕駛員不遵守規(guī)則駕駛，那么安裝什么系統(tǒng)都是無效的。

（3）錯誤觀念三：安裝有ABS 的車肯定不會發(fā)生車輪抱死后漂移和側(cè)滑。其實(shí)，ABS 系統(tǒng)是有作用范圍的，超出其范圍，ABS 不產(chǎn)生作用，它只有在車輛車輪趨于抱死時才會工作，ABS 系統(tǒng)都是在傳統(tǒng)的機(jī)械制動系統(tǒng)基礎(chǔ)上加裝的，因此其一旦發(fā)生故障，會自動關(guān)閉系統(tǒng)，點(diǎn)亮報(bào)警燈，提醒駕駛員現(xiàn)在車輛無防抱死功能，注意安全駕駛，但不影響車輛的正常減速和剎車。同時，并不是任何時候ABS 系統(tǒng)都會工作，只有車輛的速度達(dá)到并超過一定數(shù)值時（一般為10km/h）才會介入制動管理，因?yàn)榈陀谠摂?shù)值時，車輪抱死對汽車制動性能幾乎沒有影響。