四通道液压ABS系统的设计及应用
【摘 要】本文介绍了防抱死制动系统(ABS)的设计及延伸应用,解释了系统基本组成、作用、工作原理及设计要求,在车辆上布置设计;在调试过程中的应用。
【关键词】防抱死制动系统;ABS;基本组成;工作原理;应用
1 ABS作用
安装汽车防抱死制动系统(简称ABS)的目的是防止车辆在紧急制动时车轮抱死,维持在任何路面状况下车辆制动时的稳定性和可操纵性,同时缩短制动距离。ABS系统是一种辅助制动系统,它是作为一种安全装置加装于汽车原有的制动系统中的控制系统,只有正确的安装与使用才能充分发挥其作用。在汽车制动时,一旦ABS启动,能防止车轮抱死、减少轮胎磨损;保持行车的方向稳定性、转向可操控能力;防止车辆甩尾或侧滑;大多数情况下,缩短制动距离;根据不同路况,平衡四个车轮制动力。
2 工作原理
当正常踩制动踏板制动时,ABS辅助系统不工作,电磁阀不通电,制动总缸与分缸之间自由连通。踩下制动踏板时分缸持续制动,离开制动踏板时油液返回主缸,制动结束。
当踩制动踏板制动且车轮趋于抱死时,ABS辅助系统开始工作,电子控制单元给电磁线圈通小电流,此时主缸与分缸之间的通道被切断,使车轮压力保持不变;当车轮继续趋于抱死时,电子控制单元给电磁线圈通大电流,此时输出阀开启,分缸与回油道接通,车轮制动力下降,转速上升;如此反复,ECU通过执行器不断地控制制动系统完成增压、保压、降压、升压的过程,使车轮始终处于将要抱死而又未抱死的临界状态,把车轮滑动率控制在最佳(10%—20%)的范围内,以获得最好的制动效果。
3 液压ABS的组成及布置
3.1 液压ABS的组成
液压ABS系统主要由:控制器(ECU)、液压调节器(阀)、轮速传感器、齿圈及ABS指示灯、线束等零部件组成。
3.2 主要零部件功能及使用要求机动车在紧急制动时abs系统会起到什么作用?
控 控制器(ECU)又称电控单元(简称ECU),是ABS的控制中心(相当于人的大脑)。主要作用是接收车轮速度传感器的信号,并按照设定的控制程序进行运算、分析,从而向液压调节器发出制动压力的控制指令。控制器通过4个M4螺钉和液压调节器安装在一起。
控制器的基本技术要求:
根据车辆整车电压要求,匹配相应的电压;
工作环境温度:-40~+125
ECU要安装在相对封闭但能散热的空间内,并且雨水流不到的地方;ECU的接线口周围应留有一定的空间以便液压ABS散热和线束总成的安装。
液压调节器(阀)又称液压调节阀,它是ABS的执行机构(相当于人的手)。其主要作用是根据控制器的指令对制动分泵的制动压力进行调节。它具有增压、减压、保压等基本的功能。
液压调节器(阀)的基本技术要求:
工作介质:制动液(推荐型号:DOT4)
根据车辆整车电压要求,匹配相应的电压;
工作压力范围: 8MPa~16Mpa
工作环境温度: -50~+125
安装说明液压调节器在进、出油口上铸有字母F和R(进油)及FL、RR、RL、FR(出油),进出油口螺纹规格为M10x1。安装时,刹车总泵油管路F和R口与液压调节器上F和R对应连接,调节器上的FL、RR、RL、FR口分别对应前左轮、后右轮、后左轮、前右轮油管,对应顺序绝对不可接错,如果接错则会出现ABS自检正常但紧急刹车车轮抱死的情况。安装后液压调节器的高度必须低于储液罐的高度。
齿圈:齿圈安装在车轮之内,加热套在轮毂上,随车轮一起旋转。装配时可使用木锤或橡胶锤沿齿圈轻轻地均匀用力,严禁用硬物敲打,装配时必须推到位。
转速传感器:轮速传感器安装在车轮附近,是ABS的信息提供机构(相当于人的眼睛)。其主要作用是将车轮的轮速及运动状态转化成电磁波(正弦波)信号反馈给控制器。
转速传感器的要求
传感器及导线工作环境温度:-40~+125
传感器座有1个φ8.5mm安装孔,通过M8×1.5螺栓固定前桥的转向节孔之内和后轮的制动底板上
传感器与齿圈的配合要求
齿圈是随车轮一起运转,与传感器相互配合工作的,两者缺一不可。传感器通过齿圈转动测量车辆运动情况,产生与轮速相应的感应电压信号,传输给电子控制单元ECU,ECU再根据这些信号分别计算出车速和轮速。ECU控制精度很大程度上取决于传感器信号的优劣,所以,齿圈和传感器的正确安装和配合是保证ABS正常工作的心脏部位。传感器的轴线应垂直于齿圈的齿面,且传感器探头应在齿宽内并抵制齿面。
图1 液压制动管路ABS的X型布置原理图
4 应用分析
在对1台前后桥制动器都为鼓式、后双胎装有四通道液压ABS系统的载货汽车调试过程中,通过监控程序可以看出,查制动跑偏的原因相对容易。
性能曲线说明。横坐标为时间(s),纵坐标为4个车轮的速度(km/h)
下图左为24V柴油车,后双胎、前后鼓式制动器。制动时车辆左偏严重,从曲线上看,右后轮制动明显慢于其它三个车轮。对右后轮进行排气拆检右后轮,右后轮排空--调整右后轮间隙,右后轮制动同步,但是右后轮/左前轮回位明显慢。经过磨合,在普通路面基本正常。见下图右。
5 结束语
通过用ABS监测软件,可以相对容易的分析制动跑偏现象产生的原因,有针对性的调整,特别是在载货车辆所配置的鼓式制动系统优势更为明显。这也验证国家强制标准GB12676-2014中规定,机动车加装防抱死系统实施的必要性。
参考文献:
[1]商用车和挂车制动系统技术要求及试验方法GB12676-2014.
[2]机动车和挂车防抱制动性能和试验方法GB/T 13594-2003.
[3]广州科密液压ABS系统安装调试指导书(2012版).