按照制动能量的传递方式,车辆制动系统可分为机械式、液压式、气压式和电磁式等几种。小型乘用车的制动器多为液压式制动器,而且集成了防抱死功能,即防抱死制动系统(Anti Lock Brake System,ABS)。下面介绍汽车ABS的组成及工作原理。
1.系统组成
ABS在普通制动系统的基础上增加了传感器、ABS执行机构和ABS电脑3部分。图7.3.11为典型车辆ABS系统示意图。
1)ABS ECU
ABS ECU接收车速、轮速、减速等传感器的信号,计算出车速、轮速、滑移率和车轮的减速度、加速度,并将这些信号加以分析,判断各车轮的滑移情况后,向ABS执行机构下达控制指令来调节各车轮制动器的制动油压,控制各种执行器工作。
2)传感器
ABS采用的传感器包括轮速传感器和汽车减速度传感器两种。ABS轮速传感器利用电磁感应原理(霍尔原理)检测车轮速度,并把轮速转换成脉冲信号送至ECU。一般轮速传感器都安装在车轮上,有些后轮驱动的车辆将检测后轮速度的传感器安装在差速器内,通过后轴转速来检测,故又称之为轴速传感器。目前,国内外ABS控制车速范围是15~160 km/h,并将逐渐扩大到8~260 km/h,甚至更大。霍尔效应式轮速传感器适应面更广,现已得到广泛的应用。
图7.3.11 典型汽车ABS系统示意图
1—轮速传感器;2—轮缸;3—液压调节器;4—制动主缸;5—ABS ECU;6—报警灯
汽车减速度传感器(G传感器)用来检测汽车制动时的减速度,以识别冰雪、覆油等易滑路面。
3)执行机构
ABS执行机构主要由制动压力调节器和ABS报警灯组成。根据工作原理的不同,液压制动系统装用的制动压力调节器有循环式(压力调节器通过电磁阀直接控制制动压力)和可变容积式(压力调节器通过电磁阀间接控制制动压力)两种。
图7.3.12所示为循环式制动压力调节器的基本结构,主要由电磁阀、电动液压泵和蓄能器等组成。其中,电磁阀2的结构及工作原理如图7.3.13所示,阀上有3个孔,分别通向制动主缸、制动轮缸和蓄能器。汽车在制动过程中,ECU控制电磁阀线圈电流的大小,使ABS处于“升压”“保压”和“减压”3种状态。制动压力调节器串接在制动主缸和轮缸之间,通过电磁阀直接或间接地控制轮缸的制动压力。
图7.3.12 循环式制动压力调节器的基本结构
1—制动轮缸;2—电磁阀;3—制动主缸;4—电动液压泵;5—蓄能器(www.xing528.com)
图7.3.13 三位三通电磁阀的基本结构与工作原理
2.工作原理
下面以循环式制动压力调节器为例,介绍汽车ABS系统的工作过程。
1)常规(升压)制动过程
如图7.3.14所示,电磁阀线圈电流为0,电磁阀处于“升压”位置。制动主缸与轮缸、蓄能器相通,轮缸压力由制动主缸控制,电动回油泵不工作,ABS不工作。
图7.3.14 常规制动过程原理图
1—电磁阀;2—ECU;3—传感器;4—车轮;5—轮缸;6—液压部件;7—主缸;
8—线圈;9—阀芯;10—储液器;11—回油泵;12—制动踏板;13—蓄能器
2)保压制动过程
如图7.3.15所示,ECU控制使电磁阀线圈电流约为最大电流的1/2,电磁阀芯上移,电磁阀处于“保压”位置,所有通路都断开。电动回油泵不工作,轮缸内制动压力保持现有状态。
图7.3.15 保压制动过程原理图
3)减压制动过程
如图7.3.16所示,ECU控制使电磁阀线圈电流为最大电流,阀芯处于最上边的“减压”位置。轮缸与储液器接通,轮缸油压下降。同时电动回油泵工作,将储液器内的制动液泵到主缸和蓄能器中。
图7.3.16 减压制动过程原理图
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