汽車ABS 系統簡析

張 宇

（沈陽市汽車工程學校，遼寧 沈陽 110026）

1 制動防抱死系統（ABS）簡介

ABS 指的就是“防抱死制動系統”。它的英文全稱是antilock brake system，簡稱ABS，即在原有的機械制動系統的基礎上，又增加了一套防止車輪抱死的控制系統?？刂栖囕喸谥苿訒r的制動力施加的時機和大小，以防止車輪抱死。

2 制動系統評價指標

汽車制動性能主要有下面三個指標來評價：

（1）制動效能。即制動距離與制動減速度，在實際應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），所走過的距離。這個是評價車輛制動性能最基本的評價指標。

（2）方向穩定性。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行直線行駛和轉彎行駛的性能。車輛如果在制動時喪失了這種能力，極易導致交通事故的發生。

（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

早期汽車沒有用到ABS，采用純人工的機械制動系統制動，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抱死現象，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 系統在汽車制動過程中，會通過電腦計算，操作控制系統控制剎車，使其車輪能夠充分的利用路面的摩擦系數，防止車輪抱死，獲得最優的控制效果。

ABS 系統的優點有以下四點：①工作可靠，結構簡單，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發揮制動器效能，減小汽車的制動距離。

4 ABS 的組成

ABS 系統主要由車輪轉速傳感器、執行機構和ECU（ABS 電腦）等組成。

圖1 制動防抱死系統（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，主要包括電磁感應式和霍爾式。①霍爾式，霍爾式車輪傳感器，利用霍爾效應檢測車輪速度。②電磁感應式。電磁感應式輪速傳感器組成部分為：傳感器頭和齒圈，它是把車輪轉速信號通過電磁感應原理轉換成電信號，然后送至ECU。

（2）執行器。主要包括液壓泵、電磁閥、蓄壓器、直流電機和ABS 指示燈。主要作用就是接收電腦發出的執行信號，調節車輛的制動壓力，使其滿足防抱死的要求。ABS 警報燈的作用是在當系統出現故障時，電腦控制其點亮，提醒駕駛員系統出現故障，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，通過一定算法的計算得出滑動率S及加減速度，并且對這些信號和計算結果和存儲結果進行比對，看是否車輪趨于抱死，然后給執行機構信號來完成壓力控制。

5 制動防抱死系統的工作原理

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，那么就會發生很嚴重的后果。汽車的制動力不僅取決于制動器的摩擦力，還受地面附著系數的制約。而決定附著系數的條件之一就是滑移率

式中：S：滑移率；

V：車速；

V1：車輪速度。

根據試驗數據得知，當車輪滑移率S＝20%附近時附著系數最大，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，脫離抱死區域后再增加制動力，如此反復操作，使附著系數始終保持在15%～20%范圍內。

具體控制過程如下：

（1）第一階段：常規制動。常規制動過程中，ABS系統不參與工作，電磁線圈不同電，制動系處于升壓狀態，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，如果繼續有抱死信號發出，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，轉速上升。

（4）第四階段：增加壓力。壓力下降過多，車輪轉速增加，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。

整個系統就是通過這種改變趨于抱死車輪的制動壓力，制動系統相當于不停地剎車、放松，即機械點剎，從而將車輪的制動力控制在一定的范圍內，不讓車輪抱死，獲得最優的制動效果。

6 結 語

ABS 應用注意事項

ABS 系統對于安全起到很好的保護作用，但是現實生活中很多人對ABS 并不了解，產生了很多錯誤的觀念，導致沒有按照正確的方式使用，產生事故后抱怨ABS 沒有發揮作用。因此我們在使用ABS時，應該避免進入誤區，充分發揮其作用，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。人們為什么會產生這種錯覺呢，主要是因為在緊急制動情況下ABS 系統發生作用，迅速停車，給人以制動距離縮短的錯覺。但實際上汽車的制動距離的長短，是與輪胎和路面摩擦系數的大小有關的，有ABS 系統的車輛在某些路面條件下確實會縮短制動距離，但在有些路面條件下，安裝ABS 系統的車輛制動距離反而會有所延長。ABS 系統最主要的功能其實是防止車輪抱死后產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，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，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，減少車輛產生側滑和失去轉向控制的能力，如果駕駛員不遵守規則駕駛，那么安裝什么系統都是無效的。

（3）錯誤觀念三：安裝有ABS 的車肯定不會發生車輪抱死后漂移和側滑。其實，ABS 系統是有作用范圍的，超出其范圍，ABS 不產生作用，它只有在車輛車輪趨于抱死時才會工作，ABS 系統都是在傳統的機械制動系統基礎上加裝的，因此其一旦發生故障，會自動關閉系統，點亮報警燈，提醒駕駛員現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 系統都會工作，只有車輛的速度達到并超過一定數值時（一般為10km/h）才會介入制動管理，因為低于該數值時，車輪抱死對汽車制動性能幾乎沒有影響。