ABS系统的结构和工作原理

现代汽车的主动安全套件包括各种辅助装置和系统，可以防止紧急情况或最大程度地减少事故中的人身伤害。

在这些元素中是防抱死制动系统。 这是什么？ 现代ABS如何工作？ 该系统打开时，ABS如何工作以及如何驾驶汽车？ 这些问题的答案可以在这篇评论中找到。

什么是防抱死制动系统

防抱死制动系统是指一组安装在汽车底盘上并与其制动器关联的电动液压元件。

它在路面上提供了更好的抓地力，从而防止车轮在不稳定的路面上制动期间完全停止。 这通常发生在结冰或潮湿的道路上。

故事

这种发展最早是在1950年代向公众展示的。 但是，不能将其称为概念，因为该概念是在1908世纪初提出的。 因此，工程师弗朗西斯（J. Francis）于XNUMX年展示了他的“调节器”的工作原理，它可以防止铁路运输中的车轮打滑。

机械师和工程师G. Voisin开发了类似的系统。 他试图为飞机创建一个制动系统，该系统独立调节制动元件上的液压作用，以使飞机的车轮不会因制动而沿跑道打滑。 他在20年代对这种设备进行了修改。

早期系统

当然，如同任何发明的所有第一个改进的情况一样，最初防止阻塞的系统具有复杂而原始的结构。 因此，上述加布里埃尔·沃伊森（Gabriel Voisin）在设计中使用了飞轮和连接到制动管路的液压阀。

该系统根据此原理工作。 飞轮固定在轮子上的鼓上并随其旋转。 没有打滑时，鼓和飞轮以相同的速度旋转。 轮子一停下，鼓就随之减速。 由于飞轮继续旋转，液压管路的阀门略微打开，从而减小了制动鼓上的力。

这样的系统已经证明对车辆更稳定，因为在发生打滑的情况下，驾驶员本能地甚至更多地施加制动，而不是平稳地执行该过程。 这一发展使制动效率提高了30％。 另一个积极的结果-更少的爆裂和磨损轮胎。

但是，由于德国工程师Karl Wessel的努力，该系统得到了应有的认可。 它的开发在1928年获得了专利。 尽管如此，由于其设计上的重大缺陷，该装置并未用于运输中。

50年代初，在航空中使用了一种真正有效的防滑制动系统。 1958年，Maxaret套件首次安装在摩托车上。 皇家恩菲尔德超级流星配备了有效的防抱死制动系统。 该系统由道路实验室监控。 研究表明，制动系统的这一要素将显着减少摩托车事故，其中大部分是由于在制动过程中车轮锁定时打滑而发生的。 尽管有这些指标，但是摩托车公司技术部门的负责人并未批准ABS的批量生产。

在汽车中，机械防滑系统仅用于某些车型。 其中之一是福特十二生肖。 造成这种情况的原因是设备的可靠性低。 仅从 60 年代开始。 电子防抱死制动系统已应用于著名的协和式飞机。

现代系统

菲亚特研究中心的一位工程师采用了电子修改的原理，并将这项发明命名为 Antiskid。 该开发项目被出售给博世，之后被命名为 ABS。

1971 年，汽车制造商克莱斯勒推出了一套完整高效的计算机控制系统。 一年前，美国福特在其标志性的林肯大陆上也采用了类似的开发。 渐渐地，其他领先的汽车制造商也接过了接力棒。 到 70 年代中期，大多数后轮驱动汽车的驱动轮上都装有电子防抱死制动系统，有些还配备了适用于所有四个车轮的改装。

自1976年以来，类似的发展开始用于货运。 1986年，该系统完全用于电子产品，因此被命名为EBS。

防抱死制动系统的目的

通常，当在不稳定的表面（冰，滚动的雪，沥青上的水）制动时，驾驶员会观察到与预期完全不同的反应-而不是减速，车辆变得无法控制并且完全不会停止。 此外，用力踩刹车踏板也无济于事。

突然施加制动时，车轮会被卡住，由于在履带上的抓地力差，它们只会停止旋转。 为了防止这种情况的发生，您需要平稳地踩刹车，但是在紧急情况下，驾驶员会无法控制地将踏板踩到地板上。 一些专业人员多次踩下并松开制动踏板，以使车辆在不稳定的表面上减速。 因此，车轮不会被卡住，也不会打滑。

听起来很可悲，并不是每个人都能成功掌握这项技能，有些人甚至认为没有必要这样做，而只是购买具有更高抓地力可靠性的昂贵专业轮胎。 对于这种情况，制造商为大多数型号配备了防抱死制动系统。

ABS可让您在紧急情况下保持对汽车的控制，从而在制动时防止车轮完全停止。

ABS设备

现代ABS的设备包括少量元素。 它包括：

• 车轮旋转传感器。 此类设备安装在所有车轮上。 电子控制单元分析来自每个传感器的参数。 ECU根据接收到的数据独立激活/停用系统。 最常见的是，此类跟踪设备是按照霍尔传感器的原理工作的。
• 电子控制单元。 没有它，它将无法工作，因为它需要“大脑”来收集信息并激活系统。 在某些汽车中，每个系统都有自己的ECU，但是制造商通常会安装一个单元来处理主动安全系统的所有要素（方向稳定性，ABS，牵引力控制等）；
• 行政设备。 在经典设计中，这些元件是一个带有一组阀，蓄压器，泵等的模块。 有时，在技术文献中，您会找到名称为Hydromodulator的名称，该名称适用于这些元件。

ABS系统的一个特点是它甚至可以连接到最新的汽车的制动系统。 通常，它们是一个简单地连接到制动管路和机器电气系统的组件。

ABS工作原理

按照惯例，防抱死制动系统的工作分为三个阶段：

1. 轮锁-ECU发送信号以激活系统；
2. 致动器的致动-液压块改变系统中的压力，从而导致车轮解锁；
3. 恢复车轮旋转后，停用系统。

值得考虑的是，整个过程由嵌入在控制单元软件中的算法控制。 该系统的可靠性在于它甚至在车轮失去牵引力之前就已触发。 仅根据车轮旋转数据工作的模拟物将具有更简单的设计和工作原理。 但是，这样的系统不能比Gabriel Voisin的最初设计更好。

因此，ABS不会对车轮速度的变化做出反应，而是对踩下制动踏板的力做出反应。 换句话说，该系统被提前触发，就好像在警告可能的打滑一样，同时确定车轮的旋转速度和踩踏板的力。 控制单元计算可能的滑差并激活执行器。

该系统根据以下原理工作。 一旦出现紧急情况（驾驶员用力踩下制动踏板，但车轮尚未锁定），则液压调节器将接收来自控制单元的信号并关闭两个阀（在进口和出口处）。 这样可以稳定管路压力。

然后，执行器使制动液脉动。 在这种模式下，液压调节器可以提供缓慢的车轮摇动，或者独立增加/降低制动液压力。 这些过程取决于系统的修改。

当触发ABS时，驾驶员会通过频繁的跳动立即感觉到它，该跳动也传递到踏板上。 您可以通过激活按钮上的爱抚来找出系统是否处于活动状态。 该系统的操作原理重复了经验丰富的驾车者的技能，但它的速度更快-每秒约20次。

防抱死制动系统的类型

由于主动安全系统的改进，在汽车零部件市场上可以找到四种ABS变体：

• 单通道。 到控制单元并返回的信号同时通过一条有线线路馈入。 大多数情况下，前轮驱动汽车都配备有该设备，然后才安装在驱动轮上。 无论哪个车轮被锁定，该系统都可以工作。 该修改例在加液调节器的入口处具有一个阀，而在出口处具有一个阀。 它还使用一个传感器。 这种修改是最无效的。
• 两通道。 在这样的修改中，使用了所谓的车载系统。 它分别控制左侧的右侧。 这种修改已被证明是非常可靠的，因为在紧急情况下，汽车会被带到路边。 在这种情况下，左右车轮位于不同的表面上，因此，ABS还必须向执行器发送不同的信号。
• 三通道。 此修改可以安全地称为第一个和第二个的混合。 在这种ABS中，与第一种情况一样，后刹车片由一个通道控制，前轮根据车载ABS原理工作；
• 四通道。 这是迄今为止最有效的修改。 每个车轮都有一个单独的传感器和液压调节器。 ECU控制每个车轮的旋转以获得最大牵引力。

操作模式

现代 ABS 系统的运行可以通过三种模式进行：

1. 注入模式。 这是标准模式，用于所有经典的制动系统品种。 在防抱死制动系统中，排气门关闭而进气门打开。 因此，当踩下制动踏板时，流体开始在回路中移动，从而使每个车轮的制动缸开始运动。
2. 保持模式。 在这种模式下，控制单元检测到其中一个车轮的减速比其他车轮快得多。 为防止失去与道路的接触，ABS 会阻塞特定车轮管路的进气阀。 多亏了这一点，卡钳上没有受力，但同时其他车轮继续减速。
3. 压力释放模式。 如果前一个模式无法应对由此产生的车轮锁止，则会激活此模式。 在这种情况下，管路的入口阀继续关闭，相反，出口阀打开以释放该回路中的压力。

ABS 系统开启时制动的有效性取决于它从一种模式切换到另一种模式的效率。 与标准制动系统不同，在开启 ABS 的情况下，无需反复使用制动来防止车轮失去牵引力。 在这种情况下，驾驶员必须完全踩下制动踏板。 其余的工作将由系统自己完成。

使用ABS驾驶汽车的功能

与汽车中的制动系统一样可靠，但这并不能消除驾驶员的注意力。 防抱死制动系统具有自己的特点。 如果不考虑这些因素，则汽车可能会失去稳定性。 以下是紧急情况的基本规则：

1. 如果汽车配备了简单的ABS，则要使其激活，您需要急剧踩下制动踏板。 一些现代型号配备了制动辅助系统。 在这种情况下，控制单元会检测到失去牵引力的可能性，并打开此助手。 即使在踏板上施加很小的压力，系统也会被激活，并将独立地将管路中的压力增加到所需的参数。
2. 如前所述，当系统启动时，制动踏板会跳动。 缺乏经验的驾驶员立即认为这辆车出了什么事，决定释放刹车。
3. 在带钉轮胎上行驶时，最好关闭ABS，因为轮胎中的双头螺栓仅在车轮被阻塞时才有效。
4. 在疏松的雪，沙，砾石等上行驶时获取和惠益分享也无济于事。 事实是，它前面的锁死车轮从构成道路的材料中收集了一个小的颠簸。 这产生了额外的防滑性。 如果车轮转动，将不会产生这种影响；
5. 同样，在不平坦的表面上快速行驶时，ABS系统可能无法充分发挥作用。 即使有轻微的制动，空气中的轮子也会迅速停止，这会激起控制单元在不需要时启动设备；
6. 如果打开了ABS，则在操作过程中也应使用制动器。 在普通汽车中，这只会引起打滑或转向不足。 但是，当防抱死系统启用时，配备ABS的汽车更愿意听方向盘的声音。

制动性能

ABS系统不仅缩短了停车距离，还提供了对车辆的最大控制。 与没有配备此系统的汽车相比，配备ABS的汽车肯定会更有效地制动。 它不需要被证明。 除了在这种汽车中更短的制动距离外，轮胎的磨损也会更均匀，因为制动力均匀分布在所有车轮上。

该系统将特别受到经常在路面不稳定的道路上行驶的驾驶员的青睐，例如，当沥青潮湿或湿滑时。 尽管没有任何系统能够完全消除所有错误，保护驾驶员免受紧急情况的影响（没有人取消驾驶员的注意力和远见），但 ABS 制动使车辆更加可预测和易于管理。

鉴于制动性能高，许多专家建议初学者习惯驾驶带 ABS 的车辆，这将提高道路安全性。 当然，如果驾驶员违反超车和限速规则，ABS系统将无法防止此类违规行为的后果。 例如，无论该系统多么有效，如果驾驶员没有对汽车进行过冬处理并继续使用夏季轮胎行驶，它就毫无用处。

ABS操作

现代 ABS 系统被认为是一个可靠和稳定的系统。 它可以长期正常工作，但仍需要正确操作和及时维护。 控制单元很少发生故障。

但如果我们采用车轮旋转传感器，那么这是此类系统中最脆弱的地方。 原因是传感器确定车轮的旋转速度，这意味着它必须安装在靠近它的位置 - 轮毂上。

当汽车在泥泞、水坑、沙地或湿雪中行驶时，传感器会变得非常脏，并且可能会快速失效或给出错误的值，这将导致系统不稳定。 如果电池电量低或汽车车载系统电压低，控制单元会因电压过低而关闭系统。

如果系统出现故障，汽车不会失去刹车。 就在这种情况下，驾驶员需要能够在经典制动系统的帮助下在不稳定的道路上减速。

ABS性能

因此，ABS 系统可以让您更安全地执行紧急制动，并且还可以在完全踩下制动踏板的情况下执行操作。 这两个重要参数使该系统成为配备先进主动安全系统的车辆的组成部分。

对于有经验的驾驶者来说，ABS 的存在是可选的。 但是初学者在头几年必须学习很多不同的技能，所以这样的司机的车最好有几个提供安全网的系统。

经验丰富的驾驶员（特别是如果他已经驾驶汽车多年）能够通过改变制动踏板的力度来控制车轮打滑的时刻。 但即使有很长的驾驶经验，多通道系统也可以与这样的技能相抗衡。 原因是驾驶员无法控制单个车轮上的力，但 ABS 可以（单通道系统像有经验的驾驶员一样工作，改变整个制动管路上的力）。

但ABS系统不能被认为是任何道路紧急情况下的灵丹妙药。 例如，如果汽车在沙地或松雪中打滑，则相反，会导致制动距离增加。 相反，在这样的道路上，挡住车轮会更有用-它们会钻入地下，从而加快制动速度。 为了使汽车在任何类型的路面上通用，现代汽车模型的制造商为其产品配备了可切换的 ABS。

有什么缺点

至于防抱死制动系统的可靠性，这是汽车上最可靠的系统之一。 它的元素很少失败，并且最常见的原因是违反操作和维护规则。 所有电子零件均通过保险丝和继电器可靠地防止过载，因此控制单元不会发生故障。

最常见的系统故障是车轮传感器故障，因为它们位于很难排除水，灰尘或污垢进入的位置。 如果轮毂轴承太松，传感器将发生故障。

其他问题已经更多地与汽车的随附系统相关联。 这样的一个例子是机器的电网中的电压降。 在这种情况下，由于激活了继电器，ABS将被禁用。 通过网络中的电涌可以观察到相同的问题。

如果防抱死制动系统自行关闭，请不要惊慌-汽车只会表现得好像没有ABS。

带有ABS的汽车的制动系统的维修和保养具有其自身的特点。 例如，在更换制动液之前，先关闭点火开关，然后踩下制动器并释放几次（约20次）。 这将释放阀体蓄能器中的压力。 有关如何正确更换制动液然后放气的信息，请阅读 在另一篇文章中.

驾驶员将通过仪表板上的相应信号立即了解ABS故障。 如果警告灯亮起然后熄灭-您应注意车轮传感器的接触。 由于失去接触，控制单元很可能不会从这些元件接收信号，并发出故障信号。

系统的优缺点

无需多谈防抱死制动系统的优点，因为其主要优点是在制动过程中发生车轮打滑时稳定汽车。 这是具有这种系统的汽车的优点：

• 在下雨或冰雪（湿滑的沥青）中，汽车表现出出色的稳定性和可控制性。
• 进行操纵时，您可以主动使用制动器，以获得更好的转向响应；
• 在光滑的表面上，制动距离比没有ABS的汽车短。

该系统的缺点之一是它不能很好地应对软路面。 在这种情况下，如果车轮被卡住，制动距离将更短。 尽管最新的ABS修改已经考虑了土壤的特性（在变速箱选择器上选择了相应的模式），并适应了给定的路况。

此外，以下视频介绍了ABS的工作原理及其优点：

ABS工作原理

有关的影片

在评论的最后，我们提供了一个简短的视频，介绍如何在有和没有 ABS 的汽车上制动：

带或不带 ABS 的制动

问题与解答：

防抱死制动系统是什么意思？ 它是一种电子系统，通过短暂降低制动液压力来防止车轮在制动过程中抱死。

什么是防抱死制动系统？ 如果急刹车，车轮可能会失去牵引力，汽车会变得不稳定。 ABS 提供脉冲制动，使车轮保持牵引力。

防抱死制动系统如何工作？ 电子设备监控车轮抱死和车轮打滑。 由于每个制动钳上的阀门，特定活塞上的 TJ 压力得到调节。

如何使用防抱死制动系统进行制动？ 在配备 ABS 的汽车中，您需要一直踩下踏板，系统本身会提供脉冲制动。 刹车时无需踩下/松开踏板。