汽车制动系统

汽车电子控制防抱死制动系统汽车防抱死制动系统(AntiLockBrakeSystem),通常叫汽车防抱制动系统,简称ABS。

ABS是Anti-lockBrakingSystem缩写。

世界上最早的ABS系统是首先在飞机上应用的，后来又成为高级轿车的标准配备，现在则大多数轿车都装有ABS。

众所周知，刹车时不能一脚踩死，而应分步刹车，一踩一松，直至汽车停下，但遇到急刹时，常需要汽车紧急停下来，很想一脚到底就把汽车停下，这时由于车轮容易发生抱死不转动，从而使汽车发生危险工况，比如前轮抱死引起汽车失去转弯能力，后轮抱死容易发生甩尾事故等等。

安装ABS就是为解决刹车时车轮抱死这个问题的，装有ABS的汽车，能有效控制车轮保持在转动状态而不会抱死不转，从而大大提高了刹车时汽车的稳定性及较差路面条件下的汽车制动性能。

ABS是通过安装在各车轮或传动轴上的转速传感器等不断检测各车轮的转速，由计算机计算出当时的车轮滑移率(由滑移率来了解汽车车轮是否已抱死)，并与理想的滑移率相比较，做出增大或减小制动器制动压力的决定，命令执行机构及时调整制动压力，以保持车轮处于理想的制动状态。

一、ABS的基础知识（一）为了对采用ABS的必要性有所了解,现介绍以下有关制动基础知识。

1．制动效能制动效能主要指制动距离与制动减速度,通常实用中多指制动距离。

制动距离是指驾驶员开始踩制动踏板到汽车完全停车所行驶的距离。

制动距离越短,越有利于避免交通事故的发生,它是制动性能最基本的评价指标。

2．制动时汽车的方向稳定性制动时汽车的方向稳定性,一般是指制动过程中维持汽车直线行驶和按预定弯道行驶的能力。

如果汽车制动时发生侧滑、甩尾、严重时出现调头,都不可能维持原行驶方向,会使汽车失去方向稳定性；如果汽车在弯道行驶中制动时,汽车不再按原来弯道行驶,出现冲入其它车道或冲出路面,或者即使是直线行驶,也无法避开障碍物,操纵转向盘也不起作用,则为汽车失去转向控制能力(转向操纵性)。

汽车制动过程中,失去方向稳定性和失去转向控制能力,都是造成交通事故的重要原因。

3制动效能的恒定性制动效能的恒定性,主要指抗热衰退性能。

抗热衰退性能是指汽车在繁重工作条件下制动时(如下长坡时长时间连续制动),制动器温度升高后,其制动效能的保持程度。

它是设计制动器及选材中必须认真考虑的一个重要问题。

以上三项指标中,前两项指标采用ABS装置后,其性能都会有明显的改善和提高对避免交通事故的发生能起到很好的作用,因此ABS是汽车上十分重要的主动安全装置。

(二)ABS的优点由上述分析可知,在汽车制动过程中,车轮抱死时危害较大,而且滑移率在20%左右时,车轮与路面间的纵向附着系数最大,可获得最大地面制动力,能最大程度地缩短制动距离；同时当滑移率在20%左右时,车轮与路面间横向附着系数也较大,使汽车制动时能较好地保持方向稳定性和转向控制能力。

为了确保行车安全,获得最佳制动性能,制动时防止车轮拖死,并将车轮滑移率控制在理想滑移率附近的狭小范围内,人们才大力进行开发、研制和推行防抱死制动系统即ABS。

ABS是在原传统制动系统的基础上,增加了一套防止车轮制动抱死的控制系统、该装置在制动过程中,当车轮趋于抱死,即车轮滑移率进入非稳定区时,会??理想滑移率的稳定区内,通过自动、高频率地对制动系压力进行调节(其频率高达每秒十多次),使车轮滑移率保持在理想滑移率附近的狭小范围内,以达到充分利用车轮与路面间纵向峰值附着系数和较高的横向附着系数,实现防止车轮抱死和获得最佳制动性能。

应当指出的是,采用传统的制动系统进行制动时,尽管驾驶员也知道间歇性的踩、放制动踏板防止车轮抱死,但再有经验的驾驶员也无法精确地做到判断和控制,特别是在紧急制动时,都不可能将车轮滑移率控制在理想范围之内,往往会使车轮抱死,尤其是汽车在结冰、下雨打滑的路面上制动时,很容易产生侧滑、甩尾和失去转向控制能力,此时驾驶员往往产生一种紧张情绪,缺乏安全感。

概括起来ABS的优点是:(1)制动时保持方向稳定性；(2)制动时保持转向控制能力；(3)缩短制动距离汽车电子控制防抱死制动系统驱动防滑系统ASR，其全称是Acceleration Slip Regulation，即驱动防滑系统，亦称为牵引力控制系统，顾名思义，就是防止驱动轮加速打滑的控制系统，其目的就是要防止车辆尤其是大马力的车子在起步、再加速情况下驱动轮打滑的现象，以维持车辆行驶的方向和稳定性，保持好的操控及最适当的驱动力，达到良好的行车安全。

ASR可以通过减少节气门开度来降低发动机功率或者由制动器控制车轮打滑来达到对汽车牵引力的控制。

装有ASR的车上，从油门踏板到汽油机节气门（柴油机喷油泵操纵杆）之间的机械连接被电控油门装置所代替，当传感器将油门踏板的位置及轮速信号传送至控制单元时，控制单元就会产生控制电压信号，伺服电机依此信号重新调整节气门的位置（或者柴油机操纵杆的位置），然后将该位置信号反馈至控制单元，以便及时调整制动器。

总之，ASR可以最大限度利用发动机的驱动力矩，保证车辆起动、加速和转向过程中的稳定性。

具体地说，其工作原理与刹车时ABS会避免轮胎锁死的道理是同样的轮胎产生的力量在同一负载是一定的，一般轮胎除了要产生使车辆前进的驱动力外，也会产生使车辆转弯的转向力，或是使车辆停止的刹车力。

因此不论是单纯产生驱动力、转向力、刹车力或同时产生驱动力及转向力、刹车力，其轮胎产生的总合的力量在某一负载条件下是一定的。

也就是说，当前进急起动造成轮胎打滑时，而此打滑的现象系指轮胎所有的抓地力全部用在驱动力上。

因此此时能控制车子转弯的转向力由于力量全部被驱动力使用掉，将会失去使车辆转弯或保持车行方向的转向力，因而会造成车行方向不稳定现象当汽车加速时ASR将滑动力控制在一定的范围内，从而防止驱动轮加速滑动，它的功能一是提高牵引力，二是保持汽车的行驶稳定性。

行驶在易滑的路面上，没有ASR的汽车加速时驱动轮容易打滑：如果是后驱动的车容易甩尾，如果是前驱动的车易方向失控。

有ASR时，汽车在加速时就不会有或者说能减轻这种现象，即：在转弯时，如果发生驱动轮打滑会导致整个车辆向一侧偏移。

当有ASR时，就会使车辆沿着正确的路线转向汽车的牵引力控制可以通过减少节气门开度来降低发动机功率或者由制动器控制和轮打滑来达到目的。

装有ASR的汽车综合这两种方法来工作。

ASR是在ABS的基础上的扩充，ABS防止在制动时车轮被子抱死，这样就可以仍然对汽车进行转向与操纵控制。

ASR可以阻止汽车在加速时驱动轮高速回转。

从而更好地利用地面附着力。

ASR就是在ABS的基本条件的基础上加一个可膨胀的液压装置、一个增压泵、一个液压压力筒、第四个车轮速度传感器、一个更加复杂综合的电子系统，以及一个带有其自身控制器的电子加速系统参考电位计及作动器。

两者是相辅相成的，或者说ABS是基础，ARS是在ABS基础上的升级版。

ASR与ABS的区别在于，ABS是防止车轮在制动时被抱死而产生侧滑，而ASR则是防止汽车在加速时因驱动轮打滑而产生的侧滑，ASR是在ABS的基础上的扩充，两者相辅相成。

现在ASR还只安装在一些高档车上面，但是因为ASR与ABS包含着性能及技术上的贯通，所以有望近几年ASR变得与ABS一样普及。

助力转向调节汽车转向系统可按转向的能源不同分为机械转向系统和动力转向系统两类。

机械转向系统是依靠驾驶员操纵转向盘的转向力来实现车轮转向；动力转向系统则是在驾驶员的控制下，借助于汽车发动机产生的液体压力或电动机驱动力来实现车轮转向。

所以动力转向系统也称为转向动力放大装置。

动力转向系统由于使转向操纵灵活、轻便，在设计汽车时对转向器结构形式的选择灵活性增大，能吸收路面对前轮产生的冲击等优点，因此已在各国的汽车制造中普遍采用。

但是，具有固定放大倍率的动力转向系统的主要缺点是：如果所设计的固定放大倍率的动力转向系统是为了减小汽车在停车或低速行驶状态下转动转向盘的力，则当汽车以高速行驶时，这一固定放大倍率的动力转向系统会使转动转向盘的力显得太小，不利于对高速行驶的汽车进行方向控制；反之，如果所设计的固定放大倍率的动力转向系统是为了增加汽车在高速行驶时的转向力，则当汽车停驶或低速行驶时，转动转向盘就会显得非常吃力。

电子控制技术在汽车动力转向系统的应用，使汽车的驾驶性能达到令人满意的程度。

电子控制动力转向系统在低速行驶时可使转向轻便、灵活；当汽车在中高速区域转向时，又能保证提供最优的动力放大倍率和稳定的转向手感，从而提高了高速行驶的操纵稳定性。

电子控制动力转向系统（简称EPS），根据动力源不同又可分为液压式电子控制动力转向系统（液压式EPS）和电动式电子控制动力转向系统（电动式EPS）。

液压式EPS是在传统的液压动力转向系统的基础上增设了控制液体流量的电磁阀、车速传感器和电子控制单元等，电子控制单元根据检测到的车速信号，控制电磁阀，使转向动力放大倍率实现连续可调，从而满足高、低速时的转向助力要求。

电动式EPS是利用直流电动机作为动力源，当汽车转向时，转矩(转向)传感器会“感觉”到转向盘的力矩和拟转动的方向，这些信号会通过数据总线发给电子控制单元，电控单元会根据传动力矩、拟转的方向等数据信号，向电动机控制器发出动作指令，从而电动机就会根据具体的需要输出相应大小的转动力矩，产生助力转向。

如果不转向，则本套系统就不工作，处于standby（休眠）状态等待调用。

车身高度可调车身高度可调指的是利用车辆的悬架高度调节，来调节整体车身高度。

这种装置一般在高档车中比较常见。

汽车行驶的不同环境对车身高度的要求是不一样的。

在电子技术发展的带动下，工程师设计出一种可以在一定范围内调整的电子控制悬架来满足这种需求，这种悬架称为电控悬架，目前比较常见的是电控空气悬架形式。

典型的电控悬架由电子控制元件（ECU）、空气压缩机、车高传感器、转向角度传感器、速度传感器、制动传感器、空气弹簧元件等组成。

该系统利用电控减振器调整汽车高度。

利用这种悬架系统在车辆高速行驶时，降低车身高度可以增加轮胎的抓地能力，并且减小风阻，有利于车辆行驶的安全和稳定性，并且油耗也会随着风阻的降低而减少。

在车辆低速行驶并需要通过障碍物时，车身高度升高，会大大提高车辆本身的通过能力。

这样的设计使车辆可以同时具有跑车的性能和越野车的通过能力。

车高控制系统可以根据路面状况和行驶工况，手动或自动调节车身高度，以满足上述要求。

通常，马路上的小霸王都会把车子降得超低才会有杀气，事实上，此行为有着绝对的危险存在，过低的车身势必要将弹簧降低，此举极容易造成避震器触底，一但产生触底避震器机会受损。

另一个严重的状况是当避震器触底時等於轮胎与车身之间已无缓冲吸震空间，受冲击后的反作用力会使车身回弹，迫使车身上扬轮胎离地，当轮胎不能随时接触路面時，所有的一切都是等于零，危险就会降临。