ABS系統的結構和工作原理

現代汽車的主動安全套件包括各種輔助裝置和系統，可以防止緊急情況或最大程度地減少事故中的人身傷害。

在這些元素中是防抱死制動系統。 這是什麼？ 現代ABS如何工作？ 當該系統打開時，ABS如何工作以及如何駕駛汽車？ 這些問題的答案可以在這篇評論中找到。

什麼是防抱死制動系統

防抱死制動系統是指一組安裝在汽車底盤上並與其製動器關聯的電動液壓元件。

它在路面上提供了更好的抓地力，從而防止車輪在不穩定的路面上製動期間完全停止。 這通常發生在結冰或潮濕的道路上。

故事

這種發展在1950年代首次向公眾展示。 但是，它不能被稱為概念，因為該概念是在1908世紀初提出的。 因此，工程師弗朗西斯（J. Francis）於XNUMX年展示了他的“調節器”的工作原理，它可以防止鐵路運輸中的車輪打滑。

機械師和工程師G. Voisin開發了類似的系統。 他試圖為飛機創建一個制動系統，該系統獨立調節制動元件上的液壓作用，以使飛機的車輪不會因制動而沿跑道打滑。 他在20年代對這種裝置進行了修改實驗。

早期系統

當然，如同任何發明的所有第一個改進的情況一樣，最初防止阻塞的系統具有復雜而原始的結構。 因此，上述加布里埃爾·沃伊森（Gabriel Voisin）在其設計中使用了飛輪和連接到製動管路的液壓閥。

系統根據此原理工作。 飛輪固定在輪子上的鼓上並隨其旋轉。 沒有打滑時，鼓和飛輪以相同的速度旋轉。 輪子一停下，鼓就隨之減速。 由於飛輪繼續旋轉，液壓管路的閥門略微打開，從而減小了製動鼓上的力。

這樣的系統已經證明對於車輛更穩定，因為在發生打滑的情況下，駕駛員本能地甚至更多地施加製動，而不是平穩地執行該過程。 這一發展使製動效率提高了30％。 另一個積極成果-減少了爆裂和磨損輪胎。

但是，由於德國工程師Karl Wessel的努力，該系統得到了應有的認可。 它的開發在1928年獲得了專利。 儘管如此，由於其設計上的重大缺陷，該裝置並未用於運輸中。

50年代初期，在航空業中使用了一種真正有效的防滑制動系統。 1958年，Maxaret套件首次安裝在摩托車上。 皇家恩菲爾德超級流星配備了有效的防抱死制動系統。 該系統由道路實驗室監控。 研究表明，制動系統的這一要素將顯著減少摩托車事故，而大多數事故恰恰是由於在製動過程中鎖定車輪時打滑引起的。 儘管有這些指標，但是摩托車公司技術部門的負責人並未批准ABS的批量生產。

在汽車中，機械防滑系統僅用於某些車型。 其中之一是福特十二生肖。 造成這種情況的原因是設備的可靠性低。 僅從 60 年代開始。 電子防抱死制動系統已應用於著名的協和式飛機。

現代系統

菲亞特研究中心的一位工程師採用了電子修改的原理，並將這項發明命名為 Antiskid。 該開發項目被出售給博世，之後被命名為 ABS。

1971 年，汽車製造商克萊斯勒推出了一套完整高效的計算機控制系統。 一年前，美國福特在其標誌性的林肯大陸上也採用了類似的開發。 漸漸地，其他領先的汽車製造商也接過了接力棒。 到 70 年代中期，大多數後輪驅動車輛的驅動輪上都裝有電子防抱死制動系統，有些還配備了適用於所有四個車輪的改裝。

自1976年以來，類似的發展開始用於貨運。 1986年，該系統完全用於電子產品，因此被命名為EBS。

防抱死制動系統的目的

通常，當在不穩定的表面（冰，滾動的雪，瀝青上的水）制動時，駕駛員會觀察到與預期完全不同的反應-而不是減速，運輸變得不可控且根本不會停止。 此外，用力踩剎車踏板也無濟於事。

突然施加製動時，車輪會被阻塞，並且由於在履帶上的抓地力差，它們只會停止旋轉。 為了防止這種情況的發生，您需要平穩地踩剎車，但是在緊急情況下，駕駛員會無法控制地將踏板踩到地板上。 一些在不穩定地面上的專業人員會多次踩下並鬆開制動踏板，以使車輛減速。 因此，車輪不會被卡住，也不會打滑。

聽起來很可悲，並不是每個人都能成功掌握這項技能，有些人甚至認為沒有必要這樣做，而只是購買價格更高，可靠性更高的專業輪胎。 對於這種情況，製造商為大多數型號配備了防抱死制動系統。

ABS可讓您在緊急情況下保持對汽車的控制，以防止在施加製動器時車輪完全停止。

ABS設備

現代ABS的設備包括少量元素。 它包括：

• 車輪旋轉傳感器。 此類設備安裝在所有車輪上。 電子控制單元分析來自每個傳感器的參數。 ECU根據接收到的數據獨立激活/停用系統。 最常見的是，此類跟踪設備是按照霍爾傳感器的原理工作的。
• 電子控制單元。 沒有它，它將無法工作，因為它需要“大腦”來收集信息並激活系統。 在某些汽車中，每個系統都有自己的ECU，但是製造商通常會安裝一個單元來處理主動安全系統的所有要素（方向穩定性，ABS，牽引力控制等）；
• 行政設備。 在經典設計中，這些元件是一個帶有一組閥，蓄壓器，泵等的模塊。 有時，在技術文獻中，您會找到名稱為Hydromodulator的名稱，該名稱適用於這些元件。

ABS系統的一個特點是它甚至可以連接到最新的汽車的製動系統。 通常，它們是一個套件，可以簡單地連接到製動管路和機器的電氣系統。

ABS如何工作

按照慣例，防抱死制動系統的工作分為三個階段：

1. 輪鎖-ECU發送信號以激活系統；
2. 致動器的致動-液壓塊改變系統中的壓力，從而導致車輪解鎖；
3. 恢復車輪旋轉後，停用系統。

值得考慮的是，整個過程由嵌入在控制單元軟件中的算法控制。 該系統的可靠性在於它甚至在車輪失去牽引力之前就已觸發。 僅根據車輪旋轉數據工作的模擬裝置將具有更簡單的結構和工作原理。 但是，這樣的系統不會比Gabriel Voisin的最初設計更好。

因此，ABS不會對車輪速度的變化做出反應，而是對踩下制動踏板的力做出反應。 換句話說，該系統被提前觸發，就好像在警告可能的打滑一樣，同時確定車輪的旋轉速度和踩踏板的力。 控制單元計算可能的滑差並激活執行器。

該系統根據以下原理工作。 一旦發生緊急情況（駕駛員用力踩下制動踏板，但車輪尚未鎖定），則液壓調節器會接收來自控制單元的信號並關閉兩個閥（進口和出口）。 這樣可以穩定管路壓力。

然後，執行器使製動液脈動。 在這種模式下，液壓調節器可以提供車輪的緩慢啟動，或者獨立增加/降低制動液壓力。 這些過程取決於系統的修改。

當觸發ABS時，駕駛員會通過頻繁的跳動立即感覺到它，該跳動也傳遞到踏板上。 無論系統是否處於活動狀態，您都可以通過激活按鈕上的幫助來查找。 該系統的操作原理重複了經驗豐富的駕駛員的技能，但它的速度更快-每秒約20次。

防抱死制動系統的類型

由於主動安全系統的改進，在汽車零部件市場上可以找到四種ABS變體：

• 單通道。 到控制單元並返回的信號同時通過一條有線線路饋入。 大多數情況下，前輪驅動汽車都配備有該設備，然後才安裝在驅動輪上。 無論哪個車輪被鎖定，該系統都可以工作。 該修改例在加液調節器的入口處具有一個閥，而在出口處具有一個閥。 它還使用一個傳感器。 這種修改是最無效的。
• 兩通道。 在這樣的修改中，使用了所謂的車載系統。 它分別控制左側的右側。 這種修改已被證明是非常可靠的，因為在緊急情況下，汽車會被帶到路邊。 在這種情況下，左右車輪位於不同的表面上，因此ABS還必須向執行器發送不同的信號。
• 三通道。 此修改可以安全地稱為第一和第二的混合。 與第一種情況一樣，在這種ABS中，後剎車片由一個通道控制，前輪根據車載ABS的原理工作。
• 四通道。 這是迄今為止最有效的修改。 每個車輪都有一個單獨的傳感器和一個液壓調節器。 ECU控制每個車輪的旋轉以獲得最大牽引力。

運行模式

現代 ABS 系統的運行可以通過三種模式進行：

1. 注入模式。 這是標準模式，用於所有經典的製動系統品種。 在防抱死制動系統中，排氣門關閉，進氣門打開。 因此，當踩下制動踏板時，流體開始在迴路中移動，從而使每個車輪的製動缸開始運動。
2. 保持模式。 在這種模式下，控制單元檢測到其中一個車輪的減速比其他車輪快得多。 為防止失去與道路的接觸，ABS 會阻塞特定車輪管路的進氣閥。 多虧了這一點，卡鉗上沒有受力，但同時其他車輪繼續減速。
3. 壓力釋放模式。 如果前一個模式無法應對由此產生的車輪鎖止，則會激活此模式。 在這種情況下，管路的入口閥繼續關閉，相反，出口閥打開以釋放該迴路中的壓力。

ABS 系統開啟時制動的有效性取決於它從一種模式切換到另一種模式的效率。 與標準制動系統不同，在開啟 ABS 的情況下，無需重複制動以防止車輪失去牽引力。 在這種情況下，駕駛員必須完全踩下制動踏板。 其餘的工作將由系統自己完成。

使用ABS駕駛汽車的功能

與汽車中的製動系統一樣可靠，但這並不能消除駕駛員的注意力。 防抱死制動系統具有自己的特點。 如果不考慮這些因素，則汽車可能會失去穩定性。 以下是緊急情況的基本規則：

1. 如果汽車配備了簡單的ABS，則要使其激活，您需要急劇踩下制動踏板。 一些現代型號配備了製動輔助系統。 在這種情況下，控制單元會檢測到失去牽引力的可能性並激活該助手。 即使在踏板上施加很小的壓力，系統也會被激活並獨立地將管路中的壓力增加到所需的參數；
2. 如前所述，當系統啟動時，制動踏板會跳動。 缺乏經驗的駕駛員立即認為這輛車出了什麼事，決定釋放剎車。
3. 當使用帶防滑釘的輪胎行駛時，最好關閉ABS，因為輪胎的防滑釘僅在車輪被阻塞時才有效。
4. 在疏鬆的雪，沙，礫石等上行駛時ABS也是無用的，沒有幫助的。 事實是，它前面的鎖定車輪從構成道路的材料上收集了一個很小的顛簸。 這產生了額外的防滑性。 如果車輪轉動，將不會產生這種影響；
5. 同樣，在不平坦的表面上快速行駛時，ABS系統可能無法充分發揮作用。 即使有輕微的製動，空氣中的輪子也會迅速停止，這會激起控制單元在不需要時啟動設備；
6. 如果打開了ABS，則在操縱過程中也應使用制動器。 在普通汽車中，這只會引起打滑或轉向不足。 但是，當防抱死系統啟用時，帶有ABS的汽車更願意聽方向盤的聲音。

制動性能

ABS系統不僅縮短了停車距離，還提供了對車輛的最大控制。 與沒有配備此系統的汽車相比，配備ABS的汽車肯定會更有效地制動。 它不需要被證明。 除了在這種汽車中更短的製動距離外，輪胎的磨損也會更均勻，因為製動力均勻分佈在所有車輪上。

該系統將特別受到經常在路面不穩定的道路上行駛的駕駛員的青睞，例如，當瀝青潮濕或濕滑時。 儘管沒有任何系統能夠完全消除所有錯誤，保護駕駛員免受緊急情況的影響（沒有人取消駕駛員的注意力和遠見），但 ABS 制動使車輛更加可預測和易於管理。

鑑於製動性能高，許多專家建議初學者習慣駕駛帶 ABS 的車輛，這將提高道路安全性。 當然，如果駕駛員違反超車和限速規則，ABS系統將無法防止此類違規行為的後果。 例如，無論該系統多麼有效，如果駕駛員沒有對汽車進行過冬處理並繼續使用夏季輪胎行駛，它就毫無用處。

ABS操作

現代 ABS 系統被認為是一個可靠和穩定的系統。 它可以長期正常工作，但仍需要正確操作和及時維護。 控制單元很少發生故障。

但如果我們採用車輪旋轉傳感器，那麼這是此類系統中最脆弱的地方。 原因是傳感器確定車輪的旋轉速度，這意味著它必須安裝在靠近它的位置 - 輪轂上。

當汽車在泥濘、水坑、沙地或濕雪中行駛時，傳感器會變得非常臟，並且可能會很快失效或給出錯誤的值，這將導致系統不穩定。 如果電池電量低或汽車車載系統電壓低，控制單元會因電壓過低而關閉系統。

如果系統出現故障，汽車不會失去剎車。 就在這種情況下，駕駛員需要能夠在經典制動系統的幫助下在不穩定的道路上減速。

ABS性能

因此，ABS 系統可以讓您更安全地執行緊急制動，並且還可以在完全踩下制動踏板的情況下執行操作。 這兩個重要參數使該系統成為配備先進主動安全系統的車輛的組成部分。

對於有經驗的駕駛者來說，ABS 的存在是可選的。 但是初學者在頭幾年必須學習很多不同的技能，所以這樣的司機的車最好有幾個提供安全網的系統。

經驗豐富的駕駛員（特別是如果他已經駕駛汽車多年）將能夠通過改變制動踏板的力度來控制車輪失速的時刻。 但即使有很長的駕駛經驗，多通道系統也可以與這樣的技能相抗衡。 原因是駕駛員無法控制單個車輪上的力，但 ABS 可以（單通道系統像有經驗的駕駛員一樣工作，改變整個制動管路上的力）。

但ABS系統不能被認為是任何道路緊急情況下的靈丹妙藥。 例如，如果汽車在沙地或鬆雪中打滑，則相反，會導致制動距離增加。 相反，在這樣的道路上，擋住車輪會更有用-它們會鑽入地下，從而加快制動速度。 為了使汽車在任何類型的路面上通用，現代汽車模型的製造商為其產品配備了可切換的 ABS。

有哪些故障

至於防抱死制動系統的可靠性，它是汽車中最可靠的系統之一。 它的元素很少失敗，而最常見的原因是違反操作和維護規則。 所有電子零件均通過保險絲和繼電器可靠地防止過載，因此控制單元不會發生故障。

最常見的系統故障是車輪傳感器故障，因為它們位於很難排除水，灰塵或污垢進入的位置。 如果輪轂軸承太鬆，傳感器將發生故障。

其他問題已經更多地與汽車的附帶系統相關。 這樣的一個例子是機器的電網中的電壓降。 在這種情況下，由於激活了繼電器，ABS將被停用。 通過網絡中的電湧可以觀察到相同的問題。

如果防抱死制動系統自行關閉，請不要驚慌-汽車的行為就像沒有ABS。

帶有ABS的汽車的製動系統的維修和保養具有其自身的特點。 例如，在更換制動液之前，先關閉點火開關，然後踩下制動器並釋放幾次（約20次）。 這將釋放閥體蓄能器中的壓力。 有關如何正確更換制動液然後放氣系統的信息，請閱讀 在另一篇文章中.

駕駛員將通過儀表板上的相應信號立即了解ABS故障。 如果警告燈亮起然後熄滅-您應注意車輪傳感器的接觸。 由於失去接觸，控制單元很可能不會從這些元件接收信號，並發出故障信號。

系統優缺點

無需多談防抱死制動系統的優點，因為其主要優點是在製動過程中發生車輪打滑時穩定汽車。 這是具有這種系統的汽車的優點：

• 在下雨或結冰時（濕滑的瀝青），汽車錶現出更大的穩定性和可控制性。
• 進行操縱時，您可以主動使用制動器，以獲得更好的轉向響應；
• 在光滑的表面上，制動距離比沒有ABS的汽車短。

該系統的缺點之一是它不能很好地應對軟路面。 在這種情況下，如果車輪被卡住，制動距離將更短。 儘管最新的ABS修改已經考慮了土壤的特性（在變速箱選擇器上選擇了適當的模式），並適應了給定的路況。

此外，以下視頻介紹了ABS的工作原理及其優點：

ABS工作原理

主題視頻

在評論的最後，我們提供了一個簡短的視頻，介紹如何在有和沒有 ABS 的汽車上製動：

帶或不帶 ABS 的製動

問題與解答：

防抱死制動系統是什麼意思？ 它是一種電子系統，通過短暫降低制動液壓力來防止車輪在製動過程中抱死。

什麼是防抱死制動系統？ 如果急剎車，車輪可能會失去牽引力，汽車會變得不穩定。 ABS 提供脈衝制動，使車輪保持牽引力。

防抱死制動系統如何工作？ 電子設備監控車輪抱死和車輪打滑。 由於每個制動鉗上的閥門，特定活塞上的 TJ 壓力得到調節。

如何使用防抱死制動系統進行製動？ 在配備 ABS 的汽車中，您需要一直踩下踏板，系統本身會提供脈衝制動。 剎車時無需踩下/鬆開踏板。