气压制动系统ABS/ASR装置的工作原理与检修

摘要: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车轮打滑来达到目的,装有ASR的汽车综合这两种方法来工作,即ABS/ASR形式。文章对ABS/ASR装置的工作原理与检修作了简要的介绍。

关键词:ABS;ASR;气压制动系统

中图分类号:U469文献标识码:A文章编号:1009-2374(2009)21-0188-02

一、ABS装置的工作原理与检修

气压制动系统的防抱死和防滑转装置的工作原理,与液压制动控制系统的同类装置,工作原理类同。不同之处是工作介质是否循环使用,因液压制动控制系统,为了防止制动油液消耗,用专设的油泵循环控制;而气压制动控制系统,因气源充足,直接将工作后的压缩空气放掉。可见,气压制动控制系统的结构较简单、且故障率少。

(一)安全措施及故障查询

该装置是由:五孔阀体、膜片式进气阀、膜片式排气阀、进气电磁阀(常闭)、排气电磁阀(常开)等组成。该两位三通电磁阀(2/3),串装在制动气室附近的管路中,固装在车架上。

(二)气压制动控制系统ASR装置原理

1.不制动时。两个电磁阀均不导通,进气电磁阀常闭,排气电磁阀常开,两个膜片阀都在其弹簧的作用下关闭,随时可以投入制动。

2.制动时。两个电磁阀也不导通,制动阀的压缩空气,进入膜片式进气阀的右侧,因进气电磁阀处于关闭状态,切断了压缩空气与进气膜片左侧控制气室的通道。此时,控制气室通大气,在压力差的作用下,膜片式进气阀打开,压缩空气即进入通往制动气室的管路。又因排气电磁阀也未导通,处于开启状态,压缩空气进入膜片式排气阀右侧控制气室,在其弹簧力和气压的作用下,膜片式排气阀保持可靠的关闭,压缩空气畅通无阻的流入制动气室,产生随动制动作用。

3.防抱死降压时。当某一车轮将要抱死时,轮速信号给电脑ECU,即以占空比方式,使进、排气电磁阀都导通,进气电磁阀打开,关闭了大气通道,压缩空气即进入其膜片阀控制气室,使膜片进气阀处于关闭状态。而排气电磁阀导通则关闭,切断了膜片阀控制气室与压缩空气的通道,并打开了大气通道,其膜片在气压差的作用下而开启,使制动气室与大气相通,制动气压随之下降,防止了该车轮抱死。

4.防抱死保压时。当将要抱死的车轮角速度信号,处于最佳状态时,ECU只导通进气电磁阀,使其开启,并切断膜片阀左侧控制气室与大气的通道,压缩空气使膜片进气阀关闭,切断了制动阀与制动气室的通路。由于排气电磁阀仍处于开启状态,其膜片阀处于关闭状态,故制动气室中的气压保持不变(双阀关闭)。

5.防抱死升压时。当该车轮的轮速信号从最佳状态加快时,ECU即发令使两个电磁阀都不导通,恢复正常制动状态,制动气室的气压即随动升高。

可见,ABS防抱死的调压过程是:降压―保压―升压,三个连续的工作过程,使车轮在制动时,处于最佳状态,提高了附着力的利用率和制动效能。

二、气压制动控制系统ASR装置与检修

(一)ASR装置简介

ASR防滑转装置是由:ABS/ASR共用电脑ECU、压力调节器、直流步进式伺服电机、控制按钮开关等组成。ASR压力调节器串接在驱动轮的制动管路中,用来对驱动轮单独进行压力调节;而伺服电机则连接在高压喷油泵的供油拉杆上,用来对两驱动轮进行统一调节。

(二)安全措施及故障查询

ASR装置只对两驱动轮进行控制,只在湿滑的路面上行驶时,在一定的车速范围内进行防滑转调节,多在30km/h以内车速区工作。当车速较高时,因行驶惯性较大,就没有必要调节了。为此,增设了车速设定开关和中断开关,以便司机根据路面情况和滑转时的车速值,选定ASR装置的使用时机。当打开车速设定开关后,汽车即处于防滑转状态;又当汽车在良好的道路上行驶时,可打开中断开关,汽车就仃止防滑转控制。以减轻因发动机转动惯量对传动系统和差速器额外的工作负载,主要是扭转振动和差速器行星齿轮自转磨损和差速器行星齿轮自转磨损。

三、ASR压力调节器的工作原理

它是由五孔阀体、两个两位三通电磁阀(2/3)、两个控制柱塞及回位弹簧等组成,装于汽车后部的车架上,串接在制动阀与两后驱动轮的压力调节器之间。每组电磁阀各控制一个驱动轮的制动气室(中经ABS压力调节器),气源直接由存气筒供给,它实际上是一个压缩空气的继动截止阀。由于防滑转控制不是全制动气压,故采用控制通道较小的继动控制柱塞阀。

1.当驱动轮不滑转时,两个电磁阀都不导通,为关闭状态,控制柱塞在其弹簧和压缩空气的作用下关闭,切断压缩空气道而不投入工作。

2.当某一驱动轮滑转时,高频率和高电位信号给ECU,ECU将该信号与另一驱动轮和非驱动轮的轮速信号相比较,判定该轮处于滑转状态,即对该轮的电磁阀进行导通控制,根据滑转程度的大小,以占空比的方式通断,改变压缩空气量的多少,对该轮施加定量的制动力矩,并通过差速器行星齿轮的自转,推动附着良好车轮的牵引力加大,其加大值与制动力矩成正比的变化。从而加大了汽车牵引力和爬坡能力,减小了轮胎的消耗,提高了在湿滑路面上的起步加速能力,使行驶平稳性大幅度的提高。

3.当两个驱动轮都滑转时,通过和非驱动轮角速度信号的对比,ECU发令使直流步进式伺服电机动作,将高压喷油泵的供油拉杆向减油方向移动,降低发动机的转速和转矩(Me),使驱动轮的牵引力(Ft)减小,将牵引力控制在最佳的行驶状态下(Ft≤Fφ附着力),防止了两个驱动轮的滑转,提高了汽车的加速能力和行驶的平稳性。因直流步进式伺服电机与供油拉杆的连接是单向传动关系,连接点产生了空行程,再踩加速踏板就失去了加油的能力,只能依靠直流步进式伺服电机来随动操纵供油量的多少。

四、结语

10年前,如果轿车安装有ABS(防抱死制动系统),不但说明该车的安全性能出类拔萃,而且档次也相当高级。今天,安装ABS的轿车已经相当普遍,经济型车也安装有ABS。随着对汽车安全性能的要求越来越高,一些中、高档级的轿车已经不满足于ABS,还安装了ASR(驱动防滑系统,又称牵引力控制系统)或者ESP(电控行驶平稳系统),使汽车的安全性能进一步提高。

作者简介:陶乃壮(1978-),男,山东巨野人,供职于济宁市公路管理局嘉祥公路局,研究方向:机械工程;杨延东(1979-),男,山东嘉祥人,供职于济南历下研硕汽车维修中心,研究方向:液压与机械工程;肖时利(1979-),男,山东嘉祥人,供职于济宁市公路管理局嘉祥公路局,研究方向机械工程。