机械式副刹车怎么改装

　　Anti-lock Brake System（防锁死制动系统） ABS 理论依据及作用原理 　　两物体的切向（切面方向）摩擦力是由垂向作用力（对车与地即是车的重力）和摩擦系数决定的，滑动摩擦系数一般是固定值，静摩擦是从零到最大静摩擦系数的作用区间，除切向相对运动与静止不同外其他条件相同时最大静摩擦系数较大于滑动摩擦系数，即最大静摩擦力大于滑动摩擦力（对车都是可实现的制动力）。 　　ABS防抱死制动系统就是将车辆制动时车轮与地面的滑动摩擦设法尽可能转变为静摩擦（此时车轮与地面的接触部分相对保持静止，车未停止，车轮不是抱死而是滚动，制动系统可在车轮上实施界于最大静摩擦力大小的制动力，这时保持转动的车轮与地面的静摩擦是滚动摩擦），以增大制动力。 　　ABS 防抱死制动系统 　　“ABS”中文译为“防锁死刹车系统”.它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统。ABS是常规刹车装置基础上的改进型技术，可分机械式和电子式两种。现代汽车上大量安装防抱死制动系统，ABS既有普通制动系统的制动功能，又能防止车轮锁死，使汽车在制动状态下仍能转向，保证汽车的制动方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏，是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动装置。 　　以前消费者买车，都把有没有ABS作为一个重要指标。随着技术的发展，目前，我国绝大部分轿车已经将ABS作为标准配置。但对于ABS的认识以及如何正确使用，很多驾驶员还不是很清楚，甚至还出现了一些对ABS的误解。一些驾驶员认为ABS就是缩短制动距离的装置，装备ABS的车辆在任何路面的制动距离肯定比未装备ABS的制动距离要短，甚至有人错误地认为在冰雪路面上的制动距离能与在沥青路面上的制动距离相当；还有一些驾驶员认为只要配备了ABS，即使在雨天或冰雪路面上高速行驶，也不会出现车辆失控现象。 ABS并不是如有些人所想的那样，大大提高汽车物理性能的极限。严格来说，ABS的功能主要在物理极限的性能内，保证制动时车辆本身的操纵性及稳定性。同时，在加速的时候，也能防止轮胎的纯滑移，提高了加速性能和操作稳定性。 　　ABS的应用 　　ABS的全名是Anti-lock Brake System（防锁死制动系统）或Anti-skid Braking System（防滑移制动系统），它能有效控制车轮保持在转动状态，提高制动时汽车的稳定性及较差路面条件下的汽车制动性能。ABS通过安装在各车轮或传动轴上的转速传感器不断检测各车轮的转速，由计算机算出当时的车轮滑移率，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制动状态。 　　1906年ABS首次被授予专利，1936年博世注册了一项防止机动车辆车轮抱死的“机械”专利。所有的早期设计都有着同样的问题：因过于复杂而容易导致失败，并且它们运作太慢。1947年世界上第一套ABS系统首次应用于B-47轰炸机上。Teldix公司在1964年开始研究这个项目，其ABS研究很快被博世全部接管。两年内，首批ABS测试车辆已具有缩短制动距离的功能。转弯时车辆转向性和稳定性也被保证，但当时应用的大约1000个模拟部件和安全开关，这意味着被称为ABS 1系统的电子控制单元的可靠性和耐久性还不能够满足大规模生产的要求，需要改进。博世在电子发动机管理的发展过程中获得的技术，数字技术和集成电路(ICs)的到来使电子部件的数量降低到140个。 　　1968年ABS开始研究应用于汽车上。1975年由于美国联邦机动车安全标准121款的通过，许多重型卡车和公共汽车装备了ABS，但由于制动系统的许多技术问题和卡车行业的反对，在1978年撤消了这一标准。同年博世作为世界上首家推出电子控制功能的ABS系统的公司，将这套ABS 2的系统开始安装作为选配配置，并装配在梅赛德斯-奔驰S级车上，然后很快又配备在了宝马7系列豪华轿车上。在这一时期之后美国对ABS的进一步研究和设计工作减少了，可是欧洲和日本的制造厂家继续精心研制ABS。 　　进入20世纪80年代以后，由于进口美国的汽车装备有ABS，美国汽车制造厂对美国汽车市场上的ABS显示出新的兴趣。随着微电子技术的飞速发展和人们对汽车行车安全的强烈要求，ABS装置在世界汽车行业进一步得到广泛应用。1987年美国大约3%的汽车装备有非常可靠的ABS。在随后的时间里，研发者集中于简化系统。在1989年，博世的工程师成功地将一个混合的控制单元直接附在了液压模块上。这样他们就无需连接控制单元和液压模块的线束，也无需接插件，所以显著地减轻了ABS 2E的整体重量。 　　博世的工程师在1993年，使用新的电磁阀创造了ABS 5.0，并且在后来的几年研发了5.3 和5.7 版。新一代的ABS 8的主要特性是再次极大地减轻了重量、减少了体积、增大了内存，同时增加了更多功能，如电子分配制动压力，从而取代了减轻后轴制动压力的机械机构。当年有些汽车工业分析专家预言得到了证实：到20世纪90年代中期以后，世界市场上的大多数汽车和卡车将装备ABS。 　　ABS的功用 　　ABS的主要作用是改善整车的制动性能，提高行车安全性，防止在制动过程中车轮抱死（即停止滚动），从而保证驾驶员在制动时还能控制方向，并防止后轴侧滑。其工作原理为：紧急制动时，依靠装在各车轮上高灵敏度的车轮转速传感器，一旦发现某个车轮抱死，计算机立即控制压力调节器使该轮的制动分泵泄压，使车轮恢复转动，达到防止车轮抱死的目的。ABS的工作过程实际上是“抱死—松开—抱死—松开”的循环工作过程，使车辆始终处于临界抱死的间隙滚动状态，有效克服紧急制动时由车轮抱死产生的车辆跑偏现象，防止车身失控等情况的发生。 　　ABS的种类可分机械式和电子式两种。机械式ABS结构简单，主要利用其自身内部结构达到简单调节制动力的效果。该装置工作原理简单，没有传感器来反馈路面摩擦力和轮速等信号，完全依靠预先设定的数据来工作，不管是积水路面、结冰路面或是泥泞路面和良好的水泥沥青路面，它的工作方式都是一样的。严格地说，这种ABS只能叫做 “高级制动系统（Advanced Brake System）”。目前，国内只有一些低端的皮卡等车型仍在使用机械式ABS。 　　机械式ABS只是用部件的物理特性去机械的动作，而电子式ABS是运用电脑对各种数据进行分析运算从而得出结果的。电子式ABS由轮速传感器、线束、电脑、ABS液压泵、指示灯等部件构成。能根据每个车轮的轮速传感器的信号，电脑对每个车轮分别施加不同的制动力，从而达到科学合理分配制动力的效果。 　　最早的ABS系统为二轮系统。所谓二轮系统就是将ABS装在汽车的两个后轮上。由于两后轮公用一条制动液压管路和一个控制阀，所以又称做“单通道控制系统”。这种系统是根据两个后车轮中附着力较小的车轮状态来选定制动压力，这被称为“低选原则”。也就是说，采用低选原则的ABS车辆的一个后轮有抱死趋势时，系统只能给两个后轮同时泄压。又由于前轮没有防抱死功能，因而，二轮系统难以达到最佳制动效果。 　　随着相关技术的发展，后来出现了“三通道控制系统”，该系统是在二轮系统基础上，将两前轮由两条单独的管路独立控制。虽然后轮还是采用“低选原则”，但由于实现了紧急制动时的转向功能及防止后轴侧滑的功能，所以这种系统具备了现代ABS的主要特点。至今，市面上还有车辆采用这种三通道控制的ABS系统。 　　目前，装备在车辆上最常见的是四传感器四通道ABS系统，每个车轮都由独立的液压管路和电磁阀控制，可以对单个车轮实现独立控制。这种结构能实现良好的防抱死功能。 　　ABS的两种控制方式 　　1．双参数控制 　　双参数控制的ABS，由车速传感器（测速雷达）、轮速传感器、控制装置（电脑）和执行机构组成。其工作原理是车速传感器和轮速传感器，分别将车速和轮速信号输入电脑，由电脑计算出实际滑移率，并与理想滑移率15％一20％作比较，再通过电磁阀增减制动器的制动力。 　　这种曳速传感器常用多普勒测速雷达。当汽车行驶时，多普勒雷达天线以一定频率不断向地面发射电磁波，同时又接收反射回来的电磁波，测量汽车雷达发射与接收的差值，便可以准确计算出汽车车速。而轮速传感器装在变速器外壳，由变速器输出轴驱动，它是一个脉冲电机，所产生的频率与轮速成正比。 　　执行机构由电磁阀及继电器等组成。电磁阀调整制动力，以便保持理想的滑移率。这种ABS可保证滑移率的理想控制，防抱制动性能好，但由于增加了一个测速雷达，因此结构较复杂，成本也较高。例如社沈树盛审报的专利（专利号92221809．9）。 　　2．单参数控制 　　它以控制车轮的角减速度为对象，控制车轮的制动力，实现防抱死制动，其结构主要由轮速传感器、控制器（电脑）及电磁阀组成。 　　附图一 轮速传感器由传感器和齿圈钢环组成（见图2） 　　1．电缆 2．永磁体 3．外壳 4，传感线圈 5，极轴 6．齿圈 　　为了准确无误地测量轮速，传感头与车轮齿圈间应留有1mm间隙。为避免水、泥、灰尘对传感器的影响，安装前应将传感器加注黄油。 　　电磁阀用于车轮制动器的压力调节。对于四通道制动系统，一个车轮圈有一个电磁阀；三通道制动系统，每个前轮拥有一个，两个后轮共用一个。电磁阀有三个液压孔，分别与制动主缸与车轮制动分缸相连，并能实现压力升高、压力保持、压力降低的调压功能。工作原理如下。 　　1）升压：在电磁阀不工作时，制动主缸接口和各制动分缸接口直通。由于主弹簧强度大，使进油阀开启，制动器压力增加。 　　2）压力保持：当车轮的制动分缸中的压力增长到一定值时，进油阀切断关闭。支架就保持在中间状态，三个孔间相互密封，保持制动压力。 　　3）降压：当电磁阀工作时，支架克服两个弹簧的弹力，打开卸荷肉使制动分缸压力降低。压力一旦降低，电磁阀就转换到压力保持状态，或升压的准备状态。 　　控制装置ECU的主要任务是把各车轮的传感器传回来的信号进行计算、分析、放大和判别，再由输出级将指令信号输出到电磁阀，去执行制动压力调节任务。电子控制装置，由四大部分组成，输入级A、控制器B、输出级C，稳压与保护装置D. 　　电子控制器以4一101tz的频率驱动电磁阀，这是驾驶员无法做到的。 　　这种单参数控制方式的ABS，由于结构简单、成本低，故目前使用较广。 　　在美国克莱斯勒型高级轿车中大多配备了这种单参数控制方式的ABS。它在轿车的四个轮上都装有轮速传感器。分配阀（见图5）是一个三通道的分配阀，它位于制动油泵总成的下方。 　　附图2 在车轮轴上安装有45齿或100齿的齿圈，轮速传感器的传感头装在齿圈的顶上。当车轮转动时，使传感器不断产生电压信号，并输入电脑，与RoM中理想速度比较，算出车轮的增速或减速，向电磁阀发出升压或卸压的指令，以控制制动分缸制动力。走出ABS误区 　　开篇中那些对ABS的误解，需要解释一下。如果汽车车轮在制动时抱死，汽车能得到的侧向附着力是最小的。这时，由于路面附着系数的不平衡、汽车本身制动力的不平衡、悬架的不平衡、汽车轮胎气压、路面弯度、颠簸或坡度等因素都可能会使汽车发生侧滑、甩尾或失控。另外，由于车辆前轮抱死，汽车会失去转向能力。一个性能优良的汽车防抱死制动系统，在制动时能够将汽车车轮的滑移率控制在20%～30%之间，车轮在这种状态下，能兼顾相对最大的纵向制动力和横向抓地力，有效地保证车辆不会发生失控状况。另外，在前轮不抱死的情况下，由于有一定的抓地力，汽车还可以按照驾驶员的意愿进行转向，从而控制车辆。为了将车轮滑移率控制在理想状态下，追求车辆的稳定性，可能会牺牲一些纵向的制动力。所以，ABS起作用时，不是在所有路面上制动距离都会缩短。 　　在冰雪路面上，由于地面提供的附着力比一般路面要小很多。ABS只能在这种附着力的基础上调节汽车的制动力，不会产生外加的制动因素。所以，在冰雪路面上的制动距离只能说比车轮抱死时短一些，比在一般路面上的制动距离还是长很多。 　　实际道路其实是很复杂的，诸如：路面附着系数不平衡、道路弯度或路面横向坡度、甚至汽车轮胎气压等汽车自身的原因，有很多因素能使汽车在制动时产生侧滑的运动趋势，这些因素都不是ABS本身能够克服的。所以，如果在冰雪路面上车速过快时紧急制动，遇到上述因素之一，当车辆离心力大于地面能够提供的最大侧向力时，就会使车辆形成失控趋势，这是非常危险的。 　　总之，任何装备都不是万能的，驾驶员必须通过自己的主观能动性实现安全驾驶。即使是性能优良的ABS在工作状态下稳定车辆的效果也是有限的，尤其是行驶在砂石路或冰雪路面上，更应保持充分的车距，减速慢行，不要完全依赖ABS系统。