防抱死

抱死，是指汽車在剎車過程中一次制動，輪胎不再旋轉。容易造成汽車失去控制，造成交通事故等危害。防抱死，顧名思義是防止汽車一次制動，採用間歇性制動剎車。

基本介紹

• 中文名：防抱死
• 作用力：兩物體的切向（切面方向）摩擦力
• 變化：滑動摩擦設法儘可能轉變為靜摩擦
• 特點：ABS防抱死制動系統

作用原理

兩物體的切向（切面方向）摩擦力是由垂向作用力（對車與地即是車的重力）和摩擦係數決定的，滑動摩擦係數一般是固定值，靜摩擦是從零到最大靜摩擦係數的作用區間，除切向相對運動與靜止不同外其他條件相同時最大靜摩擦係數較大於滑動摩擦係數，即最大靜摩擦力大於滑動摩擦力（對車都是可實現的制動力）。

ABS防抱死制動系統就是將車輛制動時車輪與地面的滑動摩擦設法儘可能轉變為靜摩擦（此時車輪與地面的接觸部分相對保持靜止，車未停止，車輪不是抱死而是滾動，制動系統可在車輪上實施界於最大靜摩擦力大小的制動力，這時保持轉動的車輪與地面的靜摩擦是滾動摩擦），以增大制動力。

ABS防抱死制動系統

“ABS”中文譯為“防鎖死剎車系統”.它是一種具有防滑、防鎖死等優點的汽車安全控制系統。ABS是常規剎車裝置基礎上的改進型技術，可分機械式和電子式兩種。現代汽車上大量安裝防抱死制動系統，ABS既有普通制動系統的制動功能，又能防止車輪鎖死，使汽車在制動狀態下仍能轉向，保證汽車的制動方向穩定性，防止產生側滑和跑偏，是目前汽車上最先進、制動效果最佳的制動裝置。

以前消費者買車，都把有沒有ABS作為一個重要指標。隨著技術的發展，目前，我國絕大部分轎車已經將ABS作為標準配置。但對於ABS的認識以及如何正確使用，很多駕駛員還不是很清楚，甚至還出現了一些對ABS的誤解。一些駕駛員認為ABS就是縮短制動距離的裝置，裝備ABS的車輛在任何路面的制動距離肯定比未裝備ABS的制動距離要短，甚至有人錯誤地認為在冰雪路面上的制動距離能與在瀝青路面上的制動距離相當；還有一些駕駛員認為只要配備了ABS，即使在雨天或冰雪路面上高速行駛，也不會出現車輛失控現象。 ABS並不是如有些人所想的那樣，大大提高汽車物理性能的極限。嚴格來說，ABS的功能主要在物理極限的性能內，保證制動時車輛本身的操縱性及穩定性。同時，在加速的時候，也能防止輪胎的純滑移，提高了加速性能和操作穩定性。

ABS的套用

ABS的全名是Anti-lock Brake System（防鎖死制動系統）或Anti-skid Braking System（防滑移制動系統），它能有效控制車輪保持在轉動狀態，提高制動時汽車的穩定性及較差路面條件下的汽車制動性能。ABS通過安裝在各車輪或傳動軸上的轉速感測器不斷檢測各車輪的轉速，由計算機算出當時的車輪滑移率，並與理想的滑移率相比較，做出增大或減小制動器制動壓力的決定，命令執行機構及時調整制動壓力，以保持車輪處於理想制動狀態。

1906年ABS首次被授予專利，1936年博世註冊了一項防止機動車輛車輪抱死的“機械”專利。所有的早期設計都有著同樣的問題：因過於複雜而容易導致失敗，並且它們運作太慢。1947年世界上第一套ABS系統首次套用於B-47轟炸機上。Teldix公司在1964年開始研究這個項目，其ABS研究很快被博世全部接管。兩年內，首批ABS測試車輛已具有縮短制動距離的功能。轉彎時車輛轉向性和穩定性也被保證，但當時套用的大約1000個模擬部件和安全開關，這意味著被稱為ABS 1系統的電子控制單元的可靠性和耐久性還不能夠滿足大規模生產的要求，需要改進。博世在電子發動機管理的發展過程中獲得的技術，數位技術和積體電路(ICs)的到來使電子部件的數量降低到140個。

1968年ABS開始研究套用於汽車上。1975年由於美國聯邦機動車安全標準121款的通過，許多重型卡車和公共汽車裝備了ABS，但由於制動系統的許多技術問題和卡車行業的反對，在1978年撤消了這一標準。同年博世作為世界上首家推出電子控制功能的ABS系統的公司，將這套ABS 2的系統開始安裝作為選配配置，並裝配在梅賽德斯-賓士S級車上，然後很快又配備在了寶馬7系列豪華轎車上。在這一時期之後美國對ABS的進一步研究和設計工作減少了，可是歐洲和日本的製造廠家繼續精心研製ABS。

進入20世紀80年代以後，由於進口美國的汽車裝備有ABS，美國汽車製造廠對美國汽車市場上的ABS顯示出新的興趣。隨著微電子技術的飛速發展和人們對汽車行車安全的強烈要求，ABS裝置在世界汽車行業進一步得到廣泛套用。1987年美國大約3%的汽車裝備有非常可靠的ABS。在隨後的時間裡，研發者集中於簡化系統。在1989年，博世的工程師成功地將一個混合的控制單元直接附在了液壓模組上。這樣他們就無需連線控制單元和液壓模組的線束，也無需接外掛程式，所以顯著地減輕了ABS 2E的整體重量。

博世的工程師在1993年，使用新的電磁閥創造了ABS 5.0，並且在後來的幾年研發了5.3 和5.7 版。新一代的ABS 8的主要特性是再次極大地減輕了重量、減少了體積、增大了記憶體，同時增加了更多功能，如電子分配製動壓力，從而取代了減輕後軸制動壓力的機械機構。當年有些汽車工業分析專家預言得到了證實：到20世紀90年代中期以後，世界市場上的大多數汽車和卡車將裝備ABS。

ABS的功用

ABS的主要作用是改善整車的制動性能，提高行車安全性，防止在制動過程中車輪抱死（即停止滾動），從而保證駕駛員在制動時還能控制方向，並防止後軸側滑。其工作原理為：緊急制動時，依靠裝在各車輪上高靈敏度的車輪轉速感測器，一旦發現某個車輪抱死，計算機立即控制壓力調節器使該輪的制動分泵泄壓，使車輪恢復轉動，達到防止車輪抱死的目的。ABS的工作過程實際上是“抱死—鬆開—抱死—鬆開”的循環工作過程，使車輛始終處於臨界抱死的間隙滾動狀態，有效克服緊急制動時由車輪抱死產生的車輛跑偏現象，防止車身失控等情況的發生。

ABS的種類可分機械式和電子式兩種。機械式ABS結構簡單，主要利用其自身內部結構達到簡單調節制動力的效果。該裝置工作原理簡單，沒有感測器來反饋路面摩擦力和輪速等信號，完全依靠預先設定的數據來工作，不管是積水路面、結冰路面或是泥濘路面和良好的水泥瀝青路面，它的工作方式都是一樣的。嚴格地說，這種ABS只能叫做 “高級制動系統（Advanced Brake System）”。目前，國內只有一些低端的皮卡等車型仍在使用機械式ABS。

機械式ABS只是用部件的物理特性去機械的動作，而電子式ABS是運用電腦對各種數據進行分析運算從而得出結果的。電子式ABS由輪速感測器、線束、電腦、ABS液壓泵、指示燈等部件構成。能根據每個車輪的輪速感測器的信號，電腦對每個車輪分別施加不同的制動力，從而達到科學合理分配製動力的效果。

最早的ABS系統為二輪系統。所謂二輪系統就是將ABS裝在汽車的兩個後輪上。由於兩後輪公用一條制動液壓管路和一個控制閥，所以又稱做“單通道控制系統”。這種系統是根據兩個後車輪中附著力較小的車輪狀態來選定製動壓力，這被稱為“低選原則”。也就是說，採用低選原則的ABS車輛的一個後輪有抱死趨勢時，系統只能給兩個後輪同時泄壓。又由於前輪沒有防抱死功能，因而，二輪系統難以達到最佳制動效果。

隨著相關技術的發展，後來出現了“三通道控制系統”，該系統是在二輪系統基礎上，將兩前輪由兩條單獨的管路獨立控制。雖然後輪還是採用“低選原則”，但由於實現了緊急制動時的轉向功能及防止後軸側滑的功能，所以這種系統具備了現代ABS的主要特點。至今，市面上還有車輛採用這種三通道控制的ABS系統。

目前，裝備在車輛上最常見的是四感測器四通道ABS系統，每個車輪都由獨立的液壓管路和電磁閥控制，可以對單個車輪實現獨立控制。這種結構能實現良好的防抱死功能。

ABS控制方式

1．雙參數控制

雙參數控制的ABS，由車速感測器（測速雷達）、輪速感測器、控制裝置（電腦）和執行機構組成。其工作原理是車速感測器和輪速感測器，分別將車速和輪速信號輸入電腦，由電腦計算出實際滑移率，並與理想滑移率15%一20%作比較，再通過電磁閥增減制動器的制動力。

這種曳速感測器常用都卜勒測速雷達。當汽車行駛時，都卜勒雷達天線以一定頻率不斷向地面發射電磁波，同時又接收反射回來的電磁波，測量汽車雷達發射與接收的差值，便可以準確計算出汽車車速。而輪速感測器裝在變速器外殼，由變速器輸出軸驅動，它是一個脈衝電機，所產生的頻率與輪速成正比。

執行機構由電磁閥及繼電器等組成。電磁閥調整制動力，以便保持理想的滑移率。這種ABS可保證滑移率的理想控制，防抱制動性能好，但由於增加了一個測速雷達，因此結構較複雜，成本也較高。例如汽車雜誌社沈樹盛審報的專利（專利號92221809．9）。

2．單參數控制

它以控制車輪的角減速度為對象，控制車輪的制動力，實現防抱死制動，其結構主要由輪速感測器、控制器（電腦）及電磁閥組成。

輪速感測器由感測器和齒圈鋼環組成（見圖2）

1．電纜 2．永磁體 3．外殼 4，感測線圈 5，極軸 6．齒圈

為了準確無誤地測量輪速，感測頭與車輪齒圈間應留有1mm間隙。為避免水、泥、灰塵對感測器的影響，安裝前應將感測器加注黃油。

電磁閥用於車輪制動器的壓力調節。對於四通道制動系統，一個車輪圈有一個電磁閥；三通道制動系統，每個前輪擁有一個，兩個後輪共用一個。電磁閥有三個液壓孔，分別與制動主缸與車輪制動分缸相連，並能實現壓力升高、壓力保持、壓力降低的調壓功能。工作原理如下。

1）升壓：在電磁閥不工作時，制動主缸接口和各制動分缸接口直通。由於主彈簧強度大，使進油閥開啟，制動器壓力增加。

2）壓力保持：當車輪的制動分缸中的壓力增長到一定值時，進油閥切斷關閉。支架就保持在中間狀態，三個孔間相互密封，保持制動壓力。

3）降壓：當電磁閥工作時，支架克服兩個彈簧的彈力，打開卸荷肉使制動分缸壓力降低。壓力一旦降低，電磁閥就轉換到壓力保持狀態，或升壓的準備狀態。

控制裝置ECU的主要任務是把各車輪的感測器傳回來的信號進行計算、分析、放大和判別，再由輸出級將指令信號輸出到電磁閥，去執行制動壓力調節任務。電子控制裝置，由四大部分組成，輸入級A、控制器B、輸出級C，穩壓與保護裝置D.

電子控制器以4一101tz的頻率驅動電磁閥，這是駕駛員無法做到的。

這種單參數控制方式的ABS，由於結構簡單、成本低，故目前使用較廣。

在美國克萊斯勒型高級轎車中大多配備了這種單參數控制方式的ABS。它在轎車的四個輪上都裝有輪速感測器。分配閥（見圖5）是一個三通道的分配閥，它位於制動油泵總成的下方。

在車輪軸上安裝有45齒或100齒的齒圈，輪速感測器的感測頭裝在齒圈的頂上。當車輪轉動時，使感測器不斷產生電壓信號，並輸入電腦，與RoM中理想速度比較，算出車輪的增速或減速，向電磁閥發出升壓或卸壓的指令，以控制制動分缸制動力。

走出ABS誤區

開篇中那些對ABS的誤解，需要解釋一下。如果汽車車輪在制動時抱死，汽車能得到的側向附著力是最小的。這時，由於路面附著係數的不平衡、汽車本身制動力的不平衡、懸架的不平衡、汽車輪胎氣壓、路面彎度、顛簸或坡度等因素都可能會使汽車發生側滑、甩尾或失控。另外，由於車輛前輪抱死，汽車會失去轉向能力。一個性能優良的汽車防抱死制動系統，在制動時能夠將汽車車輪的滑移率控制在20%～30%之間，車輪在這種狀態下，能兼顧相對最大的縱向制動力和橫向抓地力，有效地保證車輛不會發生失控狀況。另外，在前輪不抱死的情況下，由於有一定的抓地力，汽車還可以按照駕駛員的意願進行轉向，從而控制車輛。為了將車輪滑移率控制在理想狀態下，追求車輛的穩定性，可能會犧牲一些縱向的制動力。所以，ABS起作用時，不是在所有路面上制動距離都會縮短。

在冰雪路面上，由於地面提供的附著力比一般路面要小很多。ABS只能在這種附著力的基礎上調節汽車的制動力，不會產生外加的制動因素。所以，在冰雪路面上的制動距離只能說比車輪抱死時短一些，比在一般路面上的制動距離還是長很多。

實際道路其實是很複雜的，諸如：路面附著係數不平衡、道路彎度或路面橫向坡度、甚至汽車輪胎氣壓等汽車自身的原因，有很多因素能使汽車在制動時產生側滑的運動趨勢，這些因素都不是ABS本身能夠克服的。所以，如果在冰雪路面上車速過快時緊急制動，遇到上述因素之一，當車輛離心力大於地面能夠提供的最大側向力時，就會使車輛形成失控趨勢，這是非常危險的。

總之，任何裝備都不是萬能的，駕駛員必須通過自己的主觀能動性實現安全駕駛。即使是性能優良的ABS在工作狀態下穩定車輛的效果也是有限的，尤其是行駛在砂石路或冰雪路面上，更應保持充分的車距，減速慢行，不要完全依賴ABS系統。

ABS使用常識

現在基本上所有的乘用車都加裝了ABS系統，對提升車輛的主動安全性能起到了很大的作用，但若使用不當，效果也會大打折扣。在這裡，我們對ABS的使用原則歸納為“四要、七不要”。

四要

1.要始終踩住制動踏板不放鬆，這樣才能保證足夠和持續的制動力，使ABS有效地發揮作用。

2.要保持足夠的安全車距。一般情況下，最小車距不應低於50m，當車速超過50km/h時，最小車距與車速數值相同，如100km/h時最小車距為100m，120km/h時，最小車距為120m。

3.要事先熟悉ABS，使自己對ABS工作時的制動踏板抖動有準備和適應能力。

4.要事先閱讀汽車駕駛員手冊，從而進一步地理解安裝ABS的汽車生產廠提供的各種操作說明。

七不要

1.不要認為有了ABS就可以隨心所欲地駕駛。ABS也不是絕對保險的，在車速過高和轉彎過急的情況下，若車輛制動得過急過猛，則汽車仍然會產生側滑。因此，即使你的汽車裝有ABS，你也仍然需要謹慎駕駛。

2.不要採用“點剎”制動。未裝有ABS的車輛在濕滑路面及車速較高情況下實施制動時，需要採用“點剎”的辦法達到安全制動的目的。而裝上ABS後，由於ABS能自動調整制動力，因此在實施緊急制動時，可一腳將踏板踩到底而不鬆開，不要擔心車輪抱死打滑，否則將大大延長制動距離。

3.不要被ABS的抖動嚇住。ABS在起作用時，會聽到它發出的噪音，該噪音是由液壓控制系統中的電磁閥和液壓泵工作時產生的，不要以為制動系統出了毛病而驚慌失措，更不可將腳從制動踏板上移開，這時仍然要將制動踏板踩死而不去管它。

4.不可忽視ABS指示燈的檢查。正常情況下，按通點火開關後，此燈應亮；大約3秒後自動熄滅。這一過程，實質上是電子控制裝置在按自檢程式對車輪感測器、液壓調節器的控制閥進行通電檢查，若此燈一直不亮，說明ABS有故障。

5.ABS指示燈不熄滅時不必恐慌。當行車中ABS出現故障時，防抱死制動系統自動將原制動系統的油路接通，汽車上的原制動系統仍然工作，只是沒有了ABS，注意檢修就可以了。

6．不可私自拆換ABS的電腦單元。如果電腦發現故障，應更換整個ABS單元。

7．對於裝配了ABS,但是希望改裝的車輛，請勿拆裝制動管路與ABS單元連線的螺母。

ABS又分電子式ABS和機械式ABS

1、電子式ABS是根據不同的車型所設計的，它的安裝需要專業的技術力量，如果換裝至另一輛車就必須改變它的線路設計和電瓶容量，沒有通用性；機械式ABS的通用性強，只要是液壓剎車裝置的車輛都可使用，可以從一輛車換裝到另一輛車上，而且安裝只要30分鐘。

2、電子式ABS的體積大，而成品車不一定有足夠的空間安裝電子ABS，相比之下，機械式的ABS的體積較小，占用空間少。

3、電子式ABS是在車輪鎖死的剎那開始作用，每秒鐘作用6~12次；機械式ABS在踩剎車時就開始工作，根據不同的車速，每秒鐘可作用60~120次。

機械式ABS的適用特性需要事先設定，在積水路面、冰雪路面、沙石路面、瀝青路面上，輪胎的摩擦係數不同，車速不同，需要的制動力也不相同。沒有即時的測量回饋系統，只依靠預先設定的闋值，適用範圍較窄，制動效果會有所降低。

在選購機械式ABS防抱死系統時應非常小心。仿造的ABS產品在外觀上與真品大同小異，結構也一樣，但劣質產品卻難以長期承受剎車油的腐蝕與高壓，時間一長橡膠還會老化變形，喪失應有的性能。

真品的橡膠閥囊浸泡在剎車油中可承受每平方英寸11000磅的高壓且長期不會發生變形。進口機械式ABS的價格在2000元左右，國產的只要200多元。