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气压防抱制动系统在商用车的应用

气压防抱制动系统在商用车的应用 2011年12月04日 来源： 最近的美国华尔街日报报道，美国政府在审查两年前凡士通轮胎所引发的一系列交通事故后，作出了为所有汽车装备防抱系统ABS的建议。同时，保险业的研究报告也公布了在所有汽车上装备ABS可减少致命交通事故9%的数据。由此可见，ABS在提高行车安全性方面具有重要的意义。气压ABS因其与商用车原有气压制动系统具有良好的兼容性和具有一定的成本优势（相对于液压ABS），进而在商用车领域获得了广阔的发展空间。诸如威伯科（WABCO）及克诺尔（KNORR-BREMSE）等公司开发生产的气压防抱死制动系统，实现了气压制动技术里程碑式的跨越。近年来，随着中国货运及客运业务的迅猛发展及大量国外先进商用车技术的引进，气压ABS在国产商用车中的应用逐渐增加，并显示出如同轿车液压ABS般迅速普及的趋势。据2002年北京国际汽车展资料显示，许多参展的国产商用车（包括东风公司的天龙大型载货车）都已经装备了气压ABS系统，其中某些车型甚至装备了国际先进的威伯科第四代商用车气压ABS（即D型）。本文将简要介绍气压防抱制动系统在商用车工程中的应用。

气压ABS的组成气压防抱制动系统（简称气压ABS）与液压防抱制动系统的制动力控制原理相似，即通过轮速传感器检测车轮的转速，当车轮出现滑动/抱死趋势或现象时，ABS电子控制单元ECU根据轮速传感器传送的信号，实时调节对应车轮的制动力，以避免车轮发生滑动/抱死，进而提高车辆紧急制动工况下的转向操纵性及行驶稳定性，确保驾驶者能够进行有效的紧急避让操纵及减少大多数路况下的紧急制动距离。气压ABS系统主要由电子控制单元ECU、调节阀、轮速传感器、ABS故障指示灯及诊断系统等组成。电子控制单元ECU电子控制单元ECU是气压ABS控制系统的核心部件，也是衡量ABS系统性能及功能等级的主要部件。根据安装型式的不同，ECU主要分为驾驶室安装型（Cab-mounted）和车架安装型（Frame-mounted）两大类。ECU与轮速传感器、调节阀、电源、指示灯、故障诊断连接器相连。在制动过程中，ECU根据轮速传感器反馈的轮速脉冲信号（是否发生滑动/抱死趋势），通过控制调节阀的动作实时调节对应车轮的制动力，进而及时消除对应车轮的抱死倾向。当气压ABS系统发生故障时，ECU实时地将故障信息传递至ABS故障指示灯并转化存储为相应的故障码。ECU还具有车载故障自动诊断功能。对于装备缓速器的商用车，当气压ABS系统进入工作状态时，缓速器控制系统在接收到ECU发送信号后中止缓速器动作；当ABS停止工作后，ECU触发缓速器重新进入正常工作状态。调节阀在气压制动系统工作过程中，ABS调节阀起到调节制动室气体压力的作用。在没有接收到ABS ECU的控制指令时，调节阀允许压缩气体自由通过，此时气体压力无衰减。ECU控制调节阀的动作主要分为改变通往制动室的气体压力，或保持气压管路的现有压力。典型的ABS调节阀总成由两只调节阀与一个中继阀（Relay Valve）组成。如果ABS具备牵引力控制功能，ABS调节阀总成中还将集成一个牵引力控制阀。当调节阀采用独立结构时，调节阀应布置在气压管路中的中继阀之后，并尽可能接近其对应的制动室，以确保最佳的控制效果。独立式调节阀通常具有三只气口，即进气口、输气口与排气口。- 进气口（Supply Port）接收来自快速释放阀或中继阀的压缩气体- 输气口（Delivery Port）将压缩气体输入制动室- 排气口（Exhaust Port）释放来自制动室的压缩气体ECU控制调节阀的基本原理如下：当车轮出现抱死倾向时，ECU发出控制指令触发电磁线圈，驱动进气口关闭及排气口打开；当排气口排出的气体足以消除车轮出现的抱死倾向时，ECU触发排气口关闭并根据现时制动状况，决定是否继续保持进气口关闭以维持现有压力，或打开进气口使制动室气压提升并循环上述动作。轮速传感器轮速传感器由两大主要部件组成：触发齿圈（Exciter）及信号拾取器（Pickup），另外还包括相关的导线及安装支架等。触发齿圈，简单地说就是带齿形切口的圆环。最常见的触发齿圈采用100只等分齿，但是具体齿数最终由系统设计所决定。信号拾取器，通常又统称为传感器。信号拾取器为封装件，根据外观可主要分为杆式拾取器及直角拾取器两种。当触发齿圈在其前方转动时，拾取器产生相应的电子脉冲，ECU根据该脉冲信号识别对应车轮的转速及加速/减速的速率。拾取器与齿圈之间距离的细微增大将导致脉冲信号强度的骤然衰退，所以轮速传感器是由相互间距离固定的拾取器、齿圈构成的一个整体，其间隔距离必须维持在汽车制造商规定的强制参数范围内。轮速传感器具有多种安装型式。在最常见的商用车气压ABS中，拾取器安装在车轮轴端的法兰上，而齿圈则安装在轮总上（或者与轮总集成一体）。气压ABS的系统构造根据采用的轮速传感器及调节阀的数量而定，商用车最常见的气压ABS可分为：- 4传感器/4调节阀(4S/4M)- 6传感器/4调节阀(6S/4M)- 6传感器/6调节阀(6S/6M)挂车最常见的气压ABS有2S/1M、2S/2M、4S/2M及4S/3M。ABS故障指示灯安装气压ABS的商用车，必须同时装备能够显示大部分ABS故障的黄色指示灯。内部（驾驶室内）ABS指示灯必须安装于驾驶者可直视的范围内，通常安装在仪表板上。ABS车载故障自动诊断虽然ABS车载故障自动诊断装置并非法规强制项目，但是几乎所有商用车的气压ABS都具有自动诊断功能。通常，自动诊断系统通过安装在驾驶室内的ABS故障指示灯，或安装在ECU上的LED灯指示ABS系统存在的故障。维修人员可以通过如下方法诊断出ABS的系统故障：- ABS指示灯或LED灯的闪烁信号；- 由专用诊断工具通过仪表板下方的接口读取系统存储的故障码。牵引力控制系统牵引力控制系统TCS（Traction Control System）的功能是避免车轮在动力状态下，尤其是在光滑路面上起步或加速时发生打滑/滑转（Spin）。目前，各制造商对此系统的叫法不一，主要有：自动牵引力控制ATC、自动防滑调节ASR及TCS等。TCS试图通过对打滑车轮施行制动或降低发动机输出扭矩的方法，使对应车轮恢复牵引功能。与ABS不同，TCS能够自动向对应车轮施加制动力而无需驾驶者踩压制动踏板。TCS不属于商用车法规的强制项目，但是TCS有助于气压ABS在避免驱动轮打滑的前提下提高车辆的牵引力。TCS是ABS常用的选装件，其电子控制部分与气压ABS电子控制单元ECU集成一体。当轮速传感器探测到某车轮的转速，高于同一车轴上另一端车轮的转速时，ECU迅速自动向对应车轮施加制动力，即ECU直接触发调节阀打开，压缩空气进入制动室施行制动，直至对应车轮恢复平衡，实际上起到了驱动桥差速锁的功能。但是当某车轴上两端车轮同时出现打滑时，ABS/TCS的电控单元ECU立即将降低发动机输出扭矩的指令，通过控制器区域网CAN发送给发动机的控制单元ECU，发动机ECU便通过控制节气门的开度（降低发动机输出扭矩）来消除打滑。气压ABS的优越性与常规气压制动相比，气压ABS得益于响应快捷的电子控制系统和接近车轮的ABS调节阀，因而具有更为敏捷及精确的制动力控制。商用车装备气压ABS的主要优越性包括：- 提高车辆在恶劣路况下的控制能力；- 缩短车辆紧急?车的制动距离；- 在减少交通事故的同时降低了货运成本；- 稳定风险成本；- 安装及维护成本低（相对于液压ABS），且对环境污染小。如何驾驶气压ABS商用车气压ABS不同于液压ABS，所以某些针对液压ABS的操作技巧并不适用于气压ABS。在制动装备气压ABS的商用车时，除了保持踩踏制动踏板的制动力稳定、合理外，还需要额外注意以下事项：- 具体制动操作与未装备ABS的气压制动系统一样；- 在紧急制动时，使用点?方法。对于快速行驶的气压ABS商用车，持续的死?仍有可能导致车辆出现制动跑偏或甩尾等制动失控事故；- 气压ABS启动防抱死功能时，驾驶者不会感受到如同液压ABS的制动踏板脉冲反弹（反馈）力或特别的循环制动噪声；- 制动过程中及时根据车辆的状态及踏板反馈力调整施加踏板的制动力，以保证车辆处于受控的制动状态。气压ABS系统的常见故障威伯科公司统计资料表明导致气压ABS故障指示灯显示的十大常见故障如下：- 车架固定夹附近的导线出现刮破或断裂；- 车架尖锐物或车架安装型调节阀附近的导线破断或?蚀；- 传感器或调节阀连接导线的防护罩破损；- 连接器蚀及连接部位密封不善或破损；- 连接器插针损坏或连接器自身密封达不到使用环境的密封要求；- 终端部件连接器接触不良；- 轮速传感器空气间隙过大；- 进入/导出导线管路附近的外部导线损坏；- 传感器或调节阀损坏；- ECU损坏。 (end)

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