汽車安全系統(tǒng)分為主動(dòng)安全系統(tǒng)與被動(dòng)安全系統(tǒng)兩大類。

主動(dòng)安全系統(tǒng)包括：防抱死制動(dòng)、制動(dòng)力分配、制動(dòng)輔助、驅(qū)動(dòng)輪防滑轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)和車身穩(wěn)定性控制等系統(tǒng)，其功用是避免發(fā)生交通事故。

被動(dòng)安全系統(tǒng)包括：安全帶、安全氣囊和座椅安全帶控制等系統(tǒng)，其功用是減輕交通事故導(dǎo)致的傷害程度。

本文主要介紹主動(dòng)安全系統(tǒng)中的汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)（ABS系統(tǒng)）。

1、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)概述

汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的英文名稱是Anti-lock Braking System，縮寫為ABS。

汽車制動(dòng)過(guò)程中，當(dāng)車輪制動(dòng)器制動(dòng)力（即輪胎周緣為了克服制動(dòng)器摩擦力矩所需施加的力）小于或等于輪胎﹣道路附著力（即地面阻止車輪滑動(dòng)所能提供的切向反作用力的極限值，通常簡(jiǎn)稱為附著力，附著力取決于地面對(duì)輪胎的法向反作用力與輪胎﹣道路附著系數(shù)）時(shí)（圖a），車輪將滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)制動(dòng)器制動(dòng)力大于附著力時(shí)（圖b），車輪就會(huì)抱死滑移。

電子控制防抱死制動(dòng)系統(tǒng)ABS作用：在汽車制動(dòng)過(guò)程中，自動(dòng)調(diào)節(jié)車輪的制動(dòng)力，防止車輪抱死滑移，從而獲得最佳制動(dòng)性能（縮短制動(dòng)距離、增強(qiáng)轉(zhuǎn)向控制能力、提高行駛穩(wěn)定性）,減少交通事故。

2、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)基本原理

當(dāng)汽車勻速行駛時(shí)，實(shí)際車速v（即車輪中心的縱向速度）與車輪速度vw（即車輪滾動(dòng)的圓周速度）相等，車輪在路面上的運(yùn)動(dòng)為純滾動(dòng)運(yùn)動(dòng)。當(dāng)駕駛?cè)瞬认轮苿?dòng)踏板后，在制動(dòng)器摩擦力矩的作用下，車輪的角速度減小，實(shí)際車速與車輪速度之間就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)速度差，輪胎與地面之間就會(huì)產(chǎn)生相對(duì)滑移。

（1）車輪滑移率S

輪胎滑移的程度用滑移率S來(lái)表示，車輪滑移率是指：實(shí)際車速v與車輪速度vw之差同實(shí)際車速v的比率，其表達(dá)式為：

式中：

S-﹣車輪滑移率；

v-﹣車速（車輪中心縱向速度），m/s；

vw-﹣車輪速度，m/s；

r-﹣車輪半徑，m；

ω-﹣車輪轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，rad/s；

n-﹣車輪轉(zhuǎn)速，r/min。

當(dāng)v=vw時(shí)，滑移率S=0，車輪自由滾動(dòng)；當(dāng)vw=0時(shí)，滑移率S=100%，車輪完全抱死滑移；當(dāng)v>vw時(shí)，滑移率0

（2）車輪滑移率S的影響因素

在汽車制動(dòng)過(guò)程中，車輪抱死滑移的根本原因是制動(dòng)器制動(dòng)力大于輪胎附著力。車輪滑移率影響因素包括：

汽車載客人數(shù)或載物量；

前、后軸的載荷分布情況；

輪胎種類及輪胎與道路的附著狀況；

路面種類和路面狀況；

制動(dòng)力大小及其增長(zhǎng)速率。

（3）車輪滑移率S與附著系數(shù)φ的關(guān)系

在汽車制動(dòng)過(guò)程中，除車輪旋轉(zhuǎn)平面的縱向附著力外，還有垂直于車輪旋轉(zhuǎn)平面的橫向附著力?？v向附著力決定汽車縱向運(yùn)動(dòng)，影響汽車的制動(dòng)距離；橫向附著力則決定汽車的橫向運(yùn)動(dòng)，影響汽車的轉(zhuǎn)向控制能力和行駛穩(wěn)定性。

不同路面上附著系數(shù)與滑移率之間的關(guān)系不同：

附著系數(shù)取決于路面性質(zhì)，干燥路面附著系數(shù)大，潮濕路面附著系數(shù)小，冰雪路面附著系數(shù)更小。

在各種路面上，附著系數(shù)都隨滑移率的變化而變化。

在各種路面上，當(dāng)滑移率為20％左右時(shí)，縱向附著系數(shù)最大，制動(dòng)效果最好。

為了獲得最佳的制動(dòng)性能，應(yīng)將車輪滑移率控制在10%~30%范圍內(nèi)，采用電子控制防抱死制動(dòng)系統(tǒng)ABS即可達(dá)到這一目的。

3、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成

防抱死制動(dòng)系統(tǒng)由壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)和防抱死制動(dòng)電子控制系統(tǒng)兩個(gè)子系統(tǒng)組成。

（1）壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)

壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)由常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)和制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器組成。常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)主要由制動(dòng)主缸、制動(dòng)助力器、制動(dòng)輪缸、制動(dòng)管路和制動(dòng)器（盤式或鼓式制動(dòng)器）等組成。汽車制動(dòng)動(dòng)力源分為液壓和氣壓兩種，壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)相應(yīng)地有液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)和氣壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)。小轎車普遍采用液壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)，載貨汽車普遍采用氣壓調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

防抱死制動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成

（2）電子控制系統(tǒng)

防抱死制動(dòng)電子控制系統(tǒng)由輪速傳感器、制動(dòng)燈開關(guān)、防抱死制動(dòng)電控單元（ABS ECU)、ABS指示燈和制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器等構(gòu)成，其中，制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器既是電子控制系統(tǒng)的執(zhí)行元件，也是壓力調(diào)節(jié)系統(tǒng)的始控元件。

輪速傳感器：ABS采用的傳感器有車輪速度傳感器和減速度傳感器兩種，輪速傳感器檢測(cè)車輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，將車輪轉(zhuǎn)速變換為電信號(hào)輸入ABS ECU以便計(jì)算車輪速度。

防抱死制動(dòng)電控單元（ABS ECU)：接收輪速傳感器、減速度傳感器和控制開關(guān)信號(hào)，計(jì)算汽車的輪速、車速、加減速度和滑移率，并輸出控制指令控制制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器等執(zhí)行元件工作。

制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器：根據(jù)ABS ECU的控制指令，驅(qū)動(dòng)電磁閥和回液泵電動(dòng)機(jī)等液壓控制部件工作，使制動(dòng)壓力"升高""保持"和"降低"，從而實(shí)現(xiàn)防抱死制動(dòng)。

（3）防抱死制系統(tǒng)優(yōu)點(diǎn)

汽車在雨后、冰雪及泥濘等各種路面上制動(dòng)時(shí)，防抱死制動(dòng)系統(tǒng)ABS在車輪趨于抱死即滑移率進(jìn)入非穩(wěn)定區(qū)時(shí)能迅速調(diào)節(jié)制動(dòng)壓力，使滑移率恢復(fù)到靠近理想滑移率的穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)。通過(guò)自動(dòng)調(diào)節(jié)制動(dòng)力，使車輪滑移率保持在理想滑移率附近的狹小范圍內(nèi)，每個(gè)車輪盡可能獲得較大的地面制動(dòng)力，防止車輪抱死滑移，從而獲得最佳制動(dòng)性能。ABS優(yōu)點(diǎn)如下：

4、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)分類

ABS分為機(jī)械式ABS和電子式ABS兩大類。純機(jī)械式ABS早已淘汰，目前主要采用機(jī)電一體化控制的電子控制式ABS。電子控制式ABS的種類很多，分類方法大致如下。

（1）結(jié)構(gòu)形式分類

分離式ABS：制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器為獨(dú)立總成，通過(guò)制動(dòng)管路與制動(dòng)主缸和制動(dòng)輪缸相連，其突出優(yōu)點(diǎn)是零部件安裝靈活，適合于ABS作為選裝部件時(shí)采用。

整體式ABS：的制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器與制動(dòng)主缸以及制動(dòng)助力器組合為一個(gè)整體，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)緊湊、節(jié)省安裝空間，一般都作為汽車的標(biāo)準(zhǔn)裝備配裝汽車。整體式ABS結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本較高，高級(jí)轎車采用較多。

（2）車輪控制方式分類

按車輪控制方式不同，電子控制防抱死制動(dòng)系統(tǒng)可分為"輪控式"與"軸控式"兩種。軸控式又分為"低選控制( SL , Select Low )"和"高選控制( SH , Select High )"兩種。

"輪控式"ABS：每個(gè)車輪各占用一個(gè)控制通道。

"軸控式"ABS：兩個(gè)車輪占用同一個(gè)控制通道，同時(shí)控制的兩個(gè)車輪在同一軸上。

在制動(dòng)系統(tǒng)中，制動(dòng)壓力能夠獨(dú)立進(jìn)行調(diào)節(jié)的制動(dòng)管路稱為控制通道。

（3）控制通道和傳感器數(shù)量分類

根據(jù)控制通道和傳感器數(shù)量不同，電子控制防抱死制動(dòng)系統(tǒng)ABS可分七種類型，即四通道四傳感器ABS（形式1、2)、三通道四傳感器ABS（形式3)、三通道三傳感器ABS（形式4)、兩通道三傳感器ABS（形式5)、兩通道兩傳感器ABS（形式6、7)、單通道一傳感器ABS（形式8）和六通道六傳感器ABS（適用于帶掛車的汽車）。

（4）控制車輪數(shù)量分類

按控制車輪的數(shù)量不同，可分為兩輪ABS和四輪ABS。

兩輪ABS：只控制兩個(gè)后輪，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、價(jià)格低廉，適用于輕型載貨汽車和客貨兩用汽車。四輪ABS：又分為四通道ABS和三通道ABS。

（5）制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器分類

按制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器的動(dòng)力源可分為液壓式ABS和氣壓式ABS。

（6）制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器的調(diào)壓方式分類

按制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器的調(diào)壓方式可分為流通式ABS和變?nèi)菔紸BS等。

總而言之，汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)ABS是制動(dòng)系統(tǒng)重要的安全部件，它的安裝普及率提高，提高了車輛主動(dòng)安全性。在ABS系統(tǒng)起作用時(shí)，駕駛員不會(huì)由于前輪抱死而失去對(duì)車輛轉(zhuǎn)向的控制，而且汽車制動(dòng)距離會(huì)比車輪抱死時(shí)小，取得最佳制動(dòng)效能同時(shí)可以降低事故發(fā)生時(shí)的沖擊力。

注：本文部分圖片來(lái)源《汽車電器與電控技術(shù)》