【正文】 的幅值一般在1～15V范圍內(nèi)變化，若車速過低，其輸出信號低于1V，電子控制單元無法檢測。圖1316 霍爾式輪速傳感器a)霍爾元件磁場較弱 b) 霍爾元件磁場較強2．兩類傳感器的特點1）電磁式輪速傳感器結(jié)簡單，成本低。齒圈轉(zhuǎn)動時，使得穿過霍爾元件的磁力線密度發(fā)生變化，因而引起霍爾元件電壓的變化，霍爾元件將輸出一毫伏級的準正弦波電壓。傳感器的工作原理如圖1316所示，永磁體的磁力線穿過霍爾元件通向齒圈，齒圈相當于一個集磁器。二、霍爾式輪速傳感器1．霍爾式輪速傳感器的組成和工作原理霍爾式輪速傳感器也是由傳感頭、齒圈組成。提示：桑塔納2000俊杰轎車車輪以約1r/s的速度轉(zhuǎn)動時，ABS輪速傳感器應輸出190~1140mV的交流電壓。4）模擬檢查為進一步證實傳感器是否能產(chǎn)生正常的轉(zhuǎn)速信號，可用示波器檢測傳感器的信號電壓及其波形。為了區(qū)分故障是在電磁線圈或在連接電路，應拆下傳感器插接器插頭，用萬用表電阻檔直接測試電磁線圈的阻值。3）傳感器電磁線圈及其電路檢測使點火開關處于OFF位置，將ABS電子控制單元插接器插頭拆下，查出各傳感器與電子控制單元連接的相應端子，在相應端子上用萬用表電阻檔檢測傳感器線圈與其連接電路的電阻值是否正常。圖1315 傳感頭與齒頂端面間隙的檢查將齒圈上的一個齒正對著傳感器的頭部，選擇規(guī)定厚度的厚薄規(guī)片或合適的硬紙片，將放入輪齒與傳感器的頭部之間，來回拉動厚薄規(guī)片，其阻力應合適。傳感器的檢測方法如下：1）傳感器的外觀檢查外觀檢查傳感器時，應注意以下內(nèi)容：傳感器安裝有無松動；傳感頭和齒圈是否吸有磁性物質(zhì)和污垢；傳感器導線是否破損、老化；插接器是否連接牢固和接觸良好，如有銹蝕、臟污，應清除，并涂少量防護劑，然后重新將導線插入連接器，再進行檢測。3．傳感器的檢測輪速傳感器損壞后，電子控制單元接收不到轉(zhuǎn)速信號，不能控制制動壓力調(diào)節(jié)器工作，ABS將停止工作，車輛維持常規(guī)制動。為防止外部電磁波對速度信號的干擾，傳感器的引出線采用屏蔽線，以保證反映車輪速度變化的交變電壓信號準確地送至ABS的電子控制單元（ECU）。圖1314 電磁式輪速傳感器輸出電壓信號交變電壓信號的頻率與齒圈的齒數(shù)和轉(zhuǎn)速成正比，因齒圈的齒數(shù)一定，因而車輪轉(zhuǎn)速傳感器輸出的交流電壓信號頻率只與相應的車輪轉(zhuǎn)速成正比。傳感頭的磁極磁力線通過齒圈的數(shù)量增多，在電磁線圈周圍的磁場較強，如圖1313b)所示。當傳感頭的極軸與齒圈的齒隙相對時，極軸距齒圈之間的空氣間隙最大，即磁阻最大。圖1312 電磁式輪速傳感器的結(jié)構(gòu)1傳感器外殼 2極軸 3齒圈 4電磁線圈 5永久磁鐵 6導線2．工作原理圖1313 電磁式輪速傳感器的工作原理1齒圈 2極軸 3電磁線圈引線 4電磁線圈 5永久磁體 6磁力線 7電磁式傳感器 8磁極 9齒圈齒頂a)齒隙與磁心端部相對時 b)齒頂與磁心端部相對時電磁式輪速傳感器的工作原理如圖1313所示。它對應安裝在靠近齒圈而又不隨齒圈轉(zhuǎn)動的部件上，如轉(zhuǎn)向節(jié)、制動底板、驅(qū)動軸套管或差速器、變速器殼體等固定件上。圖1310 輪速傳感器在車輪處的安裝位置7傳感器 6傳感器齒圈 3定位螺釘 4輪轂和組件 5半軸 8傳感器支架 9后制動器連接裝置圖1311 輪速傳感器在傳動系中的安裝位置1傳感器頭 2主減速器從動齒輪 3齒圈 4變速器輸出部位 5傳感器頭齒圈隨車輪或傳動軸一起轉(zhuǎn)動，通常用磁阻很小的鐵磁材料制成。圖139 輪速傳感器外形齒圈一般安裝在輪轂或軸座上，如圖1310所示。目前，常用的輪速傳感器主要有電磁式和霍爾式兩種。電磁式、霍爾式車輪轉(zhuǎn)速傳感器的檢測和拆裝用理實一體教學。 建議：借助實物或掛圖講解電磁式、霍爾式車輪轉(zhuǎn)速傳感器的結(jié)構(gòu)。測試題：1．ABS按控制通道和傳感器數(shù)目如何進行分類？ 輪速傳感器學習目標鑒定標準教學建議掌握電磁式車輪轉(zhuǎn)速傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理、檢測和拆裝方法掌握霍爾式車輪轉(zhuǎn)速傳感器的結(jié)構(gòu)、工作原理和檢測的方法。3．提高了汽車制動時穩(wěn)定性ABS可防止車輪在制動時完全抱死，能將車輪側(cè)向附著系數(shù)控制在較大的范圍內(nèi)，使車輪具有較強的承受側(cè)向力的能力，以保證汽車制動時的穩(wěn)定性。圖138 四通道四傳感器ABSa) 雙管路前后布置 b) 雙管路交叉布置三、ABS的優(yōu)點1．縮短制動距離ABS可以將滑移率控制在最大附著系數(shù)范圍內(nèi)，從而可獲得最大的縱向制動力。圖137 三通道三傳感器ABS3) 四通道四傳感器式四通道四傳感器ABS如圖138所示，每個車輪都有一個輪速傳感器，且每個車輪的制動壓力都是獨立控制。與三通道四傳感器ABS的不同是后橋只有一個輪速傳感器，裝在差速器附近。這種形式的ABS制動方向穩(wěn)定性較好，但制動效能稍差。1) 三通道四傳感器式三通道四傳感器ABS如圖136所示，一般采用兩個前輪獨立控制，兩個后輪按低選原則進行一同控制。按低選原則一同控制較常見?？刂仆ǖ朗侵改軌颡毩⑦M行制動壓力調(diào)節(jié)的制動管路。此類控制方式在控制時需要準確和實時測定汽車瞬時速度，其成本較高，技術復雜，已較少使用。根據(jù)控制參數(shù)不同，預測控制可分為以車輪減速度為控制參數(shù)的控制方式、以車輪滑移率為控制參數(shù)的控制方式、以車輪減速度和車輪加速度為控制參數(shù)的控制方式、以車輪減速度、加速度以及滑移率為控制參數(shù)的控制方式。1) 預測控制方式預測控制方式是預先規(guī)定控制參數(shù)和設定值等條件，然后根據(jù)檢測的實際參數(shù)與設定值進行比較，對制動過程進行控制。提示：為掌握ABS系統(tǒng)的組成，此處可結(jié)合實物進行講解。制動警告燈為紅色，通常用“BRAKE”作標識，由制動液面開關、手制動開關及制動液壓力開關并聯(lián)控制；ABS警告燈為黃色，由ABS電子控制單元控制，通常用“ABS或ANTILOCK”作標識。建議：結(jié)合多媒體課件和實物講解ABS的基本組成和工作原理一、ABS的基本組成和工作原理如圖135所示，ABS通常由輪速傳感器、制動壓力調(diào)節(jié)器、電子控制單元（ECU）和ABS警示裝置等組成。測試題：1．說明滑移率的定義及對附著系數(shù)的影響。但如何才能控制滑移率呢？要控制滑移率就要對作用于車輪上的力矩進行瞬時的自適應調(diào)節(jié)。而如果制動時將車輪的滑移率S控制在15%~30%左右，即如圖134所示的Sopt處，此時縱向附著系數(shù)最大，可得到最好的制動效能；同時橫向附著系數(shù)也保持較大值，使汽車也具有較好的制動方向穩(wěn)定性。因此，車輪抱死將導致制動時汽車的方向穩(wěn)定性變差。稍有側(cè)向力干擾（如路面不平產(chǎn)生的側(cè)向力、汽車重力的側(cè)向分力、側(cè)向風力等），汽車就會產(chǎn)生側(cè)滑而失去穩(wěn)定性。對于橫向附著系數(shù)，S=0時，橫向附著系數(shù)最大；然后隨著滑移率的增加，橫向附著系數(shù)逐漸下降，并在S=100%，即車輪抱死時橫向附著系數(shù)下降為零左右。如圖134所示為在干路面上時附著系數(shù)與滑移率的關系。由上式可知：當汽車的實際車速等于車輪滾動時的圓周速度時，滑移率為零，車輪為純滾動；當汽車制動時，逐漸踩下制動踏板，車輪邊滾動邊滑動，滑移率在0%～100%之間；當制動踏板完全踩到底，車輪處于抱死狀態(tài)，而車身又具有一定的速度時，車輪滾動圓周的速度為零，則滑移率為100%?；坡适侵杠囕喸谥苿舆^程中滑移成分在車輪縱向運動中所占的比例，用“S”表示。在駕駛員踩制動踏板使車輪的輪速降低時，車輪滾動的圓周速度（輪胎胎面在路面上移動的速度）也隨之降低了，但由于汽車自身的慣性，汽車的實際車速與車輪的速度不再相等，使車速與輪速之間產(chǎn)生一個速度差。在諸因素中，車輪相對于路面的運動狀態(tài)對附著力有著重要的影響，特別是在濕路面上其影響更為明顯。要想獲得好的制動效果，必須同時具備兩個條件，即汽車具有足夠的制動器制動力，同時又要有附著系數(shù)較高的路面提供足夠的地面制動力。此時，車輪即開始抱死不轉(zhuǎn)而出現(xiàn)拖滑的現(xiàn)象。但地面制動力不可能超過附著力。當駕駛員踩制動踏板的力較小，制動摩擦力矩較小時，車輪只作減速滾動，并且隨著摩擦力矩的增加，制動器制動力和地面制動力也隨之增長，且在車輪未抱死前地面制動力始終等于制動器的制動力。3．地面制動力、制動器制動力和附著力的關系如圖133所示為不考慮制動過程中附著系數(shù)變化的地面制動力、制動器制動力以及附著力三者的關系。將制動器的摩擦力矩Tμ轉(zhuǎn)化為車輪周緣的一個切向力，稱其為制動器制動力Fμ。提示：地面制動力的大小取決于制動器制動力的大小和輪胎與地面之間的附著力。圖132 制動時車輪受力分析Tμ制動中的摩擦力矩 VF汽車瞬時速度 FB地面制動力 G車輪垂直載荷 GZ地面對車輪的反作用力 r車輪的滾動半徑 VR車輪的圓周速度 FS側(cè)向力 ω車輪的角速度 α側(cè)偏角汽車制動時，由于制動鼓（盤）與制動蹄摩擦片之間的摩擦作用，形成了摩擦力Tμ，此力矩與車輪轉(zhuǎn)動方向相反。想一想：制動時車輪的抱死引起了車輛不規(guī)則的運動，而車輪是如何抱死的？它與哪些因素有關呢？一、制動時車輪的受力分析1．地面制動力（FB）如圖132所示是汽車在良好的路面上制動時，車輪的受力情況。如圖131b)所示，當車輛彎道行駛僅前輪抱死時，車輛出現(xiàn)了失去轉(zhuǎn)向能力的現(xiàn)象。此時，如果輪胎與地面的側(cè)向反力能阻止旋轉(zhuǎn)力矩的作用，則車輛仍能保持直線行駛，如果輪胎與地面的側(cè)向反力很小，則車輛就有可能出現(xiàn)如圖131所示的不規(guī)則運動。當對行駛中車輛進行適當制動時，如果制動力左右對稱產(chǎn)生，車輛能夠在行駛方向上停止下來。本課題介紹ABS的基礎知識。單元十三 汽車防抱死制動系統(tǒng)及驅(qū)動防滑控制系統(tǒng) 防抱死制動系統(tǒng)(ABS)基礎知識學習目標鑒定標準教學建議1. 了解車輛制動時車輪的受力情況2. 了解制動力與附著系數(shù)的關系3. 掌握滑移率的概念及對附著系數(shù)的影響應知：車輛制動時車輪的受力分析、制動力與附著系數(shù)的關系、滑移義的定義及與附著系數(shù)的關系建議：借助多媒體課件進行理論教學為主目前，ABS已經(jīng)成為轎車及客車的標準配置。那么什么是ABS？ABS是英文Antilock Braking System的縮寫，漢語意思為防抱死制動系統(tǒng)。下面讓我們先了解一下車輛制動過程中車輪抱死后車輛的運動情況。但當左右制動力不對稱時，就會發(fā)生車輛繞重心旋轉(zhuǎn)的力矩。圖131 車輪抱死后車輛的運動情況a) 車輛直線行駛車輪抱死時 b) 車輛彎道行駛僅前輪抱死時 c) 車輛彎道行駛僅后輪抱死時如圖131a)所示，當車輛直線行駛車輪抱死時，車輛出現(xiàn)了制動跑偏或甩尾側(cè)滑的現(xiàn)象。如圖131c)所示，當車輛彎道行駛僅后輪抱死時，車輛出現(xiàn)了甩尾側(cè)滑的現(xiàn)象。圖中忽略了滾動阻力矩和減速時的慣性力矩。車輪在Tμ的作用下給地面一個向前的作用力，與此同時地面給車輪一個與行駛方向相反的切向反作用力FB，這個力就是地面制動力，它是迫使汽車減速或停車的外力。2．制動器制動力當汽車制動時，阻止車輪轉(zhuǎn)動的是制動器摩擦力矩Tμ。提示：制動器制動力是由制動器的結(jié)構(gòu)參數(shù)決定的，并與制動踏板力成正比。在制動過程中，車輪的運動只有減速滾動和抱死滑移兩種狀態(tài)。此時，制動器的制動力可全部轉(zhuǎn)化為地面制動力。圖133 地面制動力、制動器制動力和附著力的關系當制動系液壓力（制動踏板力）增大到某一值，地面制動力達到附著力，即地面制動力達到最大值。當再加大制動系液壓力時，制動器制動力隨著制動器摩擦力矩的增長仍按直線關系繼續(xù)上升，但是，地面制動力已不再隨制動器制動力的增加而增加。提示：影響附著系數(shù)的因素很多，如路面的狀況、輪胎的花紋、車輛的行駛速度、輪胎與路面的運動狀態(tài)等。二、滑移率1．滑移率的定義汽車勻速行駛時，汽車的實際車速與車輪滾動的圓周速度（也稱車輪速度）是相同的。此時，輪胎與路面之間產(chǎn)生相對滑移現(xiàn)象，其滑移程度用滑稱率表示。其定義表達式為：S=（νωr）/v100%式中：S—車輪的滑移率；r—車輪的滾動半徑；ω—車輪的轉(zhuǎn)動角速度；ν—車輪中心的縱向速度。2．附著系數(shù)與滑移率的關系大量的實驗證明，在汽車的制動過程中，附著系數(shù)的大小隨著滑移率的變化而變化。對于縱向附著系數(shù)，隨著滑移率的迅速增加，并在S=20%左右時，縱向附著系數(shù)最大；然后隨著滑移率的進一步增加，當S=100%，即車輪抱死時，縱向附著系數(shù)有所下降，制動距離會增加，制動效能下降。此時車輪將完全喪失抵抗外界側(cè)向力作用的能力。而轉(zhuǎn)向輪抱死后將失去轉(zhuǎn)向能力。圖134 附著系數(shù)與滑移率的關系曲線從以上分析可知，制動時車輪抱死，制動效能和制動方向穩(wěn)定性都將變壞。在汽車的制動過程中，若能將滑移率控制在最大附著系數(shù)所對應的滑移率范圍，汽車將處于最佳制動狀態(tài)。防抱死制動系統(tǒng)就是通過電子控制單元、車輪轉(zhuǎn)速傳感器和制動壓力調(diào)節(jié)器，對作用于制動輪缸內(nèi)的制動液壓力進行瞬時的自動控制（每秒約10次），從而控制制動車輪上的制動器壓力，使制動車輪盡可能保持在最佳的滑移率范圍內(nèi)運動，從而使汽車的實際制動過程接近于最佳制動狀態(tài)成為可能。 ABS的基本組成和工作原理學習目標鑒定標準教學建議1. 了解ABS的基本組成、工作原理及分類應知：ABS的基本組成、工作原理及分類應會：ABS各組成部件的名稱。圖135 ABS的基本組成1輪速傳感器 2右前輪制動器 3制動主缸 4儲液罐 5真空助力器 6電子控制單元 7右后輪制動器 8左后輪制動器 9比例閥 10ABS警告燈 11儲液器 12調(diào)壓電磁閥總成 13電動泵總成 14左前輪制動器每個車輪上安置一個輪速傳感器，它們將各車輪的轉(zhuǎn)速信號及時的輸入電子控制單元（ECU）；電子控制單元（ECU）是ABS的控制中心，它根據(jù)各個車輪輪速傳感器輸入的信號對各個車輪的運動狀態(tài)進行監(jiān)測和判定，并形成響應的控制指令，再適時發(fā)出控制指令給制動壓力調(diào)