abs系统的工作原理及维护
摘要
资产证券化的发展历程
ABS的工作原理
ABS的功能
ABS的两种控制模式
ABS使用中应注意的问题
ABS安装应该是四对四，而不是四对四。
ABS的四大优势
[编辑此段落]概述
ABS(防抱死制动系统)中文翻译为“防抱死制动系统”。它是一种汽车安全控制系统，具有防滑、防抱死的优点。ABS是在常规制动装置基础上改进的技术，分为机械式和电子式。
现代汽车安装了大量的防抱死制动系统。ABS不仅具有普通制动系统的制动功能，还能防止车轮抱死，使汽车在制动情况下仍能转弯，保证汽车制动方向的稳定性，防止侧滑和跑偏。ABS是目前汽车中制动效果最好、最先进的制动装置。
普通制动系统在湿滑路面制动时，或者紧急制动时，由于制动力超过了轮胎与地面的摩擦力，车轮很容易安全抱死。
近年来，由于汽车消费者对安全的关注度越来越高，大部分汽车都将ABS列为标配。如果没有ABS，紧急制动一般会导致轮胎抱死。此时滚动摩擦会变成滑动摩擦，制动力会大大降低。而且前轮抱死，车辆会失去转向能力；如果后轮先抱死，车辆很容易打滑，车辆方向变得不可控。因此，ABS系统通过电子机械的控制，以极快的速度精确控制制动液压力的释放，从而防止车轮抱死，保证轮胎的最大制动力和制动时的转向能力，使车辆在紧急制动时具有躲避障碍物的能力。
随着世界汽车工业的快速发展，安全性越来越成为人们购买汽车的重要依据。目前广泛使用的防抱死制动系统(ABS)使人们完全满足了安全要求。
防抱死制动系统(ABS)是提高汽车被动安全性的重要装置。有人说，防抱死制动系统是继汽车中继安全带安全措施之后的又一重大发展。汽车制动系统是关系到乘客安全的两个最重要的系统之一。随着世界汽车工业的快速发展，人们越来越关注汽车的安全性。防抱死制动系统是提高汽车制动安全性的又一重大进步。
ABS防抱死制动系统由汽车微电脑控制。当车辆制动时，它可以保持车轮转动，从而帮助驾驶员控制车辆安全停车。这种防抱死制动系统利用一个速度传感器来检测轮速，然后将轮速信号传送给微型计算机。根据输入的车轮速度，微型计算机反复减小或增加车轮上的制动压力，以控制车轮滑移率并保持车轮旋转。制动时保持车轮旋转，不仅可以保证控制行驶方向的能力，而且在大多数路况下，还能提供比抱死车轮更高的制动力。
[编辑此段]ABS发展历史
ABS系统的发展可以追溯到本世纪初。早在1928就提出了防抱死制动理论。20世纪30年代，机械防抱死制动系统开始在火车和飞机上应用。1936年，博世是第一家获得电磁轮速传感器防抱死制动系统专利的公司。
20世纪50年代，汽车防抱死制动系统开始受到越来越多的关注。福特公司在1954年将飞机的防抱死制动系统重新安置到林肯汽车上，凯尔塞哈耶斯公司在1957年对名为“自动”的防抱死制动系统进行了实验研究。结果表明，防抱死制动系统确实可以防止汽车在制动过程中失去方向控制，缩短制动距离。在此期间，克莱斯勒还对名为“SKIDCONTROL”的防抱死制动系统进行了实验研究。由于这一时期的各种防抱死制动系统都采用了带有机械式轮速传感器的机械式制动压力调节装置，获得的轮速信号不够准确，制动压力调节的及时性和准确性难以保证，控制效果不理想。
随着电子技术的发展，开发电控防抱死制动系统成为可能。60年代末70年代初，一些电控防抱死制动系统开始进入生产阶段。1968年，Kelser Hayes公司研发生产了一款名为“SURETRACK”的双轮防抱死制动系统。这套系统是福特公司在雷鸟(1969)上配备的，通过控制真空驱动制动压力调节装置，根据电磁速度传感器输入的后轮速度信号来调节后制动轮缸的制动压力。
由克莱斯勒公司和本迪克斯公司开发的名为“SURE-TRACK”的系统可以防止四个车轮因制动而抱死。1971年，御用车配备。其结构原理与凯尔塞·海斯的“可靠轨道”基本相同。它们之间唯一的区别是有两个或四个轮子。在此期间，博世公司和TEVES公司也开发了自己的第一代电控防抱死制动系统。这两种防抱死制动系统都是由电控装置对安装在制动管路中的电磁阀进行控制，通过电控直接调节每个制动轮的压力。
1971年，别克公司开发了防抱死制动系统，通过电子控制装置自动中断发动机点火，降低发动机输出扭矩，防止驱动轮打滑。
WABCO公司与梅赛德斯-奔驰公司合作，在1975首次将防抱死制动系统装备在带气压制动的货车上。
第一个防抱死制动系统ABS(防抱死制动系统)于1950问世，最早应用于航空领域的飞机上。1968年开始应用于汽车。20世纪70年代，由于欧美七个国家生产的新车前轮或前后轮开始采用盘式制动器，推动了ABS在汽车上的应用。1980之后，电脑控制ABS逐渐在欧美、亚洲、日本的汽车上迅速扩张。到目前为止，一些中高端豪车，如西德的奔驰、宝马、雅迪、保时捷、欧宝，英国的劳斯莱斯、捷达、鲁花、宾利，意大利的法拉利，法国的保时捷，美国福特的TX3、300Z、红色彗星，纽约克莱斯勒的帝豪、男爵、道奇。到1993，美国已经在汽车上安装了46%的ABS，现在世界各国生产的汽车有近75%使用ABS。
现在世界上很多公司都生产过ABS，如本迪克斯、博世、摩根戴维斯、海斯切尔西、苏麦汤姆、本田、日本无限等，还有一些是积分的和非积分的。预计随着汽车的快速发展，会有更多的厂家生产。
在此期间，各种ABS系统都使用模拟电子控制装置。由于模拟电子控制装置响应速度慢、控制精度低、易受干扰等缺点，各种ABS系统都未能达到预期的控制效果。因此，不再采用这些防抱死控制系统。
20世纪70年代末，数字电子技术和大规模集成电路的快速发展为ABS系统的实用化发展奠定了技术基础。1978年，博世公司首次推出带有数字电子控制装置的防气泡制动系统——博世ABS2，安装在奔驰轿车上，由此拉开了现代ABS系统发展的序幕。虽然博世ABS2的电控装置仍然是由分立元件组成的控制装置，但是数字电控装置的响应速度、控制精度和可靠性相比模拟电控装置都有了显著的提高，所以博世ABS2的控制效果还是比较理想的。此后，欧美和日本的许多专业制动公司和汽车公司相继开发了各种形式的ABS系统。
“自动防抱死制动”的原理并不难理解。遇到紧急情况，没有ABS系统的车辆，分阶段减速来不及，只能立即踩死。由于车辆冲刺的惯性，可能会在瞬间出现侧滑、轨迹偏离、车身方向失控等危险情况！当装有ABS系统的车辆即将达到车轮抱死的临界点时，制动器可以在一秒钟内动作60到120次，相当于不断地制动和放松，即类似于机械自动化的“点制动”动作。这样可以避免紧急制动时方向失控和车轮侧滑，同时增加轮胎摩擦力，使制动效率达到90%以上。
微观上，轮胎由滚动变为滑动的临界点，轮胎与地面的摩擦力达到最大。在自动启动时能充分发挥发动机动力输出(缩短加速时间)，制动时减速效果最大(制动距离最短)。ABS系统中的控制器利用液压装置控制制动压力在轮胎滑动的临界点反复摆动，使轮胎抓地力在制动盘反复接触和分离的过程中保持最接近最大理论值，达到最佳制动效果。
ABS的工作原理看似简单，但从无到有的过程经历了很多挫折(缺乏关键技术)！1908年，英国工程师J. E. Francis提出了“铁道车辆车轮抱死滑动控制器”的理论，但无法投入实际使用。在接下来的30年里，包括卡尔·韦塞尔的“制动力控制器”，沃纳·M？Hl的“液压刹车安全装置”和Richard Trappe的“防止车轮锁死装置”都失效了。在1941出版的《汽车科技手册》中写道:“迄今为止，任何用机械装置防止车轮抱死危险的尝试都没有成功，这种装置成功的那一天将是交通安全史上的一个重要里程碑。”可惜，这本书的作者大概没有想到，这一天还要再等30年。
当时开发防抱死制动装置的技术瓶颈是什么？首先，该装置需要一个系统实时监测轮胎速度的变化，并通过液压系统立即调整制动压力。在那个没有集成电路和计算机的时代，没有任何机械装置能达到如此敏捷的反应！等到ABS系统的诞生露出一丝曙光的时候，是半导体技术有了初步规模的1960年代初期。
德国专门从事汽车电子系统的博世公司研发的ABS系统的起源可以追溯到1936，当时博世申请了“机动车制动防抱死装置”专利。1964(也是集成电路诞生的那一年)，博世公司再次启动了ABS的研发计划，最终得出“通过电子器件控制防止车轮抱死是可行的”的结论，这也是历史上第一次出现ABS(防抱死制动系统)这个名词！世界上第一台ABS原型机出现在1966，向世界证明了“缩短制动距离”并不是不可能完成的任务。由于投资巨大，ABS最初的应用仅限于铁路车辆或飞机。Teldix GmbH于1970年与梅赛德斯-奔驰合作开发了第一款用于公路车辆的原型车——ABS 1。该系统具备量产基础，但可靠性不足，控制单元有1000多个元器件，不仅价格昂贵，而且容易出现故障。
1973，博世收购Teldix GmbH 50%的股权以及ABS领域的研发成果。1975年，AEG和Teldix与博世达成协议，委托博世整体实施ABS系统开发计划。《ABS 2》经过三年的努力诞生了！与ABS 1采用模拟电子元件不同，ABS 2系统完全采用数字元件设计，不仅将控制单元中的元件数量从1000减少到140，而且具有成本降低、可靠性大幅提高、运行速度明显加快三大优势。1978年底，德国奔驰和宝马两家汽车制造商决定在S级和7系汽车上安装ABS 2这一高科技系统。
在诞生的前三年，ABS系统苦于成本太高，无法打开市场。从1978到1980结束，博世公司只卖出了2.4万套ABS系统。好在第二年增长到7.6万套。受到市场的积极响应，博世开始了TCS跟踪控制系统的研发计划。1983推出的ABS 2S系统重量从5.5 kg减少到4.3 kg，控制部件也减少到70个。到1985年中期，全球新车上安装ABS系统的比例首次超过1%，通用也决定将ABS列为旗下主力雪佛兰汽车系列的标准装备。
1986又是一个值得纪念的年份。除了博世庆祝售出第1万套ABS系统之外，更重要的是博世推出了历史上首款民用车辆TCS/ ASR跟踪控制系统。TCS/ ASR的作用是防止汽车起步和加速时驱动轮打滑，特别是防止车辆过弯时驱动轮空转，将打滑控制在10%到20%的范围内。因为ASR是通过调节驱动轮的扭矩来控制的，所以也叫驱动力控制系统，在日本也叫TRC或TRAC。
ASR和ABS的工作原理有很多相似之处。ASR和ABS的结合可以形成更好的效果，形成车轮防抱死和驱动轮防滑控制的ABS /ASR系统。该系统主要由轮速传感器、ABS/ ASR ECU控制器、ABS驱动器、ASR驱动器、辅助油门控制器和主、辅助油门位置传感器组成。在汽车启动、加速、行驶过程中，发动机ECU根据轮速传感器输入的信号确定驱动轮的打滑现象超过上限值时，就会进入防转程序。首先，发动机ECU降低辅助油门，减少进油量，降低发动机动力输出扭矩。当ECU确定需要对驱动轮进行干预时，它会向ASR驱动器发出信号，控制驱动轮(通常是前轮)防止驱动轮打滑或使驱动轮打滑保持在安全范围内。首款搭载ASR系统的新车型出现在1987，奔驰S级再次成为历史的创造者。
随着ABS系统单价的逐渐降低，搭载ABS系统的新车数量在1988突破了爆发式增长的临界点，开始快速增长。当年，博世ABS系统年销量首次突破300万套。技术上的突破，使得博世在1989推出的ABS 2E系统，首次将原来发动机室(液压驱动部件)和中控台(电控部件)分离、必须依靠复杂的接线连接的设计，改变为“两个部件合二为一”的设计！ABS 2E系统也是历史上第一个抛弃集成电路，使用运算速度为8千字节的微处理器(CPU)来负责所有控制工作的ABS系统，再次书写了新的里程碑。那一年，保时捷汽车工厂正式宣布，所有汽车都安装了ABS。三年后(1992)，奔驰汽车厂也决定步保时捷的后尘。
1990年上半年，ABS系统逐渐开始在量产车中普及。1993年，博世推出了ABS 2E的改进版:ABS 5.0系统。除了更小更轻之外，ABS 5.0还配备了运算速度翻倍(16 k字节)的处理器。同年年中，博世庆祝了第10万个ABS系统的销售。
ABS和ASR/ TCS系统已经得到了全球车主的认可，但是博世的工程团队并不满足，相反，他们正在朝着下一个更具挑战性的目标前进:ESP(电子稳定程序)！与ABS和TCS只能增加制动和加速时的稳定性不同，ESP可以使车辆在行驶过程中随时保持最佳的动态平衡和行驶路线。ESP系统包括转向传感器(监测方向盘旋转角度以确定汽车行驶方向是否正确)、车轮传感器(监测每个车轮的速度以确定车轮是否打滑)、摆动速度传感器(记录汽车绕垂直轴的运动以确定汽车是否失控)和横向加速度传感器(测量转弯时的离心加速度以确定汽车在转弯时是否失去抓地力)。同时，控制单元通过这些传感器的数据判断车辆的行驶状态，进而指示一个或多个车轮制动压力的建立或释放，同时对发动机扭矩做出最精确的调整，在某些情况下甚至以每秒150次的频率做出反应。集成了ABS、EBD、EDL、ASR等系统的ESP，让车主专心驾驶，让电脑轻松应对各种突发事件。
延续以往ABS和ASR诞生时的惯例，奔驰S级是第一款使用ESP系统的车型(1995)。四年后，奔驰官方宣布将ESP列为全车系统标配。同时，博世在1998和2001推出的ABS 5.7和ABS 8.0系统还在不断完善中。整个系统的总重量从2.5 kg降低到1.6 kg，处理器的运算速度从48 k字节升级到128 k字节。奔驰的主要竞争对手是宝马和奥迪20065438。博世汽车厂庆祝2003年销售了超过1亿个ABS系统和6.5438亿个ESP系统。根据ACEA(欧洲汽车制造商协会)的调查，当今欧洲生产的每一辆新车都装有ABS系统，全球超过60%的新车都装有该装置。
罗伯特·博世公司董事会成员沃尔夫冈·德雷斯(Wolfgang Drees)说:“ABS系统大大提高了制动稳定性，缩短了制动距离。不像安全气囊和安全带(可以用死亡人数除以车祸数量来分析)，属于“防患于未然”的ABS系统很难用真实的数据证明它会从鬼门关接回多少人。然而，根据德国保险协会和汽车安全学会的研究，60%的致命交通事故是由侧面碰撞引起的，30%至40%是由超速、突然转弯或操作不当引起的。我们有理由相信，ABS及其衍生的ASR和ESP系统大大降低了紧急情况下车辆失控的概率。NHTSA(北美高速公路安全管理局)曾经估计ABS系统挽救了14563名北美司机的生命！
从ABS到ESP，似乎汽车工程师提高行驶稳定性的努力已经到了极限(从民用ESP系统诞生至今已近10年)，但即使计算机再先进，也还是需要驾驶员的正确操作才能发挥其最大的作用。
大部分车主都没有遇到过紧急情况(也希望永远不会)，但在关键时刻却忍不住知道如何应对。当你在紧急情况下踩刹车时，ABS系统的制动缸会迅速动作，制动踏板会立即产生异常振动和明显的噪音(ABS系统运行中的正常现象)。这时候你应该毫不犹豫的用力踩刹车(除非车有EBD制动力辅助装置，大部分司机制动力不足)。此外，ABS可以防止紧急制动时车轮抱死，因此前轮仍然可以控制汽车的方向。司机应紧急刹车并打方向避让。比如，要避开左侧道路中的障碍物，他们要用力踩下制动踏板，快速向左转动方向盘90度，向右转动车轮180度，最后向左转动90度。最后，ABS系统依靠精确的轮速传感器来判断是否发生抱死。平时要保持每个车轮上的传感器清洁，防止泥土、油渍，尤其是磁性物质附着在其表面，导致传感器失效或输入错误信号，影响ABS系统的正常工作。开车前要时刻注意仪表盘上的ABS故障指示灯。如果闪烁或常亮，可能是ABS系统出现了故障(尤其是早期的系统)，应该尽快去维修店排除故障。
需要提醒的是，ABS/ ASR/ ESP系统是高科技的结晶，但也不是万能的。不要仅仅因为这些主动驾驶安全系统就开得太快。
ABS这种原本用在飞机上的技术，现在已经非常普及，十几万元一班的轿车上都可以看到，部分公交车也装有ABS。装有ABS的车辆在遇到雪、冰冻或雨天等湿滑路面时，可以安全地控制方向盘和刹车。既能有效防止事故发生，又能减少轮胎磨损，但不能缩短汽车的制动距离，在某些情况下还会增加。