理论教育 教你识读汽车电路图|制动压力调节器的工作原理与结构

教你识读汽车电路图|制动压力调节器的工作原理与结构

时间:2023-09-22 理论教育 版权反馈
【摘要】:制动压力调节器是ABS的执行器。在汽车制动时,制动压力调节器根据ECU的控制信号迅速、准确地动作,及时调节制动器制动压力的大小,使车轮不被抱死。目前汽车上普遍使用的液压式制动压力调节器有循环流通式和变容积式两种结构类型。该制动压力调节器采用三个三位三通电磁阀,分别控制三个制动压力通道。变容积式制动压力调节器主要由动力活塞、电磁阀、电动

教你识读汽车电路图|制动压力调节器的工作原理与结构

制动压力调节器是ABS的执行器。在汽车制动时,制动压力调节器根据ECU的控制信号迅速、准确地动作,及时调节制动器制动压力的大小,使车轮不被抱死。目前汽车上普遍使用的液压式制动压力调节器有循环流通式和变容积式两种结构类型。

1.循环流动式制动压力调节器

循环流动式制动压力调节器串联在制动管路中,主要由储油器、电磁阀、回油泵及单向阀等组成,如图4-100所示。

储油器用于暂时储存制动轮缸压力减小时流出的制动液;回油泵则是将储油器的制动液泵回制动主缸;电磁阀由ECU控制其动作,用以实现制动轮缸压力的升高、保持和降低等控制。ABS制动压力调节器通常采用三位三通、二位二通电磁阀来实现制动压力的调节。

(1)三位三通电磁阀循环流动式制动压力调节器原理

三位三通阀电磁阀的阀芯有三个工作状态,阀体连接三个液压接口,分别连接制动主缸、制动轮缸和储油器三个通道。ECU通过对电磁阀的断电、半通电和全通电控制,使其分别处于三种工作状态,三位三通电磁阀式制动压力调节器的工作原理如图4-101所示。

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图4-100 循环流动式制动压力调节器的基本组成

1—制动轮缸 2—电磁阀 3—储油器 4—回油泵 5—单向阀 6—制动主缸

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图4-101 三位三通电磁阀式制动压力调节器原理

1—储油器 2—回油泵 3—单向阀 4—制动主缸 5—制动踏板 6—三位三通电磁阀 7—制动轮缸

1)普通制动情况。在通常的减速制动或停车慢速制动时,车轮不会抱死,ABS不介入工作,此时电磁阀不通电,电磁阀的阀芯处于右位,制动主缸与轮缸直通。这时,制动轮缸的压力直接由制动踏板的踩踏力控制。

2)ABS失效时。当ABS电子控制系统出现了故障而防抱死作用失效时,电磁阀保持在断电状态,这时,制动主缸与轮缸直通,可确保有普通制动器的制动作用。

3)紧急制动情况。汽车紧急制动时,车轮将出现抱死情况,ABS ECU立刻投入工作,自动控制各车轮制动器制动压力的大小。

减压控制:当需要减小制动压力时,ECU输出减压指令,使电磁阀全通电(提供较大的电流),电磁阀的阀芯处于左位,连接制动主缸的通道被封闭,制动轮缸与储油器相通,制动压力降低。此时,电动回油泵工作,将从轮缸流入储油器的制动液泵回制动主缸。

保压控制:当需要维持制动压力不变时,ECU输出保压指令,使电磁阀半通电(提供较小的电流),电磁阀的阀芯处于中位,电磁阀的三个通道都被封闭,使制动轮缸的制动液压力保持不变。

增压控制:当需要增大制动压力时,ECU输出增压指令,使电磁阀断电,电磁阀的阀芯回到右位,制动主缸与制动轮缸相通,制动主缸的高压制动液进入轮缸,使其压力上升。

ABS ECU就是通过控制电磁阀全通电(降低制动压力)、半通电(保持制动压力)和断电(增大制动压力),适时地调节制动轮缸制动压力的大小,使车轮处于边滚边滑的状态。三位三通电磁阀循环流动式制动压力调节器一例如图4-102所示。该制动压力调节器采用三个三位三通电磁阀,分别控制三个制动压力通道。

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图4-102 循环流动式制动压力调节器实例(三位三通电磁阀)

1—解除制动单向阀 2—三位三通电磁阀 3—回油泵 4—单向阀 5—储油器

(2)二位二通电磁阀循环流动式制动压力调节器原理

二位二通电磁阀只有两个工作位置,连接两个液压通道,ECU通过对电磁阀断电和通电控制使其工作在通和断两种工作状态。一个制动压力通道由两个二位二通电磁阀实现制动压力控制,其中一个为常开电磁阀,连通制动主缸和轮缸,另一个则为常闭电磁阀,连接于轮缸和储油器。二位二通电磁阀循环流动式制动压力调节器的原理如图4-103所示。

1)普通制动情况。在非紧急制动情况下,ABS不工作,两电磁阀均不通电。此时,两电磁阀的阀芯均处于右位,常开电磁阀将制动主缸与轮缸接通,常闭电磁阀则将制动轮缸与回油管路断开。这时,制动轮缸的压力直接由制动踏板的踩踏力度控制。

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图4-103 二位二通电磁阀式制动压力调节器原理

1—制动主缸 2—制动踏板 3—常开二位二通电磁阀 4—制动轮缸 5—常闭二位二通电磁阀 6—储油器 7、9、10—单向阀 8—回油泵

2)ABS系统失效时。当ABS电子控制系统有故障时,ECU使两电磁阀保持在断电状态,这时,制动主缸与轮缸直通,可保证普通制动器正常起作用。

3)紧急制动情况。当汽车紧急制动时,ABS立刻进入工作状态,根据相关传感器的信号自动控制车轮制动器制动压力的大小,以避免车轮抱死。

减压控制:当ECU输出减压指令时,驱动电路使两电磁阀均通电。常开电磁阀通电后关闭(左位),断开了连接制动主缸的通道;常闭电磁阀通电后则打开(左位),使制动轮缸与储油器相通。于是,轮缸制动器制动压力降低。此时,电动回油泵工作,将从轮缸流入储油器的制动液泵回制动主缸。

保压控制:当ECU输出保压指令时,常开电磁通电、常闭电磁阀不通电。常开电磁阀通电后关闭(左位),常闭电磁阀因不通电而仍处于关闭状态(右位)。此时,制动轮缸与制动主缸和储油器通道均被封闭,制动轮缸的压力将保持不变。

增压控制:当ECU输出增压指令时,使两电磁阀均断电,两电磁阀均在右位。这时,制动轮缸又与制动主缸相通,制动主缸的高压制动液进入轮缸,使其压力增大。

汽车紧急制动时,ABS ECU通过控制两电磁阀均不通电(压力上升)、只常开电磁阀通电(压力保持)和两个电磁阀均通电(压力下降),实现制动器制动压力大小的自动控制,将车轮控制在边滚边滑的最佳状态。图4-104是这种形式的循环流动式制动压力调节器一实例,每个制动压力通道均由两个二位二通电磁阀控制。

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图4-104 循环流动式制动压力调节器实例(二位二通电磁阀)

1—车轮转速传感器 2—解除制动单向阀 3—常开电磁阀 4—常闭电磁阀 5—制动主缸 6—缓冲器 7、10—单向阀 8—回油泵 9—电动机 11—储油器 12—制动轮缸

2.变容积式制动压力调节器

变容积式制动压力调节器相当于在循环流动式制动压力调节器组成部件的基础上增设了一个动力活塞,通过控制动力活塞的移动使制动轮缸的有效容积改变,从而实现制动器制动压力的控制。变容积式制动压力调节器主要由动力活塞、电磁阀、电动ABS泵、蓄压器、储油器、单向阀等组成,如图4-105所示。与循环流动式制动压力调节器一样,常见的变容积式制动压力调节器所用电磁阀也有三位三通电磁阀和二位二通电磁阀两种。(www.daowen.com)

(1)三位三通电磁阀变容积式制动压力调节器原理

1)普通制动情况。汽车在非紧急制动情况下,ABS电磁阀不通电,三位三通电磁阀柱塞保持在左位,使动力活塞控制油腔与储油器相通,动力活塞在其弹簧力的作用下保持在最左的位置(参见图4-105),活塞左端的顶杆顶开单向阀,使制动主缸与制动轮缸直接连通,此时,制动压力直接由制动踏板力控制。

2)ABS失效时,当ABS电子控制系统出现故障时,ABS ECU使所有电磁阀保持在断电状态,动力活塞则保持在最左位而顶开单向阀,制动主缸与制动轮缸相通,制动系统仍有普通制动的效果。

3)紧急制动情况。当汽车紧急制动时,ABS投入工作,ECU根据传感器的信号自动控制制动压力调节器工作。

减压控制:ECU输出减压控制信号时,向电磁阀提供较大电流,电磁阀柱塞处于右位。动力活塞控制油腔与蓄压器相通而压力增大,使动力活塞向右移动(图4-106),单向阀关闭,使制动主缸与制动轮缸断开。单向阀关闭后,动力活塞的继续右移使得其左腔容积增大,制动轮缸的制动压力降低。

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图4-105 变容积式制动压力调节器组成

1—车轮转速传感器 2—单向阀 3—动力活塞控制油腔 4—动力活塞左腔 5—动力活塞 6—制动主缸 7—蓄压器 8—三位三通电磁阀 9—电动ABS泵 10—柱塞 11—储油器 12—ECU 13—制动轮缸

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图4-106 变容积式制动压力调节器减压过程

(图注与图4-105相同)

保压控制:当ECU输出保压信号时,向电磁阀提供较小的电流,电磁阀柱塞处于中位。电磁阀的三个通道都被封闭(图4-107),动力活塞控制油腔的控制液压保持不变,动力活塞因两端的受力保持平衡而静止不动,使制动轮缸的压力保持不变。

增压控制:当ECU输出增压信号时,电磁阀断电,电磁阀柱塞回到左位,动力活塞控制油腔与储油器相通,控制油压下降,动力活塞在其弹簧力的作用下向左移动(图4-108),使动力活塞左腔容积减小,制动轮缸压力增大。当动力活塞移动到最左位时,活塞左端的顶杆顶开单向阀,制动主缸与制动轮缸相通,使轮缸的压力进一步增大。

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图4-107 变容积式制动压力调节器保压过程

(图注与图4-105相同)

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图4-108 变容积式制动压力调节器增压过程

(图注与图4-105相同)

ABS ECU通过控制制动压力调节器各个三位三通电磁阀的通电(减压)、半通电(保压)和断电(增压)控制,使车轮不被抱死。

(2)二位二通电磁阀变容积式制动压力调节器原理

二位二通电磁阀变容积式制动压力调节器通过两个二位二通电磁阀来调节控制油压,实现变容积式制动压力调节。制动压力调节器原理如图4-109所示。

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图4-109 变容积式制动压力调节器(二位二通电磁阀)

1—单向阀 2—制动主缸 3—常闭电磁阀 4—蓄压器 5—ABS泵 6—储油器 7—常开电磁阀 8—调压缸 9—制动轮缸 10—动力活塞

1)普通制动情况。在通常的减速制动或停车慢速制动时,ABS不工作,两电磁阀均不通电。此时,常开电磁阀使动力活塞控制油腔与储油器连通,动力活塞在弹簧力作用下保持在最高位,活塞顶杆顶开单向阀,使制动主缸与制动轮缸直接连通。此时,制动压力直接由制动踏板踩踏力控制。

2)紧急制动情况。汽车在紧急制动情况下,ABS进入工作状态,ECU通过控制两个二位二通电磁阀工作,实现制动压力的控制。

减压过程:ECU输出减压控制信号时,两电磁阀均通电。常开电磁阀通电后关闭,常闭电磁阀通电后打开,使动力活塞控制油腔只与蓄压器连接,控制油腔的压力增大,推动动力活塞向下移动,单向阀关闭,使制动主缸与制动轮缸断开。单向阀关闭后,动力活塞的继续下移使轮缸有效容积增大,制动轮缸的制动压力降低。

保压过程:ECU输出减压控制信号时,只使常开电磁阀通电。常开电磁阀通电后关闭,常闭电磁阀不通电也关闭,此时,动力活塞控制油腔的控制液压保持不变,动力活塞不移动,因而制动轮缸的压力保持不变。

增压过程:ECU输出减压控制信号时,使两电磁阀均处于断电状态。动力活塞控制油腔又与储油器相通,控制油压下降,动力活塞在其弹簧力的作用下向上移动,使轮缸的有效容积减小,制动压力增大。当动力活塞上移到某位置时,活塞顶杆顶开单向阀,制动主缸与制动轮缸相通,制动主缸的高压制动液进入轮缸,使轮缸的压力进一步增大。

3.液压与液位开关

制动压力调节器中,一般设有压力控制开关、压力警告控制及液位指示开关等控制开关。

(1)压力控制开关(PCS)

在蓄压器与电动ABS泵组件中设有压力控制开关PCS,根据蓄压器液压腔内制动液压的高低控制电动ABS泵工作。当蓄压器的制动液压下降到设定的低了限值时,PCS触点闭合,将电动ABS泵继电器线圈电路接通,使电动ABS泵工作,以提高蓄压器的压力。

(2)压力警告开关(PWS)

压力警告开关用于监视蓄压器的制动液压,与PCS一样,也是在蓄压器液压腔的制动液压的作用下动作。当制动液压降到设定的低限值以下时,其触点闭合,接通红色制动警告灯电路,使制动警告灯亮起,随后黄色的ABS警告灯也会亮起,ABS ECU将终止电子控制系统的防抱死自动控制。

(3)液位指示开关(FLI)

液位指示开关用于监视储液箱内的制动液液面,通常有两个触点,当制动液液面下降到最低限时,其常开触点闭合,接通红色制动警告灯电路,使红色制动警告灯亮起,以警告驾驶人必须停车检查制动系统;常闭触点打开,断开了ABS电脑电源电路,使黄色的ABS灯亮起,同时使ABS防抱死控制控制系统停止起作用。

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