刘成，胡慧

（安徽工贸职业技术学院，安徽 淮南 232007）



两种典型的制动压力调节器工作原理分析

刘成，胡慧

（安徽工贸职业技术学院，安徽 淮南 232007）

摘 要：汽车的安全主要分为主动安全和被动安全，车轮防抱死制动系统属于汽车主动安全装置。其功用主要是在汽车进行制动时，自动地调节制动压力，从而防止车轮抱死拖滑，使车轮滑移率始终维持在20%左右，以保证车轮同地面之间的附着力最大。制动压力调节器，位于主缸和制动轮缸之间，它可自动调节车轮制动轮缸的压力，其工作性能的好坏将直接影响ABS工作的可靠性。文章重点分析了两种典型的制动压力调节器的结构及工作原理。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2016.02.013

CLC NO.: U463.5 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2016)02-36-03

引言

车轮防抱死制动系统（ABS），属于汽车主动安全装置。其功用主要是在汽车进行制动时，自动地调节制动压力，从而防止车轮抱死拖滑，使车轮滑移率始终维持在20%左右，以保证车轮同地面之间的附着力最大。ABS包括传统的普通制动系统和防止车轮抱死的电子控制系统两部分。其中电子控制系统通常由传感器、ECU执行器和警告灯等组成。如图1所示，其中执行器主要指制动压力调节器，它通常位于制动主缸和制动轮缸之间，当ABS ECU发出指令时，制动压力调节器将自动调节轮缸的制动压力。制动压力调节器在ABS系统中非常重要，其工作性能的好坏将直接影响ABS工作的可靠性。本文分析了两种典型的制动压力调节器工作原理。

图1 防抱死制动系统（ABS）的基本组成

1、制动压力调节器工作原理分析

制动压力调节器根据其调压方式的不同，一般可以将其划分为两种类型：循环式和容积变化式，其中循环式是利用电磁阀直接来控制制动轮缸的压力，而变容式则是电磁阀间接制动轮缸的压力。下面分别介绍了两种形式的制动压力调节器，并分析其工作原理。

1.1 循环式制动压力调节器

循环式压力调节器又称为流通式压力调节器，在博世ABS和戴维斯ABS中广泛采用，主要由以下几部分组成：电磁阀、回油泵、储液器等。当电磁阀控制制动轮缸与主缸相通时进行增压，当控制制动轮缸与储液器相通时进行减压，或者都不通时进行保压；回油泵，通常是柱塞泵，功用主要是当电磁阀减压时，把制动轮缸返回的制动液经过储能器及时泵回主缸，同时在增压过程可以把储能器中的制动液加压送到制动轮缸；储能器的主要功用是暂时储存经过制动轮缸流出的制动液，减少制动压力调节过程中出现的脉动现象。笔者结合博世ABS广泛采用的三位三通电磁阀式制动压力调节器，来说明ABS的增压-保压-减压不断循环的过程，从而分析其工作原理。三位三通电磁阀是一种主要由线圈、固定铁芯和移动铁芯等构成的，可移动到三个不同位置（即增压、保压、减压三个状态）、三通道（即连通制动轮缸、制动主缸、储液器）式电磁阀，控制单元ECU通过控制电磁阀电流的大小，来改变可动铁芯（即柱塞）的位置，进而改变了不同的通路，实现ABS系统的减压、保压、增压的工作状态。

图2 三位三通电磁阀式制动压力调节器工作原理

（1）增压过程

这一过程也就是我们所说的常规制动过程，此时制动防抱死系统并未参与工作，电磁阀中没有电流流过，电磁阀正好位于图2(a)所示位置，图中电动机不转，液压泵不工作，这时制动主缸中的油压通过电磁阀直接进入了轮缸（也称为制动分泵），分泵中油压随着制动主缸（也称为制动总泵）的压力增加而增加，从而完成了增压的过程。

（2）保压过程

当电子控制单元ECU通过安装在车轮上的轮速传感器等信号，判断此时滑移率是否在最佳范围内，若计算出此时滑移率正好处于大约20%左右时，电脑此时便给电磁阀输入一个约2A的小电流，电磁阀上升正好位于图中（b）所示状态，这时，我们可以看出车轮制动轮缸与制动主缸以及回油道均不通，制动轮缸中的油压恒定，正好维持在一个最佳的范围内，即此时制动防抱死系统处于保压状态。

（3）减压过程

当电子控制单元ECU通过安装在车轮上的轮速传感器等信号计算分析，判断出此时车辆滑移率不在最佳范围内时，电脑便发出指令给电磁阀输入一个约5A的大电流，电磁阀上升至图中（c）所示位置，这时，车轮制动轮缸与储液器相通，制动轮缸中的制动液回流进而导致车轮制动轮缸中的压力降低，同时，电控单元发出指令使电动机旋转，从而带动液压泵运转，把储液器中存储的制动液抽回主缸，即此时完成了ABS减压的过程，从而防止车轮出现抱死拖滑。

（4）增压过程

随着制动轮缸中压力的不断减小，车轮转速再次升高，电控单元ECU便切断通往电磁阀的电流，电磁阀由于断电电磁吸力消失，处于关闭状态，即图2中（a）所示位置，制动总泵和制动分泵再次相通，制动总泵中的制动液这时又进入到车轮的制动轮缸，从而使轮缸中的制动压力再次增加。

（5）制动解除

当驾驶员松开制动踏板时，控制单元给电磁阀断电，阀下落到最下端图中（d）所示位置，此时制动轮缸与储液器不通，车轮制动轮缸中的制动液便回流到制动主缸，从而解除了制动，也就是制动系统完成了泄压的过程。

1.2 变容式制动压力调节器

变容式制动压力调节器主要由电磁阀、控制活塞、单向阀、储液器、液压泵、电动机、高压蓄能器等组成，其制动压力油路与ABS的控制压力油路是隔绝的。它是在汽车原有的制动管路上增加了一套液压的控制装置，该液压控制装置可以控制制动管路中的制动液的容积增加或者减小，进而对制动压力的大小进行控制。该装置中的液压泵和电动机的作用主要是产生控制用的高压制动液；高压蓄能器可蓄存高压制动液；电磁阀的主要用于转换高压控制油路，当电磁阀使控制活塞与高压蓄能器相通时完成增压过程，当电磁阀使控制活塞与储液器相通时，系统进行减压，当电磁阀关闭时，制动轮缸进行保压过程。电磁阀断电时，车轮制动轮缸与制动主缸相同，从而保证了制动防抱死系统一旦失效，制动系统仍能进行常规制动，确保了行车安全。其基本工作原理见下图3所示：

图3 变容式制动压力调节器工作原理

（1）常规制动过程

此时制动防抱死系统并未参与工作，电磁阀线圈中没有电流流过，电磁阀正好位于图3(a)所示位置，电磁阀将控制活塞的工作腔与回油管路接通，控制活塞在强力弹簧的作用下被推至最左端，活塞顶端推杆将单向阀打开，使制动主缸与制动轮缸的制动管路相通，主缸的制动液直接流入制动轮缸，轮缸压力随主缸压力变化而变化。

（2）减压过程

当电子控制单元ECU通过安装在车轮上的轮速传感器等信号计算分析，判断出此时车辆滑移率不在最佳范围内时，电脑便发出指令给电磁阀输入一个大电流，由于电磁吸力的产生，电磁阀柱塞克服弹簧弹力移动到图中（b）所示位置，此时控制活塞的工作腔与高压蓄能器接通，高压蓄能器中的制动液进入控制活塞工作腔，在油压的作用下控制活塞也向右移动到图中所示位置，由于单向阀的关闭切断了主缸和轮缸的通道，随着控制活塞向右移动，控制活塞左侧连接制动轮缸的容积不断增大，制动轮缸中的油压降低，从而完成了减压的过程。

（3）保压过程

当电子控制单元ECU通过安装在车轮上的轮速传感器等信号，判断此时滑移率是否在最佳范围内，若计算出此时滑移率正好处于大约20%左右时，电脑此时便给电磁阀输入一个小电流，电磁阀正好位于图3中（c）所示位置，这时，控制活塞、高压蓄能器以及回油道均相互关闭不通，此时单向阀也正好处于关闭状态，制动轮缸中的压力恒定，正好维持在一个最佳的范围内，即此时制动防抱死系统处于保压状态。

（4）增压过程

随着制动轮缸中压力的不断减小，车轮转速再次升高，电控单元ECU便切断电磁阀的电流，电磁阀由于断电电磁吸力消失，移动到最左端初始位置，即图3中（d）所示位置，从而接通了控制活塞工作腔和储液器的通道，控制活塞左侧的制动液流入储液器，在控制活塞复位弹簧的作用下，控制活塞向左移动到初始位置，即最左端，这时控制活塞左端单向阀处于开启状态，制动主缸中制动液流入制动轮缸，轮缸压力增大，系统处于增压状态。

2、结束语

ABS系统技术已经相当成熟，已成为当今汽车主动安全方面的一种基本配置，它可有效的提高行车安全，驾驶员紧急制动时，ABS发挥作用，最大限度的防止车轮发生抱死拖滑的现象，从而避免或者减少了事故的发生。由于ABS集成了机、电、液技术，结构相对复杂，掌握其结构和工作原理是维修人员的基本要求，进而才能很好的进行ABS的维修和维护。

参考文献

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[2] 宋传增等. 三通道ABS液压系统分析[J].农业机械学报，2005,36 (1).

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[4] 顾炉彬. 博世ABS制动压力调节器的组成及工作过程[J]. 汽车电器，2004, (6).

Analysis of the working principle of two typical brake pressure regulators

Liu Cheng, Hu Hui
( Anhui Industry &Trade Vocational Technical College, Anhui Huainan 232007 )

Abstract:The safety of the car is divided into active safety and passive safety, anti lock braking system belongs to the automobile active safety device. Its function is mainly in a vehicle braking and automatically regulating braking pressure, thereby preventing the wheels lock and skid, the wheel slippage rate maintained at about 20%, to ensure maximum wheel ground adhesion. The brake pressure regulator, which is located between the main cylinder and the brake wheel cylinder, can automatically adjust the pressure of the wheel cylinder, and its working performance will directly affect the reliability of ABS. In this paper, the structure and working principle of two typical brake pressure regulators are analyzed in this paper.

Keywords:ABS; brake pressure regulator; master cylinder; wheel cylinder

作者简介：刘成，就职于安徽工贸职业技术学院，研究方向：汽车电子控制技术。

中图分类号：U463.5

文献标识码：A

文章编号：1671-7988(2016)02-36-03

关键字：ABS；制动压力调节器；制动主缸；制动轮缸