淺談汽車ABS系統(tǒng)的原理與維護

1、 第 I 頁摘 要在當代，安裝 ABS 的車輛已經(jīng)相當普遍，經(jīng)濟型車也安裝有 ABS 并且隨著對汽車安全性能的要求越來越高，一些更為先進的、保護范圍更加廣泛的安全裝置相繼問世了。 隨著汽車技術的不斷改進，ABS 已逐漸成為汽車的標準配件，雖然 ABS 能大大提高汽車的制動性能，但是不同類型的 ABS 在制動中發(fā)揮的作用卻不盡相同，駕駛員如果缺乏對各類 ABS 性能特點的了解，則可能在車輛緊急制動時得不到預想的制動效果，甚至會發(fā)生意外情況。了解 ABS 這些技術對汽車制動系統(tǒng)的維修和故障診斷工作都是十分重要的。本文主要介紹汽車 ABS技術發(fā)展，ABS 基本結構和工作原理，ABS 系統(tǒng)的維護。關鍵

2、詞：ABS；技術；工作原理；安全 第 II 頁目 錄第 1 章 前言.1第 2 章 ABS 的組成與原理 .22.1 “ABS”的概述 .22.2 ABS 的組成及作用 .22.3 ABS 的工作原理 .32.4 ABS 的兩種控制方式 .52.5 汽車 ABS 的分類.62.5.1 按結構分類 .62.5.2 按控制方法分類 .62.5.3 按控制通道分類 .72.5.4 按結構關系分類 .7第 3 章 淺談 ABS 系統(tǒng)的基礎維護.83.1ABS 故障診斷儀器和工具.83.2 故障診斷與排除的一般步驟.93.3 常見故障及分析.10第 6 章 結語.12參考文獻.13四川城市職業(yè)學院畢業(yè)論

3、文 （設計） 第 1 頁第 1 章 前言隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車技術日新月異，特別是大量新技術的應用，汽車變得越發(fā)智能化，科技化。所以我們更應該重視汽車的安全性能，剎車是現(xiàn)代汽車的安全性能中占十分重要的地位，起著至關重要的作用。ABS 的運用為剎車的安全保機護航。本文主要就汽車“ABS”系統(tǒng)的組成以及工作原理進行了解，并對簡單的檢測維修做討論。四川城市職業(yè)學院畢業(yè)論文 （設計） 第 2 頁第 2 章 ABS 的組成與原理2.1 “ABS”的概述ABS（Anti-lock Braking System）防抱死剎車系統(tǒng)，通過安裝在車輪上的傳感器發(fā)出車輪將被抱死的信號，控制器指令調節(jié)器降低該車輪制動

4、缸的油壓，減小制動力矩，經(jīng)一定時間后，再恢復原有的油壓，不斷的這樣循環(huán)（每秒可達 510 次），始終使車輪處于轉動狀態(tài)而又有最大的制動力矩。2.2 ABS 的組成及作用汽車 ABS 是由控制裝置,電磁閥,傳感器;總成線束;齒圈;ABS 警示燈等組成，在不同的 ABS 系統(tǒng)中，制動壓力調節(jié)裝置的結構形式和工作原理往往不同，電子控制裝置的內部結構和控制邏輯也可能 ABS 通常都由車輪轉速傳感器、制動壓力調節(jié)裝置、電子不盡相同。在常見的 ABS 系統(tǒng)中，每個車輪上各安裝一個轉速傳感器，將有關各車輪轉速的信號輸入電子控制裝置。電子控制裝置根據(jù)各車輪轉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

5、，并形成相應的控制指令。制動壓力調節(jié)裝置主要由調壓電磁閥組成，電動泵組成和儲液器等組成一個獨立的整體，通過制動管路與制動主缸和各制動輪缸相連。制動壓力調節(jié)裝置受電子控制裝置的控制，對各制動輪缸的制動壓力進行調節(jié)。ABS 在汽車制動時根據(jù)車輪的運動養(yǎng)成自動調節(jié)車輪壓力，防止車輪抱死，其實質就是是傳統(tǒng)的制動過程變?yōu)樗矔r的制動過程， 即在制動時使車輪與地面達到“抱而不死，死而不抱”的狀態(tài)，其目的是使車輪與地面的摩擦力達到最大，同時又可以避免后輪側滑和前輪喪失轉向功能，一是汽車取得最佳的制動效能。因此，ABS 具有以下優(yōu)點：（1）縮短制動距離。ABS 能保證汽車在雨后，冰雪及泥濘路面上獲得較高的制動效

6、能，防止汽車側滑甩尾（松散的沙土和積雪很深的路面除外）。（2）保持汽車制動方向穩(wěn)定性。（3）保持汽車制動時轉向穩(wěn)定性。（4）減少汽車制動時露臺的磨損。ABS 能防止在制動時過程中產(chǎn)生的拖痕，四川城市職業(yè)學院畢業(yè)論文 （設計） 第 3 頁提高輪胎的使用壽命。（5）極少駕駛員的疲勞（特別是汽車制動時的緊張情緒）。（6）鑒于防抱死系統(tǒng)（ABS）具有以上的優(yōu)越性，所以該系統(tǒng)的裝車率逐年上升。2.3 ABS 的工作原理在不同的 ABS 系統(tǒng)中，制動壓力調節(jié)裝置的結構形式和工作原理往往不同，電子控制裝置的內部結構和控制邏輯也可能 ABS 通常都由車輪轉速傳感器、制動壓力調節(jié)裝置、電子不盡相同。 在常見的

7、ABS 系統(tǒng)中，每個車輪上各安裝一個轉速傳感器，將有關各車輪轉速的信號輸入電子控制裝置。電子控制裝置根據(jù)各車輪轉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，并形成相應的控制指令。制動壓力調節(jié)裝置主要由調壓電磁閥組成，電動泵組成和儲液器等組成一個獨立的整體，通過制動管路與制動主缸和各制動輪缸相連。制動壓力調節(jié)裝置受電子控制裝置的控制，對各制動輪缸的制動壓力進行調節(jié)。ABS 的工作過程可以分為常規(guī)制動，制動壓力保持制動壓力減小和制動壓力增大等階段。在常規(guī)制動階段，ABS 并不介入制動壓力控制，調壓電磁閥總成中的各進液電磁閥均不通電而處于開啟狀態(tài)，各出液電磁閥均不通電而處于關閉狀態(tài)，電動泵

8、也不通電運轉，制動主缸至各制動輪缸的制動管路均處于溝通狀態(tài)，而各制動輪缸至儲液器的制動管路均處于封閉狀態(tài)，各制動輪缸的制動壓力將隨制動主缸的輸出壓力而變化，此時的制動過程與常規(guī)制動系統(tǒng)的制動過程完全相同 在制動過程中，電子控制裝置根據(jù)車輪轉速傳感器輸入的車輪轉速信號判定有車輪趨于抱死時，ABS 就進入防抱制動壓力調節(jié)過程。例如，電子控制裝置判定右前輪趨于抱死時，電子控制裝置就使控制右前輪刮動壓力的進液電磁閥通電，使右前進液電磁閥轉入關閉狀態(tài)，制動主缸輸出的制動液不再進入右前制動輪缸，此時，右前出液電磁閥仍末通電而處于關閉狀態(tài)，右前制動輪缸中的制動液也不會流出，右前制動輪缸的刮動壓力就保持一定，

9、而其它末趨于抱死車輪的制動壓力仍會隨制動主缸輸出壓力的增大而增大；如果在右前制動輪缸的制動壓力保持一定時，電子控制裝置判定右前輪仍然趨于四川城市職業(yè)學院畢業(yè)論文 （設計） 第 4 頁抱死，電子控制裝置又使右前出液電磁閥也通電而轉入開啟狀態(tài)，右前制動輪缸中的部分制動波就會經(jīng)過處于開啟狀態(tài)的出液電磁閥流回儲液器，使右前制動輪缸的制動壓力迅速減小右前輪的抱死趨勢將開始消除，隨著右前制動輪缸制動壓力的減小，右前輪會在汽車慣性力的作用下逐漸加速；當電子控制裝置根據(jù)車輪轉速傳感器輸入的信號判定右前輪的抱死趨勢已經(jīng)完全消除時，電子控制裝置就使右前進液電磁閥和出液電磁閥都斷電，使進液電磁閥轉入開啟狀態(tài)，使出液

10、電磁閥轉入關閉狀態(tài)，同時也使電動泵通電運轉，向制動輪缸泵輸送制動液，由制動主缸輸出的制動液經(jīng)電磁閥進入右前制動輪缸，使右前制動輪缸的制動壓力迅速增大，右前輪又開抬減速轉動。ABS 通過使趨于抱死車輪的制動壓力循環(huán)往復而將趨于防抱車輪的滑動率控制，在峰值附著系數(shù)滑動率的附近范圍內，直至汽車速度減小至很低或者制動主缸的常出壓力不再使車輪趨于抱死時為止。制動壓力調節(jié)循環(huán)的頻率可達320HZ。在該 ABS 中對應于每個制動輪缸各有對進液和出液電磁閥，可由電子控制裝置分別進行控制，因此，各制動輪缸的制動壓力能夠被獨立地調節(jié)，從而使四個車輪都不發(fā)生制動抱死現(xiàn)象。 盡管各種 ABS 的結構形式和工作過程并不

11、完全相同，但都是通過對趨于抱死車輪的制動壓力進行自適應循環(huán)調節(jié)，來防止被控制車輪發(fā)生制動抱死（如圖 2-1）。圖圖 2-1 ABSABS 系統(tǒng)工作原理圖系統(tǒng)工作原理圖四川城市職業(yè)學院畢業(yè)論文 （設計） 第 5 頁汽車的制動力取決于制動器的摩擦力，但能使汽車制動減速的制動力，還受地面附著系數(shù)的制約。當制動器產(chǎn)生的制動力增大到一定值時，汽車輪胎將在地面上出現(xiàn)滑移。其滑移率 (Vt-Va)/Vt100式中：-滑移率； Vt-汽車的理論速度； Va-汽車的實際速度。據(jù)試驗證實，當車輪滑移率15一 20時附著系數(shù)達到最大值，因此，為了取得最佳的制動效果，一定要控制其滑移率在 1520范圍內。ABS 的功

12、能即在車輪將要抱死時，降低制動力，而當車輪不會抱死時又增加制動力，如此反復動作，使制動效果最佳。2.4 ABS 的兩種控制方式 （1）雙參數(shù)控制 雙參數(shù)控制的 ABS，由車速傳感器(測速雷達)、輪速傳感器、控制裝置(電腦)和執(zhí)行機構組成。 其工作原理是車速傳感器和輪速傳感器，分別將車速和輪速信號輸入電腦，由電腦計算出實際滑移率，并與理想滑移率 15一 20作比較，再通過電磁閥增減制動器的制動力。 這種曳速傳感器常用多普勒測速雷達。當汽車行駛時，多普勒雷達天線以一定頻率不斷向地面發(fā)射電磁波，同時又接收反射回來的電磁波，測量汽車雷達發(fā)射與接收的差值，便可以準確計算出汽車車速。而輪速傳感器裝在變速器

13、外殼，由變速器輸出軸驅動，它是一個脈沖電機，所產(chǎn)生的頻率與輪速成正比。 執(zhí)行機構由電磁閥及繼電器等組成。電磁閥調整制動力，以便保持理想的滑移率。 這種 ABS 可保證滑移率的理想控制，防抱制動性能好，但由于增加了一個測速雷達，因此結構較復雜，成本也較高。 （2）單參數(shù)控制 它以控制車輪的角減速度為對象，控制車輪的制動力，實現(xiàn)防抱死制動，其結構主要由輪速傳感器、控制器(電腦)及電磁閥組成。為了準確無誤地測量輪速，傳感頭與車輪齒圈間應留有 1mm 間隙。為避免水、泥、灰塵對傳感器的影響，安裝前應將傳感器加注黃油。 電磁閥用于車輪制動器的壓力調節(jié)。對于四通道制動系統(tǒng)，一個車輪圈有一個電磁閥；三通道制

14、動系統(tǒng)，每個前輪擁有一個，兩個后輪共用一個。電磁閥有三個液壓孔，分別與制動主缸與車輪制動分缸相連，并能實現(xiàn)壓力升高、壓力保持、壓力降低的調壓功能。工作原理如下：四川城市職業(yè)學院畢業(yè)論文 （設計） 第 6 頁1)升壓在電磁閥不工作時，制動主缸接口和各制動分缸接口直通。由于主彈簧強度大，使進油閥開啟，制動器壓力增加。 2)壓力保持當車輪的制動分缸中的壓力增長到一定值時，進油閥切斷關閉。支架就保持在中間狀態(tài)，三個孔間相互密封，保持制動壓力。 3)降壓當電磁閥工作時，支架克服兩個彈簧的彈力，打開卸荷肉使制動分缸壓力降低。壓力一旦降低，電磁閥就轉換到壓力保持狀態(tài)，或升壓的準備狀態(tài)?？刂蒲b置 ECU 的主

15、要任務是把各車輪的傳感器傳回來的信號進行計算、分析、放大和判別，再由輸出級將指令信號輸出到電磁閥，去執(zhí)行制動壓力調節(jié)任務。電子控制裝置，由四大部分組成，輸入級 A、控制器 B、輸出級 C，穩(wěn)壓與保護裝置 D。電子控制器以 4 一 101tz 的頻率驅動電磁閥，這是駕駛員無法做到的。這種單參數(shù)控制方式的 ABS，由于結構簡單、成本低，故目前使用較廣。在美國克萊斯勒型高級轎車中大多配備了這種單參數(shù)控制方式的 ABS。它在轎車的四個輪上都裝有輪速傳感器。在車輪軸上安裝有 45 齒或 100 齒的齒圈，輪速傳感器的傳感頭裝在齒圈的頂上。當車輪轉動時，使傳感器不斷產(chǎn)生電壓信號，并輸入電腦，與 RoM 中

16、理想速度比較，算出車輪的增速或減速，向電磁閥發(fā)出升壓或卸壓的指令，以控制制動分缸制動力。2.5 汽車 ABS 的分類2.5.1 按結構分類 （1）機械式 ABS 機械式 ABS 的特點是結構緊湊價格低缺點是控制不夠精確，性能不高，該類 ABS 在轎車和摩托車上都有應用，其中最著名的是英國格林公司生產(chǎn)的 SCS 型機械式防抱裝置。（2）機電一體化的 ABS 這是目前廣泛使用的 ABS 由車速傳感器電子控制器壓力調節(jié)器等組成控制性能好可靠性高。2.5.2 按控制方法分類電子式 ABS 按控制方法的不同可分為以下兩類：（1）采用邏輯門限值控制的 ABS 該方法在技術上已非常成熟目前獲得四川城市職業(yè)學

17、院畢業(yè)論文 （設計） 第 7 頁廣泛應用的 ABS 幾乎全部采用邏輯門限值控制方法。（2）采用現(xiàn)代控制方法 采用這種控制方法的 ABS 由于技術與經(jīng)濟方面的原因還處于研究階段沒有達到實用化的程度 。2.5.3 按控制通道分類 （1）四通道系統(tǒng) 在每個車輪各設置一個轉速傳感器并在通往各制動輪缸的制動管路中各設置一個制動壓力調節(jié)裝置并對四個輪進行獨立控制。（2）三通道系統(tǒng) 三通道 ABS 對兩個前輪進行獨立控制對兩個后輪按低選原則進行一同控制，該布置有利于行駛穩(wěn)定性，目前大部分轎車采用該種布置方式。(3)雙通道系統(tǒng) 雙通道系統(tǒng)主要用在摩托車上前后輪心分別安裝傳感器獨立控制能夠實現(xiàn)最佳控制方式。(4

18、) 單通道系統(tǒng) 單通道系統(tǒng)一般對兩后輪按低選原則一同控制，主要作用是提高汽車的制動方向穩(wěn)定性，目前在輕型貨車和轎車上應用廣泛。2.5.4 按結構關系分類按制動壓力調節(jié)裝置與制動主缸和制動助力器的結構關系分類：（1）分離式 ABS 分離式 ABS 的特點是壓力調節(jié)裝置與制動主缸制動助力，裝置在結構上是分開的。（2）整體式 ABS 整體式 ABS 的特點是壓力調節(jié)裝置與制動主缸制動助力裝置成為一體結構緊湊，目前大部分汽車上使用的 ABS 是整體式的。四川城市職業(yè)學院畢業(yè)論文 （設計） 第 8 頁第 3 章 淺談 ABS 系統(tǒng)的基礎維護3.1ABS 故障診斷儀器和工具 在多數(shù)防抱控制系統(tǒng)中，可以通過

19、跨接診斷座串相應的端子，根據(jù)防抱警示（或電子控制裝置的發(fā)光二極管）的閃爍情況讀取故障代碼。所以，在故障代碼讀取時，往往需要合適的跨接線，跨接線是兩端帶有插接端子的一段導線，也有的跨接線在中間設有保險管。故障代碼只是代表故障情況的一系列數(shù)碼，要確切地了解故障情況，還須根據(jù)維修手冊查對故障代碼所代表的故障情況。另外，要正確地對系統(tǒng)進行故障診斷的排除，也需要利用維修手冊作參考，因此，維修手冊是故障診斷和維修過程中最為重要的工具。 對防抱控制系統(tǒng)進行檢查時，萬用表是基本的測試工具，由于指針式萬用表能夠反應電參數(shù)的動態(tài)變化，所以更適合于是防抱控制系統(tǒng)的電路檢查。另外，也可以用一些更為專用的電參數(shù)測試器（

20、如多蹤示波器等），可更為方便和更為深入地對系統(tǒng)進行檢查。 在大部分汽車上，防抱控制系統(tǒng)電子控制裝置線束插頭都不好接近，速成插頭中的端子又沒有標號，使確定所要測試的端子變得較為困難，特別是當向一些特定的端子加入電壓時，如果電壓加入有誤，可能會損壞系統(tǒng)中的一些電氣元件，另外，如果直接從線束插頭的端子上對系統(tǒng)進行測試，不影響測試結果的準確性，可能還會使端子發(fā)生變形或破壞，為此，可以使用接線端子盒。由于各種防抱控制系統(tǒng)線束插頭中的端子數(shù)，端號排列、插頭形式不盡相同，因此，所用的接線端子盒也就不同。 對防抱控制系統(tǒng)進行電路測試時，將系統(tǒng)的線束插頭從電子控制裝置上卸下,再將接線端子盒的線束插頭與系統(tǒng)線束插

21、頭插接，這祥，接線端子盒子的端子標號就與系統(tǒng)線束端子標號相對應，通過對接線端子盒上端子的測試，就相當于求系統(tǒng)線束插頭中相應端子進行測試。 在對防抱控制系統(tǒng)的液壓裝置進行檢查時，有時需要使用壓力表。對防抱控制系統(tǒng)進行故障診斷時，也可以借助各種測試儀器，有些系統(tǒng)甚至只有用專用診端測試儀才能進行故障診斷。專用診斷測試儀器可分為兩大類，其中一類可以替代系統(tǒng)的電子控制裝置，對四川城市職業(yè)學院畢業(yè)論文 （設計） 第 9 頁系統(tǒng)工作情況進行檢查和模擬，這類儀器有博世 ABS 診斷測試器和豐田 ABS 診斷測試器。另一類診斷測試器則需要系統(tǒng)的端子控制裝置通過與系統(tǒng)的電子控制裝置進行雙向通訊。既能讀取系統(tǒng)工電子

22、控制裝置所存儲記憶的故障代碼，并將故障代碼轉換為故障情況后顯示，部分地替代了維修手冊的作用，又可向系統(tǒng)電子控制半裝置傳輸控制指令，對系統(tǒng)進行工作模擬。這類測試儀器有SNAP-ON 紅盒子掃描儀 SCANNER 及通用的 TECH-L 和克萊斯的 ORB-LL 等，這些診斷測試儀器因可以讀解故障代碼，一般稱為解碼器。解碼器不僅可以對防抱控制系統(tǒng)進行故障診斷，而且還可以對汽車的其它一些電控制系統(tǒng)進行診斷測試，只是需要選擇相應的軟件而已。3.2 故障診斷與排除的一般步驟當防抱控制系統(tǒng)警示燈持續(xù)點亮時，或感覺防抱控制系統(tǒng)工作不正常時，應及時對系統(tǒng)進行故障診斷和排除。在故障診斷和排除。在故障診斷和排除時

23、應該按照一定的步驟進行，才能取得良好的效果。故障診斷與排除的一般步驟如下：（1）.確認故障情況和故障癥狀。 （2）.對系統(tǒng)進行直觀檢查，檢查是否有的制動液瀉漏導線破損、插頭松脫、制動液液位過低等現(xiàn)象。（3）.讀解故障代碼，既可以用解碼器直接讀解，也可以通過警示燈讀取故障代碼后，再根據(jù)維修手冊查找故障代碼所代表的故障情況。（4）.根據(jù)讀解的故障情況，利用必要的工具和儀器對故障部位進行深入檢查，確診故障部位和故障原因。（5）.故障排除。（6）.清除故障代碼。 （7）.檢查警示燈是否仍然持續(xù)點亮，如果警示燈仍然持續(xù)點亮，可能是系統(tǒng)中仍有故障存在，也有可能是故障己經(jīng)排除，而故障代碼未被清除；警示燈不再

24、電亮后，進行路試，確認系統(tǒng)是否恢復工作。 在故障診斷和維修過程中，應當注意，不僅不同型號的汽車所裝備的防抱系統(tǒng)可能不同，而且即使是同一型號的汽車，由于生產(chǎn)年份不同其裝備的防抱四川城市職業(yè)學院畢業(yè)論文 （設計） 第 10 頁控制系統(tǒng)也可能不同。防抱控制系統(tǒng)的故障大多是由于系統(tǒng)內的接線插頭松脫或接觸不良、導線斷路或短路、電磁閥線圈斷路或短路、電動泵電路斷路或短路、車輪轉速傳感器電磁線斷路或短路、續(xù)電器內部斷路或短路，以及制動開關、液位開關和壓力開關等不能正常工作引起的。另外，蓄電池電壓過低、車輪轉速傳感器與齒圈之間的間隙過大或受到泥污沾染、儲液室液位過低等也會影響系統(tǒng)的正常工作。 3.3 常見故障

25、及分析故障現(xiàn)象一：當用戶打開電源后 ABS 系統(tǒng)沒有 3 秒自檢 ABS 指示燈不亮。故障分析 1：電源電壓沒有加到 ABS 系統(tǒng)中。排除方法：1 檢測 ABS 線束與車輛上 12v 電源是否接通 2 檢測車輛是否有 12v 電壓。故障分析 2;ECU 損壞。排除方法：更換 ECU。故障現(xiàn)象二：當用戶打開電源后 ABS 有 3 秒自檢，ANS 使用一切正常但 ABS指示燈不亮。故障分析：ABS 指示燈驅動電路損壞：排除方法 1 將 ABS 線束與ECU 相連的接插件的第 16 腳與地短接，如果 ABS 指示燈沒有熄滅，則更換等驅動塊。2 如果更換燈驅動快后 ABS 仍然常亮，則斷開 ABS 指示燈與 ABS 線束的鏈接，一般來說，斷開后 ABS 燈會仍然常亮，如遇此情況情檢測原車電路。故障現(xiàn)象三：擋車處于靜止狀態(tài)時，ABS 指示燈快閃 1 次。故障分析:1 左前傳感器開路或傳感器接插件接觸不良。排除方法：更換傳感器或消除接觸不良。故障分析 2ABS 線束終于傳感器相連的電纜開路。排除方法：找到開路點，將其恢復連接。故障現(xiàn)象四：當車輛處于行駛狀態(tài)時，ABS 指示燈快閃一次。故障分析：1左前傳感器與齒圈的間隙過大，輪速信號不足。排除方法：調整傳感器與齒圈的間隙0.7 毫米，檢查傳感器輸出電壓0.3v。故障分析 2 左前輪齒圈安裝不平整或齒圈松動。