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互聯(lián)網(wǎng) wujunyiwjy 汽車(chē)構(gòu)造維修 2007-08-21
1. ABS概述
隨著世界汽車(chē)工業(yè)的迅猛發(fā)展,安全性日益成為人們選購(gòu)汽車(chē)的重要依據(jù)。目前廣泛采用的防抱死制動(dòng)系統(tǒng)ABS充分地滿足了人們對(duì)安全性的要求。
汽車(chē)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)ABS(Anti-lock Braking System)采用電子按制方式防止車(chē)輛在緊急制動(dòng)時(shí)車(chē)輪抱死的制動(dòng)裝置?稍谄(chē)制動(dòng)過(guò)程中對(duì)車(chē)輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行迅速、準(zhǔn)確而又有效的控制,是車(chē)輪盡可能地處于最佳制動(dòng)狀況。即在汽車(chē)制動(dòng)時(shí)使車(chē)輪的縱向處于附著系數(shù)的峰值,同時(shí)使其側(cè)向也保持著較高的附著系數(shù),從而使汽車(chē)具有良好的防側(cè)滑能力和最短的制動(dòng)距離,以提高車(chē)輛行駛的安全性。
1.1 ABS的發(fā)展
ABS技術(shù)在20世紀(jì)90年代初期就已成熟,近十年來(lái)沒(méi)有突破性的發(fā)展,但在ABS技術(shù)進(jìn)行的擴(kuò)展,將ABS的內(nèi)涵給予了很大的提升。ABS最初的擴(kuò)展是防滑控制系統(tǒng),它分為制動(dòng)防滑(EDS)和驅(qū)動(dòng)防滑(TCS)兩部分,有時(shí)統(tǒng)稱(chēng)為ASR。在此基礎(chǔ)上擴(kuò)展了后軸制動(dòng)力感載控制,即EBD功能,以及電子助力制動(dòng)EBA,這些擴(kuò)展仍是以ABS為主。90年代中期,ABS進(jìn)入了一個(gè)全新的發(fā)展,ABS只是作為全新系統(tǒng)的一個(gè)子系統(tǒng),而不是一個(gè)主要的系統(tǒng),但它仍把ABS作為一個(gè)重要組成部分。
1.2 ABS的現(xiàn)狀
目前,雖然ABS能大大提高汽車(chē)的制動(dòng)性能,但是不同類(lèi)型的ABS在制動(dòng)中發(fā)揮的作用卻不盡相同,駕駛員如果缺乏對(duì)各類(lèi)ABS性能特點(diǎn)的了解,則可能在車(chē)輛緊急制動(dòng)時(shí)得不到預(yù)想的制動(dòng)效果,甚至?xí)l(fā)生意外情況。
捷達(dá)轎車(chē)ABS系統(tǒng)也是如此,它是一種安全輔助系統(tǒng)的裝置,根本則在于駕駛員的正確使用和車(chē)速的快慢。
2. 捷達(dá)轎車(chē)ABS的基本組成
2.1 ABS的基本組成
ABS系統(tǒng)能夠防止車(chē)輪抱死,具有制動(dòng)時(shí)方向穩(wěn)定性好、制動(dòng)時(shí)仍有轉(zhuǎn)向能力、縮短制動(dòng)距離等優(yōu)點(diǎn)。捷達(dá)系列轎車(chē)采用的是MK20-Ⅰ型ABS系統(tǒng),是三通道的ABS調(diào)節(jié)回路,前輪單獨(dú)調(diào)節(jié),后輪則以?xún)奢喼械孛娓街禂?shù)低的一側(cè)為依據(jù)統(tǒng)一調(diào)節(jié)。ABS系統(tǒng)主要由ABS控制器 (包括電子控制單元、液壓?jiǎn)卧、液?a href=http://www.365shiwu.com/huanye_htm/hyfenlei20.html target=_blank>泵等)、四個(gè)車(chē)輪轉(zhuǎn)速傳感器、ABS故障警告燈、制動(dòng)警告燈等組成,如圖2-1所示。
電子傳感式ABS主要是通過(guò)電子傳感器對(duì)車(chē)輪狀態(tài)的感知來(lái)進(jìn)行制動(dòng)力調(diào)節(jié)的。由于設(shè)計(jì)上不同,這類(lèi)ABS又可以分為:“三路三傳感”、“三路四傳感”。
“三路三傳感”是在兩個(gè)前輪和后軸差速器上分別安裝電子傳感器,因此當(dāng)制動(dòng)車(chē)輪抱死時(shí)兩個(gè)前輪的ABS通過(guò)各自的傳感控制線路而獨(dú)自動(dòng)作,而兩個(gè)后輪則一起動(dòng)作。即捷達(dá)轎車(chē)就是采用這種ABS防抱死系統(tǒng)。
“三路四傳感”是在四個(gè)車(chē)輪上分別安裝電子傳感器,而兩前輪為獨(dú)立傳感控制線路,兩后輪則共用一條傳感控制線路,因此動(dòng)作效果與“三路三傳感”基本一樣。
2.2 ABS的功用
ABS可在汽車(chē)制動(dòng)時(shí)根據(jù)車(chē)輪的運(yùn)動(dòng)養(yǎng)成自動(dòng)調(diào)節(jié)車(chē)輪的制動(dòng)壓力,防止車(chē)輪抱死,其實(shí)質(zhì)就是使傳統(tǒng)的制動(dòng)過(guò)程變?yōu)樗查g的控制過(guò)程,即在制動(dòng)時(shí)使車(chē)輪與地面達(dá)到“抱而不死,死而不抱”的狀態(tài),其目的是使車(chē)輪與地面的摩擦力達(dá)到最大,同時(shí)又可以避免后輪側(cè)滑和前輪喪失轉(zhuǎn)向能力,以使汽車(chē)取得最佳的制動(dòng)效能。
2.3 ABS的優(yōu)點(diǎn)
(1)縮短制動(dòng)距離。 ABS能保證汽車(chē)在雨后、冰雪及泥濘路面上獲得較高的制動(dòng)效能,防止汽車(chē)側(cè)滑甩尾(松散的沙土和積雪很深的路面除外);
(2)保持汽車(chē)制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性;
(3)保持汽車(chē)制動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)向穩(wěn)定性;
(5)減少駕駛員的疲勞強(qiáng)度(特別是汽車(chē)制動(dòng)時(shí)的緊張情緒)。
3. 捷達(dá)轎車(chē)ABS的工作原理
3.1 ABS的工作原理
在普通制動(dòng)模式(ABS不起作用)時(shí),ABS電腦不發(fā)出指令,升壓閥和止回閥關(guān)閉使來(lái)自助力控制閥的制動(dòng)液不能進(jìn)入制動(dòng)輪缸,減壓閥關(guān)閉使制動(dòng)輪缸內(nèi)的制動(dòng)液不能流回儲(chǔ)液箱,截止閥打開(kāi)使各制動(dòng)輪缸分別與制動(dòng)主缸的第一二腔相通,這樣制動(dòng)輪缸內(nèi)的制動(dòng)壓力隨著制動(dòng)主缸 內(nèi)壓力的變化而變化。
在防抱死制動(dòng)模式(ABS起作用)時(shí),ABS電腦根據(jù)所接受的信號(hào)向執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令,增大、減小或保持各制動(dòng)輪缸內(nèi)的制動(dòng)壓力,以使各車(chē)輪保持理想的制動(dòng)狀態(tài)。當(dāng)ABS電腦檢測(cè)到某一車(chē)輪的滑移率過(guò)大需“減壓”時(shí),串聯(lián)在制動(dòng)輪缸與制動(dòng)主缸間的截止閥和串聯(lián)在助力控制閥與制動(dòng)輪缸間的升壓閥均會(huì)接受電腦指令而關(guān)閉,串聯(lián)在制動(dòng)輪缸與儲(chǔ)液器間的減壓閥則接受電腦指令而打開(kāi),使制動(dòng)輪缸內(nèi)的制動(dòng)液經(jīng)減壓閥流回儲(chǔ)液器,從而減小該車(chē)輪上的制動(dòng)壓力,防止其抱死;當(dāng)某一車(chē)輪滑移率過(guò)小而需“增壓”時(shí),用于控制該輪制動(dòng)壓力的截止閥和減壓閥均關(guān)閉,而升壓閥打開(kāi),使助力控制閥內(nèi)的制動(dòng)液經(jīng)升壓閥注入制動(dòng)輪缸,從而使該輪上的制動(dòng)壓力增加:當(dāng)需要“保持”某一制動(dòng)輪缸內(nèi)的制動(dòng)壓力時(shí),則用于控制該輪制動(dòng)壓力的截止閥、減壓閥和升壓閥均關(guān)閉,使制動(dòng)輪缸內(nèi)的制動(dòng)液既不能流出也不能注入,從而保持壓力不變(如圖4-1所示)。
圖4-1 ABS工作原理圖
3.2 捷達(dá)ABS的性能特點(diǎn)
捷達(dá)車(chē)采用的是三通道ABS裝置。三通道ABS是對(duì)兩前輪進(jìn)行獨(dú)立控制,兩后輪按低選原則進(jìn)行一同控制(即兩個(gè)車(chē)輪由一個(gè)通道控制,以保證附著力較小的車(chē)輪不抱死為原則),也稱(chēng)混合控制。
性能特點(diǎn):兩后輪按低選原則進(jìn)行同一控制時(shí),可以保證汽車(chē)在各種條件下左右兩后輪的制動(dòng)力相等,即使兩側(cè)車(chē)輪的附著系數(shù)相差較大,兩個(gè)車(chē)輪的制動(dòng)力都限制在附著力較小的水平,使兩個(gè)后輪的制動(dòng)力始終保持平衡,保證汽車(chē)在各種條件下制動(dòng)時(shí)都具有良好的方向穩(wěn)定性。當(dāng)然,在兩后輪按低選原則進(jìn)行一同控制時(shí),可能出現(xiàn)附著系數(shù)較大的一側(cè)后輪附著力不能充分利用的問(wèn)題,使汽車(chē)的總制動(dòng)力減小。但應(yīng)該看到,在緊急制動(dòng)時(shí),由于發(fā)生軸荷前移,在汽車(chē)的總制動(dòng)力中,后輪制動(dòng)力所占的比例減小,尤其是前輪驅(qū)動(dòng)的小轎車(chē),前輪的附著力比后輪的附著力大得多,通常后輪制動(dòng)力只占總制動(dòng)力的30%左右,后輪附著力未能充分利用的損失對(duì)汽車(chē)的總制動(dòng)力影響不大。在對(duì)捷達(dá)車(chē)型進(jìn)行的60 km/h緊急制動(dòng)對(duì)比試驗(yàn)中,有ABS的車(chē)型比無(wú)ABS車(chē)型的制動(dòng)距離只短1米,但是有ABS的車(chē)型始終都有方向,不會(huì)失去對(duì)方向的控制。
對(duì)兩前輪進(jìn)行獨(dú)立控制,主要考慮小轎車(chē),特別是前輪驅(qū)動(dòng)的汽車(chē),前輪的制動(dòng)力在汽車(chē)總制動(dòng)中所占的比例較大(可達(dá)70%左右),可以充分利用兩前輪的附著力。一方面使汽車(chē)獲得盡可能大的總制動(dòng)力,利于縮短制動(dòng)距離,另一方面可使制動(dòng)中兩前輪始終保持較大的橫向附著力,使汽車(chē)保持良好轉(zhuǎn)向能力。盡管兩前輪獨(dú)立控制可能導(dǎo)致兩前輪制動(dòng)力不平衡,但由于兩前輪制動(dòng)力不平衡對(duì)汽車(chē)行駛方向穩(wěn)定性影響相對(duì)較小,而且可以通過(guò)駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱對(duì)由此產(chǎn)生的影響進(jìn)行修正。因此,三通道ABS在小轎車(chē)上被普遍采用。
4. 捷達(dá)轎車(chē)ABS傳感器、執(zhí)行器的信號(hào)分析
捷達(dá)轎車(chē)ABS防抱死系統(tǒng)主要包括ABS控制器、前后輪轉(zhuǎn)速傳感器、總泵助力器、ABS警告燈和自診斷接口等組成。
4.1 ABS控制系統(tǒng)ECU
它接受并處理來(lái)自輪速傳感器的電子信號(hào),計(jì)算出車(chē)速、輪速、減速度和各個(gè)時(shí)刻的滑移率,與儲(chǔ)存在存儲(chǔ)元件的最佳滑移率進(jìn)行比較,并依據(jù)比較的結(jié)果對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)發(fā)出指令,從而調(diào)節(jié)制動(dòng)壓力。它還對(duì)系統(tǒng)的主要部件、電子器件進(jìn)行監(jiān)控,當(dāng)ABS發(fā)生故障時(shí),一方面自動(dòng)診斷故障并保存下故障碼,另一方面發(fā)出報(bào)警信號(hào),自動(dòng)切斷ABS電路,并將制動(dòng)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換到常規(guī)制動(dòng)方式。
4.2 輪速傳感器
車(chē)輪轉(zhuǎn)速傳感器的作用是將車(chē)輪的轉(zhuǎn)速信號(hào)傳給ABS電子控制單元。MK20-Ⅰ型ABS系統(tǒng)共有4個(gè)車(chē)輪轉(zhuǎn)速傳感器,前輪的齒圈(43齒)安裝在傳動(dòng)軸上,轉(zhuǎn)速傳感器安裝在轉(zhuǎn)向節(jié)上,如圖4-2所示。后輪的齒圈(43齒)安裝在后輪轂上,轉(zhuǎn)速傳感器則安裝在固定支架上,如圖4-3所示。
4.3 液壓控制單元和液壓泵
液壓控制單元裝在制動(dòng)主缸與制動(dòng)輪缸之間,采用整體式結(jié)構(gòu) (如圖4-5所示)。主要任務(wù)是轉(zhuǎn)換執(zhí)行ABS ECU的指令,自動(dòng)調(diào)節(jié)制動(dòng)器中的液壓壓力。
低壓儲(chǔ)液罐與電動(dòng)液壓泵合為一體裝于液壓控制單元上。低壓儲(chǔ)油罐的作用是用于暫時(shí)存儲(chǔ)從輪缸中流出的制動(dòng)液,以緩和制動(dòng)液從制動(dòng)輪缸中流出時(shí)產(chǎn)生的脈動(dòng)。
(2)當(dāng)駕駛員繼續(xù)踩制動(dòng)踏板,油壓繼續(xù)升高到車(chē)輪出現(xiàn)抱死趨勢(shì)時(shí),ABS電子控制單元發(fā)出指令使進(jìn)油閥通電并關(guān)閉閥門(mén),出油閥依然不帶電壓仍保持關(guān)閉,系統(tǒng)油壓保持不變,如圖4-7所示。
(3)油壓降低 若制動(dòng)壓力保持不變,車(chē)輪有抱死趨勢(shì)時(shí),ABS ECU給出油閥通電打開(kāi)出油閥,系統(tǒng)油壓通過(guò)低壓儲(chǔ)液罐降低油壓,此時(shí)進(jìn)油閥繼續(xù)通電保持關(guān)閉狀態(tài),有抱死趨勢(shì)的車(chē)輪被釋放,車(chē)輪轉(zhuǎn)速開(kāi)始上升。與此同時(shí),電動(dòng)液壓泵開(kāi)始起動(dòng),將制動(dòng)液由低壓儲(chǔ)液罐送至制動(dòng)主缸,如圖4-8所示。
如果ABS系統(tǒng)出現(xiàn)故障,進(jìn)油閥始終常開(kāi),出油閥始終常閉,使常規(guī)液壓制動(dòng)系統(tǒng)繼續(xù)工作而ABS系統(tǒng)不工作,直到ABS系統(tǒng)故障排除為止。
5. 捷達(dá)轎車(chē)ABS故障診斷
5.1 故障診斷注意事項(xiàng):
ABS是由電子元件控制的,因此下表所列的現(xiàn)象發(fā)生時(shí),ABS系統(tǒng)是在正常工作的情況,并非不正常。
發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后,有時(shí)候會(huì)從發(fā)動(dòng)機(jī)艙中傳出類(lèi)似碰擊的聲音,這是ABS進(jìn)行自我檢查的聲音,并非不正常。
ABS工作時(shí)的聲音
(1)ABS液壓?jiǎn)卧獌?nèi)電動(dòng)機(jī)的聲音
(2)與制動(dòng)踏板振動(dòng)一起產(chǎn)生的聲音。
(3) ABS工作時(shí),因制動(dòng)而引起懸架碰擊聲或輪胎與地面接觸發(fā)出吱嘎聲.
注:ABS正常工作時(shí),輪胎仍有可能發(fā)生吱嘎聲。
在積雪或是砂石路面上,有ABS的車(chē)輛的制動(dòng)距離有時(shí)候會(huì)比沒(méi)有ABS車(chē)輛的距離長(zhǎng)。因此須提醒駕駛?cè)嗽谏鲜雎访嫘旭倳r(shí)應(yīng)加倍小心。
5.2 故障實(shí)例:
(1)故障現(xiàn)象:捷達(dá)轎車(chē)ABS故障燈在行車(chē)時(shí)偶爾點(diǎn)亮。
故障診斷:首先用故障檢測(cè)儀V.A.G1551讀取故障碼,故障碼為“00287”,“右后轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)不良”,于是做了常規(guī)保養(yǎng),清洗了一下轉(zhuǎn)速傳感器,試車(chē),故障燈依然是偶爾點(diǎn)亮。于是檢查傳感器自身電阻,測(cè)得1000KΩ左右符合標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。頂起車(chē)輪,傳動(dòng)有交流信號(hào)輸出,再拔下ABS控制單元插頭,此插頭有25個(gè)針腳。1號(hào)、17號(hào)是右后轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)線,測(cè)量電阻1000KΩ左右,符合標(biāo)準(zhǔn)值,說(shuō)明傳感器線路正常。既然都正常,查看動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流,于是接上診斷儀進(jìn)入數(shù)據(jù)流001組,有四組數(shù)值,分別是:左前轉(zhuǎn)速、右前轉(zhuǎn)速、左后轉(zhuǎn)速、右后轉(zhuǎn)速的實(shí)際數(shù)值。駕車(chē)在不同的車(chē)速時(shí)查看4個(gè)轉(zhuǎn)速顯示值,發(fā)現(xiàn)右后轉(zhuǎn)速信號(hào)數(shù)據(jù)與其它3個(gè)數(shù)值偶爾不同步,把左邊的轉(zhuǎn)速型號(hào)接到右邊試車(chē),正常。說(shuō)明右后轉(zhuǎn)速傳感器信號(hào)不良,最后更換一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器,試車(chē),一切正常。
(2)故障現(xiàn)象:制動(dòng)效果不良
故障診斷:遇到制動(dòng)不良故障時(shí),應(yīng)先區(qū)分是ABS機(jī)械部分(制動(dòng)器、制動(dòng)總泵、制動(dòng)管路等)不良還是ABS電子控制系統(tǒng)的故障。方法:拆下ABS繼電器線束插接器或ABS制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器電磁閥線束插接器,使ABS制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器電磁閥不能通電工作,讓汽車(chē)以普通制動(dòng)器工作方式制動(dòng),如果制動(dòng)不良故障消失,則說(shuō)明是ABS電子控制系統(tǒng)有故障,否則為ABS機(jī)械部分的故障。
結(jié)論
隨著汽車(chē)工業(yè)的迅速發(fā)展和人民生活水平的日益提高,汽車(chē)已經(jīng)開(kāi)始走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)。當(dāng)今汽車(chē)的行駛速度也越來(lái)越快,由此導(dǎo)致交通事故頻繁發(fā)生,因此,人們已經(jīng)開(kāi)始越來(lái)越注重汽車(chē)的安全性和行駛可靠性,其中防抱死系統(tǒng)(ABS)就是電子技術(shù)在汽車(chē)上的新應(yīng)用。它們?cè)诟纳破?chē)制動(dòng)性能、確保行車(chē)安全和減少正面碰撞時(shí)造成的駕駛員和乘客的傷害等方面起了重要的作用。
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