丰田皇冠ABS汽车的工作原理与检修Word格式文档下载.docx
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在30年代，机械式防抱制动系统（MASS）开始在火车和飞机上应用，德国Bosch公司在1936年第一个获得通过电磁式车轮转速传感器得到车轮转速的制动防抱死专利权，这是ABS系统发展史上的一个里程碑。
在第二次世界大战的末期，ABS装置被应用于喷气式飞机上，目的在于飞机着陆时防止车轮抱死和严重磨损，并保持直线行驶性能。
50年代末期，GoodYear等公司开发出的防抱死装置，根据车轮的减速情况，阶段性地控制液压，并采用了初期的电子计算机，使得ABS的性能得到了很大的改善。
随着电子技术的发展，在60年代后期和70年代初期，一些电子控制的制动防抱死系统开始进入产品化阶段。
这一时期ABS系统采用的控制器是模拟电路，驱动装置为电磁阀，控制系统反应速度慢，控制精度低，未达到预期的实用化效果。
进入70年代后期，数字式电子技术和大规模集成电路的发展为ABS的实用化奠定了基础。
Bosch公司在1978年开发出数字式电子控制ABS，揭开了现代防抱制动系统发展的序幕。
自从80年代中期以来，ABS控制器不断更新换代，体积越来越小，功能越来越强，控制逻辑更加合理，并具有自适应性和故障自诊断功能，ABS向着高性能价格比的方向发展。
90年代以后，ABS技术已日趋成熟，制造成本不断降低，使得ABS迅速普及。
目前，在美国、西欧、日本等发达国家和地区，ABS已成为轿车的标准设备，装车率达到100％；
在大型客车和货车上ABS的应用也日益普及。
1.2我国ABS的发展情况
我国对ABS的研究开始于20世纪80年代初，现在已进入产品试制和在车辆上试装的阶段，ABS的研究项目被列入“九五”科技攻关计划。
我国检验ABS产品的国家标准GBl3594．92《汽车防抱死制动系统性能要求和试验方法》等都采用了联合国欧洲经济委员会（ECE）的汽车制动法规R13的附件13《采用制动防抱死装置的车辆的试验要求》。
目前，丰田公司在ABS方面投入也有所加大，取得了很大的成。
国产ABS的主要问题是路面识别不够理想、可靠性较差和性能价格比较差。
然而对于丰田皇冠汽车上ABS的应用。
对于ABS的维修和检测变得越来越重要。
本文即针对丰田皇冠汽车ABS的检修加以研究。
第二章ABS防抱死刹车系统
“ABS”（Anti-lockedBrakingSystem）中文译为“防抱死刹车系统”。
它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统。
ABS是常规刹车装置基础上的改进型技术，可分机械式和电子式两种。
它既有普通制动系统的制动功能，又能防止车轮锁死，使汽车在制动状态下仍能转向，保证汽车的制动方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏，是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动装置。
2.1ABS概述
防抱死制动系统是利用阀体内的一个橡胶气囊，在踩下刹车时，给予刹车油压力，充斥到ABS的阀体中，此时气囊利用中间的空气隔层将压力返回，使车轮避过锁死点。
当车轮即将到达下一个锁死点时，刹车油的压力使得气囊重复作用，如此在一秒钟内可作用8~30次，相当于不停地刹车、放松，即相似于机械的“点刹’。
因此，ABS防抑死系统，能避免在紧急刹车时方向失控及车轮侧滑，使车轮在刹车时不被锁死，不让轮胎在一个点上与地面摩擦，从而加大摩擦力，使刹车效率达到90%以上，同时还能减少刹车消耗，延长刹车轮鼓、碟片和轮胎两倍的使用寿命。
装有ABS的车辆在干、雨天、雪天等路面防滑性能分别达到80%—90%、30%—10%、15%—20%。
普通制动系统在湿滑路面上制动，或在紧急制动的时候，车轮容易因制动力超过轮胎与地面的摩擦力而完全抱死。
近年来由于汽车消费者对安全的日益重视，大部分的车都已将ABS列为标准配备。
如果没有ABS，紧急制动通常会造成轮胎抱死，这时，滚动摩擦变成滑动摩擦，制动力大大下降。
而且如果前轮抱死，车辆就失去了转向能力；
如果后轮先抱死，车辆容易产生侧滑，使行车方向变得无法控制。
所以，ABS系统通过电子或机械的控制，以非常快的速度精密的控制制动液压力的收放，来达到防止车轮抱死，确保轮胎的最大制动力以及制动过程中的转向能力，使车辆在紧急制动时也具有躲避障碍的能力。
随着世界汽车工业的迅猛发展，安全性日益成为人们选购汽车的重要依据。
目前广泛采用的防抱制动系统（ABS）使人们对安全性要求得以充分的满足。
汽车制动防抱系统，简称为ABS，是提高汽车被动安全性的一个重要装置。
有人说制动防抱系统是汽车安全措施中继安全带之后的又一重大进展。
汽车制动系统是汽车上关系到乘客安全性最重要的二个系统之一。
随着世界汽车工业的迅猛发展，汽车的安全性越来越为人们重视。
汽车制动防抱系统，是提高汽车制动安全性的又一重大进步。
ABS防抱制动系统由汽车微电脑控制，当车辆制动时，它能使车轮保持转动，从而帮助驾驶员控制车辆达到安全的停车。
这种防抱制动系统是用速度传感器检测车轮速度，然后把车轮速度信号传送到微电脑里，微电脑根据输入车轮速度，通过重复地减少或增加在轮子上的制动压力来控制车轮的打滑率，保持车轮转动。
在制动过程中保持车轮转动，不但可保证控制行驶方向的能力，而且，在大部分路面情况下，与抱死〔锁死〕车轮相比，能提供更高的制动力量。
2.2ABS的工作原理
ABS通常都由车轮转速传感器、制动压力调节装置、电子控制装置和ABS警示灯等组成，在不同的ABS系统中，制动压力调节装置的结构形式和工作原理往往不同，电子控制装置的内部结构和控制逻辑也可能不尽相同。
在常见的ABS系统中，每个车轮上各安装一个转速传感器，将有关各车轮转速的信号输入电子控制装置。
电子控制装置根据各车轮转速传感器输入的信号对各个车轮的运动状态进行监测和判定，并形成相应的控制指令。
制动压力调节装置主要由调压电磁阀、电动泵和储液器等组成一个独立的整体，通过制动管路与制动主缸和各制动轮缸相连。
制动压力调节装置受电子控制装置的控制，对各制动轮缸的制动压力进行调节。
ABS的工作过程可以分为常规制动，制动压力保持制动压力减小和制动压力增大等阶段。
在常规制动阶段，ABS并不介入制动压力控制，调压电磁阀总成中的各进液电磁阀均不通电而处于开启状态，各出液电磁阀均不通电而处于关闭状态，电动泵也不通电运转，制动主缸至各制动轮缸的制动管路均处于沟通状态，而各制动轮缸至储液器的制动管路均处于封闭状态，各制动轮缸的制动压力将随制动主缸的输出压力而变化，此时的制动过程与常规制动系统的制动过程完全相同
在制动过程中，电子控制装置根据车轮转速传感器输入的车轮转速信号判定有车轮趋于抱死时，ABS就进入防抱制动压力调节过程。
例如，电子控制装置判定右前轮趋于抱死时，电子控制装置就使控制右前轮刮动压力的进液电磁阀通电，使右前进液电磁阀转入关闭状态，制动主缸输出的制动液不再进入右前制动轮缸，此时，右前出液电磁阀仍未通电而处于关闭状态，右前制动轮缸中的制动液也不会流出，右前制动轮缸的刮动压力就保持一定，而其它未趋于抱死车轮的制动压力仍会随制动主缸输出压力的增大而增大；
如果在右前制动轮缸的制动压力保持一定时，电子控制装置判定右前轮仍然趋于抱死，电子控制装置又使右前出液电磁阀也通电而转入开启状态，右前制动轮缸中的部分制动波就会经过处于开启状态的出液电磁阀流回储液器，使右前制动轮缸的制动压力迅速减小右前轮的抱死趋势将开始消除，随着右前制动轮缸制动压力的减小，右前轮会在汽车惯性力的作用下逐渐加速；
当电子控制装置根据车轮转速传感器输入的信号判定右前轮的抱死趋势已经完全消除时，电子控制装置就使右前进液电磁阀和出液电磁阀都断电，使进液电磁阀转入开启状态，使出液电磁阀转入关闭状态，同时也使电动泵通电运转，向制动轮缸泵输送制动液，由制动主缸输出的制动液经电磁阀进入右前制动轮缸，使右前制动轮缸的制动压力迅速增大，右前轮又开抬减速转动。
ABS通过使趋于抱死车轮的制动压力循环往复而将趋于防抱车轮的滑动率控制，在峰值附着系数滑动率的附近范围内，直至汽车速度减小至很低或者制动主缸的常出压力不再使车轮趋于抱死时为止。
制动压力调节循环的频率可达3~20HZ。
在该ABS中对应于每个制动轮缸各有对进液和出液电磁阀，可由电子控制装置分别进行控制，因此，各制动轮缸的制动压力能够被独立地调节，从而使四个车轮都不发生制动抱死现象。
尽管各种ABS的结构形式和工作过程并不完全相同，但都是通过对趋于抱死车轮的制动压力进行自适应循环调节，来防止被控制车轮发生制动抱死。
2.3ABS的功用
制动性能是汽车主要性能之一，它关系到行车安全性。
评价一辆汽车的制动性能最基本的指标是制动加速度、制动距离、制动时间及制动时方向的稳定性。
制动时方向的稳定性，是指汽车制动时仍能按指定的方向的轨迹行驶。
如果因为汽车的紧急制动（尤其是高速行驶时）而使车轮完全抱死，那是非常危险的。
若前轮抱死，将使汽车失去转向能力；
若后轮抱死，将会出现甩尾或调头（跑偏、侧滑）尤其在路面湿滑的情况下，对行车安全造成极大的危害。
汽车的制动力取决于制动器的摩擦力，但能使汽车制动减速的制动力，还受地面附着系数的制约。
当制动器产生的制动力增大到一定值时，汽车轮胎将在地面上出现滑移。
其滑移率
δ＝（Vt-Va）/Vt×
100％
式中：
δ--滑移率；
Vt--汽车的理论速度；
Va--汽车的实际速度。
据试验证实，当车轮滑移率δ＝15％一20％时附着系数达到最大值，因此，为了取得最佳的制动效果，一定要控制其滑移率在15％～20％范围内。
ABS的功能即在车轮将要抱死时，降低制动力，而当车轮不会抱死时又增加制动力，如此反复动作，使制动效果最佳。
2.4ABS使用中注意的问题
（1）更换制动器或更换液压制动系部件后，应排净制动管路中的空气，以免影响制动系统的正常工作。
（2）装有ABS的汽车，每年应更换一次制动液。
否则，制动液吸湿性很强，含水后不仅会降低沸点，产生腐蚀，而且还会造成制动效能衰退。
（3）检查ABS防抱死制动系统前应先拔去电源。
《机动车运行安全技术条件》（国家标准）规定：
“从2004年10月1日起，总质量大于12000kg的长途客车和旅游客车、总质量大于16000kg允许挂接总质量大于10000kg的挂车的货车及总质量大于10000kg的挂车必须安装符合GB／T13594规定的ABS。
”
国家颁布ABS标准并强制大型客车和重型货车安装ABS，势必会导致ABS的市场需求量迅猛增加。
广州科密汽车制动技术开发公司有限公司总工程师汪德舟在接受采访时表示，目前国内客车和货车装备的ABS只有2万套左右，一旦ABS标准强制实施，那么明年将约有40万辆汽车需装配ABS，市场需求将扩大20倍。
诱人的蛋糕肯定迎来越来越多的ABS供应商抢占这个市场。
有业内人士提醒，ABS是个特殊的产品。
作为机动车主动安全系统的重要组成部分，ABS对技术的要求很严格。
中国的道路状况复杂、气候多样、汽车负载率普遍偏高，对ABS的技术要求尤其严格。
其实，由于很多人对ABS缺少正确认识，使用时难免会产生一些错误观念，直到酿成祸事也不知道原因究竟何在。
广州科密汽车制动技术开发公司有限公司总工程师汪德舟表示，使用ABS，需要避重就轻，消除一些错误的使用观念，充分发挥其安全保障作用。
误区一：
装有ABS的车，制动距离会较没有装ABS的车大大地缩短。
产生这种错误说法的原因，是因为ABS往往是在较紧急的制动动作下发挥作用的，所以会给人以ABS起作用后制动距离缩短的印象。
其实制动距离的长短与路面的摩擦系数以及轮胎有更直接的关系，在某些情况下，有ABS的制动距离较没有ABS的短，但在其他不同条件下，情况会恰好相反。
因为在正常情况下，滚动摩擦系数要小于滑动摩擦系数。
误区二：
有ABS的车不会出现甩尾侧滑现象。
实际上，ABS的作用只发生在制动车轮抱死的情况下，它与电子行驶稳定系统的作用有本质上的不同。
误区三：
有ABS的汽车制动稳定性提高了，开车就可以更大胆。
ABS只是制动的辅助系统，可以在制动时帮助驾驶者控制车辆状态，防止车辆在制动中失去转向能力，但其中主要操控仍是驾驶者，所以超速驾驶仍会引发事故。
2.5ABS的优点
1、加强对车辆的控制。
装备有ABS的汽车，驾驶员在紧急制动过程中仍能保持着很大程度的操控性，可以及时调整方向，对前面的障碍或险情做出及时、必要的躲避。
而未配备ABS的车辆紧急制动时容易产生侧滑、甩尾等意外情况，使驾驶员失去对车辆的控制，增加危险性。
2、减少浮滑现象。
没有配备ABS的车辆在潮湿、光滑的道路上紧急制动，车轮抱死后会出现车辆在路面上保持惯性继续向前滑动的情况。
而ABS由于减少了车轮抱死的机会，因此也减少了制动过程中出现浮滑的机会。
3、有效缩短制动距离。
在紧急制动状态下，ABS能使车轮处于既滚动又拖动的状况，拖动的比例占20％左右，这时轮胎与地面的摩擦力最大，即所谓的最佳制动点或区域。
普通的制动系统无法做到这一点。
4、减轻了轮胎的磨损。
使用ABS消除了在紧急制动过程中抱死的车轮使轮胎遭受不能修复的损伤，即在轮胎表面形成平斑的可能性。
大家留心就会发现，在道路上留下长长刹车痕迹的是未装备ABS的车辆，而装备了ABS的车辆，只会留下轻微的刹车痕迹，并且是一小段一小段的，明显减少了轮胎和地面的磨损程度。
第三章丰田皇冠轿车防抱死制动系统（ABS）
3.1系统零部件位置及功能
日本丰田皇冠轿车的防抱死制动ABs系统如图3.1所示。
各零部件的功能见表3.1。
图3.1丰田皇冠ABS系统
表3.1零部件功能
3.2系统控制原理
该系统的控制如图3.2所示，其工作原理如下：
图3.2ABS控制图
丰田皇冠牌轿车的ABS系统是典型的三传感器、三通道式AB5系统。
该系统的油压回路采用扩张式，ABS系统工作时，制动总泵与车轮制动分泵的油路是断开的。
车轮制动分泵的液压是靠控制与制动分泵油缸连通的压力室的容积变化来实现的。
图3.3为张开式油压回路。
它包括右前轮、左前轮和后轮三个系统。
下面仅就一个前轮系统加以简述，其余两个系统基本相同，只是后轮系统无调整压力的电磁铁。
各个零部件的功能见表3.2所示：
表3.2零部件的功能
3.2.1普通制动
普通制动时，压力扩张式液压回路不工作，如图3.3所示：
踩下踏板．制动总泵液压上升，制动液通过压力调节电磁阀孔1和阀孔2，进入调节器和车轮制动油缸中，调节器的活塞下穆，使球阀打开。
因此储液昭供给的制动液由于调节器的作用，其油压总是比制动总泵的油压高一点，它按照量孔A—阀孔A—阀孔C的次序作用到减压活塞的上腔中。
另一方面，油压也作用于旁通活塞的下腔中。
因而，受减压活塞作用，截止阀A打开，在旁通活塞的压力作用下，截止阀B打开，此时制动液压按下述顺序传递：
制动总泵—阀孔1一阀孔2—阀孔3一阀孔4—阀孔5一阀孔6—车轮制动油缸。
当松开制功踏板时，车轮制动油缸中的制动液按上述相反的路径流回制动总泵中。
图3.3压力扩张式油压回路
图3.4普通制动
3.2.2紧急制动
紧急制动时，压力扩张式油压回路参与工作，系统中的计算机根据各速度传感器传来的车轮速度信号计算和判断车轮制动时的滑移率，当车轮将要被抱死时，就以四种控制力式（急降压、缓降压、急增压、缓增比）向系统执行机构输出控制信号，对答车轮的制动油缸的油压加以控制。
由于系统工作，某个前轮处于“减压”状态时，则向压力调节电磁阀输出控制信号，关闭阀孔1，这样，制动屁泵的泊压要经过量孔D，所以两个前轮系统的油缸油压的升压速度降低。
此外，压力调节电磁阀将继续工作，直至系统的控制作用结束为止。
（1）急降方式的紧急制动
图3.5急降方式的紧急制动
如图3.5所示，当车轮将要抱死时，系统的计算机发出“急降压”信号，压力调节电磁阀接通，阀孔1关闭，主电磁阀接通，副电磁阀关闭。
因为阀孔A关闭，截断控制油压的同时，打开阀孔B，使作用到减压活塞上腔的控制油压经阀孔C—阀孔B—量孔B，回到储油箱中，因而减压活塞的上、下腔间产生了压差，由此减压活塞向上移动，截止阀A关闭，断开了前轮制动分泵的油压回路。
当计算机继续发出“急降压”信号时，减压活塞进一步向上移动，活塞下腔的体积增加，结果制动器工作油压回路（车轮制动油缸与截止阀A之间）的体积也增加．因而使车轮制动油缸的压力下降。
这时，作用于减压活塞上腔的控制油压，不经量孔C，而是通过阀孔C快速的返回至储油箱中，车轮制动油缸的油压急速下降。
（2）缓降方式的紧急制动
图3.6缓降方式的紧急制动
如图3.6所示，当系统的计算机发山“缓降压”信号时，主电磁阀在接通的同时，副电磁阀也被接通。
在“急降压”方式工作时被打开的阀孔C，此时变为关闭状态。
因此，作用在减压活塞上腔的控制油压．不能通过阀孔C，而是经过量孔C缓慢地流回到储油箱中，因此车轮制动油缸的油压就缓慢地降低。
（3）急增压方式的紧急制动
图3.7急增压方式的紧急制动
如图3.7所示，当需要急剧地增加车轮制动油缸的油压时，计算机发出“急增压”信号，主电磁阀关闭的同时，副电磁阀也关闭。
因此，阀孔A、阀孔c打开，控制油压作用到减压活塞上
方，减压活塞向下移。
因此，在降压方式工作时已增加了车轮制动油缸工作油压，回路的体积将减少，与减少量相对应，其油压增加。
这时，控制油压不经量孔C而是通过阀孔C急剧地作用于减压活塞上腔。
因此，车轮制动油缸的油压急剧增加。
（4）缓增压方式的紧急制动
当计算机发出“缓增压”信号时，主电磁阀关闭的同时，副电磁间接通。
因此，阀孔C从“急增压”工作方式时的打开状态变为关闭。
控制油压就只能经量孔C缓慢地输入到减压活塞的上腔．使车轮制动的油压缓慢的增加。
第四章丰田皇冠轿车防抱死制动系统（ABS）的检修
4.1汽车防抱死制动系统（ABS）检修要点
由于道路、气候、交通管理和驾驶素质等交通环境的影响，汽车行驶中须常制动和紧急制动，紧急情况下猛踩制动后，制动力立即达到最大，并使车轮抱死。
如果前轮先抱死，则转向失灵；
若后轮先抱死，则汽车易发生侧滑或甩尾。
ABS是现代汽车用来防止在制动时车轮被抱死，并使汽车具有稳定性的一种电子控制装置。
在一些国家，防抱死制动系统已成为汽车的标准装备，尤其在欧美及日本生产的轿车上，都设计安装了防抱死制动系统（即ABS）。
汽车防抱死制动系统即ABS，它是英文缩写，该装置是当遇到情况汽车制动时，根据车轮转速，自动调整制动管内的压力大小，使车轮总是处于边抱死边滚动的滑移状态，尤其紧急制动，它将断续制动，即制动——松开——制动，以避免危险。
防抱死制动装置，以每秒6~10次的频率进行制动—松开—制动的脉式制动，用电子智能控制方式代替人工方式，防止车轮抱死，使车轮始终获得最大制动力，并保持转向灵活。
车轮要抱死时，降低制动力，而车轮不会抱死时，又增加制动力，如此反复动作，使制动效果最佳。
使用该装置可以减小制动距离，保证制动过程中转向操纵依然有效。
尤其紧急制动，能充分利用轮胎的峰值附着性能，提高汽车抗侧滑能力，缩短制动距离，充分发挥制动效能。
使用中，若ABS系统出现故障，警告灯就会点亮，须及时停车处理或修复。
常见ABS系统的故障检修方法如下：
一、ABS系统的泄压
一般ABS系统的泄压方法是：
将点火开关关闭（置于OFF），然后反复踩制动踏板，踏板的次数在20次以上，当踏板力明显增加，即感觉不到踩踏板的液压助力时，ABS系统即泄压完毕。
通常修理以下部件时需要泄压：
液压控制单元中的任何装置、蓄压器、电动泵、电磁阀体、制动液油箱、压力警告和控制开关、后轮分配比例阀、后轮制动分泵、前轮制动分泵及高压制动液管路等。
二、ABS系统电脑的更换
用正常的电脑代替原车电脑，观察ABS系统的工作情况，通过对比来鉴别原车电脑有无故障。
更换时，将点火开关关闭，拆下电脑上的线束插头，换上正常电脑，插上所有的线束插头，接通点火开关。
然后启动发动机，红色制动灯和ABS灯应显示系统的正常状态。
三、车轮速度传感器的调整
传感器传感插头脏污，传感器的空气隙没有达到要求，都会引起传感器工作不良，应对其进行调整，以恢复正常工作状态。
传感器的调整可用纸垫片贴紧传感头的端面来完成，当汽车运行时，随着传感器齿圈的旋转，纸垫片就会自然消失。
调整前轮速度传感器（以坦孚式ABS为例）：
升举汽车，拆下相应的前轮轮胎和车轮装置，拧松（紧固传感头）螺栓，通过盘式制动器挡泥板孔拆下传感头，清除其表面的金属或脏物，并刮传感头端面，在传感头端面粘贴一新纸垫片（做一“F”标记表示前轮），纸垫片厚度为1.3mm，拧松传感器支架固定衬套的螺栓，旋转衬套，给固定螺栓提供一个新的锁死凹痕面，通过盘式制动挡泥板孔，将传感头装进支架上的衬套，确认纸垫片贴在传感头端面上，并在整个安装中没有掉下来，装复后传感器上连线接触良好。
推动传感头向传感器齿圈顶端移动，直到纸垫片与齿圈接触为止，用2.4~4N·
m的力矩拧紧紧固螺栓，使传感头定位。
重新装好轮胎和车轮，并放下汽车，启动发动机路试，ABS故障指示灯不亮为系统正常，传感器良好。
否则，ABS系统仍有故障，须进一步检修。
调整后轮传感器：
同前轮传感器调整相同。
举升汽车，拆下后轮、制动钳、传动装置及传感头，清洁其表面，在传感头端面贴纸垫片（标注R），35脚电脑ABS的纸垫片厚度为0.65mm。
装复传感头，拧紧固定螺栓，推传感头向传感器齿圈顶端移动，至纸垫片
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