桑塔纳GSI型轿车防抱死制动系统的故障诊断与检修磊.docx
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桑塔纳GSI型轿车防抱死制动系统的故障诊断与检修磊
Abstract
Oneofthemainperformancethattheperformanceofapplyingthebrakeofthecarofthesummaryisthecar,itconcerntogosafevehicledirectly.Thegreattrafficaccidentoftenrelatestothefactthatthecarappliesthebrakeanddoesnotwork,thebrakingdistanceistoolong,applythebrakeitisvehiclethatproducesideitslipstobeimmediatecausetoproduceaccident,improvetoapplythebrakeperformancecarimportantcontentofdesignallthetimecar.Electroncontrol,defend,embracebrakescanwhilethecarappliesthebrakeverymuch,automaticpowerofmakingofwheel,preventwheelfromembrace,verymuch,obtainbestperformanceofapplyingthebrake,toshortenthebrakingdistance,improvedirectionstabilityandstrengthencontrolabilityofturningto,inordertoreducethetrafficaccident.AccordingtousingmaintainingthepracticalexperienceofSantanacar,overallsystematicintroductionSantanaModel2000GSIcarpreventfrom,embracestructureofbrakesmakeup,controlcourse,sparepartoverhaulwiththetroublediagnosingthemethodoftestingbyoneselfverymuch.
Keyword:
Defend,embracestructuralprincipleofbrakesextremelyDiagnoseandtestDetectionmethod
目录
前言………………………………………………………………………………………3
1桑塔纳2000GSI型轿车防抱死制动系统的结构原理
1.1防抱死制动系统的功用及优点……………………………………………………4
1.2防抱死制动系统采用的控制方式及原理…………………………………………4
1.2.1车轮滑移率S及其影响因素……………………………………………………5
1.2.2车轮滑移率S与附着系数Ψ的关系……………………………………………5
1.2.3最佳滑移率及最佳制动性能……………………………………………………6
1.3桑塔纳2000GSI型轿车防抱死制动系统组成的特点……………………………6
1.3.1电控防抱死制动系统与常规制动系统的工作关系……………………………7
1.3.2电控防抱死制动系统控制车轮方式的分类……………………………………7
1.4桑塔纳2000GSI型轿车防抱死制动系统的组成…………………………………7
1.4.1车轮速度传感器的功用及分类…………………………………………………8
1.4.2防抱死制动系统电控单元的功用………………………………………………8
1.5桑塔纳2000GSI型轿车防抱死制动系统的特点…………………………………8
2.桑塔纳2000GSI型轿车防抱死制动系统的故障诊断与检修
2.1防抱死制动系统故障自诊断测试系统……………………………………………7
2.1.1防抱死制动系统故障自诊断测试的注意事项…………………………………8
2.1.2防抱死制动系统故障自诊断测试的条件………………………………………9
2.1.3读取防抱死制动系统的故障代码………………………………………………9
2.1.4清除防抱死制动系统的故障代码……………………………………………11
2.2防抱死制动系统的检修…………………………………………………………12
2.2.1检修防抱死制动系统的注意事项……………………………………………12
2.2.2在装备死制动系统的汽车上，添加制动液与放气…………………………11
2.2.3检测防抱死制动系统前轮轮速传感器间隙…………………………………13
2.2.4检测防抱死制动系统后轮轮速传感器间隙…………………………………13
结论……………………………………………………………………………………15
谢辞……………………………………………………………………………………16
参考文献………………………………………………………………………………17
前言
随着国民经济的持续、高速、稳步发展，汽车工业逐渐腾飞，成为我国国民经济的支柱产业之一。
上海处于改革开放的前沿，上海汽车工业也已经成为龙头行业，对上海的经济发展做出了巨大的贡献。
凤凰牌轿车的诞生，打破了国产轿车零的纪录，上海桑塔纳系列轿车的生产，又开创了我国引进国外先进技术，高起点发展汽车生产的新路子。
1993年，上海桑塔纳轿车年产达到10万辆；1997年，年产量超过20万辆。
新车型不断涌现，生产规模不断扩大，生产技术不断更新，上海的汽车工业在全国同行中已处于举足轻重的位置。
1998年3月25日“时代超人”98款上海桑塔纳2000GSI型轿车隆重上市，1999年6月泛亚的概念车“麒麟”亮相及国产化帕萨特轿车登台，与上海通用别克轿车的投产遥相呼应。
在轿车市场激烈竞争的中国，上海大众汽车公司紧跟世界汽车技术发展步伐，不断推出结构新颖，技术先进的桑塔纳轿车，桑塔纳轿车至今仍在中国轿车市场独占鳌头。
本文全面系统的介绍了桑塔纳2000GSI型轿车防抱死制动系统的结构组成、控制过程、零部件检修与故障自诊断测试方法。
桑塔纳轿车防抱死制动系统故障诊断与检修
1桑塔纳2000GSI型轿车防抱死制动系统的结构原理
1.1防抱死制动系统的功用及优点
防抱死制动系统是电子控制防抱死制动系统的简称，是一种主动安全装置，其英语全称为Anti-lockBrakingSystem（防锁死制动系统）或Anti-skidBrakingSystem（防滑移制动系统），缩写为ABS。
电子控制防抱死制动系统的功用是：
在汽车制动过程中，自动调节车轮的制动力，防止车轮抱死，从而获得最佳制动性能（来缩短制动距离、提高方向稳定性和增强转向控制能力），以减少交通事故。
防抱死制动系统的优点是：
ABS是根据车轮滑移率变化来自动调节制动压力。
在制动过程中，当车轮趋于抱死即滑移率进入非稳定区时，ABS能迅速降低制动压力，使滑移率恢复到靠近理想滑移率的稳定区域内，通过自动调节制动力，使滑移率保持在理想滑移率附近的狭小范围内，使每个车轮尽可能获得较大的地面附着力，防止紧急制动时车轮抱死滑移，从而获得最佳制动效果。
因此，ABS具有一下优点：
（1）缩短制动距离。
ABS能保证汽车在雨后、冰雪及泥泞路面上获得较高的制动效能，防止汽车侧滑甩尾；
（2）保证汽车制动时的方向稳定性；
（3）保证汽车制动时的转向控制能力；
（4）减小汽车制动时的轮胎的磨损。
ABS能防止轮胎在制动过程中产生剧烈的拖痕，提高轮胎使用寿命；
（5）减小驾驶员的疲劳强度。
1.2防抱死制动系统采用的控制方式及原理
ABS都是根据车轮减速度以及滑移率是否达到某一设定值来判断车轮是工作在附着系数—滑移率曲线的稳定区域还是非稳定区域，并通过调节制动分泵的制动液压力，充分利用轮胎—道路附着力将车轮滑移率控制在10%～20%的稳定区域范围内，从而获得最佳制动效能。
轮胎—道路接触面之间的附着系数和滑移率是影响制动效果的重要参数。
现在ABS使用技术还不能直接测量轮胎—道路附着系数和滑移率，这是因为测量轮胎—道路附着系数需要使用五轮仪，测量汽车实际速度需要使用价格昂贵的多普勒雷达或加速传感器，因此ABS普遍采用自适应控制方式来实现近似理想的控制过程。
其控制方法是预先设定车轮加、减速度以及滑移率值，通过检测车轮的角速度来计算车轮速度和加、减速度，再利用车轮速度和存储在存储器中的制动开始时的汽车速度来计算车轮的参考滑移率。
在ABS工作时，将这些控制参数与预先设定的值进行比较，根据比较结果控制制动压力调节器的电磁阀动作来改变制动压力大小，并在控制过程中纪录前一控制周期（在制动过程中，从制动压力保持、降低到升高为一个控制周期）的各个控制参数，再根据这些参数值确定下一个控制周期的控制条件。
防抱死制动系统的控制原理是：
虽然各型ABS的结构各有不同，但是其控制原理大同小异。
在汽车行使过程中，车轮速度传感器不断向防抱死制动电控单元ABSECU输入车轮速度信号。
ABSECU根据轮速信号计算车轮圆周速度，将车轮圆周速度微分便可得到车轮的加、减速度。
当踩下制动踏板时，制动灯开关接通，并向ABSECU输入一个高电平信号，ABS开始投入工作。
因为制动条件相同的情况，轮胎—道路附着系数不同，其制动效果也不相同，所以ABS一般都将制动控制过程分为高附着系数、低附着系数和附着系数由高到低三种情况分别进行控制。
ABS工作时，ABSECU首先根据减速度信号判定路面状况，减速度大于一定值为高附着系数路面，减速度小于一定值为低附着系数路面，然后根据判定结果调用相应的控制程序，通过控制制动压力器电磁阀线圈大小，使电磁阀处于“降压”“保压”“升压”状态来改变车轮制动分泵的压力，从而实现防抱死制动。
1.2.1车轮滑移率S及其影响因素
当车轮匀速行使时，实际车速V（车轮中心的纵向速度）与车轮速度Vw（车轮滚动的圆周速度）相等，车轮在路面上的运动为纯滚动运动。
然而，当驾驶员踩下制动踏板后，在制动器摩擦力矩的作用下，车轮的角速度减小，实际车速与车轮速度之间就会产生一个速度差，轮胎与地面之间就会产生相对滑移，滑移程度用滑移率S来表示。
车轮滑移率S是实际车速V与车轮速度Vw之差同实际车速V的比率，其表达式为
S=[（V-Vw）/V]*100%=（1-Vw/V）*100%=（1-rw/V）*100%
式中：
S——车轮滑移率；
V——车速（车轮中心的纵向速度，）；
Vw——车轮速度（车轮滚动的圆周速度）；
r——车轮半径（m）；
w——车轮滚动角速度（rad/s）。
当V=Vw时，滑移率S=0，车轮自由滚动；
当Vw=0时，滑移率S=100%，车轮完全抱死滑移；
当V＞Vw时，滑移率0＜S＜100%，车轮既滚动又滑动。
滑移率越大，车轮滑移程度越大。
在制动过程中，车轮抱死滑移的根本原因是制动器制动大于轮胎—道路附着力。
因此影响车轮滑移率的因素包括以下几个方面：
（1）车轮载客人数或载物量；
（2）前、后轴的载荷分布；
（3）轮胎—道路附着状况；
（4）路面种类和路面状况；
（5）制动力大小及其增长速率。
1.2.2车轮滑移率S与附着系数Ψ的关系
汽车纵向、侧向附着系数对滑移率有很大影响。
试验证明，在地面附着条件差的情况下，由于轮胎—道路附着力很小使可以得到的最大地面制动力减小，因此在制动踏板力很小时，地面制动力就会达到最大附着力，车轮就会抱死滑移。
附着系数与滑移率之间的关系如图所示，由图1-1可见：
（1）附着系数取决于路面性质。
一般说来，干燥路面附着系数大，潮湿路面附着系数小，冰雪路面附着系数更小。
（2）在各种路面上，附着系数都随滑移率的变化而变化。
（3）在各种路面上，当滑移率为20%左右时，纵向附着系数最大，制动效果最好。
Ψb—纵向附着系数Ψs—横向附着系数S—车轮滑移率
图1-1附着系数与滑移率的关系曲线
1.2.3最佳滑移率及最佳制动性能
纵向附着系数最大时的滑移率称为理想滑移率或最佳滑移率。
当滑移率超过理想滑移率时，纵向附着系数减小，产生的地面制动力随之下降，制动距离将增长。
滑移率大于理想滑移率后的区域称为非稳定制动区域或非稳定区，如图1-2所示。
Ψb—纵向附着系数Ψs—横向附着系数S—车轮滑移率
图1-2干燥硬实路面上附着系数与滑移率的关系曲线
横向附着系数是研究汽车行使稳定性的重要指标之一。
横向附着系数越大，汽车制动时的方向稳定性和保持转向控制的能力越强。
当滑移率为零时，横向附着系数最大；随着滑移率的增加，横向附着系数逐渐减小。
综上所述，为了获得最佳制动效能，应将车轮滑移率控制在10%-30%范围内。
采用ABS即可达到这一目的。
1.3桑塔纳2000GSI型轿车防抱死制动系统组成特点
汽车防抱死制动系统由成规制动系统，电子控制制动系统和制动压力调节系统三部分组成。
桑塔纳2000GSI型时代超人轿车装备的MK20-Ｉ型防抱死制动系统是在桑塔纳2000GSI型轿车常规制动系统的基础上，增设一个电子控制系统和一个制动压力调节器构成的。
装备MK20-Ｉ型ABS后，常规制动系统的真空助力器，前后轮制动器，制动操作机构的结构及尺寸与未装ABS的桑塔纳2000GSI型轿车的制动系统完全相同，只有制动总泵有所改进。
1.3.1电子控制防抱死制动系统与常规制动系统的工作关系
ABS是在原有制动装置基础上增加一套电子控制装置形成的，其工作也是在常规制动过程的基础上进行的。
在制动过程中，当车轮还未趋于抱死时，其制动过程与常规制动过程完全相同。
只有当车轮趋于抱死时，ABS才对制动压力进行调节。
因此，当ABS发生故障时，如果常规制动装置正常，那么常规制动装置照样具有制动功能。
但是如果常规制动装置发生故障，ABS将随之失去控制作用。
1.3.2电子控制防抱死制动系统控制车轮的方式分类
ABS控制车轮的方式分为轮控式和轴控式两种。
轴控式又分为低选控制（SL）和高选控制（SH）两种。
1.4桑塔纳2000GSI型轿车防抱死制动系统的组成
桑塔纳2000GSI型时代超人轿车装备的MK20-Ｉ型防抱死制动系统的组成如图1-3所示，主要由前后车轮速度传感、，防抱死制动与制动力分配电控单元（ABSECU）、制动压力调节器和ABS指示灯等组成。
图1-3桑塔纳2000GSI型轿车ABS组成示意图
车轮速度传感器又称为车轮转速传感器或轮速传感器，是ABS必须的传感器。
其功能是检测车轮的运动状态，将车轮转速变换为电信号输入ABSECU。
一个ABS设有2～4只车轮速度传感器，桑塔纳2000GSI型轿车ABS设有4只车轮速度传感器。
防抱死制动系统ABS与制动力分配EBD控制系统的电控单元ECU（ElectronicControlUnit）又称为ABSECU。
主要功用是接受轮速传感器和各种开关信号，计算车轮速度和滑移率，并输入控制指令控制制动压力调节器等执行元件动作。
ABSECU具有失效保护和故障自诊断功能，一旦发现ABS故障时，将终止ABS工作，恢复常规制动。
与此同时，还将控制ABS故障指示灯发亮指示，提醒驾驶员及时进行修理。
制动压力调节器又称液压调节器，是ABS的主要执行元件。
其功用是接受ABSECU的控制指令，驱动制动压力调节器中的电磁阀动作，同时驱动回液泵电动机转动等，使制动压力“升高”、“保持”或“降低”，从而达到自动调节制动压力，实现防抱死制动的目的。
1.4.1车轮速度传感器的功用及分类
车轮速度传感器简称轮速传感器，其功用是检测车轮转速，并转换为电信号输入ABSECU，用以计算车轮的圆周速度。
常用车轮速度传感器有磁感应式和差动霍尔效应式两种。
1.4.2防抱死制动系统电控单元的功用
防抱死制动系统电控单元简称ABSECU，是ABS的控制中心，主要功用是：
接收轮速传感器和各种控制开关信号，根据设计的控制逻辑，通过数学计算和逻辑判断输出控制指令，控制制动压力调节器调节制动分泵的制动压力。
1.5桑塔纳2000GSI型轿车防抱死制动系统的特点
MK20-Ｉ型ABS是上海汽车制动系统有限公司引进德国戴维斯公司技术合资生产的带有防抱死制动、制动力分配控制和自诊断功能的防抱死制动，1997年2月正式投入生产，已经装备桑塔纳2000GSI型时代超人轿车和捷达20气门发动机轿车。
桑塔纳2000GSI型轿车装备的MK20-Ｉ型ABS有以下特点：
（1）采用三通道四传感器控制系统，其中两前轮独立控制、两后轮低选原则控制。
（2）液压调节器与制动总泵采用分离式结构，二者之间用制动管路连接，便于维修和更换零件。
（3）硬件采用模块式结构。
防抱死制动以及制动力分配电控单元ABSECU与液压调节器HCU组合为一体，简称HECU，安装在发动机舱内。
（4）软件实现制动力分配控制。
MK20-Ｉ型ABSECU的软件中设计有动力分配程序，具有控制制动力分配（EBD）的功能，因此在液压控制管路中不需要安装比例控制阀。
在制动过程中，当ABS尚未投入工作时，对制动力的分配能够进行控制。
该功能由ABSECU的控制软件实现，无需增加任何零部件，既省去了传统的机械式制动压力调节装置，又能使前后桥制动力的分配接近理想的制动力分配曲线。
此外，在不增加任何硬件的情况下，通过更换软件，还能实现驱动力控制功能。
MK20-Ｉ型ABS的制动里可随机调节分配，能够使前轮制动力分配占整车制动力的78%，后轮制动力分配占整车制动力的22%。
2桑塔纳2000GSI型轿车防抱死制动系统的故障诊断与检修
2.1防抱死制动系统故障自诊断测试系统
MK20-I型ABS与发动机燃油喷射系统EFI一样，具有故障检测与自诊断测试功能在组合仪表台上设有ABS指示灯，每次行车前接通点火开关时，ABS将进行自检状态。
在自检过程中，ABS指示灯发亮，说明ABS有故障。
自检过程将一直持续到汽车行驶过程中，因为某些故障只能在行驶过程中才能识别出来。
在自检过程中，能够听到继电器动作和电动回液泵启动的声音，也能够感觉到制动踏板轻微的振动。
汽车行驶过程中，ABS发生故障时，ABSECU立即切断控制电路，中断ABS的防抱死制动功能，但是仍然保持常规制动功能，并接通ABS指示灯电路，使ABS指示灯发亮指示与此同时，控制系统还将故障编成代码存储在存储器中，以供检测维修调用。
利用故障诊断仪V.A.G1551或V.A.G1552可以进行故障自诊断测试.
2.1.1防抱死制动系统故障自诊断测试的注意事项
在对MK20-I型ABS进行自诊断测试时,需要注意以下几点;
（1）故障自诊断测试只能在汽车静止并接通点火开关时进入.如果车速大于2.5KM/H,则无法进入故障自诊断.如果车速大于20KM/H,故障自诊断程序将自动中断.
（2）在进行故障自诊断过程中,ABS无调节功能,此时ABS指示灯K47发光.
（3）故障自诊断功能不仅可以读取和清除存储器中的故障信息,还可以提供”电控单元识别”和”读取测量数据块”等附加功能.
（4）故障自诊断的第一个检测步骤必须是读取故障存储器中的故障信息.
（5）从防抱死制动系统电控单元ABSECU上拔下线束插头时,切勿开动汽车.只有当点火开关断开时,才能拔下或插上防抱死制动系统控制部件的线束插头.
（6）只有在更换电动回液泵和电磁阀继电器,才允许拧开液压调节器固定螺栓.
（7）ABS中的故障是通过ABS指示灯K47发光显示.因为某些故障只有在汽车行驶中才能被识别,所以在故障自诊断测试后要通过试车来检查系统的功能.试车时应在30S时间内以大于60KM/H的车速行驶,并且至少进行一次紧急制动,以使ABS投入工作.
2.1.2防抱死制动系统故障自诊断测试的条件
（1）所有轮胎的型号和规格必须相同,且轮胎气压符合标准规定;
（2）制动灯开关和制动灯技术状态良好;
（3）制动液压系统无泄漏
（4）转速传感器安装位置正常;
（5）所有熔断丝正常,并按电路图连接好;
（6）液压电控单元行的回液泵电动机V64的搭铁线连接正常;
（7）ABSECU线束插头连接可靠并锁紧;
（8）当故障检测仪V.A.G1551工作时测试盒V.A.G1598不应同防抱死制动系统电控单元ABSECU连接相连;
（9）供电电压正常
2.1.3读取防抱死制动系统的故障代码
桑塔纳2000GSI型轿车用MK20-I型ABS的故障代码职能利用故障诊断仪V.A.G1551或V.A.G1552读取,操作程序如下:
（1）按前述发动机自诊断测试方法连接故障测试仪.
（2）接通电源进行诊断测试程序.首先接通点火开关或启动发动机怠速运行,然后接通鼓掌诊断仪电源开关.
（3）输入防抱死制动电子控制系统的地址指令“03”，并单击“Q‘键确认，地址指令代表的系统名称就会出现在屏幕上。
电控单元确认后将显示电控单元信息。
（4）单击“→”键，直到诊断仪屏幕上显示输入“功能选择代码”
（5）输入功能选择代码“01”、“02”、…“08”，并单击“Q”键确认，即可进入所选择功能的测试。
读取故障代码时，输入功能选择代码“02”，并单击“Q”键确认，MK20-Ｉ型ABS的故障代码如表2-1所示：
表2-1MK20-Ｉ型防抱死制动系统ABS故障代码
V.A.G1551或V.A.G1552显示结果
可能的故障原因
故障排除方法
代码
显示内容及译文
Nofaultrecognized
未发现故障
如果是在维修完毕后进行的测试，则结束自诊断
如果ABS不能正常工作则按下述步骤进行检查
1.以大于20km/h的车速进行紧急制动试车
2.再次用故障诊断仪仅读取故障代码,如果仍无故障
代码显示,则需对电气系统进行全面检查
00668
vehiclevoltageterminal30
Signaloutsidetolerance
30号电源端子电压信号超差
电源线路、连接插头或熔断丝故障
检查ABS电源线路、熔断丝和连接器
00283
speedsensorfrontleft-G47
左前轮速传感器G47故障
1左前轮速传感器G47与ABSECU之间的线路对正极或对地短路、断路
2.信号转子受到污染损坏
3.车轮轴承间隙过大
4.轮速传感器G47安装不正确
5.轮速传感器G47损坏
1.检查G47与ABSECU之间的线束及连接器
2.检查传感器G47与齿圈之间的间隙
3.选择“读取测量数据块”代码
“08”进行检查
00285
speedsensorfrontright-G45
右前轮速传感器G45故障
1.右前轮速传感器G45与ABSECU之间的线路对正极或对地短路断路
2.信号转子受到污染损坏
3.车轮轴承间隙过大
4轮速传感器G45安装不正确
5.轮速传感器G45损坏
1.检查G45与ABSECU之间的线束及连接器
2.检查传感器G45的间隙
3选择”读取测量数据块”代码“08”进行检查
00287
speedsensor
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