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河南机电高等专科学校
毕业设计论文
论文题目：
丰田佳美制动系的故障与检修
系部汽车工程系
专业汽车检测与维修
班级汽检072
学生姓名王留永
学号070123229
指导教师赵向阳
2010年3月10日
目录
摘要3
Abstract4
第一章制动系统的概述5
1.1制动系统组成5
1.2丰田佳美制动系统6
第二章ABS系统基本结构及工作原理7
2.1ABS执行器7
2.2车轮转速传感器8
2.3系统工作原理8
2.4ABS系统工况的判断10
2.5系统故障自诊断10
2.5.1读取故障代码10
2.5.2清除故障代码12
2.6主要部件的检测12
2.6.1控制继电器12
2.6.2前、后轮速传感器12
2.6.3转速传感器诊断系统13
2.6.4促动器的检查13
2.6.5ABSECU14
2.7故障诊断实例15
第三章盘式制动系统17
3.1前盘式制动器17
3.2前盘式制动器检查与修理17
3.2.1前盘式制动器的拆卸17
3.2.2测量摩擦衬块衬层厚度18
3.2.3测量制动盘厚度和制动盘的偏摆18
3.3故障诊断实例18
第四章鼓式制动系统20
4.1制动鼓与制动蹄的检修20
4.1.1鼓式制动系统的结构和工作原理20
4.1.2鼓式制动系统的检查与安装21
第五章液压系统22
5.1真空制动助力器22
5.1.1真空助力器的工作原理和检测22
5.1.2真空助力器的维修23
5.2制动踏板总成的调整24
5.3制动主缸的检修24
5.3.1制动主缸的分解与组装24
第六章驻车制动系统26
6.1驻车制动蹄的维修26
第七章常见故障与检修27
7.1制动不良或失灵27
7.2制动单边27
7.3制动鼓发热28
7.4驻车制动失灵28
7.5制动噪音28
第八章汽车制动系统的发展趋势30
总结31
致谢32
参考文献33
丰田佳美制动系的故障与检修
摘要
本文首先对制动系统进行了概述，即ABS制动系统与传统制动系统在结构和工作原理上的异同及ABS制动系统所具有的优点。
然后介绍了丰田佳美轿车防抱死制动系统在整车上的位置，分析了ABS制动系统的电路结构、控制继电器、轮速传感器及执行器，其中执行器是电液组件，结构复杂，既包含有液压元件，又有接受ECU控制的电器元件，能有效地控制各车轮制动分泵液压的增大、减小或保持，防止车轮制动时被抱死，使汽车获得最佳的制动效果。
ABS执行器实际上是受控于ECU的制动压力调节装置。
并对盘式（鼓式）制动系统、真空制动助力器和制动踏板总成的组成、检查、组装和调整进行了详述。
最后介绍了微型汽车制动系统常见的故障，并分析故障原因及处理方法。
关键词：
防抱死制动系统，ABS执行器，轮速传感器，驻车制动，故障检修
ToyotaCamryBrakeFaultandMaintenance
Abstract
Thispaperprovidesanoverviewofthebrakesystem,namely,ABSbrakingsystemwithconventionalbrakingsysteminthestructureandworkingprincipleofthesimilaritiesanddifferences,andABSbrakingsystemhasadvantages.ThenintroducedtheToyotaCamrysedananti-lockbrakingsysteminthevehicle'slocation,analysisofthecircuitABSbrakingsystemstructure,controlrelays,wheelspeedsensorsandactuators,whereactuatorsareelectro-hydrauliccomponents,structure,complex,bothcontainhydrauliccomponents,havereceivedECUcontrolofelectricalcomponents,caneffectivelycontroleachwheelhydraulicbrakewheelcylindersincrease,reduceormaintain,topreventthewheelswhenbrakingHugging,makingthecargetthebestexcellentbrakingeffect.ABSactuatorisactuallycontrolledbytheECUofthebrakepressureregulatordevice.Thenonthedisc（drum）brakesystem,vacuumbrakeboosterandbrakepedalassemblycomposition,inspection,assemblyandadjustmentsofdetail.Finallythemicro-carbrakesystemcommonfailures,andanalyzethefailurecausesandtreatment.
Keywords:
Anti-lockbrakingsystem,ABSactuators,wheelspeedsensor,parkingbrake,faultrepair
第一章制动系统的概述
1.1制动系统组成
制动系统由制动操纵机构和制动器两个主要部分组成：
（1）制动操纵机构：
产生制动动作、并将制动能量传输到制动器的各个部件。
（2）制动器：
产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力（制动力）的部件。
汽车上常用的制动器都是利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩，称为摩擦制动器。
它有鼓式制动器和盘式制动器两种结构型式。
整车制动系统的构成有很多零件，包括助力泵、制动总泵、电控单元、车速传感器、四轮制动分泵、制动片、制动铜管、制动软管。
ABS制动系统与传统的制动系统有所不同，普通制动系统的液压装置一般包括制动助力器、双腔式制动主缸、储液室、制动轮缸和双液压管路等。
除了普通制动系统的液压部件外，ABS制动压力调节器通常由电动泵、储能器、主控制阀、电磁控制阀和一些控制开关等组成。
实质上，ABS系统就是通过电磁控制阀体上的控制阀控制分泵上的油压迅速变大或变小，从而实现了防抱死制动功能。
ABS系统在低速或轻微制动时是不工作的，当全力踩下制动踏板时，电控单元通过车速传感器传感来的信息对车辆的制动实施制动力分配，车速传感器检测到轮子即将要抱死时，电控单元马上对制动总泵传来的制动力实施调节，确保轮子不抱死而获得最大的制动力，刹车踏板也会随之而有明显的起伏震动感。
ABS系统能缩短制动距离。
这是因为在同样紧急制动的情况下，ABS系统可以将滑移率控制在20%左右，即可获得最大的纵向制动力的结果。
其次，增加了汽车制动时的稳定性。
汽车在制动时，四个轮子上的制动力是不一样的，如果汽车的前轮抱死，驾驶员就无法控制汽车的行驶方向，这是非常危险的；倘若汽车的后轮先抱死，则会出现侧滑、用尾，甚至使汽车整个调头等严重事故。
ABS系统可以防止四个轮子制动时被完全抱死，提高了汽车行驶的稳定性。
ABS系统改善了轮胎的磨损状况。
事实上，车轮抱死会造成轮胎杯型磨损，轮胎面磨耗也会不均匀，使轮胎磨损消耗费增加。
因此，装用ABS系统具有一定的经济效益。
ABS系统使用方便，工作可靠。
ABS系统的使用与普通制动系统的使用几乎没有区别。
制动时只要把脚踏在制动踏板上，ABS系统就会根据情况自动进入工作状态，如遇雨雪路滑，驾驶员也没有必要用一连串的点刹车方式进行制动，ABS系统会使制动状态保持在最佳点。
并且工作十分可靠，并有自诊断能力。
如果它发现系统内部有故障，就会自动记录，并点燃ABS故障指示灯，让普通制动系统波继续工作。
此时，维修人员可以根据记录的故障（以故障码的形式输出）进行修理。
1.2丰田佳美制动系统
ABS（电子控制防抱死制动系统）系统是利用电子电路自动控制车轮制动力的装置，这种装置可以充分发挥制动器的效能，提高制动减速度，缩短制动距离，并具有制动时仍有转向能力、方向稳定性好等优点。
佳美轿车ABS系统由前轮盘式制动器、ABS控制器、制动总泵、真空助力器、制动踏板机构、后轮鼓式制动器、制动警示灯等组成。
佳美轿车ABS执行器总成安装于引擎室右侧翼子板近右大灯后方。
有六根液压油管及四线束接插件分别与外部联系。
ABS执行器实际上是受控于ECU的制动压力调节装置。
·
图1丰田佳美制动系统元件位置图
第二章ABS系统基本结构及工作原理
2.1ABS执行器
ABS执行器的结构特点：
佳美轿车ABS是采用三通道四轮制动防抱死系统，其左右前轮有二个通道进行独立控制，占用了两个电磁阀，而两后轮共用一个通道控制，本只需一个电磁阀，但本执行器由四只三位三通电磁阀，二只柱塞式制动液电动泵（由一个电机控制）及二只储液器等组成。
这样设置的目的，在于形成两套制动分系统；左前轮右后轮为一个分系统，右前轮左后轮为另一分系统这种x型的结构型式，即使某一分系统出现故障失去制动功能，另一分系统仍有车轮的基本制动性能，并有效地防止侧滑现象，保证了制动安全可靠。
执行器的结构及工作原理：
三位三通电磁阀装于执行器内，四只电磁阀的特点在于阀内的滑块可有三种不同的位置。
电磁阀上有三管道分别接制动总泵、分泵及储液室，滑块上还带有两个单向阀，分别为分泵的进液阀和出液阀，滑块的移动是电磁线圈上的电流I决定的；常规时线圈不通电，I=0，滑块在下端位置，使进液阀A打开，出液阀B关闭；当I=5A为最大时，滑块受到最大的电磁力吸引，克服弹簧的弹力处于上端位置，进关出通；当I=2～2．5A时，滑块处于中问位置，使进出阀均关闭。
图2三位置电磁阀
1）减压模式：
当车轮要抱死时，ABSECU发出5A的电流给电磁线圈，三位置电磁阀向上方移动，通道A关闭，通道B打开。
制动分泵的压力油从通道C流向通道B，进入储液室。
同时，ABSECU驱动电泵，把制动液从储液室中抽回到制动总泵，制动总泵中的制动液由于通道A关闭而不能流进三位置电磁阀，制动分泵的液压就下降，使车轮不至抱死。
2）保压模式：
当制动分泵的液压增加或减少，而车轮转速传感器送出的信号表示转速在目标范围内时，ABSECU发出2A的电流给电磁线圈，使制动分泵内的压力保持在现有水平，此时通道B关闭。
3）增压模式：
当制动分泵的液压力需要增加时，ABSECU不再发出电流给电磁线圈，使电磁阀的A通道打开，B通道关闭，制动总泵中的制动液在三位置电磁阀中从通道C流向制动分泵，液压增加，实现制动。
2.2车轮转速传感器
车轮转速传感器用于测量每个车轮的转速，并将车轮的转速转化为电信号输送给ABSECU，使ABSECU能准确判断制动时车轮是否抱死，并及时控制制动力的大小。
转速传感器为电磁式，传感头与齿圈间留有一空气间隙，通常为0．5～1．0mm。
当车轮转动时，安装在车轮上的传感器转子随之转动，传感器与转子齿圈之间的磁阻随齿圈的转动而发生周期性变化，使磁感线圈产生感应正弦波，其幅值与频率随车轮转速的增加而增加。
2.3系统工作原理
当车辆恒速行使时，车辆的速度与车轮速度相同，换句话来说，轮胎没有滑移。
但当司机紧急踩下制动踏板，降低车速时，车轮速度逐渐降低，不再与车身的速度相一致，而车身却仍以其自身的惯性运动，也即在轮胎与路面之间出现滑移。
车身速度和车轮速度之差比上车身速度称为“滑移率”：
滑移率=（车速—轮速）／车速×100%；滑移率为0，表示车轮与地面没有滑动磨檫，处与纯滚动状态；滑移率为100%，表示车轮被完全抱死，轮胎沿路面滑动。
如果ABS能将滑移率控制在理想的区域内，则在ABS作用时，整个制动过程的附着系数加权值高于车轮抱死时（S=100%）的对应值，即ABS作用时，与同样情况下车轮抱死制动相比，制动距离将缩短。
但实际的ABS系统，其控制精度往往达不到这么高，即ABS作用时，整个制动过程的附着系数加权值要低于车轮抱死时的对应值，即ABS作用时，相应的制动距离将增加。
按照我国汽车制动标准规定，附着系数利用率≥0.75即满意要求。
当车速与轮速之差变大时，轮胎与路面之间就出现滑动，并产生摩擦力。
这个摩擦力作为制动力使汽车减速。
制动力并不会随滑移率增大而增大。
当滑移率在10～30%之间时，制动力达最大。
超过30%后，制动力逐渐下降，因此，为使制动力保持在最高水平，滑移率应随时保持在10%～30%之间。
ABS就是设计来使汽车在各种路面下保持这一滑移率，从而达到最佳的制动效能。
在紧急制动情况下，轮速传感器检测车轮速度的突然变化。
ABSECU计算车轮的旋转速度，并换算成线速度，据此计算出车速，然后判断路面和轮胎的状况，并使执行机构动作，把最合适的制动液压供应到每个车轮。
制动液控制机构根据ECU的指令动作，降低或增加液压力，或在必要时保持制动液压力不变以使滑移保持在最佳范围（10%-30%），避免车轮抱死，从而达到最佳制动效果。
丰田佳美轿车ABS控制电路如图3所示。
图3ABS控制电路
ABSECU连接器端子的排列如图4所示。
图4ABSECU连接器
2.4ABS系统工况的判断
可用路试和观察ABS报警灯状况的方法判断ABS工作正常与否。
当汽车以大约40km／h的速度行驶，制动时ABS能够防止车轮滑移，驾驶员能感到制动踏板有连续的跳动（反弹），并能听到对制动压力起调节作用的电磁阀发出“咯哒、咯哒”的工作声，表明系统工作正常。
若汽车在正常行驶中或制动时，ABS报警灯不正常点亮，或与上述正常状况不符时，说明系统存在故障。
2.5系统故障自诊断
接通点火开关后，ABS报警灯点亮，3s后或发动机起动后熄灭，这是正常的工作状况。
如果接通点火开关后ABS报警灯不亮，应检查灯泡和熔断丝是否烧断，如果灯泡和熔断丝完好，应检查线路。
如果接通点火开关后，ABS报警灯在3s后或发动机起动后仍不熄灭，表明白诊断系统探测到故障。
此时应读取故障代码。
2.5.1读取故障代码
①接通点火开关，但不要起动发动机；
②断开维修接口，从接诊断（检测）接头上拆下短接接头；
③用故障诊断专用检查线或普通导线连接故障诊断插座内的Tc和El插孔，如图5示；
图5Tc和E1端子的连接
④根据ABS报警灯的闪烁，可读出故障代码。
⑤如系统工作正常，警示灯将每隔0.5s闪烁一次。
⑥如存在一个以上的故障码，将首先显示较小的故障码。
丰田佳美轿车ABS系统故障代码见表1。
表l丰田佳美轿车ABS系统故障代码
故障代码
故障内容
故障部位
11
电磁阀继电器电路断路
电磁阀继电器及其线束
12
电磁阀继电器电路短路
13
油泵继电器电路断路
执行器内部线路、控制继电器、油泵继电器线路
14
油泵继电器电路短路
21
右前轮3位电磁阀电路断路或短路
执行器继电器、执行器继电器电路
22
左前轮3位电磁阀电路断路或短路
23
右后轮3位电磁阀电路断路或短路
24
左后轮3位电磁阀电路断路或短路
31
右前轮速传感器信号不正常
轮速传感器、轮速传感器转子、轮速传感器配线和连接器
32
左前轮速传感器信号不正常
33
右后轮速传感器信号不正常
34
左后轮速传感器信号不正常
35
左前或右后轮速度传感器断路
36
右前或左后轮速度传感器断路
41
蓄电池电压不正常
充电系统、蓄电池、交流发电机、电压调节器
51
执行器泵电机卡死或泵电机电路断路
泵电机、继电器、蓄电池、执行器、泵电机电路
常亮
ABSECU故障
ABSECU或ABSECU插接器
2.5.2清除故障代码
根据故障代码的提示排除了故障之后，应消除故障代码。
消除故障代码的方法是：
线连接故障诊断插座内的Tc和El插孔，置点火开关为ON位，在3s内连续踏下制动踏板8次以上，再将短接接头接到诊断（检测）接头上。
2.6主要部件的检测
2.6.1控制继电器
1）油泵电动机继电器
①检查油泵电动机继电器的导通性：
如图3所示，用万用表电阻档测量油泵电动机继电器端子9与10之间导通，端子7与8之间不导通为正常，否则应更换继电器；
②检查油泵电动机继电器的工作状况：
将蓄电池正极与油泵电动机继电器端子10相连，负极与端子9相连，端子7与8之间应导通，否则应更换继电器。
2）电磁阀继电器
①检查电磁阀继电器的导通性：
如图3所示，用万用表电阻档测量电磁阀继电器端子1与9之间导通，端子5与6之间导通，端子2与5之间不导通为正常，否则更换继电器。
②将万用表的正表笔接电极5，负表笔接电极4，5与4之间应导通。
将正、负表笔反过来连接，4与5之间应不导通，否则应更换继电器。
③检查电磁阀继电器电路的工作状况：
将蓄电池正极接电极l，负极接电极9，用万用表检查电极2与5之间应导通，否则应更换继电器。
2.6.2前、后轮速传感器
①断开轮速传感器接头，用电阻表测量轮速传感器电阻，前轮速传感器电阻应为920Ω～1200Ω，后轮速传感器电阻应为1050Ω～1450Ω。
②用电阻表检查前、后轮速传感器各端子与传感器壳体之间应不导通，否则应更换传感器。
③拆下扭力盘固定螺栓，卸下扭矩盘（带制动缸）和圆盘，观察传感器脉冲齿轮齿形。
④检查传感器转子齿面，不应有刮痕、裂缝、变形或缺齿等现象，否则应予以更换。
⑤装上脉冲齿轮和制动器总成，紧固扭矩为94N·M。
2.6.3转速传感器诊断系统
当检查转速传感器诊断系统时，ABS不起作用，普通制动系统起作用。
①确保蓄电池电压为12V，ABS警示灯正常；
②从Ts端子上拆下橡皮帽；
③把专用工具接到诊断接头端子Ts和E1之间；
④设置驻车制动，启动发动机，不要踩下制动踏板；
⑤警示灯应每秒钟闪烁4次；
⑥松开驻车制动，在水平路上以3㎞/h～6km/h速度直线行驶，观察传感器信号波形，当警示灯熄灭时，不要突然加速、减速、制动和转向。
1s后，警示灯会亮。
加速至6km/h以上，如警示灯闪烁，则传感器功能正常。
如警示灯亮而不闪烁，应停车读出故障码。
⑦松开驻车制动，在水平路面上以45㎞/h～55km/h速度直线行驶，观察传感器信号变化，当警示灯熄灭时，不要突然加速、减速、制动和转向。
1s后，警示灯会亮。
加速至55km/h以上，如警示灯闪烁，则传感器脉冲齿轮功能正常。
如警示灯亮而不闪烁，应停车读出故障码。
对2WD佳美车型，不要设置驻车制动或踩下制动踏板超过16次，或将电脑内的故障码清除。
测试完毕后，将点火开关置ON挡，再接上促动器接头。
2.6.4促动器的检查
①检查蓄电池电压，应为10V～14V。
②拆下洗净的储液罐。
③断开接头：
断开促动器接头，拆下控制继电器，并断开控制继电器接头。
④将促动器检测仪接到促动器上，步骤如下（图6）：
·用副线束E和C把检测仪与促动器、控制继电器和车身侧的线束连接起来；
·将检测仪的红色线接到蓄电池的正极上，将检测仪的黑色线接到蓄电池的负极或车身搭铁线上；
·将专用工具置于检测仪上。
图6检测仪的连接
⑤检查促动器的工作情况：
·起动发动机，并使之怠速运转；
·将检测仪的开关转到“FRONTRH（右前轮）”位置；
·按下电机开关，并保持几秒钟，踩下制动踏板直到制动踏板是否有回弹后再放开；
·按下电源开关（不超过10s），确认制动踏板不下沉；
·松开开关，确认制动踏板不下沉；按下电机开关几秒钟，检查制动踏板是否有回弹；
·松开制动踏板，再踩下制动踏板15s，并按下电机开关几秒，确认制动踏板无脉动。
⑥检查其他车轮，方法与⑤基本相同。
2.6.5ABSECU
在不拔出ABSECU配线连接器的情况下，用电压表测量ABSECU端子与车身搭铁之间的电压和导通性，检查结果应符合表2的要求，如不符合应检查、修理或更换表2中所列的故障部件。
表2ABSECU的检查
端子序号
测试端子
测试条件
标准值
故障部件
1
RL一
点火开关位于“OFF”
导通
ABSECU
3
STP
点火开关位于“OFF”且制动踏板被踩下
8～14V
停车灯或停车灯开关
点火开关位于“0N”且制动踏板被踩下
<1．5V
4
RSS
点火开关位于“OFF”
导通
ABSECU
11
SFR
点火开关位于“ON”且ABS报警灯不亮
10—14V
制动器
12
GND
点火开关位于“OFF”
导通
配线
13
FR一
点火开关位于“OFF”
导通
ABSECU
14
Tc
点火开关位于“ON”且端子Tc、El未被连接
10—14V
点火开关位于“ON”且端子Tc、El被连接
约0V
17
FSS
点火开关位于“OFF”
导通
18
SR
点火开关位于“0N”且ABS报警灯亮
约0V
点火开关位于“0N”且ABS报警灯不亮
10—14V
19
IG1
点火开关位于“ON”
10—14V
ABSECU保险丝
20
SFL
点火开关位于“0N”且ABS报警灯不亮
10—14V
制动器
7
W
点火开关位于“0N”且ABS报警灯亮
<2．OV
ABSECU或ABS报警灯
点火开关位于“0N”且ABS报警灯不亮
10—14V
8
PKB
点火开关位于“ON”且驻车制动器手柄被拉起
<1．5V
手制动开关或制动液面报警开关
点火开关位于“ON”且驻车制动器手柄被释放
10—14V
9
Ts
点火开关位于“0N”且端子Tc、El未被连接
10—14V
ABSECU
点火开关位于“0N”且端子Tc、El被连接
<1．OV
10
RR一
点火开关位于“OFF”
导通
24
AST
点火开关位于“ON”且ABS报警灯不亮
10—14V
点火开关位于“ON”且ABS报警灯亮
约0V
25
FL一
点火开关位于“OFF”
导通
27
R一
点火开关位于“OFF”
导通
28
BAT
点火开关位于“ON”
10—14V
保险丝
29
SRR
点火开关位于“0N”且ABS报警灯不亮
10—14V
制动器
2.7故障诊断实例
①故障现象：
有一台97款丰田佳美，发动机ABS灯亮，该车型为SXV20，装配5S发动机。
故障诊断：
按诊断接法，读取故障码，内容为右前轮转速信号不良。
拔开右前轮接头，测量正常阻值为1.170KΩ，顺着连接头检查，未发现有接触不良处，是否有似断非断处呢？
用万用表阻档监测电阻，拆下传感器顺着感应头根部逐渐用手左右摇动传感器导线至接头处，未见有电阻断路。
那么是什么原因造成ABS灯亮呢？
是否电脑产生误码？
为慎重起见，重新检查其他3个转速传感器未见有故障，看来故障应该是右前轮
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