高级技师论文一汽大众捷达制动系统结构原理与常见故障检修Word文档下载推荐.docx

1、一、概述1、ABS的发展20世纪80年代后期，随着电子技术的发展，世界汽车技术领域最显著的成就就是防抱死制动系统（ABS）的实用和推广。它的安装大大提高了汽车的主动安全性和操纵性。1936年，博世公司申请一项电液压控制的ABS装置专利促进了防抱制动系统在汽车上的应用。1969年,福特使用了真空助力的ABS制动器。1971年，克莱斯勒车采用了四轮电子控制的ABS装置。但是，以上这些早期的ABS装置性能有限，可靠性不够理想，而且成本很高。1979年，默本茨推出了一种性能可靠、带有独立液压助力器的全数字电子系统控制的ABS制动装置。1985年美国开发出带有数字显示微处理器、复合主缸、液压制动助力器、

2、电磁阀及执行器“一体化”的ABS防抱死装置。1992年ABS的世界年产量已超过1000万辆，世界汽车ABS的装用率已超过20%。一些国家和地区（如欧洲、日本、美国等）已制定法规，使ABS成为汽车的标准设备。2、ABS的含义ABS是英文“Anti-lock Brake System”的缩写，译为“防抱死制动系统”。ABS的功能是保证在各种路面上汽车都能获得最佳制动距离的同时拥有良好的制动稳定性和转向能力。3、ABS的作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、制动时间以及制动时方向的稳定性。 汽车的紧急制动（尤其是在高速行驶时）而

3、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：S （V t -V a ）/V t 100 式中：S-滑移率；V t- 汽车的理论速度；V a -汽车的实际速度。据试验证实，当车轮滑移率S 15 20 时附着系数达到最大值，如图1所示。因此，为了取得最佳的制动效果，一定要控制车轮滑移率在 15 20 范围内。 图1 滑移率-附

4、着系数示意图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。4、ABS分类汽车上ABS的分类，根据不同依据分成不同的种类，具体如下：（1）按制动器所依据的控制参数不同进行分类：以车轮滑移率S为控制参数的ABS，目前应用较少；以车轮角加速度为控制参数的ABS，目前应用较多。（2）按制动压力调节器的结构不同分类：机械柱塞式ABS；电磁阀式ABS。（3）按功能和布置形式分类：后轮防抱死ABS；四轮防抱死ABS。（4）按主要生产厂家分类：德国波许（BOSCH）ABS、戴维斯（TEVES）ABS，这是目前欧、美、日、韩等国汽车采用最多的ABS。

5、此外，还有美国邦迪克斯ABS、美国达科ABS、日本OEM的ABS。5、ABS的优点加强对车辆的控制。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稳定性，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。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时，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。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

6、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。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。二、捷达ABS系统主要部件结构及工作原理1、ABS系统主要结构尽管现代ABS采用的控制方式、方法以及结构各不相同，但除原有的常规制动装置外，ABS基本组成都相差不远。捷达轿车采用的是美国ITT公司MK20-I型ABS

7、系统。MK20-I型ABS系统主要由ABS控制器（包括电子控制单元J104、液压控制单元N55、ABS液压泵V64等）、4个车轮转速传感器、ABS故障报警灯K47、制动装置报警灯K118等组成，如图2所示。（1）车轮转速传感器车轮转速传感器的作用就是将车轮的转速信号传递给ABS的电子控制单元。MK20-I型ABS系统共有4个车轮转速传感器，前轮的齿圈（43齿）安装在传动轴上，如图3所示，转速传感器安装在转向节上。后轮齿圈安装（43齿）在轮毂上，如图4所示，转速传感器则安装在固定支架上。图2 MK20-I型ABS系统的组成1-传感器；2-制动灯开关；3-带电磁阀线圈的ABS电控单元（J104）；

8、4-执行元件；5-带低压储液罐的ABS液压泵（V64）；6-带电磁阀的液控单元（N55）；7- ABS故障报警灯（K47）； 8-制动装置警告灯（K118）；10-自诊断连接插座 图3 前轮转速传感器G45/G47安装位置 图4 后轮转速传感器G44/G46安装位置1-齿圈；2-前轮转速传感器 1-齿圈；2-后轮转速传感器（2）ABS控制器ABS控制器由ABS电子控制单元J104、液压控制单元N55、ABS液压泵V64等组成。1）电子控制单元。电子控制单元是ABS系统的控制中心，它实际上是一个微型的计算机，所以又称制动系统的ECU。制动系统的ECU主要由输入电路、数字控制器、输出电路和报警电路

9、四大部分组成。2）液压控制单元和ABS泵。液压控制单元N55装载在制动主缸与制动轮缸之间，采用整体式结构，如图5所示。其主要任务是执行电子控制单元ECU的指令自动调节制动器中液压压力。图5 液压控制单元（HCU）N55结构1带低压储液罐的ABS液压泵；2-液压控制单元低压储液罐与ABS液压泵合为一体安装于液压控制单元上。低压储液罐的作用是用来暂时储存从轮缸中流出的制动液，以缓和制动液从制动缸中流出时产生的脉冲。ABS泵的作用是将在制动压力阶段流入低压储液罐中的制动液及时送上制动主缸，同时在施加压力阶段，从低压储液罐吸取剩余的制动力，泵入制动循环系统，给液压系统以压力支持，增加制动效能。ABS液

10、压泵的运转由电子控制单元ECU控制。液压控制单元N55阀体内部包括8个电磁阀，每个回路各一对，其中一个是常开进油阀（不通电时），另一个是常闭出油阀（不通电时）。它在制动主缸、制动轮缸和回油路之间的关系，实现压力升高、压力保持、压力降低的功能，防止车轮抱死。如果ABS出现故障，进油阀始终常开，出油阀始终常闭，使常规液压制动系统继续工作而ABS 系统不工作，直到ABS系统故障排除为止。3）故障报警灯。ABS系统在仪表板及仪表板上的附件上装有两个故障报警灯，一个是ABS故障报警灯K47,另一个是制动装置报警灯K118。当点火开关打开时启动至自检结束，两个故障报警灯正常点亮约2秒，在拉紧制动装置时报警

11、灯K118点亮。如果上述情况下灯不亮，说明故障报警灯本身或线路有故障。如果ABS故障灯常亮，说明ABS系统出现故障；如果制动装置报警灯常亮，说明制动液缺乏等。4）电子控制制动力分配装置（EBV）。ABS组件中所采用的电子控制力分配装置（EBV）代替了制动力调节器和后轴上降压阀的作用，如图6所示。图6 电控制动力分配装置图7 ABS电路图A/-蓄电池负极；A/+蓄电池正极；F-制动灯开关；G44-右后轮转速传感器；G45-右前轮转速传感器；G46-左后轮转速传感器；G47-左前轮转速传感器；J104-ABS ECU；K47-ABS故障报警灯；M9-左制动；M10-右制动灯；N55-液压控制单元H

12、CU；N99-右前轮ABS进油阀；N100-右前轮ABS出油阀；N101-左前轮ABS进油阀； N102-左前轮ABS出油阀；N133-右后轮ABS进油阀 N134-右后轮ABS出油阀；N135-左后轮ABS进油阀；N136-左后轮ABS出油阀S4-保险丝（15A）；S14-保险丝（10A）；S20-保险丝（10A）；S123-液压泵保险丝（30A）；S124-液压泵熔丝（30A）；TV14-诊断插口；V64-ABS液压泵在轻微的制动过程中，特别是转弯行驶中，EBV都能起作用。车轮转速传感器检测着4个车轮转速信号，控制单元则由此计算出各车轮的转速。如果后轮的制动化滑移率太大，制动力压力就会被调

13、整至不超过车轮被抱死的压力极限值，EBV控制就会提供大的侧向力进行很好的制动力分配。 捷达MK20-I型ABS系统电路图如图7所示。 2、ABS工作原理 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，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单元的控制，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：建压阶段、保压阶段、降压阶段、升压阶段。（1）建压阶段制动时

14、，通过助力器和总泵建立制动压力。此时，ABS并不介入制动压力控制，调压电磁阀总成中的各进油阀（常开阀）均不通电而处于开启状态，各出油阀（常闭阀）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，制动压力进入车轮制动器，车轮转速迅速降低，直到ABS电子控制单元通过转速传感器得到识别出车轮有抱死的倾向为止。如图8所示。图8 建压阶段（2）保压阶段 ABS电子控制单元通过转速传感器得到的信号识别出车轮有抱死的倾向时，ABS电子控制单元即关闭进油阀（常开阀），此时出油阀

15、（常闭阀）仍然关闭。如图9所示。图9 保压阶段（3）降压阶段如果在保压阶段，车轮仍有抱死倾向，则ABS系统进入降压阶段。此时，电子控制单元命令出油阀（常闭阀）打开，进油阀（常开阀）关闭，液压泵开始工作，制动液从轮缸经低压储液罐被送回到制动总泵，制动压力降低，制动踏板出现抖动，车轮抱死程度降低，车轮转速开始增加。如图10所示。图10 降压阶段（4）升压阶段为了达到最佳制动效果，当车轮达到一定转速后，ABS电子控制单元再次命令进油阀（常开阀）打开，出油阀（常闭阀）关闭。随着制动压力增加，车轮再次被制动和减速。如图11所示。图11 升压阶段ABS通过使趋于抱死车轮的制动压力循环往复升降，从而将车轮的

16、滑移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达320HZ。在该ABS中对应于每个制动轮缸各有对应的进油阀（常开阀）和出油阀（常闭阀），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。三、捷达ABS系统组件的检修1、ABS控制器的检修（1）ABS控制器的拆卸1）关闭点火开关，拆下蓄电池支架。2）从ABS ECU上拔

17、下25针插头如图12所示。图12 拔下ABS ECU25针插头3）踩下制动踏板，并用踏板架定位，如图13所示。 图13 用踏板架固定制动踏板4）在ABS控制器下垫一块布，用来吸干从开口处流出的制动液。5）拆下制动主缸到液压控制单元的制动油管A和B，如图14所示。做上记号，并立即用密封塞将开口堵住。图14 拆下制动油管A和B14-油管；A、B-制动油管6）用软铅丝把制动油管A和B扎在一起，挂在高处，使开口处高于制动液储液罐的油平面。7）拆下液压控制单元通往各轮的制动油管，做上记号，并立即用密封塞将开口堵住。如图15所示。图15 制动油管密封塞1-专用支架；2、3-阀体开口孔的密封塞在操作的过程中

18、必须特别小心，不能让制动液渗入到ABS ECU壳体中去。如果制动液渗漏到控制器，则会使端子腐蚀，从而损坏系统。如果壳体脏用压缩空气吹干净。8）把ABS控制器从支架上拆下来。（2）ABS控制器的分解。1）压下接头侧的锁止扣，拔下控制单元上的液压泵V64电线插头。2）如图16上箭头所示用专用套筒扳手拆下ABS ECU与液压控制单元的4个连接螺栓。图16 拆下ABS ECU与液压控制单元HCU的连接螺栓3）将液压控制单元HCU与电子控制单元ECU分离。注意：拆下液压控制单元时要直拉，别碰阀体。4）在ABS ECU的电磁阀上盖一块不起毛的布。5）把液压控制单元和液压泵安放在在专用支架上，以免在搬运时碰

19、坏阀体。（3）ABS控制器的装配1）装配场地必须清洁，不允许有灰尘及脏物。2）把ABS液压控制单元和ECU装成一体，用专用套筒扳手将新的螺栓拧紧，转矩不得小于4N.m。3）插上液压泵电线插头，注意锁扣必须到位。（4）ABS制动器的安装ABS液压控制单元开口处的密封圈，只有在制动油管要安装上去才能拆下，以免异物进入制动系统。安装与拆卸的顺序相反。（5）ABS控制器的检修把控制单元J104从液压控制单元N55和液压泵中拆下来。然后更换损坏的元件。在初始阶段提供的ABS控制器总成配件是不允许分解的，因此只能更换总成。2、前轮转速传感器的检修（1）前轮齿圈的检查前轮轴承或轴向间隙过大时，会影响前轮传感

20、器的间隙。1）举升起前轮，使之离地，用双手转动前轮感觉前轮摆动是否异常。若轴承间隙过大，则要检查齿圈轴向摆差。轴向摆差应不大于0.3mm。2）若前轮轴承损坏或轴向间隙过大时，则应更换轴承。3）若出现齿圈轴向摆差很大而引起传感器的齿圈擦碰，造成齿圈变形或齿数残缺不全，则应更换前轮齿圈。4）若齿圈完好无损，但被泥泞或脏物堵塞，应清除齿圈空隙中的脏物。（2）前轮转速传感器输出电压的检查1）检查前轮转速传感器与齿圈之间的间隙是否符合规定，标准值为1.101.97 mm。2）顶起前轮，松开驻车制动。3）拆下ABS线束，在线束插接器处进行测量。4）以30r/min的转速转动前轮，用万用表或示波器测量输出电

21、压。左前轮接线柱为4和11，右前轮接线柱为3和18。用万用表测量时，前轮转速传感器输出电压应为70130mV；用示波器测量时，前轮转速输出电压应为3.414.8 mV/Hz。5）若输出电压不符合规定时，检查传感器是否有故障；检查传感器的电阻值，应为1.01.3 k；在齿圈上取4点检查齿圈与车轮传感器之间的间隙是否过大；检查线束安装是否有误差。3、后轮转速传感器的检修（1）后轮齿圈的检查后轮轴承损坏或轴承径向圆跳动过大时，会影响后轮转速传感器的间隙。1）举升起前轮，使之离地，用双手转动后轮感觉后轮摆动是否异常。若后轮摆动过大，则要检查后轮轴承的径向圆跳动，轴向摆差应不大于0.05mm。2）若后轮

22、轴承的径向圆跳动过大，则需要调整螺母调节轴承的间隙，或者更换后轴承。3）若齿圈变形，或有严重磨损痕迹，或齿数残缺不全，则应更换后轮齿圈。4）若后轮齿圈完好无损，但被泥泞或脏物堵塞，应清除齿圈空隙中的脏物。（2）后轮转速传感器输出电压的检查1）检查前轮转速传感器与齿圈之间的间隙是否符合规定，标准值0.420.80mm。3）拆下ABS线束，在线束插接器出进行测量。4）以30r/min的转速转动后轮，用万用表或示波器测量输出电压。左后轮接线柱为2和10，右后轮接线柱为1和17。用万用表测量时，前轮转速传感器输出电压应为260mV；用示波器测量时，前轮转速输出电压应为12.2mV/Hz。四、捷达ABS

23、故障诊断1、故障自诊断ABS具有故障自诊断功能，它是以ABS控制单元中标准的正常运行状况为准，不断地输入信号及部件的工作情况进行监控，将故障记录在存储器中，以便维修时查找故障部位。偶然发生的故障称为偶然故障。存储器中的故障可用V.A.G1552来读取，具体ABS系统故障诊断流程如图17所示。在对ABS系统进行故障自诊断时，或是使用和维修应保证：（1） 在点火开关处于点火位置时，不要拆装系统中的电器元件和线束插头，以免损坏电子控制装置。要拆装系统中的电器元件和线束插头，应先将点火开关断开。（2）不可向电子控制装置供给过高的电压，否则容易损坏电子控制装置。（3）电子控制装置受到碰撞敲击也极容易引起

24、损环。因此，要注意使电子控制装置免受碰撞和敲击。（4）不要让油污沾染电子控制装置，特别是电子控制装置的瑞子更要注意。否则，会使线束插头的瑞子接触不良。（5）在续电池电压低时，系统将不能进入工作状态（最低为10.5V）。因此，要注意对蓄电池的电压进行检查，特别是当汽车长时间停驶后初次启动时更要注意。（6）不要使车轮转速传感器和传感器齿圈沾染油污或其它脏物。否则，车轮转速传感器产生的车轮转速信号就可能不够准确，影响系统控制精度，甚至使系统无法正常工作。另外，不要敲击转速传感器。否则，很容易导致传感器发生消磁现象，从而影响系统的正常工作。（7）所有车轮必须安装规定的且尺寸相同的轮胎，轮胎的气压应符合

25、标准值。（8）常规制动系统（包括制动灯开关和制动轮）应正常。（9）液压管和管接头不能有泄漏（目测检查液压控制单元、制动主缸、轮缸）。（10）车轮轴承和轴承间隙应正常。（11）检查ABS元件的触点有无损坏以及安装位置是否正确。（12）所有熔丝完好。 图17 ABS故障诊断流程图2、ABS 故障诊断方法当ABS出现故障时，ABS故障报警灯点亮，这是应该按照一般检查、报警灯诊断和故障码检查步骤进行。由于捷达采用的是电子液压控制，因此在ABS系统正常工作出现表1的现象是正常的并不是故障。表1 ABS正常工作情况现象说 明系统自检声音启动发动机后，有时会从发动机舱中传出类似碰撞的声音，这是ABS进行自检

26、的声音，并非不正常ABS起作用时的声音ABS液压控制单元内发动机的声音与制动踏板震动一起产生的声音ABS工作时，因制动而引起悬架碰撞声或轮胎与地面接触发出“吱嘎”声ABS起作用，但制动距离很长在积雪或是沙石路面上，有ABS车辆的制动距离有时候会比没有ABS车辆的制动距离长。因此必须提醒驾驶员在上述路面行驶应加倍小心。 （1）一般检查1）检查手制动是否完全释放。2）检查制动液液面是否在规定的范围之内。3）检查所有继电器、熔丝是否完好，插接是否牢固。4）检查电子控制装置导线插头、插座的连接是否良好，连接器及导线是否损坏。5）检查下列导线连接器（插头和插座）以及导线的连接或接触是否良好: 制动压力调

27、节器上的电磁阀连接器。 制动压力调节器上的主控制阀连接器。 连接压力警告开关和压力控制开关的连接器。 制动液液面指示开关连接器。 轮速传感器的连接器。 电动泵的连接器。6）检查蓄电池电压是否在规定的范围内，蓄电池正、负极导线的连接是否牢靠，连接处是否清洁。7）检查ABS ECU制动压力调节器（ABS执行器）等的搭铁端的接触是否良好。8） 检查车轮胎面纹槽的深度是否符合规定以及轮胎气压是否符合要求。9） 检查ABS系统各零件有无明显损伤。（2）报警灯诊断ABS自诊断系统能迅速准确的判断出故障部位，但在实际应用中，可以利用ABS故障报警灯和制动装置报警灯的闪亮规律，粗略的判断出ABS发生故障的部位

28、。正常情况下，点火开关打开，ABS故障报警灯和制动装置报警灯应闪亮一下（约2 S）；一旦发动机运转，两个报警灯应熄灭，否则说名ABS有故障。（3）故障码诊断故障码诊断可以分为有故障码检查、无故障码检查和偶发性故障检查。五、捷达常见故障诊断1、捷达ABS故障警告灯点亮故障检修故障现象：捷达轿车正常运行时，ABS故障警告灯点亮。故障诊断：车辆在紧急制动时，车辆抱死是非常危险的。这是因为车辆在完全抱死滑动时，制动能力反而降低，其所能承受的侧向力也为0。如果前轮先抱死滑移，提供转向的侧向力为0，车辆将失去转向能力；如果后轮先抱死滑移，任何一个微小的干扰力都将使车辆绕前轮旋转，即车辆发生甩尾现象。经研究发现，人们在紧急制动时是来不及控制方向的，并且甩尾现象所产生的后果更加严重。因此，现代轿车制动系统设计都是前轮先抱死，比如捷达和桑塔纳轿车前轮制动力约占整车制动的75%。（注意：制动力的大小和车轮抱死是两个不同的概念，车轮抱死和制动力有关，还和该轮承重有关）理论研究发现，车轮在既滚动又滑动时，以滚动为主，