汽车制动防抱死系统ABS故障诊断与维修毕业设计.doc

汽车制动防抱死系统(ABS)故障诊断与维修（福建交通职业技术学院汽车运用与工程机械系，福建 福州 350007）摘要：ABS(英文Antilock Braking System ) 它的中文名称是 “防抱死制动系统” ， 作为一种有效的车用安全制动装置。对于ABS系统来说，不同的车型，甚至同一系列不同年代产的车型，装用的ABS型号也不一样，因而故障诊断和检查的方法以及程序都可能会有所不同。通过对ABS基本机构及其系统的工作原理的的简要分析，及其掌握故障检修的基本方法，确定故障引起的原因，进行故障诊断，最后达到故障检修的目的。从而能够对ABS系统检测和维修有一个比较系统的认识和理解，最终形成一套ABS系统的检修方法。关键词：汽车 ABS 工作原理 方法 故障诊断 故障检修引言：ABS制动防抱死系统是车辆在制动过程中，防止车轮完全抱死，避免车轮在路面上进行纯粹的滑移，提高汽车在制动过程中的方向稳定性和转向操纵能力，缩短制动距离的系统。ABS技术虽然在20世纪90年代初期就已成熟。90年代后，ABS技术不断发展，控制精度、控制功能不断完善。现发达国家已广泛采用ABS技术，ABS装置已成为汽车的标配。但随着电子技术和汽车技术的快速发展，ABS技术也在不断完善。ABS系统现在主要向着提高ABS的可靠性、自适应性；提高系统集成度，减小体积，减轻质量；总线技术在ABS系统上的应用及其如何应用控制理论和方法完善ABS技术性能的方向上发展。随着新理论、新材料、新技术等的不断应用，结构更简化、性能更强、成本更低的ABS产品将不断推出，汽车安全性也将因此得到进一步的改善和提高。这些也对车辆维修者更大的挑战，需要不断随着时代走，增加自己的维修知识，更好的为汽车行业服务。 1ABS系统的基本构成和控制原理1.1ABS系统的基本构成1）ABS通常由由转速传感器、制动压力调节装置、电子控制装置和附件组成（表1.2）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不尽相同，电子控制装置的内部结构和控制逻辑也可能不同。图1是一种典型的ABS系统组成。图1.典型的ABS系统组成2）在常规制动阶段，ABS并不介入制动压力的控制，进油阀处于常开状态，回油阀就处于常闭状态，各制动轮缸的制动压力将随制动主动总泵的输出压力而变化。在制动过程中，ECU根据车轮转速传感器的输入判定有车轮趋于抱死时，就关闭进油阀，此时制动轮缸内的制动压力保持一定，而未趋于抱死车轮的制动压力就继续增大。若ECU判定控制车轮仍然趋于抱死，就控制出油阀开启，部分制动液流回储液池，制动轮缸内压力减小，消除车轮抱死趋势。ABS通过使趋于抱死车轮的制动压力循环往复的保持一减小一增大过程，而将趋于抱死车轮的滑移率控制在峰值附着系数滑移率的附近范围内。3) 目前大多数ABS产品采用逻辑门限的方法进行控制，其原理是利用车轮加减角速度门限及参考滑移率，防抱控制逻辑使滑移率在峰值附着系数附近波动，从而获得较大的车轮纵向和横向力，使车辆具有较短的制动距离和制动稳定性。表 1 .2ABS组成元件及功能元件名称功能传感器车速传感器轮速传感器减速传感器检测车速，给ECU提供车速信号,用于滑移率控制方式。检测车轮速度，给ECU 提供轮速信号,各种控制方式均采用。检测制动时汽车的减速度,识别是否为冰雪等易滑路面,只用于四轮驱动控制系统执行元件制动压力调节器液压泵ABS警告灯ECU接收 ECU 的指令,通过电磁阀的动作实现制动系统压力的增加、 保持和降低受 ECU 控制,在可变容积式制动压力调节器的控制油路中建立控制油压;在循环式制动压力调节器调节压力降低的过程中,将由轮缸流出的制动液经蓄能器泵回主缸,以防止 ABS 工作时制动踏板行ABS出现故障时,由 ECU 控制将其点亮,向驾驶员发出报警,并由 ECU 控制闪烁显示故障码。接收车速、轮速、减速等传感器的信号,计算出车速、轮速、滑移率和车轮的减速度、加速度,并将这些信号加以分析、 判别、 放大,由输出级输出控制指令,控制各种执行器工作。1.2基本控制原理当制动时，车轮速度传感器将车轮转速的变化，转换成与其速度成正比的交流电压信并将此信号输送给ABS的电子控制器 ，并将此信号“电子控制器接受车轮速度传感器的交流电压信号，通过对信号测量比较、分析判断，精确地计算出车轮角加 (减) 速度、制动滑移率，进行逻辑比较后向制动压力调节器发出指令，使制动力随数据减压、保持、增压 ( 也有减压、增压两种形式) ，如同 “ 点刹” ，将车轮滑移率控制在2 0 %左右，而使制动车轮处在最佳制动状态.。2. 日产风度A33车ABS诊断2.1：日产风度A33诊断过程接到故障车后首先可以先通过观察法确定ABS系统是否有故障问题，可以大大减少诊断时间，同时可以根据维修经验进行判断。同时必须很好的了解汽车ABS系统的工作特点，故障检测时，对故障代码的读取和消除。2.1.1观察诊断1) 在踩制动踏板时，观察有无向上拱脚的感觉。如在驾车时感到踩制动踏板时没有拱脚的感觉，即为ABS失效，应重点检查制动压力调节器。因为一旦制动压力调节器损坏，制动液就不会按照计算机控制单元(ECU)的指令工作，所以感觉不到点制动动作，即感觉不到向上拱脚的感觉，即为ABS有故障。2) 在紧急制动时，观察轮胎与地面之间有无拖印。装有ABS的汽车，ABS系统正常时，通过ECU对制动力进行控制，紧急制动时轮胎在地面上不会留有长长的拖印，防止滑移率过大，使其保持在10%一30%之间，即在制动过程使车轮与地面的附着力时刻都能得到最大的发挥；相反，如果紧急制动时轮胎在地面上留下长长的拖印，即为ABS有故障了。2.1.2 日产风度A33工作特点 表2.1故障代码的含义1）车速低子10 km/h时，ABS不工作。故障代码含义12无故障（开始码）19传感器转子有故障 2l右前轮速传感器电路断路 22右前轮速传感器电路短路25左前轮速传感器电路断路26左前轮速传感器电路短路31右后轮速传感器电路断路32右后轮速传感器电路短路 35左后轮速传感器电路断路36左后轮速传感器电路短路 41执行器有前输出电磁阀有故障 42执行器右前输入电磁阀有故障45执行器左前输出电磁阀有放障 46执行器左前输入电磁阀有故障51执行器右后输出电磁阀有敞障 52执行器右后输入电磁阀有故障55执行器左后输出电磁阀有故障56执行器左后输入电磁阀有故障57电源电压过低61执行器电动机或电动机继电器有故障63电磁阀继电器有故障 71ABS电控单元有救障2）当接通点火开关(ON)时，ABS的自诊断系统进行一次自检，此时ABS警告灯会亮1s；当车速第一次达到6 km/h时，自诊断系统再次进行自检，此时可以听到机械噪声（这是自检过程中的正常现象）。如果自诊断系统检测到故障，ABS警告灯会亮。3）在ABS工作时可以听到机械噪声，这是正常现象。4）ABS ECU具有自诊断功能和故障一保险功能。ABS有故障时，ABS警告灯亮，同时使ABS不起作用，而制动系统则按普通制动方式工作。2.1.3故障代码的含义、读取和消除。2.1.3.1故障代码的的含义（表2.1） 2.1.3.2：故障代码读取1）使汽车以30 km/h的速度行驶l min以上。2）停车后切断点火开关。3）将数据通讯插接器端子8（上图2）搭铁。4）接通点火开关。此时，ABS警告灯以闪烁方式输出故障代码。故障代码为两位数，其含义如(表2.1)所列。5）断开数据通讯插接器端子8的搭铁线。2.1.3.3故障代码的清除在读取故障代码后，断开数据通讯插接器端子8上的搭铁线，接着，在12.5s内将该端子搭铁3次，每次搭铁时间大于1s。在清除故障代码的过程中ABS警告灯亮，故障代码被清除后ABS警告灯熄灭。在清除故障代码后，如在ABS故障被排除的条件下再次读取故障代码，则ABS警告灯应只显示故障代码12，即开始码12(表示ABS无故障)2.1.4日产风度A33 (ABS)系统各元件故障诊断方法2.1.4.1轮速传感器电路或传感器转子故障诊断需要注意的是，故障码提示只是故障的范围或可能的原因，而非一个准确的故障部位。如：当故障代码显示传感器故障时，不要立即拆检传感器，要首先检查电路各连接插头与插座接触是否良好，是否有脏污、锈蚀、断路或短路等现象，然后再检查传感器或用新传感器做对比实验。维修中要注意传感器的安装位置，车型不同其传感器的安装位置也有区别。有些安装在变速器上的传感器，其磁芯会吸咐一些铁屑而导致工作不良，只需拆下传感器并清除磁芯上的污垢即可。传感器的齿圈一般压在轮毂上，也有的安装在减速器或变速器内，或者安装在万向传动轴的一侧。有些ABS系统传感器齿圈安装在制动盘上，因制动盘磨损而更换时，应装齿圈安装到位。另外，还要注意防止反复拆卸而损坏传感器。 故障代码21、22、25、26、31、32、35、36或18所示轮速传感器电路或传感器转子故障的诊断步骤如下。 1）脱开ABS电控单元一拽行器连接器和故障代码所示轮逮传感器连接器，检查连接器端于是否损坏或松动，然后重新连接好连接器。 2）进行故障自诊断检测。若ABS警告灯不再亮，则结束检查；若ABS警告灯仍亮，则继续进行检查。3）根据故障代码的含义测量ABS电控单元一执行器导线侧连接器相应端子（表2.2）之间的电阻，均应为0.8- 1.85 k，否则轮速传感器有故障或轮速传感器与ABS电控单元一执行器导线侧连接器之间的导线有故障。ABS电控单元一执行器导线侧连接器端子位置（图3）所示。 图3 ABS电控单元执行器导线侧连接器端子位置故障代码测量端子号21或2210与2525或268与2331或3214与2935或3612与27表2.2 故障代码及ABS电控单元一执行器导线侧连接器相应的测量端子4）脱开故障代码所示轮速传感器连接器，检查轮速传感器侧连接器两端子之间的电阻，应为0.8- 1.85 k，否则轮速传感器有故障。如果轮速传感器无故障，则轮速传感器导线侧连接器与ABS电控单元一执行器导线侧连接器之阀的导线有故障。5）检查轮胎气压、规格和磨损情况，如有必要，调整轮胎气压或更换轮胎。6）检查轮速传惑器与相应传感器转子之间的间隙。前轮速传感器与相应传感器转子之间的间隙应为0. 2730.925 mm，后轮速传感器与相应传感器转子之间应为0. 385 -0.973 mm。7）检查传感器转子的齿是否损坏，若已损坏，则应更换传感器转子。2.1.4.2执行器电磁阀或电磁阀继电器故障诊断故障代码4l、42、45、46、51、52、55、56或63所示执行器电磁阀或电磁阀继电器故障的诊断步骤如下。1）检查ABS电控单元一执行器连接器。脱开ABS电控单元一执行器连接器，检查其端子是否损坏或松动，然后重新连接好连接器，并进行故障自诊断检测。若ABS警告灯不再亮，则结束检查；若ABS警告灯仍亮，则继续进行检查。2）检查ABS电控单元一执行器连接器15号端子的电压，应为蓄电池电压，否则易熔线及熔断器盒（图5）内的易熔丝e(40 A)烧断或该易熔线至ABS电控单元一执行器连接器15号端子之间的导线断路或短路。3）接通点火开关，检查ABS电控单元一执行器连接器17号端子的电压，应为蓄电池电压，否则熔断器盒（图6）内的31号熔断器(10 A)烧断或该熔断器至ABS电控单元一执行器连接器17号端子之间的导线断路或短路。4）检查ABS电控单元一执行汽车维护与修理器连接器16号和30号搭铁端子与搭铁点之间是否导通。若不导通，则说明ABS电控单元一执行器搭铁线路断路。若上述检查结果都正常，则说明ABS电控单元一执行器中的电磁阀或电磁阀继电器损坏，应更换ABS电控单元一执行器。图5易容线及熔断器盒 图6熔断器盒2.1.4.3电源电压过低故障诊断故障代码57所示电源电压过低故障的诊断步骤为依次执行2.1.4.2诊断步骤中的1）、3）与4）。2.1.4.4执行器电动机或电动机继电器故障诊断故障代码61所示执行器电动机或电动机继电器故障的诊断步骤如下。1）执行2.1.4.2中步骤 1）。2）检查ABS电控单元一执行器连接器1号端子的电压，应为蓄电池电压，否则易熔线及熔断器盒内的易熔丝d(40 A)烧断或该易熔线至ABS电控单元一执行器连接器1号端子之间的导线断路或短路。3）依次执行2.1.4.2中步骤3）与4）。若上述结果都正常，则说明ABS电控单元一执行器中的电动机或电动机继电器损坏，应更换ABS电控单元一执行器。2.1.4.5ABS电控单元故障诊断故障代码71所示ABS电控单元故障的诊断步骤为依次执行2.1.4.2中的1）、3）与4)步骤，若检查结果都正常而仍有故障代码71，则应更换ABS电控单元一执行器。3.日产风度A33 ABS系统维修3.1日产风度A33 （ABS）系统主要部件的维修（1） 轮速传感器的更换更换轮速传感器时，轮速传感器固定螺栓的拧紧力矩应为18 -24 N.m。（2） 传感器转子的更换传感器转子安装后，传感器转子内端面与后轮毂内端面之间的距离应为12.5- 13.5 mm。（3）ABS电控单元一执行器的更换更换ABS电控单元一执行器的操作步骤如下1）拆下蓄电池搭铁线,放出制动液；2）拆下空气滤清器及进气导管；3）用不同颜色的油漆在ABS执行器及油管上做好记号，以利随后的正确安装；4）脱开ABS电控单元一执行器连接器，然后拆下油管、ABS电控单元一执行器固定螺母及搭铁线；5）将新的ABS电控单元一执行器安装到支架上，但暂不拧紧其固定螺母；6）连接ABS电控单元一执行器的搭铁线，连接制动管路，但暂不拧紧油管接头螺母；7）拧紧新ABS电控单元一执行器的固定螺母，拧紧油管接头螺母；8）接上ABS电控单元一执行器导线侧连接器，连接蓄电池搭铁线；9）安装空气滤清器及进气导管,重新注入制动液，然后对制动系统放气.4故障案例：日常风驰A33在正常行驶过程中ABS故障灯突然点亮，长亮不息，ABS不灵敏.ABS警告灯常亮故障诊断与排除 1）故障检测方法:连接好手持式测试仪判断故障的可能原因和部位，发现故障码代码32为（右后轮转速传感器故障)，故障部位可能为右后轮转速传感器、相关线路以及控制器。2）清除故障码后再次试车，发现ABS 警告灯再次报警，显示相同的故障，拆下右后轮转速传感器，首先检查转速传感器，发现其表面无异常;接着测量传感器两端子之间的电阻值为2.0 k,两端子和搭铁之间的电阻值为无穷大,可知电阻值在正常范围内; 检查线路时发现从E C U到转速传感器之间两条线路之间的电阻为O,与搭铁之间为无穷大，正常。3）从上述检查的结果来看，故障部位似乎只剩ABS 控制器了。将线路重新安装后试车，发现右后轮速度不太稳定，有时转速正常，有时转速差大于30 %,但是传感器并无故障，此时便怀疑ABS的ECU失效。 4）检查ECU的3根火线和2 根搭铁线,均正常,但是拧松右后分泵放气螺丝并踩制动时，并没有制动液流出，分析可能的原因是制动液过脏致使 ABS 控制单元内的管道或常开阀堵塞。彻底更换制动液后，反复操作ABS清除故障码， 经一段时间观察， 没有出现故障。5汽车ABS系统诊断和检修注意事项汽车防抱死制动系统(ABS) 一般都具有很高的可靠性，通常尤需进行定计划的特别维护，但在使用和检修过程中应该特别注意以下几点。l) ABS 与常规制动系统是不可分割的。常规制动系统一旦出现问题，ABS就不能正常工作，因此要将二者视为一个整体进行维修。当制动系统出现故障时，应该首先判断出是常规制动系统，还是ABS的故障。2)在点火开关处于接通(ON)位置时，不要拆装系统中的电器元件和线束接头。3)不可向电子控制装置供给过高的电压。4)不可用充电机直接启动发动机。5)用充电机给蓄电池充电时，要把蓄电池上的电缆线拆下后再进行。6)高温环境也亦易损坏电子装置。在对汽年进行烤漆作业时，应将电子控制装置从车上拆下；在汽车上进行电焊机作业时，必须拔下电子控制器线束插头。7)在对有高压蓄能器的ABS进行维修之前，一定要先卸压，使蓄能器中的高压制动液完全释放以免高压制动液喷出伤人。释放蓄能器压力的方法是先将点火开关关闭，然后反复踏放制动踏板30次以上，直到制动踏板变得很硬为止。8)不要使车轮轮速传感器和传感器齿圈沾染油污或其他脏物，否则，轮速传感器产生的车轮轮速信号就可能不够准确，影响系统的控制精度，甚至使系统无法正常工作。9)不要敲击和碰撞传感器，以免传感器发生消磁现象，安装传感器的齿圈时也只能压装。10)当更换轮速传感器或移动位置后，应检察传感头与齿圈的间隙是否符合规定。11)制动液要做到及时检查和补充，需要更换或添加时，必须使用符合本车规定的制动液。12)对制动液压系统进行维修后，或者在使用过程中感觉制动踏板变软时，应按照相应维修要求的办法和顺序对制动系统进行空气排除。13)大多数ABS中的压力调节器、电子控制器和轮速传感器都是不可修复的，如有损坏，一般要求整体更换。14)更换轮胎时尽量选用汽车生产厂推荐的轮胎，若要换用其他型号的轮胎，应该选用与原厂所用的轮胎外径、附着性能和转动惯量相近的轮胎，但不能混用不同规格的轮胎，否则会影响ABS系统的控制效果。6 结束语通过这次毕业设计论文撰写工作，本人对ABS制动防抱死系统从结构，原理及其一些相应的检修方法及其检修中应该注意的事项等进行了分析，加强了理解，并且结合实际，对ABS系统诊断和维修有了更具体的理论指导。同时也学会了对专业相关性资料的查找和整理，这对今后的工作有着很重要的意义。毕业设计是整个大学所学知识的综合运用，更是自己自学能力的具体表现，要求更多的是对专业辅助资料的吸收、整理和分析能力。通过这一过程可以对我们综合应用，和素质能力有所提升。经过这次锻炼，我们获益匪浅。但是由于本人是初次进行这样的综合性较强的独立设计工作，经验和水平都很有限，文中出现的错误之处，希望得到老师们的批评指正.7参考文献1 刘砚静. 浅谈汽车ABS. 机械与设备， 2007，33（29）：344-3452 朱则刚. 汽车制动防抱死系统的检测与维修. 城市车辆 2009。（10）：62-633 孟继申,李丽娜. 汽车制动防抱死系统（ABS）的使用和检修要点. 辽宁科技学院学报， 2005, 7（1）：3-44 于诺京. 日产风度A33 ABS系统维修. 汽车维护与修理， 2003，10：3-65 刘天浪，ABS的组成和控制原理. 交通科技与经济2009，11（5）：107-1086 付百学. 现代汽车电子技术M . 北京:北京理工大学出版社 ,2008.7 王艳丽 朱先录. 汽车制动防抱死系统（ABS.）检修要点. 农机使用与维修，2004，（2）：34