防抱死系统原理及维修

毕业设计（论文）毕业设计（论文）题题目目： 防抱死系统原理及维修防抱死系统原理及维修系系 （部）（部）： 机械电子工程系 专业班级专业班级： 机电 姓姓 名名： 学学 号号： 指导教师：指导教师： 浙江水利水电专科学校毕业论文（设计）2摘要摘要本文介绍了防抱死制动系统(ABS)的发展及分类，解释了系统基本组成与其工作原理，并对 ABS 系统的控制过程作了详细的阐述，在此基础上总结了检修ABS 的一些注意事项。关键词关键词：防抱死制动系统；基本组成；工作原理；案例分析 浙江水利水电专科学校毕业论文（设计）3Abstract This article describes the development and classification of the anti-lock braking system (ABS), explain the basic components and their works, and a Bosch ABS system control gave a detailed elaboration on this basis, summed up the repair ABSsome notes。Key words: anti-lock braking system; basic components; works; case studies.目录摘要 .1Abstract .21 概述 .51.1 电控防抱死制动系统（ ABS）的发展及应用现状 .51.2 电控防抱死制动系统（ ABS）的分类 .62 ABS 的结构与工作原理 .72.1 ABS 的基本组成 .82.2 传感器 .82.3 电子控制单元（ ECU） .92.4 执行器 .102.5 ABS 警示装置 .122.6 ABS 系统制动调节过程.123 常见故障及其检修 .163.1 检修 ABS 的注意事项 .163.2 ABS 故障检修的一般步骤.163.3 ABS 主要部件的检修 .174 总结 .19致 谢 .20参考文献 .211 1 概述概述1 1. .1 1 电电控控防防抱抱死死制制动动系系统统（ A AB BS S）的的发发展展及及应应用用现现状状 基于制动防抱理论的制动系统首先是应用于火车和飞机上。1936 年，德国博世公司（ BOSCH）申请一项电液控制的 ABS 装置专利，促进了 ABS技术在汽车上的应用。汽车上开始使用ABS 始于 1950 年代中期福特汽车公司，1954 年福特汽车公司在林肯车上装用法国航空公司的ABS 装置，这种ABS 装置控制部分采用机械式，结构复杂，功能相对单一，只有在特定车辆和工况下防抱死才有效，因此制动效果并不理想。机械结构复杂使ABS 装置的可靠性差、控制精度低、价格偏高。 ABS 技术在汽车上的推广应用举步艰难。直到 70 年代后期，由于电子技术迅猛发展，为ABS 技术在汽车上应用提供了可靠的技术支持。 ABS 控制部分采用了电子控制，其反应速度、控制精度和可靠性都显著提高，制动效果也明显改善，同时其体积逐步变小，质量逐步减轻，控制与诊断功能不断增强，价格也逐渐降低。这段时期许多家公司都相继研制了形式多样的 ABS 装置。 进入 90 年代后，ABS 技术不断发展成熟，控制精度、控制功能不断完善。现在发达国家已广泛采用 ABS 技术，ABS 装置已成为汽车的必要装备。北美和西欧的各类客车和轻型货车 ABS 的装备率已达 90%以上，轿车 ABS 的装备率在 60%左右，运送危险品的货车 ABS 的装备率为 100%。ABS 装置制造商主要有：德国博世公司（ BOSCH），欧、美、日、韩国车采用最多；美国德科公司（DELCO），美国通用及韩国大宇汽车采用；美国本迪克斯公司（BENDIX），美国克莱斯勒汽车采用；还有德国戴维斯公司（TEVES）、德国瓦布科（WABCO）、美国凯尔西海斯公（ KELSEYHAYES）等，这些公司的ABS 产品都在广泛地应用，而且还在不断发展、更新和换代。 近年来，ABS 技术在我国也正在推广和应用， 1999 年我国制定的国家强制性标准 GB12676-1999汽车制动系统结构、性能和试验方法 中已把装用 ABS 作为强制性法规。此后一汽大众、二汽富康、上海大众、重庆长安、上海通用等均开始采用 ABS 技术，但这些 ABS 装置我国均没有自主的知识浙江水利水电专科学校毕业论文（设计）6产权。 根据国内外的一些研究动态和高档轿车的实际应用表明，ABS 技术将沿着以下几个方面继续发展：1）ABS 和驱动防滑控制装置 ASR 一体化。ABS 以防止车轮抱死为目的，ASR 是防止车轮过分滑转， ABS 是为了缓解制动， ASR 是为了施加制动。由于二者技术上较接近，且都能在低附着地面上充分体现它们的作用，所以将二者有机的结合起来。2）动态稳定控制系统 VDC（或电子稳定控制 ESP）。VDC 主要在ABS/ASR 基础上解决汽车转向行驶时的方向稳定性问题。3）ABS/ASR 与自动巡航系统（ ACC）集成。4）减小体积，降低重量。5）随着 ABS 与新一代制动系统的结合，如电子液压制动EHB、电子机械制动 EMB，使得 ABS 有了更快的的响应速度，更好的控制效果，而且更容易与其它电子系统集成。6）在 ABS 系统中嵌入电子制动力分配装置（ EBD）构成了 ABS+EBD 系统。EBD 的功能就是在汽车开始制动压力调节之前，高速计算出汽车四个轮胎与路面间的附着力大小，然后调节车轮与附着力的匹配，进一步提高车辆制动时的稳定性，同时尽可能地缩短制动距离。1 1. .2 2 电电控控防防抱抱死死制制动动系系统统（ A AB BS S）的的分分类类1 1. .2 2. .1 1按控制方式分可分为单参数控制和双参数控制（ ABS） 1）单参数控制（ ABS） 它以控制车轮的角减速度为对象，控制车轮的制动力，实现防抱死制 动，其结构主要由轮速传感器、控制器 (电脑)及电磁阀组成。2）双参数控制（ ABS）双参数控制的 ABS，由车速传感器 (测速雷达)、轮速传感器、控制装置(电脑)和执行机构组成。 其工作原理是车速传感器和轮速传感器，分别将车速和轮速信号输入电脑，由电脑计算出实际滑移率，浙江水利水电专科学校毕业论文（设计）7滑移率=（车速-轮速）车速100%并与理想滑移率 15%20%作比较，再通过电磁阀增减制动器的制动力 。3）控制通道 对能够独立进行制动压力调节的制动管路称为控制通道。独立控制是指某个车轮的制动压力占用一个控制通道可以单独进行调节；一同控制是指两个车轮的制动压力是一同进行调节的。高选原则一同控制是指保证附着力较大的车轮不发生制动抱死或驱动防滑为原则进行制动压力调节；反之，称为低选原则一同控制。2 2 ABSABS 的结构与工作原理的结构与工作原理浙江水利水电专科学校毕业论文（设计）82 2. .1 1 A AB BS S 的的基基本本组组成成ABS 是在普通制动系统的基础上，加装ABS ECU、传感器、执行器等装置而形成的制动系统，其基本构成如图2-1。其结构形式和控制方法因车而异。图 2-1 制动防抱死系统（ ABS）的基本组成2 2. .2 2 传传感感器器2.2.1 轮速传感器1）作用：检测车轮运动状态，获得车轮转速信号，并将车轮的减速度（或加速度）信号送给 ECU。2）安装：一般在车轮处，但也有设置在主减速器或变速器中。浙江水利水电专科学校毕业论文（设计）9 图 2-2 电磁感应式 轮速传感器作用：检测车速，给 ECU 提供车速信号，用于滑移率控制方式。4）减速度传感器作用：在汽车制动时，获得汽车减速度信号。因为汽车在高附着系数路面上制动时，汽车减速度大，在低附着系数路面上制动时，汽车减速度小，因而该信号送入 ECU 后，可以对路面进行区别，判断路面附着系数高低情况。当判定汽车行驶在雪地、结冰路等易打滑的路面上时，采取相应控制措施，以提高制动性能。多用于四轮驱动控制系统2 2. .3 3 电电子子控控制制单单元元（ E EC CU U）接收轮速、车速信号、发动机转速信号、制动信号、液位等信号，分析判定车轮制动状态，需要时发出调节指令，并具有报警、记忆、存储、自诊断和保护功能。浙江水利水电专科学校毕业论文（设计）10 图 2-3 ABS 控制电脑原理图2 2. .4 4 执执行行器器1、油泵及储能器1）作用：产生控制油压，使制动压力调节装置工作。2、制动压力调节器2）制动压力调节器是 ABS 系统中最主要的执行器，一般都设在制动总泵(主缸)与车轮制动分泵 (轮缸)之间,作用是根据 ECU 的控制指令，自动调节制动分泵 (轮缸)的制动压力。3、分类根据动力来源分可以分为：气压式与液压式。气压式：主要用在大型客车和载重汽车上。液压式：主要用在小轿车和一些轻型载重汽车上。根据结构关系分可以分为：分离式与整体式。分离式：制动压力调节器自成一体，通过制动管路与制动总泵相连。浙江水利水电专科学校毕业论文（设计）11 图 2-4 分离式液压调节器组件 图 2-5 整体式 ABS 系统总成整体式：制动压力调节器与制动总泵构成一个整体。、根据调压方式分可以分为：流通式与变容式。流通式：在制动总泵和制动分泵之间串联一个或两个电磁阀，由电磁阀根据 ECU 的指令，通过控制，使制动分泵的制动液回到制动总泵(或储液器)，或使制动总泵 (或储能器)的制动液流入制动分泵，或者使制动分泵的制动液既不流入也不流出，以实现制动分泵压力的减小、增大或保持。变容式：。在原制动管路中，并联一套液压装置，该装置中有一个类似活塞的装置。工作时根据 ECU 的指令，该装置首先将制动分泵和总泵隔离，然后通过电磁阀的开闭或电动机的转动等不同方式，控制活塞在调压缸中运动，使调压缸工作室至制动分泵的容积发生变化。容积增大，实现制动压力减小；容积减小，实现制动压力增大；容积不变，实现压力保持。浙江水利水电专科学校毕业论文（设计）12图 2-6 1制动踏板 2制动主缸 3储能器 4电动泵 5储液室 6电磁线圈 7电磁阀 8柱塞 9电控单元 10制动轮缸11转速传感器 12车轮 13单向阀 14控制活塞2 2. .5 5 A AB BS S 警警示示装装置置1）作用：报警灯可显示系统工作状态及自诊断报警。2）黄色的 ABS 灯可显示 ABS 控制系统的故障，它报警后汽车仍然能维持常规制动，但 ABS 系统已断电保护，停止工作。3）红色的 BRAKE 灯亮，显示驻车制动开关、行车制动开关信号、液压高低信号、液位高低信号等有故障，危险性大，应停车检修。2 2. .6 6 A AB BS S 系系统统制制动动调调节节过过程程1 1、常规制动（ ABS 不工作）时：常规制动时电磁阀不通电，柱塞处位于图所示位置，主缸和轮缸是想通的，主缸课随时控制制动压力的增减。这时，液压泵业不需要工作。2、ABS 工作时：浙江水利水电专科学校毕业论文（设计）131）压力增大：电磁阀和电动泵不通电，制动油液从主缸流入分缸进行制动。图 2-72）压力保持：当车轮趋于抱死时，电子控制单元给电磁线圈通小电流，此时主缸与分缸之间的通道被切断，使车轮压力保持不变。浙江水利水电专科学校毕业论文（设计）14图 2-83）压力减小：当车轮继续趋于抱死时，电子控制单元给电磁线圈通大电流，此时输出阀开启，分缸与回油道接通，车轮制动力下降，转速上升。浙江水利水电专科学校毕业论文（设计）15图 2-9然后 ABS 电子控制单元再给电磁线圈断电，车轮制动力又会上升，如此反复，ECU 通过执行器不断地控制制动系统完成增压、保压、降压、升压的过程，使车轮始终处于将要抱死而又未抱死的临界状态，把车轮滑动率控制在最佳（10%20%）的范围内，以获得最好的制动效果。浙江水利水电专科学校毕业论文（设计）163 3 常见故障及其检修常见故障及其检修3 3. .1 1 检检修修 A AB BS S 的的注注意意事事项项1）ABS 系统与普通制动系统密不可分，普通制动系统一旦出现故障，ABS 系统也就不能工作，故当车辆制动系统出现问题时，应首先判明是ABS 系统故障还是普通制动系统故障，而不能把注意力全部集中在传感器、电控单元和制动压力调节器上。2）ABS 电控单元对电压、静电非常敏感，维修时稍有不慎就可能会损坏电控单元。因此，点火开关接通时不可以拔或插电控单元上的连接器 。3）维修车轮转速传感器时应特别小心，不要碰伤传感器头，不要用传感器齿圈做撬面，以免损坏，安装时不可用力敲击，磁隙可以调整的，但要用非磁性工具调整。 4)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。5)要注意不要让电控单元受碰撞和敲击，不能处在高温环境中。6)当蓄电池电压过低时， ABS 系统将不能工作，所以特别在汽车停驶长时间后启动时，应检查蓄电池电压。7)具有 ABS 系统的制动系应使用专用的管路，因为该系统往往具有很高的压力。8)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。 3 3. .2 2 A AB BS S 故故障障检检修修的的一一般般步步骤骤浙江水利水电专科学校毕业论文（设计）171）确认故障情况和故障症状。2）先对 ABS 系统进行直观检查，检查制动液渗漏、导线破损、插头松脱、制动液液位过低等情况。3）利用自诊断系统进行读取故障码，然后根据维修手册来寻找故障位置。4）根据故障情况，利用必要的工具和仪器对故障部位进行具体的检查，确定故障部位和故障原因。5）修理或更换部件以排除故障。6）清除故障代码。7）检查故障警告灯是否持续点亮。8）路试。3 3. .3 3 A AB BS S 主主要要部部件件的的检检修修1）轮速传感器的检修轮速传感器可能出现的故障有：感应线圈短路、断路或接触不良，传感器齿圈上的齿有缺损或脏污，信号探头安装不牢或磁极与齿圈之间有赃物等。轮速传感器在安装时注意其传感头的额定扭矩，不要拧得过紧或过松，否则极轴与齿圈的间隙过小或过大，影响轮速信号的产生与输出；检查轮速传感器与桥壳之间无间隙；传感器齿圈的齿面应无刮痕、裂缝、变形或缺齿等，严重时应更换转子轴总成。2）ABS ECU 的检修首先检查 ABS ECU 线束插接器有无松动，连接导线有无松脱；再检查其线束插接器各端子的电压、电阻值或波形与标准值进行比较。如果与之相连的部件和线路正常，则应更换 ECU 再试。更换 ABS ECU 时，将点火开关关闭，拆下 ECU 上的线束插头，拆下旧的 ECU，固定好新的 ECU，插上所有的线束插头（注意线束不能损坏和腐蚀，浙江水利水电专科学校毕业论文（设计）18插头应接触良好）对角线拧紧固定螺钉；起动发动机，红色制动灯和ABS灯应显示系统正常。3）制动压力调节器的检修制动压力调节器可能会出现电磁阀线圈不良、阀门泄漏等故障。检测电磁阀线圈的电阻，如果电阻值无穷大或过小等，均说明其电磁阀有故障；将制动压力调节器电磁阀加上其工作电压，看阀能否正常动作，如果不能正常动作，则应更换制动压力调节器；如果怀疑是制动压力调节器有问题，则应在制动压力调节器内无高压制动液时，拆下调节器进一步检查。浙江水利水电专科学校毕业论文（设计）194 4 总结总结 通过这次写论文让我了解了更多 ABS 系统的知识，特别是电子控制部分这一块。ABS 系统就是要充分利用轮胎和地面的附着系数，使各个制动器产生尽可能大的制动力而又不会抱死，提高汽车制动能力，改善了操纵性和稳定性。在写论文时，我也查阅了许多的 ABS 相关的知识，它其实跟 ASR（汽车防滑电子控制系统）有着同样的作用和原理，很多都是相关连的。通过查阅书籍，使我的视野更加的开阔了，也给即将毕业的我增加了一部分新的知识。汽车防抱死制动系统（简称 ABS）是提高和改善汽车制动性能的重要途径，它能充分发挥轮胎与路面的潜在附着力，最大限度地改善汽车的制动性能，以满足行车安全的需要，它一直是人们追求的目标。虽然 ABS 的理论基础早已确立，但鉴于相关工业如电子技术水平的限制，使可靠性、价格效益比成为 ABS发展道路上的两大障碍。20 世纪 80 年代以来，由于电子技术的发展，ABS 可靠性得以完善，加之汽车行驶速度的提高，致使制动时车轮抱死拖滑成为汽车安全的重大隐患之一，为了改善制动性能，保障行车安全，促进了 ABS 的使用日益广泛。 随着汽车技术的迅速发展和应用，ABS 防抱死系统现在已广泛地应用到各类乘用车和商用车上，几乎成了汽车的标配。ABS 防抱死系统对增加汽车制动时的稳定性、缩短制动距离、改善轮胎的磨损状况等方面优点是十分明显的。 在安全、环保、节能已成为汽车发展的主题的今天，人们对车辆的安全性能越来越关注，制动技术也从 ABS 往 EBD、ASR、ESP 等方向发展，这些新技术也越来越多应用到汽车上，我们有理由相信，今后的汽车会更安全、更舒适。浙江水利水电专科学校毕业论文（设计）20致致 谢谢在此我衷心的感谢对我进行辅导帮助的陶国清老师，在我撰写论文的过程中，老师倾注了大量的心血和汗水，无论是在论文的选题、构思和资料的收集方面，还是在论文的研究方法以及成文定稿方面，我都得到了老师悉心细致的教诲和无私的帮助，谢谢您给我的帮助和支持！在论文的写作过程中，也得到了许多同学的宝贵建议，同时还到许多在工作过程中许多同事的支持和帮助，也感谢本文参考文献的所有作者和单位，在此一并致以诚挚的谢意。 感谢所有关心、支持、帮助过我的良师益友。 最后，向在百忙中抽出时间对本文进行评审并提出宝贵意见的各位专家表示衷心地感谢！浙江水利水电专科学校毕业论文（设计）21参考文献参考文献1金加龙，宋麓明，等汽车底盘构造与维修（第二版） 北京：电子工业大学出版社，20092解福泉，周建平汽车典型电控系统构造与维修北京：人民交通出版社，20093刘政华. 机械电子学M. 湖南：国防科技大学出版社，19994王世铮，覃娅娟汽车故障诊断技术北京理工大学出版社，20095蒲永峰汽车检测、诊断与维修清华大学出版社，20086ABS 防抱死刹车系统百度百科7慧聪网 http:/info.auto- http:/