汽车底盘任务6-制动防抱死系统的课件.ppt

1、【任务目标】l1.掌握制动防抱死系统的工作原理及结构。l2.能够检修制动防抱死系统。【任务引入】l普通制动系统在湿滑路面上制动，或在紧急制动的时候，车轮容易因制动力超过轮胎与地面的摩擦力而安全抱死。完全抱死的车轮会使轮胎与地面的附着摩擦力下降，驾驶员无法控制汽车的行驶方向，制动过程中极易出现侧滑、甩尾和冲到公路外的危险情况。随着高速公路的发展，汽车的速度越来越快，制动时车轮安全抱死会出现更大的危险性。因此，出于安全考虑，汽车必须安装防抱死制动系统。【相关知识】l一、制动防抱死系统的特点l防抱死系统的特点主要有四个：l1.增加制动时的稳定性l2.能缩短制动距离 l3.防止轮胎过度磨损l4.使用方

2、便，工作可靠【相关知识】l二、ABS的基本组成和工作原理l制动防抱死系统主要由轮速传感器、制动压力调节器和电子控制器（ECU）等组成，如图4-6-1所示。l其基本工作原理是，汽车制动时，首先由轮速传感器测出与制动车轮转速成正比的交流电压信号，并将该电压信号送入电子控制器（ECU）。由ECU中的运算单元计算出车轮速度、滑动率及车轮的加、减速度，然后再由ECU中的控制单元对这些信号加以分析比较后，向压力调节器发出制动压力控制指令。使压力调节器中的电磁阀等直接或间接地控制制动压力的增减，以调节制动力矩，使之与地面附着状况相适应，防止制动车轮被抱死。【相关知识】【相关知识】l二、制动防抱死系统（ABS

3、）的类型及布置形式l1.按汽车制动系统分类 l（1）液压制动系统ABS；l（2）气压制动系统ABS；l（3）气顶液制动系统ABS。l2.按ABS中控制管路(通道)数和传感器数量分类lABS按控制通道及传感器数目分为四通道、三通道、二通道和一通道四种；根据传感器数主要可分为四传感器和三传感器两种。l控制通道是指能够独立进行制动压力调节的制动管路。如果一个车轮的制动压力占用一个控制通道，可以进行单独调节，称为独立控制；如果两个车轮的制动压力是一同调节的，称为一同控制。【相关知识】【相关知识】【相关知识】【相关知识】l三、ABS部件的结构及其工作原理l（一）轮速传感器l轮速传感器的功用是检测车轮的旋

4、转速度，并将速度信号输入电子控制单元。目前，常用的轮速传感器主要有电磁式和霍尔式两种。l1.电磁式轮速传感器l电磁式轮速传感器主要由传感器头和齿圈两部分组成，如图4-6-5所示。【相关知识】l齿圈一般安装在轮毂或轴座上，对于后轮驱动且后轮采用同时控制的汽车，齿圈也可安装在差速器或传动轴上，如图4-6-6所示。【相关知识】l其工作原理如下：l齿圈在磁场中旋转时，齿圈齿顶和电极之间的间隙以一定的速度变化，使磁路中的磁阻发生变化，磁通量周期地增减，在线圈的两端产生正比于磁通量增减速度的感应电压，该交流电压信号输送给电子控制器。如图4-6-7所示。【相关知识】l2.霍尔式轮速传感器l霍尔式轮速传感器也

5、是由传感头、齿圈组成。其齿圈的结构及安装方式与电磁式轮速传感器的齿圈相同，传感头由永磁体、霍尔元件和电子电路等组成。l传感器的工作原理如图4-6-8所示，永磁体的磁力线穿过霍尔元件通向齿圈，齿圈相当于一个集磁器。当齿圈位于图4-6-8a)所示位置时，穿过霍尔元件的磁力线分散，磁场相对较弱；而当齿圈位于图4-6-8b)所示位置时，穿过霍尔元件的磁力线集中，磁场相对较强。齿圈转动时，使得穿过霍尔元件的磁力线密度发生变化，因而引起霍尔元件电压的变化，霍尔元件将输出一毫伏级的准正弦波电压。此信号由电子电路转化成标准的脉冲电压。【相关知识】l（二）电子控制单元l电子控制单元（ECU）是ABS的控制中枢，

6、其功用是接收轮速传感器及其他传感器输入的信号，对这些输入信号进行测量、比较、分析、放大和判别处理，通过精确计算，得出制动时车轮的滑移率、车轮的加速度和减速度，以判断车轮是否有抱死趋势。再由其输出级发出控制指令，控制制动压力调节器去执行压力调节任务。l电子控制单元（ECU）还具有监控和保护功能，当系统出现故障时，能及时转换成常规制动，并以故障灯点亮的形式警告驾驶员。【相关知识】l（三）制动压力调节器l1.制动压力调节器的功用和类型l（1）功用l制动压力调节器的功用是在制动时根据ABS电子控制单元（ECU）的控制指令，自动调节制动轮缸制动压力的大小，防止车轮抱死，并处于理想滑移率的状态。l（2）类

7、型l1）根据压力调节器的动力源不同：分为液压式和气压式两种。液压式主要用于轿车和一些轻型载货汽车上；气压式主要用在大型客车和载货车汽车上。l2）根据压力调节器与制动主缸的结构关系可分为整体式和分离式两种。整体式制动压力调节器与制动主缸制成一体；分离式制动压力调节器自成一体，通过制动管路与制动主缸相连。l3）根据压力调节器的调压方式可分为循环式和可变容积式两种。循环式制动压力调节器是通过电磁阀直接控制轮缸的制动压力；而可变容积式制动压力调节器是通过电磁阀间接改变轮缸的制动压力。【相关知识】l2.制动压力调节器的基本组成和工作原理l（1）循环式制动压力调节器l循环式制动压力调节器主要由制动踏板机构

8、、制动主缸、回油泵、储液器、电磁阀、制动轮缸组成，在制动主缸与轮缸之间串联一电磁阀，直接控制轮缸的制动压力。l其工作原理如下：l1）常规制动过程l如图4-6-9所示，在常规制动过程中，ABS不工作，电磁线圈中无电流通过，电磁阀柱塞在回位弹簧的作用下处于“下端”位置。此时制动主缸与轮缸相通，由制动主缸来的制动液直接进入轮缸，轮缸压力随主缸压力的升高而升高。【相关知识】l2）保压过程l如图4-6-10所示，当电子控制单元向电磁线圈输入一个较小的电流时（约为最大电流的1/2），电磁线圈产生较小的电磁力，使柱塞处于“中间”位置。此时制动主缸、制动轮缸和回油孔相互隔离，轮缸中的制动压力保持一定。【相关知

9、识】l3）减压过程l如图4-6-11所示，当电子控制单元向电磁线圈输入一个最大电流时，电磁线圈产生更大的电磁力，使柱塞处于“上端”位置。此时电磁阀柱塞将轮缸与回油通道或储液器接通，轮缸中的制动液经电磁阀流入储液器，轮缸压力下降。与此同时，电动机起动，带动液压泵工作，将流回储液器的制动液输送回主缸，为下一个制动周期做好准备。【相关知识】l4）增压过程l如图4-6-12所示，当制动压力下降后，车轮的转速增加，当电控制单元检测到车轮转速增加太快时，便切断通往电磁阀的电流，使制动主缸与制动轮缸再次相通，制动主缸的高压制动液再次进入制动轮缸，制动力增加。l制动时，上述过程反复进行，直到解除制动为止。【相

10、关知识】l（2）可变容积式制动压力调节器l可变容积式制动压力调节器是在汽车原有制动管路上增加一套液压控制装置，用它控制制动管路中制动液容积的增减，从而控制制动压力的变化。它主要由电磁阀、控制活塞、液压泵、蓄能器等组成。l其工作原理如下：l1）常规制动过程l常规制动如图4-6-13所示，电磁线圈中无电流通过，电磁阀柱塞在回位弹簧作用下使柱塞处于“左端”位置，将控制活塞的工作腔与回油管路接通，控制活塞在弹簧的作用下被推至最左端，活塞顶端推杆将单向阀打开，使制动主缸与制动轮缸的制动管路接通，制动主缸的制动液直接进入制动轮缸，制动轮缸内制动液的压力随制动主缸的压力升高而升高。【相关知识】【相关知识】l

11、2）减压过程l如图4-6-14所示，当电子控制单元向电磁线圈输入一大电流时，电磁阀内的柱塞在电磁力作用下克服弹簧弹力移到右边，将蓄能器与控制活塞的工作腔管路接通，制动液进入控制活塞工作腔推动活塞右移，单向阀关闭，制动主缸与制动轮缸之间的通路被切断。同时，由于控制活塞右移使制动轮缸侧容积增大，制动压力减小。【相关知识】l3）保压过程l如图4-6-15所示，当电子控制单元向电磁线圈输入一小电流时，由于电磁线圈的电磁力减小，柱塞在弹簧力的作用下左移，将蓄能器、回油管及控制活塞工作腔管路相互关闭。此时，控制活塞左侧的油压保持一定，控制活塞在油压和强力弹簧的共同作用下保持在一定的位置，而此时单向阀仍处于

12、关闭状态，制动轮缸的容积也不发生变化，制动压力保持一定。【相关知识】l4）增压状态l如图4-6-16所示，需要增压时，电子控制单元切断电磁线圈中的电流，柱塞回到左端的初始位置，控制活塞工作腔与回油管路接通，控制活塞左侧控制油压解除，控制活塞左移至最左端时，单向阀被打开，制动轮缸内的制动液压力将随制动轮缸的压力增大而增大。【相关知识】l3.制动压力调节器的结构l图4-6-17所示为整体式液压调节器的零件分解图，它主要由电磁阀体、制动液储液罐、蓄能器、双腔制动主缸与液压助力器、电动泵等组成。【相关知识】l图4-6-17 坦孚MK制动压力调节器零件分解图l1-固定螺栓 2-储液罐固定架 3-电磁阀体

13、 4-组合液位开关 5-储液罐 6-蓄能器 7-制动主缸与液压助力器 8、12、22、24、25-形密封圈 9-制动踏板推杆 10-高压管接头 11-密封圈 13-高压管 14-隔离套 15-回液管 16-电动泵固定螺栓 17-垫圈 18-隔离套 19-螺栓套筒 20-电动泵 21-组合压力开关 23-密封垫【相关知识】l（1）制动主缸与液压助力器l制动主缸与液压助力器组成为一体，它是常规制动系统的液压部件。双腔制动主缸分别向左右两前轮的制动轮缸提供制动液，而液压助力器一是向两后轮的制动轮缸提供制动液，二是对双腔制动主缸提供制动助力。l（2）电动液压泵l电动液压泵的功用是提高液压制动系统内的制

14、动液压力，为ABS系统正常工作提供基础压力。l电动液压泵通常是直流电动机和柱塞泵的组合体，如图4-6-18所示。其中直流电动机的工作由安装在柱塞泵出液口处的压力控制开关控制。当出液口处的压力低于设定的控制压力（14000KPa）时，压力开关触点闭合，电动机即通电转动带动柱塞泵运转，将制动液泵送到蓄能器中；当出液口处的压力高于设定的控制压力时，开关触点断开，电动机及柱塞泵因断电而停止工作。如此往复，将柱塞泵出液口和蓄能器处的制动液压力控制在设定的标准值之内。【相关知识】【相关知识】l（3）储液器和蓄能器l1）储液器l图4-6-19所示为常见的活塞弹簧式储液器，该储液器位于电磁阀和回油泵之间，由制

15、动轮缸来的制动液进入储液器，进而压缩弹簧使储液器液压腔容积变大，以暂时储存制动液，压力较低。【相关知识】l2）蓄能器l蓄能器的功用是向车轮制动轮缸、制动助力装置供给高压制动液，作为制动能源。l图4-6-20所示为气囊式蓄能器，其内部用隔膜分成上下两腔室，上腔室充满氮气，下腔室与电动液柱塞泵出液口相通，电动液压泵将制动液泵入蓄能器下腔室，使隔膜上移。蓄能器上腔室的氮气被压缩后产生压力，反过来推动隔膜下移，使下控室制动液在平时始终保持1400018000KPa的压力。在常规制动和防抱死制动系统工作时，蓄能器均可提供较大压力的制动液。【相关知识】l（4）电磁阀l电磁阀是制动压力调节器的重要部件。常用

16、的电磁阀为三位三通阀和二位二通阀。l三位三通电磁阀的内部结构如图4-6-21所示，它主要由阀体、供油阀、卸荷阀、单向阀、弹簧、无磁支撑环、电磁线圈等组成。【相关知识】l（5）压力控制、压力警告和液位指示开关l压力控制开关和压力警告开关安装在压力调节器的电动液压泵一侧。l压力控制开关的功用是监视蓄能器下腔的压力。它由一组触点组成，且独立于ABS电子控制单元（ECU）而工作。当液压压力下降到约14000KPa时，开关闭合，使电动液压泵继电器通电，触点闭合，电源通过继电器触点向液压泵直流电动机供电，电动液压泵运转工作。l压力警告开关的功用是当压力下降到一定值（14000KPa以下）时，先点亮红色制动

17、系统故障指示灯，紧接着点亮琥珀色或黄色ABS故障指示灯，同时ABS电子控制单元停止防抱死制动系统的工作。l液位指示开关位于制动储液室的盖上。它通常有两对触点，当制动液面下降到一定程度时，上面的触点闭合，下面的触点打开。此时，红色制动系统故障指示亮，它提醒驾驶员要对车辆的制动液进行检查。而断开的下触点切断了通向ABS电子控制单元的电路，发出使电子控制单元停止防抱死制动控制的信号，同时点亮琥珀色ABS故障指示灯。【任务实施】l一、ABS系统组件的拆装l(一)ABS控制器l1.拆卸l（1）关闭点火开关，拆下蓄电池及支架。l（2）从ABS ECU上拔下25针插头，如图4-6-22所示。【任务实施】【任

18、务实施】l（3）踩下制动踏板，并用踏板架定位，如图4-6-23所示。此时在ABS控制器下垫一块布，用来吸干从开口处流出的制动液。l（4）如图4-6-24所示。拆下连接制动主缸和液压控制单元的油管5和6，并作记号，拆下油管后立即用密封塞将液压调节单元开口部塞住。把制动油管用绳索挂在高处，使油管接头处高于制动储液罐的油平面。【任务实施】【任务实施】l（5）拆下液压控制单元通到各轮缸的制动油管14，并作记号，拆下油管后立即用密封塞将液压调节单元开口部塞住。l（6）把ABS控制器从支架上拆下来 并进行分解。l1）压下接头侧的锁止扣，拔下控制单元上液压泵电线插头。l2）用专用套筒扳手拆下ABSECU液压

19、控制单元的四个连接螺栓(装配时应更换新螺栓)，如图4-6-25所示。l3）将液压控制单元与ABS ECU分离。l注意：取下ABS ECU时要直拉，以防损坏阀体，并在电磁阀上盖一块干净且不起毛的布。l2.装配l（1）把ABS液压控制单元和ABS ECU装成一体，用专用套筒扳手拧紧螺栓，扭力不得超过4Nm。l（2）插好液压泵电线插头。l（3）将ABS控制器装到支架上，以10Nm的力矩拧紧固定螺栓。l（4）拆下液压接口处的密封塞，装上通到主缸及各轮缸的制动油管，以20Nm的力矩拧紧管接头。l（5）插上ABSECU线束插头。l（6）对ABS系统充液和放气。【任务实施】l（二）车轮转速传感器l1.拆卸l

20、（1）拆卸轮毂及齿圈，如图4-6-26所示。在前轮毂的中心放一块专用压块，再用拉具的两个活动臂先钩住前轮轴承壳的两边，转动顶尖，使拉具顶住专用压块，将前轮毂连同齿圈一起顶出。并拆下齿圈的十字槽固定螺栓。【任务实施】【任务实施】l（2）拆卸车速传感器，如图4-6-27所示。先拔下传感器导线插头，再拧下内六角紧固螺栓，取下前轮转速传感器。l2.安装l安装与拆卸顺序相反。先清洁前轮转速传感器的安装孔内表面，并涂上固体润滑膏G000 650，然后装入转速传感器，以10Nm的力矩紧固内六角螺栓，最后插上导线插头。l二、ABS的检修l（一）故障码的读取与清除l1.故障诊断仪的操作方法l桑塔纳2000GSi

21、车型的ABS系统具有故障自诊断系统，检修过程中可使用V.A.G1551(具有打印输出功能)或V.A.G1552故障诊断仪来读取故障码。l图4-6-28所示为大众V.A.G1552故障诊断仪。“09”数字键用来输入数字；“C”键用来清除输入的内容，回到前一段操作内容或终止正在进行的程序；“Q”键用来确认输入；“”键用来在程序中或文字中向前移动；“”和“”键用来改变功能的修正值；“HELP”键用来得到操作相关信息。【任务实施】【任务实施】l（1）在断电的情况下将VAG1552故障诊断仪接好后，打开点火开关。l（2）输入“03”后按“Q”键，即进入ABS工作环境。l（3）输入所需的功能代码。l01状

22、态信息显示；02一故障查询；03一液压控制单元诊断；04一加液排气；05一清除故障存储；06一结束、退出；07一控制器编码；08一测量数据显示。l（4）输入“06”后按“Q”键退出。l（5）断电后拆下V.A.G1552故障诊断仪连接导线。l2.故障码的读取和消除l在功能选择处输入“02”，按“Q”键将显示故障数目。之后按“”键，将依次显示每一故障的故障码和内容。l在功能选择处输入“05”，然后按“Q”键。如果故障码可以消除，表示这是一个偶发性故障，须实车行驶一段时间才能重新检测到。如果故障码不能被消除，表示这个故障码代表的故障一直存在。【任务实施】l（二）车轮转速传感器的检修l1.检查车轮转速

23、传感器与齿圈之间的间隙是否符合规定，前轮标准值为1.101.97mm；后轮标准值为0.420.80mm。若齿圈被脏物堵塞应及时清除。l2.检查车轮摆动是否异常。将车举起使车轮离地，用双手转动车轮感觉摆动是否异常。前轮齿圈轴向摆差应不大于0.30mm，后轮轴承径向圆跳动标准值为0.05mm。若间隙过大，则需要拧动调整螺母调节轴承间隙。l3.拆下车轮转速传感器电线插头，用万用表或示波器测量输出电压。以30rmin的转速转动车轮时，前轮转速传感器输出电压应为70310mV；后轮转速传感器输出电压应为1901140mv。用示波器测量时，前轮转速传感器输出电压应为3.414.8mVHz；后轮速传感器输出

24、电压应大于12.2mVHz。l若输出电压不符合规定，应检查传感器电阻值是否正常(1.01.3k)或电线插头安装是否有误。【任务实施】l（三）液压控制装置的检修l液压控制单元可以通过V.A.G1552进行检查，它是对液压电动泵和电磁阀的交替通电完成检测的。检查时应将车升起，四轮离地，并放下手制动。按故障码读取的方式连接V.A.G1552，打开点火开关，输入“03”后按“Q”键，即进入ARS工作环境，在功能选择处输入“03”数字便开始液压控制单元的检查。并根据显示器提示进行操作。l按照左前、右前、左后、右后的顺序分别对四个轮子电磁阀工作循环进行检查，若检查没有故障，ABS故障灯应熄灭，若有一个循环

25、有问题，输入“06”结束检查后，ABS故障灯仍亮，这时一般要更换液压控制单元。最后关闭点火开关，拆下V.A.G1552，将车放下，拉起手制动。l更换液压控制单元后，要充加制动液，并按规定进行常规管路和液压控制单元放气，具体步骤如下：l1.按普通液压制动系统进行加液放气，直至无气泡为止。l2.按故障码读取的方式连接VAG1552并打开点火开关，输入“03”后按“Q”键确认。l3.在功能选择处输入“04”(加液排气功能)后按“Q”键确认。l4.在组号输入处输入“001”后按“Q”键确认。l5.踩下制动踏板并保持不动，液压泵工作，踏板回弹。l6.松开制动踏板，将两前轮制动钳放气螺钉松开后按“”键。l

26、7.连续踩制动踏板10次，将两前轮制动钳放气螺钉拧紧后按“”键。l8.上述4、5、6操作步骤重复进行7次，屏幕显示排气结束后按“”键回到功能选择处，再输入“06”后按“Q”键结束。【任务实施】l(四)ABS ECU的检查与更换l在对ABS系统进行检测时，若读不出故障码或从故障码表中查得与电子控制单元(ABSECU)有关的故障码，蓄电池电压正常且ABS系统保险丝良好，则很可能是ABS ECU损坏。应进行下面操作：l1.如图4-6-30所示。拔下ABSECU的插头并对其进行检查，若有氧化腐蚀或断脚，应进行修理或更换。【任务实施】l2.打开点火开关，检查25脚线束中管脚8和9、8和23、24和25之

27、间的电压，其正常值应为9.516.5V。若检查值正常则应用置换法检查ABSECU是否损坏。lABSECU的更换操作步骤参见ABS拆装部分。一般车辆出厂前对ABS ECU已编好规定的数码，更换后的ABS ECU不具备规定的数码，使用前必须对其进行编码。否则ABS警告灯闪亮，ABS系统不能正常工作。操作步骤如下：l（1）按故障码读取的方式连接VAG1552，输入“03”后按“Q”键进入ABS工作环境。l（2）输入“07进入选择编码功能后，按“Q”键确认。l（3）按提示要求输入新的编码并按“Q”键确认，显示新输入的号码后按“”键。在功能选择处输入“06”按“Q”键确认后结束。l（4）断电后拆下V.A.G1552故障诊断仪连接导线。