【正文】 第104頁 本科生畢業(yè)設(shè)計 車輛工程專業(yè)ABS防抱死制動系統(tǒng)設(shè)計畢業(yè)論文目錄一、電控防抱死系統(tǒng)的發(fā)展及分類………………………………………………… 1電控防抱死制動系統(tǒng)（ABS）的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀…………………… 1電控防抱死制動系統(tǒng)（ABS）的分類…………………………………… 3二、電控防抱死制動系統(tǒng)（ABS）的基本組成與工作原理…………………… 6ABS的基本組成………………………………………………………… 6傳感器…………………………………………………………………… 6電子控制單元（ECU）………………………………………………… 7執(zhí)行器…………………………………………………………………… 8ABS警示裝置…………………………………………………………… 10三、博世（BOSCH）ABS系統(tǒng)制動調(diào)節(jié)過程…………………………………… 10常規(guī)制動（ABS不工作）時…………………………………………… 10ABS工作時……………………………………………………………… 10四、電控防抱死制動系統(tǒng)（ABS）的檢修……………………………………… 11檢修ABS的注意事項…………………………………………………… 11ABS故障檢修的一般步驟……………………………………………… 12ABS主要部件的檢修……………………………………………………… 12五、典型故障案例分析………………………………………………………… 13故障案例一：雷克薩斯RX300 多功能車ABS故障………………… 13故障案例二：桑塔納2000GSI 轎車ABS故障……………………… 14故障案例三：別克君威轎車 ABS故障……………………………… 15六、結(jié)束語………………………………………………………………………… 16七、參考文獻……………………………………………………………………… 17汽車ABS的結(jié)構(gòu)與檢修摘要：本文介紹了防抱死制動系統(tǒng)(ABS)的發(fā)展及分類，解釋了系統(tǒng)基本組成與其工作原理，并對博世ABS系統(tǒng)的控制過程作了詳細的闡述，在此基礎(chǔ)上總結(jié)了檢修ABS的一些注意事項，最后選取了日常維修工作中比較典型的幾個故障案例進行評述，希望能為廣大維修人員提供點幫助。關(guān)鍵詞：防抱死制動系統(tǒng)；ABS；基本組成；工作原理；案例分析。ABS（Antilocked Braking System）防抱死制動系統(tǒng)，它是一種具有防滑、防鎖死等優(yōu)點的汽車安全控制系統(tǒng)。現(xiàn)代汽車上大量安裝防抱死制動系統(tǒng)，ABS既有普通制動系統(tǒng)的制動功能，又能防止車輪鎖死，使汽車在制動狀態(tài)下仍能轉(zhuǎn)向，保證汽車的制動方向穩(wěn)定性，防止產(chǎn)生側(cè)滑和跑偏，以獲得最好的制動效果。一、電控防抱死系統(tǒng)的發(fā)展及分類電控防抱死制動系統(tǒng)（ABS）的發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀 基于制動防抱理論的制動系統(tǒng)首先是應(yīng)用于火車和飛機上。1936年，德國博世公司（BOSCH）申請一項電液控制的ABS裝置專利，促進了ABS技術(shù)在汽車上的應(yīng)用。汽車上開始使用ABS始于1950年代中期福特汽車公司，1954年福特汽車公司在林肯車上裝用法國航空公司的ABS裝置，這種ABS裝置控制部分采用機械式，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，功能相對單一，只有在特定車輛和工況下防抱死才有效，因此制動效果并不理想。機械結(jié)構(gòu)復(fù)雜使ABS裝置的可靠性差、控制精度低、價格偏高。ABS技術(shù)在汽車上的推廣應(yīng)用舉步艱難。直到70年代后期，由于電子技術(shù)迅猛發(fā)展，為ABS技術(shù)在汽車上應(yīng)用提供了可靠的技術(shù)支持。ABS控制部分采用了電子控制，其反應(yīng)速度、控制精度和可靠性都顯著提高，制動效果也明顯改善，同時其體積逐步變小，質(zhì)量逐步減輕，控制與診斷功能不斷增強，價格也逐漸降低。這段時期許多家公司都相繼研制了形式多樣的ABS裝置。 進入90年代后，ABS技術(shù)不斷發(fā)展成熟，控制精度、控制功能不斷完善。現(xiàn)在發(fā)達國家已廣泛采用ABS技術(shù)，ABS裝置已成為汽車的必要裝備。北美和西歐的各類客車和輕型貨車ABS的裝備率已達90%以上，轎車ABS的裝備率在60%左右，運送危險品的貨車ABS的裝備率為100%。ABS裝置制造商主要有：德國博世公司（BOSCH），歐、美、日、韓國車采用最多；美國德科公司（DELCO），美國通用及韓國大宇汽車采用；美國本迪克斯公司（BENDIX），美國克萊斯勒汽車采用；還有德國戴維斯公司（TEVES）、德國瓦布科（WABCO）、美國凱爾西海斯公（KELSEYHAYES）等，這些公司的ABS產(chǎn)品都在廣泛地應(yīng)用，而且還在不斷發(fā)展、更新和換代。 近年來，ABS技術(shù)在我國也正在推廣和應(yīng)用，1999年我國制定的國家強制性標準GB126761999《汽車制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗方法》中已把裝用ABS作為強制性法規(guī)。此后一汽大眾、二汽富康、上海大眾、重慶長安、上海通用等均開始采用ABS技術(shù)，但這些ABS裝置我國均沒有自主的知識產(chǎn)權(quán)。 國內(nèi)液壓ABS技術(shù)含量與國外雖有一定的差距，但在政府的大力支持和國內(nèi)豐富的人力資源配合下，相信國內(nèi)可以在較短的時間內(nèi)在ABS技術(shù)某些領(lǐng)域趕超國際水平。根據(jù)國內(nèi)外的一些研究動態(tài)和高檔轎車的實際應(yīng)用表明，ABS技術(shù)將沿著以下幾個方面繼續(xù)發(fā)展：1）ABS和驅(qū)動防滑控制裝置ASR一體化。ABS以防止車輪抱死為目的，ASR是防止車輪過分滑轉(zhuǎn)，ABS是為了緩解制動，ASR是為了施加制動。由于二者技術(shù)上較接近，且都能在低附著地面上充分體現(xiàn)它們的作用，所以將二者有機的結(jié)合起來。2）動態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)VDC（或電子穩(wěn)定控制ESP）。VDC主要在ABS/ASR基礎(chǔ)上解決汽車轉(zhuǎn)向行駛時的方向穩(wěn)定性問題。3）ABS/ASR與自動巡航系統(tǒng)（ACC）集成。4）減小體積，降低重量。5）隨著ABS與新一代制動系統(tǒng)的結(jié)合，如電子液壓制動EHB、電子機械制動EMB，使得ABS有了更快的的響應(yīng)速度，更好的控制效果，而且更容易與其它電子系統(tǒng)集成。6）在ABS系統(tǒng)中嵌入電子制動力分配裝置（EBD）構(gòu)成了ABS+EBD系統(tǒng)。EBD的功能就是在汽車開始制動壓力調(diào)節(jié)之前，高速計算出汽車四個輪胎與路面間的附著力大小，然后調(diào)節(jié)車輪與附著力的匹配，進一步提高車輛制動時的穩(wěn)定性，同時盡可能地縮短制動距離。電控防抱死制動系統(tǒng)（ABS）的分類1）按控制方式分可分為單參數(shù)控制和雙參數(shù)控制（ABS） （1）單參數(shù)控制（ABS） 它以控制車輪的角減速度為對象，控制車輪的制動力，實現(xiàn)防抱死制 動，其結(jié)構(gòu)主要由輪速傳感器、控制器(電腦)及電磁閥組成。（2）雙參數(shù)控制（ABS） 雙參數(shù)控制的ABS，由車速傳感器(測速雷達)、輪速傳感器、控制裝置(電腦)和執(zhí)行機構(gòu)組成。 其工作原理是車速傳感器和輪速傳感器，分別將車速和輪速信號輸入電腦，由電腦計算出實際滑移率，并與理想滑移率15%—20%作比較，再通過電磁閥增減制動器的制動力。2）控制通道 對能夠獨立進行制動壓力調(diào)節(jié)的制動管路稱為控制通道。獨立控制是指某個車輪的制動壓力占用一個控制通道可以單獨進行調(diào)節(jié)；一同控制是指兩個車輪的制動壓力是一同進行調(diào)節(jié)的。高選原則一同控制是指保證附著力較大的車輪不發(fā)生制動抱死或驅(qū)動防滑為原則進行制動壓力調(diào)節(jié)；反之，稱為低選原則一同控制。按控制通道數(shù)分可以分為：四通道ABS系統(tǒng)、三通道ABS系統(tǒng)、雙通道ABS系統(tǒng)與單通道ABS系統(tǒng)。 （1）四通道ABS系統(tǒng)（如圖1）圖1 四通道四傳感器ABS(a)雙制動管路前后布置(b)雙制動管路對角布置①組成：四個輪速傳感器，在通往四個車輪制動分泵的管路中，各設(shè)一個制動壓力調(diào)節(jié)分裝置，分別對各個車輪進行獨立控制。②優(yōu)點：附著系數(shù)利用率高，制動時可以最大限度地利用每個車輪的最大附著力。③適用：汽車左右兩側(cè)車輪附著系數(shù)相近的路面，不僅可以獲得良好的方向穩(wěn)定性和方向操縱能力，而且可以得到最短的制動距離。④缺點：如果汽車左右輪附著力相差較大，如：行駛在附著系數(shù)對分的路面上或汽車兩側(cè)垂直載荷相差較大時，制動時兩個車輪的地面制動力就相差較大，因此會產(chǎn)生橫擺力矩，使車身向制動力較大的一側(cè)跑偏，不能保持汽車按預(yù)定方向行駛，會影響汽車的方向穩(wěn)定性，一般駕駛員修正有些困難。⑤結(jié)論：在具有驅(qū)動防滑轉(zhuǎn)(ASR)功能時采用四通道式。（2）三通道ABS系統(tǒng)（如圖2）圖2 三通道ABS(a)三通道四傳感器ABS（對角布置）(b)三通道四傳感器ABS（前后布置）(c)三通道三傳感器ABS①結(jié)構(gòu)：四個輪速傳感器或三個輪速傳感器。一般三通道ABS是對兩前輪進行獨立控制，兩后輪按低選原則進行一同控制，也稱它為混合控制。②圖2(a)所示適用前輪驅(qū)動汽車及按對角布置的雙管路制動系統(tǒng)。該系統(tǒng)中雖然在通往四個車輪制動分泵(輪缸)的制動管路中，各設(shè)置一制動壓力調(diào)節(jié)分裝置，但兩個后輪制動壓力調(diào)節(jié)分裝置卻是由電子控制器按低選原則一同控制的，因此，實際上仍然是三通道ABS。③圖2(b)(c)所示適用后輪驅(qū)動汽車及按前后布置的雙管路制動系統(tǒng)。在通往兩后輪制動分泵(輪缸)的制動總管路中，只設(shè)置一個制動壓力調(diào)節(jié)分裝置，以便對兩后輪制動分泵的制動壓力進行一同控制。由于三通道ABS對兩后輪進行一同控制，對于后輪驅(qū)動的汽車，也可以在傳動系統(tǒng)中(如主減速器或變速器中)只設(shè)置一個輪速傳感器，感測兩后輪的平均轉(zhuǎn)速，實現(xiàn)近似低選原則的一同控制。④兩后輪按低選原則進行一同控制時，可以保證汽車在各種條件下左右兩后輪的制動力相等，即使兩側(cè)車輪的附著力相差較大，兩個車輪的制動力都限制在附著力較小的水平，使兩個后輪的制動力始終保持平衡，保證汽車在各種條件下制動時都具有良好的方向穩(wěn)定性。但也可能出現(xiàn)附著系數(shù)大的一側(cè)后輪的附著力不能充分利用的問題，使汽車的總制動力有所減小。應(yīng)該看到，在緊急制動時，由于發(fā)生軸荷前移，在汽車的總制動力中，后輪的制動力所占的比重較小，尤其是小轎車，使前輪的附著力比后輪的附著力大得多，通常后輪制動力只占總制動力的30％左右，因此，后輪附著力未能充分利用的損失對汽車的總制動力影響不大。⑤對兩前輪進行獨立控制，主要考慮到小轎車，特別是前輪驅(qū)動的汽車，前輪的制動力在汽車總制動中所占的比例較大(可達70％左右)，可以充分利用兩前輪的附著力。一方面使汽車獲得盡可能大的總制動力，利于縮短制動距離，另一方面更重要的能在制動中使兩前輪始終保持較大的橫向附著力，使汽車保持良好轉(zhuǎn)向控制能力。盡管兩前輪獨立控制可能導(dǎo)致兩前輪制動力不平衡，但由于兩前輪制動力不平衡對汽車行駛方向穩(wěn)定性影響相對較小，而且可以通過駕駛員的轉(zhuǎn)向操縱對由此造成的影響進行修正。因此，三通道ABS在小轎車上被普遍采用。 （3）雙通道ABS系統(tǒng)（如圖3）圖3 雙通道ABS(a)二通道三傳感器ABS(b)二通道四傳感器ABS(c)二通道二傳感器ABS(d)二通道二傳感器ABS①（a）圖中，前輪附著力相差較大時，高選。②（d）圖中，在后制動管路中設(shè)置比例閥或低選擇閥。③雙通道式：難以在方向穩(wěn)定性、轉(zhuǎn)向操縱性和制動距離各方面得到兼顧，目前采用很少。（4）單通道ABS系統(tǒng)（如圖4）圖4 一通道一傳感器ABS由于前輪無控制，故易抱死，轉(zhuǎn)向操縱性差，制動距離較長。二、電控防抱死制動系統(tǒng)（ABS）的基本組成與工作原理ABS的基本組成ABS是在普通制動系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，加裝ABS ECU、傳感器、執(zhí)行器等裝置而形成的制動系統(tǒng)，其基本構(gòu)成如圖5。其結(jié)構(gòu)形式和控制方法因車而異。圖5 制動防抱死系統(tǒng)（ABS）的基本組成傳感器1）輪速傳感器（1）作用：檢測車輪運動狀態(tài)，獲得車輪轉(zhuǎn)速信號，并將車輪的減速度（或加速度）信號送給ECU。典型輪速傳感器外形與基本結(jié)構(gòu)如圖6。（2）安裝：一般在車輪處，但也有設(shè)置在主減速器或變速器中。圖6 輪速傳感器的外形與基本結(jié)構(gòu)(a)輪速傳感器外形(b)輪速傳感器的基本結(jié)構(gòu)2）車速傳感器 作用：檢測車速，給ECU提供車速信號，用于滑移率控制方式。3）減速度傳感器作用：在汽車制動時，獲得汽車減速度信號。因為汽車在高附著系數(shù)路面上制動時，汽車減速度大，在低附著系數(shù)路面上制動時，汽車減速度小，因而該信號送入ECU后，可以對路面進行區(qū)別，判斷路面附著系數(shù)高低情況。當(dāng)判定汽車行駛在雪地、結(jié)冰路等易打滑的路面上時，采取相應(yīng)控制措施，以提高制動性能。多用于四輪驅(qū)動控制系統(tǒng)電子控制單元（ECU）接收輪速、車速信號、發(fā)動機轉(zhuǎn)速信號、制動信號、液位等信號，分析判定車輪制動狀態(tài)，需要時發(fā)出調(diào)節(jié)指令，并具有報警、記憶、存儲、自診斷和保護功能。ECU控制原理如圖7。圖7 ABS控制電腦原理圖 執(zhí)行器1）油泵及儲能器作用：產(chǎn)生控制油壓，使制動壓力調(diào)節(jié)裝置工作。2）制動壓力調(diào)節(jié)器制動壓力調(diào)節(jié)器是ABS系統(tǒng)中最主要的執(zhí)行器，一般都設(shè)在制動總泵(主缸)與車輪制動分泵(輪缸)之間。（1）作用：根據(jù)ECU的控制指令，自動調(diào)節(jié)制動分泵(輪缸)的制動壓力。（2）分類①根據(jù)動力來源分可以分為：氣壓式與液壓式。氣壓式：主要用在大型客車和載重汽車上。液壓式：主要用在小轎車和一些輕型載重汽車上。②根據(jù)結(jié)構(gòu)關(guān)系分可以分為：分離式與整體式。分離式：制動壓力調(diào)節(jié)器自成一體，通過制動管路與制動總泵相連。圖8 分離式液壓調(diào)節(jié)器組件 整體式ABS系統(tǒng)總成整體式：制動壓力調(diào)節(jié)器與制動總泵構(gòu)成一個整體。如圖8。③根據(jù)調(diào)壓方式分可以分為：流通式與變?nèi)菔?。流通式：在制動總泵和制動分泵之間串聯(lián)一個或兩個電磁閥，由電磁閥根據(jù)ECU的指令，通過控制，使制動分泵的制動液回到制動總泵(或儲液器)，或使制動總泵(或儲能器)的制動液流入制動分泵，或者使制動分泵的制動液既不流入也不流出，以實現(xiàn)制動分泵壓力的減小、增大或保持。變?nèi)菔剑喝鐖D9。在原制動管路中，并聯(lián)一套液壓裝置，該裝置中有一個類似活塞的裝置。工作時根據(jù)ECU的指令，該裝置首先將制動分泵和總泵隔離，然后通過電磁閥的開閉或電動機的轉(zhuǎn)動等