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畢業(yè)設(shè)計(jì)-輕型汽車液壓制動(dòng)系統(tǒng)的理論分析與改進(jìn)方法(文件)

 

【正文】 末90年代初廣泛應(yīng)用于通用公司生產(chǎn)的各種系列車型上??铝值腟CS。屬于具備2通道的油壓系并不是經(jīng)常獨(dú)立控制的方式,是與后二輪同時(shí)控制的一種方式??铝值腟CS則采用左前輪與右后輪同時(shí)控制,右前輪與左后輪同時(shí)控制的2系統(tǒng)控制方式。驅(qū)動(dòng)油是動(dòng)力轉(zhuǎn)向油。為了補(bǔ)償控制的下降,在車輛上增加了檢測(cè)前后或橫向減速度的G傳感器(減速度傳感器),提高了發(fā)動(dòng)機(jī)怠速升高功能。幾乎相同的裝置被應(yīng)用在卡迪拉克2.3.將來動(dòng)向可以預(yù)計(jì),今后最新的控制技術(shù)是推動(dòng)傳感器技術(shù)的高性能,所增加新功能的高級(jí)化,盡量向確保必要功能、簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)以降低成本的二極化方向發(fā)展。圖31 EBC430型ABS系統(tǒng)的總體布置圖I制動(dòng)主缸及其操作機(jī)構(gòu) II制動(dòng)防抱死系統(tǒng)(ABS) Ⅲ感載比例閥 Ⅳ駐車制動(dòng)系統(tǒng)Ⅴ前輪制動(dòng)器 Ⅵ后輪制動(dòng)器圖32 在紅旗轎車上的安裝位置3.1.紅旗吉星CA7180AE和CA7200E3(V6)轎車EBC430型ABS系統(tǒng)的組成如圖33所示,EBC430型ABS系統(tǒng)由4個(gè)車輪轉(zhuǎn)速傳感器、電子控制單元、液壓控制單元及ABS指示燈等組成,采用4通道式布置型式。圖33 紅旗吉星CA7180AE和CA7200E3(V6)轎車EBC430型ABS系統(tǒng)的組成圖34 EBC430型ABS系統(tǒng)電子液壓控制單元圖35 紅旗轎車ABS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖1車輪速度傳感器 2液壓控制單元(HCU) 3電磁閥 4電子控制單元(ECU) 在4個(gè)車輪上各安裝有一個(gè)車輪轉(zhuǎn)速傳感器,通過傳感器監(jiān)視汽車制動(dòng)時(shí)各車輪是否抱死,并將各車輪的轉(zhuǎn)速信號(hào)傳遞給ECU。它由傳感器外殼、永久磁鐵、感應(yīng)線圈及磁極組成。ECU的主要輸入信號(hào)有:4個(gè)車輪轉(zhuǎn)速信號(hào);12V蓄電池電壓和接地信號(hào);制動(dòng)踏板信號(hào);故障代碼顯示要求信號(hào);點(diǎn)火電壓信號(hào)。液壓控制單元 (HCU) HCU為獨(dú)立的調(diào)壓供能裝置,安裝在制動(dòng)主缸和制動(dòng)輪缸之間。這就是控制本接頭孔通油壓力的一對(duì)電磁閥,也是控制本車輪制動(dòng)力的關(guān)鍵元件。前一路通過進(jìn)油電磁閥(阻斷閥)的轉(zhuǎn)接,可以經(jīng)減壓電磁閥進(jìn)入儲(chǔ)油器,儲(chǔ)油器還與電動(dòng)柱塞泵的進(jìn)油口相接。ABS系統(tǒng)不進(jìn)行任何控制,HCU各阻斷閥(進(jìn)油電磁閥)處于開啟狀態(tài),各減壓閥處于關(guān)閉狀態(tài),HCU內(nèi)部的油路是直通的(圖35),這時(shí)電動(dòng)柱塞泵不工作,蓄能器和衰減器是空的,各輪缸制動(dòng)壓力隨制動(dòng)主缸的壓力輸出而變化。如果ABS系統(tǒng)由于某種原因被禁止工作,駕駛員仍可進(jìn)行常規(guī)制動(dòng)。這一過程叫制動(dòng)壓力保持過程,或者叫“保壓狀態(tài)”4通道的2個(gè)前輪通道獨(dú)立調(diào)節(jié),2個(gè)后輪通道以低附著系數(shù)路面所需的壓力選擇。ECU給減壓電磁閥的開啟指令實(shí)際上是一組極短的通電脈沖組成,每個(gè)脈沖打開然后立即關(guān)閉減壓電磁閥,目的是讓車輪制動(dòng)器中的制動(dòng)壓力逐漸降低,直到車輪恢復(fù)應(yīng)有的滾動(dòng)轉(zhuǎn)速為止。當(dāng)蓄能器中的制動(dòng)液達(dá)到一定量時(shí),ECU啟動(dòng)電動(dòng)機(jī),帶動(dòng)柱塞泵把蓄能器中的制動(dòng)液泵回制動(dòng)主缸。其具體方法如圖316所示,ECU將進(jìn)油電磁閥電路作短時(shí)間的斷電,閥芯在回位彈簧的壓力下回到最低位置,是車輪制動(dòng)器的制動(dòng)輪缸接通制動(dòng)主缸油路,讓制動(dòng)主缸的制動(dòng)液壓力進(jìn)入制動(dòng)器,這種受控制的制動(dòng)壓力增加要持續(xù)到車輪再次趨向于抱死;當(dāng)制動(dòng)液從主缸進(jìn)入制動(dòng)器時(shí),駕駛員會(huì)感到踏板下沉,當(dāng)液壓泵將制動(dòng)液從蓄能器抽回到制動(dòng)主缸時(shí),駕駛員會(huì)感到踏板上頂,這種踏板反復(fù)振動(dòng)現(xiàn)象是正常的。圖315 增壓狀態(tài)圖解圖316 增大制動(dòng)油壓階段控制簡(jiǎn)圖3.2.退出制動(dòng)如圖317所示,當(dāng)駕駛員放松制動(dòng)踏板或減小了制動(dòng)踏板上的力,使制動(dòng)主缸壓力低于制動(dòng)器壓力時(shí),制動(dòng)器中的制動(dòng)液通過進(jìn)油電磁閥(阻斷閥)體上的單向密封皮碗流回主缸;同時(shí)電動(dòng)機(jī)會(huì)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)把蓄能器中的制動(dòng)液抽回主缸。4 輕型汽車制動(dòng)系統(tǒng)的故障診斷與改進(jìn)方法4.制動(dòng)系統(tǒng)的常見故障及診斷、制動(dòng)效能不良 現(xiàn)象:汽車行駛中制動(dòng)時(shí),制動(dòng)減速度小,制動(dòng)距離長(zhǎng)。 。 2維持制動(dòng)時(shí),踏板的高度若緩慢或迅速下降,說明制動(dòng)管路某處破裂、接頭密閉不良或分泵皮碗密封不良,其回位彈簧過軟或折斷,或總泵皮碗、皮圈密封不良,回油閥及出油閥不良。 ,并有彈性感,說明制動(dòng)管路中滲入了空氣。應(yīng)檢查各輪磨擦片與鼓的間隙是否太小中高速不當(dāng)。 、制動(dòng)突然失靈 現(xiàn)象:汽車在行駛中,一腳或連續(xù)幾腳制動(dòng),制動(dòng)踏板均被踏到底,制動(dòng)突然失靈。 。如制動(dòng)總泵推桿防塵套處制動(dòng)液漏流嚴(yán)重,多屬總泵皮碗踏翻或嚴(yán)懲損壞。 、制動(dòng)發(fā)咬現(xiàn)象:踏下制動(dòng)踏板時(shí)感到既高又硬或沒有自由行程,汽車起步困難或行駛費(fèi)力。 、折斷,皮碗發(fā)脹堵住回油孔或回油孔被污物堵塞。 、活塞變形或有污物粘住。行車中出現(xiàn)制動(dòng)發(fā)咬,若各輪制動(dòng)鼓均過熱,表明總泵有故障。若自由行程正常,可拆下總泵儲(chǔ)液室螺塞,踏抬制動(dòng)踏板,觀察回油情況。 若故障在個(gè)別車輪制動(dòng)器發(fā)咬,可架起該車輪,旋松分泵放氣螺釘,如制動(dòng)液隨之急速噴出且車輪即刻轉(zhuǎn)動(dòng)自如,說明該輪制動(dòng)管路堵塞,分泵未能回油。 ,某側(cè)前輪分泵有空氣,軟管老化或分泵皮碗不良或前輪某側(cè)制動(dòng)鼓失圓,兩前輪胎氣壓不一致,某側(cè)前輪磨擦片油污、水濕、硬化、鉚釘外露。 診斷: 檢查時(shí)先通過路試制動(dòng),根據(jù)輪胎拖印查明制動(dòng)效能不良的車輪予以檢修。如仍無效,可查分泵是否滲入空氣。如有制動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)檢查更為方便,看哪個(gè)車輪制動(dòng)力小,即為不良的車輪。這就是說,汽車制動(dòng)時(shí),車輪將要抱死時(shí),ABS系統(tǒng)才處于工作階段;如果車輪根本就不會(huì)抱死,ABS系統(tǒng)也不會(huì)工作。表41列出了汽車制動(dòng)系常見故障及對(duì)ABS系統(tǒng)工作影響的分析(以EQ1090E型汽車為例)。傳感器與脈沖環(huán)采用無接觸配合,因此不存在磨損問題,但存在銹蝕問題。檢查傳感器時(shí)可用萬用電表進(jìn)行,在傳感器與線束總成處有連接插座,將其拔下,測(cè)量傳感器線圈電阻(FKX型傳感器線圈電阻800Ω)。對(duì)電磁先導(dǎo)閥的要求是:換向可靠、換向平穩(wěn)迅速、壓力損失小、無泄漏。維修時(shí)要特別注意的是不要把清洗劑弄到電磁閥上。④檢查孔道有否嚴(yán)重的損壞及磨損。組裝后的調(diào)節(jié)器應(yīng)按規(guī)定進(jìn)行性能檢驗(yàn),不合要求的調(diào)節(jié)器不得使用。、ABS系統(tǒng)電氣的故障診斷(一)用替換法診斷ABS系統(tǒng)電氣系統(tǒng)故障FKX型ABS系統(tǒng)配置有故障診斷及顯示系統(tǒng),對(duì)電器線路故障進(jìn)行診斷分析。②傳感器接線確認(rèn):用數(shù)字萬用表檢查前、后傳感器的靜態(tài)DC電壓值,177。如對(duì)地短接6閥線時(shí)無排氣聲,而對(duì)地短接7線時(shí),才有排氣聲。當(dāng)傳感器輸出電壓在10km/h車速小于100mV,須用萬用表檢查傳感器線圈電阻值,再檢查脈沖環(huán)與傳感器的空氣間隙,根據(jù)檢查結(jié)果進(jìn)行調(diào)整修復(fù)。表45為故障代碼表。裝置自檢時(shí),可以聽到調(diào)節(jié)器電磁先導(dǎo)閥動(dòng)作的聲音。如果裝置有故障而仍然需要行車時(shí),或在行駛途中發(fā)現(xiàn)數(shù)碼管顯示故障號(hào)碼并伴有蜂鳴報(bào)警,可關(guān)斷本裝置電源開關(guān),此時(shí)防抱裝置不起作用,制動(dòng)器完全由制動(dòng)踏板操縱。表46 FKXIR型ABS系統(tǒng)故障代碼表故障代碼含義0左前輪排氣閥電氣故障1左前輪進(jìn)氣閥電氣故障2右前輪排氣閥電氣故障3右前輪進(jìn)氣閥電氣故障4左后輪排氣閥電氣故障5左后輪進(jìn)氣閥電氣故障6右后輪排氣閥電氣故障7右后輪進(jìn)氣閥電氣故障A左前輪傳感器電氣故障B右前輪傳感器電氣故障C左后輪傳感器電氣故障D右后輪傳感器電氣故障U控制單元內(nèi)部故障 總結(jié)論文首先簡(jiǎn)要介紹了車輛液壓制動(dòng)系統(tǒng)中的雙回路制動(dòng)系統(tǒng)、真空制動(dòng)增壓器的組成,基本構(gòu)件以及主要工作流程,車輛常用制動(dòng)裝置及液壓控制裝置等;然后詳細(xì)介紹了ABS制動(dòng)系統(tǒng)的需求分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì),并給出了汽車行業(yè)的ABS實(shí)現(xiàn)方案及技術(shù)細(xì)節(jié),包括運(yùn)行結(jié)構(gòu)控制元件的配置、故障診斷及各個(gè)功能模塊的制動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)等??偟膩碚f,此次畢業(yè)實(shí)習(xí)及畢業(yè)設(shè)計(jì)完成了任務(wù)書規(guī)定的各項(xiàng)要求,在學(xué)習(xí)液壓傳動(dòng)與控制、機(jī)械制造工藝學(xué)、理論力學(xué)等內(nèi)容的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步學(xué)習(xí)并實(shí)踐了汽車液壓制動(dòng)的工作原理、ABS工作過程、操作、液壓傳動(dòng)元件配置等多種實(shí)用技術(shù),成功分析闡述了輕型汽車液壓制動(dòng)系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)。在現(xiàn)實(shí)的系統(tǒng)分析中,這方面的功能需要擴(kuò)充,需要對(duì)各類輕型汽車液壓制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行比較分析才能學(xué)習(xí)到更多的制動(dòng)原理,從而選擇較好的制動(dòng)原理,選擇壽命長(zhǎng),經(jīng)濟(jì)使用的液壓制動(dòng)元件來作為制動(dòng)系統(tǒng)的有效匹配元件。 致謝 參考文獻(xiàn)[1] 曹玉平,閻詳安. , 2003[2] 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研室. 理論力學(xué). 高等教育出版社, 2002.[3] 楊可楨,陳光蘊(yùn). 機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ). 高等教育出版社, 1998.[4] 陳遠(yuǎn)齡. ,1995.[5] 雷天覺. ,1998.[6] (美), 1997.[7] . 機(jī)械工業(yè)出版社, 1997.[8] ,2000505152。目前輕型汽車液壓制動(dòng)系統(tǒng)中的一些功能如防抱死制動(dòng)、變速制動(dòng)、是示意性的,如果要實(shí)際研究分析還需進(jìn)一步完善。當(dāng)然,這次分析研究的汽車液壓制動(dòng)系統(tǒng)理論基礎(chǔ)只是對(duì)汽車液壓制動(dòng)系統(tǒng)的初步了解,還可以從以下幾方面進(jìn)一步完善:(1)各類輕型汽車液壓制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行比較分析。在對(duì)ABS防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的概述中,首先分析了ABS優(yōu)點(diǎn)及種類,常用ABS裝置,然后介紹了防抱死制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢(shì)及本身的特點(diǎn)和對(duì)系統(tǒng)的功能要求。FKXIR型ABS系統(tǒng)的動(dòng)、靜態(tài)檢查及故障代碼的讀取、清除方法均和FKXAC型ABS系統(tǒng)相同,只是FKXIR型ABS系統(tǒng)比FKXAC型ABS系統(tǒng)多了二個(gè)通道,這樣電路也成倍增加,也多了二個(gè)傳感器和二個(gè)控制單元,動(dòng)、靜態(tài)檢查的工作量也增加了一倍。行駛過程中如果數(shù)碼管顯示“L”表示車速已低于8公里/小時(shí)。(三)FKXIR型ABS系統(tǒng)故障代碼的讀取及清除控制單元面板設(shè)有紅色數(shù)碼式故障顯示器,綠色電源指示燈、低速信號(hào)燈(以數(shù)碼管出現(xiàn)的“L”表示),并配有蜂鳴報(bào)警器。車輪滑輪率高,這是瞬間現(xiàn)象,能自行恢復(fù),無需調(diào)整。FKXAC型ABS系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)(行車狀態(tài))檢查在靜態(tài)檢查確認(rèn)基礎(chǔ)上進(jìn)行勻低速短距離的路試,如控制單元顯示屏上顯示英文字母“A”或“b”,則:A表示:前傳感器輸出的動(dòng)態(tài)AC電壓值在10km/h時(shí)小于100mV;前受控輪卡滯;前受控輪輪速差超過規(guī)定值。后傳感器短接11線時(shí),故障顯示“1”,同時(shí)報(bào)警器發(fā)出蜂鳴聲,說明傳感器接線正確。進(jìn)一步判斷故障的方法是:使用替換法(傳感器用800Ω電阻,調(diào)節(jié)器用16Ω/32Ω,10W電阻)將有故障的傳感器或調(diào)節(jié)器的線路斷開,用相應(yīng)的電阻代替接入對(duì)應(yīng)端子,然后接通裝置的電源開關(guān),如果顯示器顯示正常,則故障在被替換的傳感器或調(diào)節(jié)器,如果顯示器仍然顯示同樣故障部位,則故障在控制單元內(nèi)部,只要判斷出故障發(fā)生在控制單元、傳感器或調(diào)節(jié)器本身,則通常需要拆檢。表44 調(diào)節(jié)器常見故障與排除故障可能原因排除方法漏氣(常態(tài)時(shí)向大氣中泄漏)密封圈損壞更換閥體變形修磨或更換排氣電磁閥壞更換 排氣閥膜片破損更換排氣閥磨損修復(fù)排氣閥膜片彈簧壞更換先導(dǎo)氣路阻塞修復(fù)進(jìn)氣電磁閥損壞更換管路接頭松動(dòng)緊固斷電(即常態(tài)、亦即終止ABS系統(tǒng)的工作時(shí))不能復(fù)位上述漏氣和各條原因均可導(dǎo)致該故障針對(duì)具體原因修復(fù)或更換進(jìn)氣電磁閥損壞更換進(jìn)氣閥膜片發(fā)脹更換進(jìn)氣彈簧發(fā)卡或彈力過大更換進(jìn)氣先導(dǎo)氣路阻塞修復(fù)氣路不通暢修復(fù)進(jìn)氣閥反應(yīng)頻率下降電磁閥性能不良修復(fù)或更換電壓低修復(fù)先導(dǎo)氣路不通暢修復(fù)進(jìn)氣膜片老化更換進(jìn)氣膜片彈簧不合格更換氣路不暢修復(fù)進(jìn)氣閥壞修復(fù)漏氣排除漏氣故障排氣閥反應(yīng)頻率下降電壓低修復(fù)電磁閥性能不良修復(fù)或更換氣路阻塞修復(fù)進(jìn)氣膜片復(fù)位彈簧彈力過大更換進(jìn)氣膜片發(fā)脹更換 漏氣排除漏氣故障進(jìn)氣調(diào)節(jié)速率變化漏氣排除漏氣故障膜片老化更換彈簧失效更換電磁閥性能下降修復(fù)或更換先導(dǎo)氣路阻塞修復(fù)進(jìn)氣閥磨損或氣路不通暢修復(fù)電壓不穩(wěn)定修復(fù)排氣調(diào)節(jié)速率變化漏氣排除漏氣故障膜片老化及彈簧失效更換電磁閥性能下降修復(fù)或更換排氣閥磨損或氣路阻塞修復(fù)先導(dǎo)氣路阻塞修復(fù)電壓不穩(wěn)定修復(fù)(三)控制單元的檢修控制單元是免維修件,一旦內(nèi)部出現(xiàn)故障,就要更換新件。⑥檢查密封件、彈簧等附件的性能是否完好。②解體后,使用無機(jī)酸類或等效溶液將需要重復(fù)使用的零件洗凈,再吹干。表43 電磁閥常見故障故障現(xiàn)象原因分析排除方法電磁線圈發(fā)熱或燒環(huán)電源電壓有誤線圈絕緣不良導(dǎo)線接頭松、不良閥芯與電磁線圈不同心糾正更換修復(fù)調(diào)整電磁閥不能工作電源電壓低電磁線圈燒壞回位彈簧折斷氣體壓力過高氣路阻塞泄漏閥芯卡滯糾正更換更換糾正修復(fù)修復(fù)或換件修復(fù) 調(diào)節(jié)器的檢修調(diào)節(jié)器的閥體和閥蓋一般均用鋁材壓鑄而成,膜片多采用丁腈橡膠材料制成。傳感器常見故障分析見表42。為防ABS系統(tǒng)受電磁干擾,傳感器導(dǎo)線均用屏蔽導(dǎo)線,因此,導(dǎo)線的破損會(huì)嚴(yán)重影
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