富康轿车防抱死系统的原理及检修.docx
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富康轿车防抱死系统的原理及检修
汽车ABS原理及检修
富康轿车防抱死系统的原理及检修
摘要
随着人们生活水平的提高,越来越多的拥有汽车,因此汽车行驶安全是十分重要,所以现代的汽车基本都装有汽车制动系防抱死系统,富康轿车是采用德国boschabs5.3防抱死系统。
因此本文就以东风富康轿车的制动系统防抱死系统的基本组成和工作原理,阐述了富康轿车防抱死系统的故障诊断及维修方法并结合维修理论和多年老师傅维修实践中总结了维修诊断方法。
为富康轿车的正确使用和维修理论提供科学,实用,便利,快捷依据以供参考。
关键词:
防抱死,控制原理,故障的检修
Abstract
Astheimprovementoflivingstandards,moreandmoreownershipofcars,carsafetyisveryimportant,sobasicmoderncarsareequippedwithautobrakingsystemABS,CitroenisusingtheGermanboschabs5.3anti-locksystem.ThereforethisarticlejusttotheEastCitroenbrakingsystemABSbasecompositionandhowitworks,explainstheCitroenanti-locksystemtroubleshootingandmaintenancemethodscombinedwiththeoreticalandyearsofmaintenancebyamastermaintenancepracticesummarizesmaintenancediagnosismethod.ForthecorrectuseofCitroenandmaintenanceprovidesscientifictheory,practical,convenient,efficientbasisforreference
KeyWords:
abs,controlprinciple,break-downoverhaul
目录
中文摘要I
AbstractII
1.绪论2
1.2.1ABS的发展历史………2
1.1.2.国外ABS的发展现状………4
1.1.3国内ABS的发展现状………7
2.防抱死系统的工作原理与结构
2.1富康轿车ABS组成………9
2.2.ABS的工作原理与组成………10
2.2.3.制动防抱死系统的主要组成部件
3.制动防抱死系统的维修
3.1.abs维修的基本内容……4
3.2.abs系统诊断与检测……4
3.3……ABS系统常见故障检修方法4
4.故障的维修及注意事项
参考文献7
致谢8
一绪论
1.1.本课题的来源及目的
1.1.1本课题的来源
本课题基于《东风富康轿车防抱死的原理及检修》来源于湖北汽车工业学院汽车工程系教研室
1.1.2本课题研究的目的
随着汽车数量的不断增加,汽车的安全性尤为重要,汽车的防抱死系统是保证汽车的制动性能和行驶安全的一个重要系统,因此对于防抱死系统的原理及检修的理解十分重要,本文重要阐述了东风富康轿车防抱死系统的基本原理及检修过程的基本步骤和一些需要注意的事项,为富康轿车的abs的维修提供依据。
1.2课题的背景及国内外发展状况
1.2.1防抱死系统的发展历史
ABS=Anti-lockBrakingSystem(防抱死刹车系统)或Anti-skidBrakingSystem(防滑移制动系统),是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统。
ABS是常规刹车装置基础上的改进型技术,可分机械式和电子式两种。
1906年ABS首次被授予专利,1936年博世注册了一项防止机动车辆车轮抱死的“机械”专利。
防抱死刹车系统(英语:
Anti-lockBrakingSystem;德语:
Antiblockiersystem;简称ABS),罗伯特·博世有限公司所开发的一种在电单车和汽车中使用,提高车辆安全性的技术。
紧急制动或者是在冰雪路面等低附着系数路面上制动时,由于制动力超过路面能提供的最大附着能力,滚动的车轮与路面之间趋向打滑,车轮趋向抱死。
车轮抱死后将丧失侧向附着能力,不能够承受侧向力,一般前轮抱死导致汽车丧失转向能力,后轮抱死会引起汽车甩尾、失稳。
防抱死刹车系统根据各车轮角速度信号,计算得到车速、车轮角减速度、车轮滑移率;依据上述信息,防抱死刹车系统在车轮趋向抱死时减小制动力,车轮角减速度或滑移率在一定范围时保持制动力,车轮转速升高后恢复制动力。
由于作动十分迅速,所以看似点放刹车。
装有ABS系统的汽车在使用刹车时,刹车踏板会有上下震动的现象。
但是这属于正常的现象。
一般驾驶在遭遇紧急情况时,通常会因紧张使劲的踩死煞车,如果没有ABS控制刹车动作,轮胎通常会因为刹车制动力道过大而抱死、打滑。
一般驾驶的反应能力通常来不及正确掌控刹车的力道或进行人工ABS(点放刹车),但ABS却有能力调控每个车轮的刹车动作,使其接近理想化。
ABS不是仅仅为了缩短车辆的刹车距离,有些情况下刹车距离甚至会增加,它的主要目的在于使行驶中之车辆在刹车过程中完全处于受控制的状态,而不至因为轮胎抱死而使车辆失去控制。
在普通沥青路面上,特别是在路面湿滑的情况下,ABS能够明显改善车辆的刹车动作,缩短刹车距离。
在松软的路面上,比如沙地、雪地,ABS会明显增加刹车距离。
因为在这种情况下锁紧的车轮会挤压路面而形成隆起,进而陷入土堆,而使用ABS的车辆则能轻易越过跟减少这样的隆起。
这使ABS控制的车辆在野外或雪地能更快速的移动。
ABS能够加强车辆在各种情况下的操纵性,一般的驾驶在急刹车过程中仍然能够绕过障碍物,这在没有ABS的状况一般驾驶是几乎是完全不可能办到的,从而可以大大提升驾驶安全性。
1.2.2国外防抱死系统发展现状
ABS系统的发展可以追溯到本世纪初期,早在1928年制动防抱理论就被提出,在30年代机械式制动防抱系统就开始在火车和飞机上获得应用,博世(BOSCH)公司在1936年第一个获得了用电磁式车轮转速传感器获取车轮转速的制动防抱系统的专利权。
进入50年代,汽车制动防抱系统开始受到较为广泛的关注。
福特(FORD)公司曾于1954年将飞机的制动防抱系统移置在林肯(LINCOIN)轿车上,凯尔塞·海伊斯(KELSEHAYES)公司在1957年对称为"AUTOMATIC"的制动防抱系统进行了试验研究,研究结果表明制动防抱系统确实可以在制动过程中防止汽车失去方向控制,并且能够缩短制动距离;克莱斯勒(CHRYSLER)公司在这一时期也对称为"SKIDCONTROL"的制动防抱系统进行了试验研究。
由于这一时期的各种制动防抱系统采用的都是机械式车轮转速传感器的机械式制动压力调节装置,因此,获取的车轮转速信号不够精确,制动压力调节的适时性和精确性也难于保证,控制效果并不理想。
随着电子技术的发展,电子控制制动防抱系统的发展成为可能。
在60年代后期和70年代初期,一些电子控制的制动防抱系统开始进入产品化阶段。
凯尔塞·海伊斯公司在1968年研制生产了称为"SURE-TRACK"两轮制动防抱系统,该系统由电子控制装置根据电磁式转速传感器输入的后轮转速信号,对制动过程中后轮的运动状态进行判定,通过控制由真空驱动的制动压力调节装置对后制动轮缸的制动压力进行调节,并在1969年被福特公司装备在雷鸟(THUNDERBIRD)和大陆·马克III(CONTINENTALMKIII)轿车上。
克莱斯勒公司与本迪克斯(BENDIX)公司合作研制的称为"SURE-TRACK"的能防止4个车轮被制动抱死的系统,在1971年开始装备帝国(IMPERIAL)轿车,其结构原理与凯尔塞·海伊斯的"SURE-TRACK"基本相同,两者不同之处,只是在于两个还是四个车轮有防抱制动。
博世公司和泰威士(TEVES)公司在这一时期也都研制了各自第一代电子控制制动防抱系统,这两种制动防抱系统都是由电子控制装置对设置在制动管路中的电磁阀进行控制,直接对各制动轮以电子控制压力进行调节。
别克(BUICK)公司在1971年研制了由电子控制装置自动中断发动机点火,以减小发动机输出转矩,防止驱动车轮发生滑转的驱动防抱转系统。
瓦布科(WABCO)公司与奔驰(BENZ)公司合作,在1975年首次将制动防抱系统装备在气压制动的载贷汽车上。
这一时期的各种ABS系统都是采用模拟式电子控制装置,由于模拟式电子控制装置存在着反应速慢、控制精度低、易受干扰等缺陷,致使各种ABS系统均末达到预期的控制效果,所以,这些防抱控制系统很快就不再被采用了。
进入70年代后期,数字式电子技术和大规模集成电路的迅速发展,为ABS系统向实用化发展奠定了技术基础。
博世公司在1978年首先推出了采用数字式电子控制装置的制动防泡系统--博世ABS,并且装置在奔驰轿车上,由此揭开了现代ABS系统发展的序幕。
尽管博世ABS2的电子控制装置仍然是由分离元件组成的控制装置,但由于数字式电子控制装置与模拟式电子控制装置相比,其反应速度、控制精度和可靠性都显著提高,因此,博世ABS2的控制效果己相当理想。
从此之后,欧、美、日的许多制动器专业公司和汽车公司相继研制了形式多详的ABS系统。
精于汽车电子系统的德国公司Bosch(博世)研发ABS系统的起源要追溯到1936年,当年Bosch申请“机动车辆防止刹车抱死装置”的专利。
1964年(也是集成电路诞生的一年)Bosch公司再度开始ABS的研发计划,最后有了“通过电子装置控制来防止车轮抱死是可行的结论,这是ABS(AntilockBrakingSystem)名词在历史上第一次出现。
世界上第一具ABS原型机于1966年出现,向世人证明“缩短刹车距离”并非不可能完成的任务。
因为投入的资金过于庞大,ABS初期的应用仅限于铁路车辆或航空器。
TeldixGmbH公司从1970年和奔驰车厂合作开发出第一具用于道路车辆的原型机——ABS1,该系统已具备量产基础,但可靠性不足,而且控制单元内的组件超过1000个,不但成本过高也很容易发生故障。
1973年Bosch公司购得50%的TeldixGmbH公司股权及ABS领域的研发成果,1975年AEG、Teldix与Bosch达成协议,将ABS系统的开发计划完全委托Bosch公司整合执行。
“ABS2”在3年的努力后诞生!
有别于ABS1采用模拟式电子组件,ABS2系统完全以数字式组件进行设计,不但控制单元内组件数目从1000个锐减到140个,而且有造价降低、可靠性大幅提升与运算速度明显加快的三大优势。
两家德国车厂奔驰与宝马于1978年底决定将ABS2这项高科技系统装置在S级及7系列车款上。
在诞生的前3年中,ABS系统都苦于成本过于高昂而无法开拓市场。
从1978到1980年底,Bosch公司总共才售出24000套ABS系统。
所幸第二年即成长到76000套。
受到市场上的正面响应,Bosch开始TCS循迹控制系统的研发计划。
1983年推出的ABS2S系统重量由5.5公斤减轻到4.3公斤,控制组件也减少到70个。
到了1985年代中期,全球新出厂车辆安装ABS系统的比例首次超过1%,通用车厂也决定把ABS列为旗下主力雪佛兰车系的标准配备。
1900年代前半期ABS系统逐渐开始普及于量产车款。
Bosch在1993年推出ABS2E的改良版。
现在已经十分普及,在十万元以上级别的轿车上都可见到它的踪影,有些大客车上也装有ABS。
根据ACEA(欧洲车辆制造协会)的调查,今天每一辆欧洲大陆境内所生产的新车都搭载了ABS系统,全世界也有超过60%的新车拥有此项装置。
1.2.3国内防抱死系统的发展状况
我国对ABS的研究现状开始于20世纪80年代初。
目前,我国政府已制定车辆安全性方面的强制性法规,GB12676-1999《汽车制动系统结构、性能和试验方法》,规定首先在重型车和大客车上安装电子控制式ABS。
GB7258-2004《机动车运行安全技术条件》又具体规定了必须安装的车型和时间。
规定决质量大于12000kg的长途客车和旅游客车总质量大于16000kg允许挂接总质量大于10000kg的挂车的货车及总质量大于10000kg挂车必须安装ABS。
我国有许多单位和企业从事ABS的研制工作,东风汽车公司、重庆公路研究所、北京理工大学、清华大学、上海汽车制动系统有限公司和山东重汽集团等。
其中山东重汽集团引进国际先进技术进行研究已取得了一些进展。
重庆公路研究所研制的适用于中型汽车的气制动FKX-ACI型ABS装置已通过国家级技术鉴定,但各种制动情况的适应性还有待提高。
清华大学研制的适用于轻型和小型汽车的液压ABS系统,北京理工大学和上海汽车制动系统有限公司致力于轿车的液压ABS系统的研究,已分别取得初步成果。
具体代表有一下几个
目前,国内研究ABS的院校及机构很多,具代表性的有以下几个。
2.1以郭孔辉院士为代表的吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室
郭孔辉院士是中国工程院首批院士,其实验室致力于汽车操纵稳定性、汽车操纵动力学、汽车轮胎模型、汽车轮胎稳态和非稳态侧偏特性的研究,在轮胎力学模型、汽车操纵稳定性以及人—车闭环操纵运动仿真等方面的研究成果均达到世界先进水平。
目前,该实验室也已经投入到ABS开发的理论和实验研究,在汽车ABS混合仿真试验台的开发与研究中也颇有成就。
该实验室研究成果很多,其大部分成果对国内其他ABS研究机构、ABS开发厂家有很大的指导意义和可借鉴性。
2.2清华大学汽车安全与节能国家重点实验室
清华大学汽车安全与节能重点实验室有宋健等多名博导、教授,有很强的科技实力,他们还配套有一批先进的仪器设备,如汽车力学参数综合试验台、汽车弹射式碰撞试验台及翻转试验台、模拟人及标定试验台、Kodak高速图像运动分析系统、电液振动台、直流电力测功机、发动机排放分析仪、发动机电控系统开发装置及工况模拟器、计算机工作站及ADAMS、IDEAS软件、非接触式速度仪、噪声测试系统、转鼓试验台、电动车蓄电池试验台、电机及其控制系统试验台等。
该实验室针对ABS做了多方面的研究,其中,在ABS控制量、轮速信号抗干扰处理、轮迷信号异点剔除、防抱死电磁阀动作响应研究等方面的研究处于国内领先地位。
很多开发商都希望能够和该实验室合作,将该实验室的成果产品化。
2.3华南理工交通学院汽车系
以吴诰硅教授为代表从事汽车安全与电子技术及汽车结构设计计算的研究,在ABS技术方面有独到之处,能够建立制动压力函数,通过车轮地面制动力和整车动力学方程计算出汽车制动的平均减速度和车速;还可以通过轮缸等效压力函数计算防抱死制动时的滑移率。
另外,在滑移率和附着系数之间的关系、汽车整车技术条件和试验方法方面也有独到见解。
2.4济南程军电子科技公司
以ABS专家程军为代表的济南程军电子科技公司对ABS控制算法研究颇深,著有《汽车防抱死制动系统的理论与实践》等专著几本,专门讲述ABS控制算法,是国内ABS开发人员的必备资料之一。
另外,他们在基于MATLAB仿真环境实现防抱死控制逻辑、基于VB开发环境进行车辆操纵仿真和车辆动力学控制的模拟研究等方面也颇有研究。
3国内有代表性的ABS产品公司
国内生产ABS的公司不少,但大多数公司是和国外著名ABS公司合作生产,其产品并非自主研制开发出来的。
完全自主开发ABS的国内公司比较有代表性的有:
重庆聚能汽车技术有限责任公司和西安博华机电股份有限公司。
3.1重庆聚能汽车技术有限责任公司 重庆聚能公司产品包括汽车、摩托车系列JNlllFB气制动电子式单通道、JNl44FB气制动电子式四通道和JN244FB液压电子式四通道等类型ABS装置及其相关零部件30多个品种,其ABS产品已通过国家汽车质量监督检测中心和国家客车质量监督检测中心的认定,获得国家实用新技术专利,并正式被列为国家火炬项目计划。
聚能公司还与重庆卡福公司等签订了合作协议,继续扩大国内影响。
3.2西安博华机电股份有限公司
西安博华公司主要产品是适用于大中型客车和货车的气压四通道ABS和适用于中型面包车的液压三通道ABS及其相关零部件。
其中BHl203-FB型ABS和BHll01-FB型ABS已通过陕西省科委科技成果鉴定和陕西省机械工业局新产品鉴定,认为该项技术已达到国内领先水平。
西安博华公司即将建成年产2万~5万辆车装ABS部件的批量生产线产品系列也将进一步扩大。
我国加入世界贸易组织,将促使我国经济生活的方方面面发生深刻的变化,它为我国经济持续稳定发展提供了良好的机遇。
但在加入初期,将对经济发展的某些薄弱环节形成冲击。
具体到汽车电子技术,乃至汽车工业来讲,短期内冲击将大于机遇。
由于国内ABS整体竞争力较为低下,要抵御外来的竞争压力,还需要大力发展和提高。
第二章防抱死系统的工作原理及组成
2.1.1富康轿车ABS工作原理
富康轿车制动时每一个车轮的转速传感器将各车轮的转速信号输入计算机计算机根据各车轮转速传感器提供的转速信号对每个车轮的运动状态进行监测和判断并计算出每个车轮的滑移率根据滑移率确定相应的控制指令给液压块液压块根据这些指令对各自的制动分泵的制动压力进行控制调节选择增压保压和减压三种状态来关闭和接通有关油路从而使制动系统在增压保压和减压三个阶段间循环达到防止各车轮不抱死的目的保证每个车轮的滑移率处于理想区域获得纵向附着系数最大同时侧向附着系数取得较大值从而使富康轿车制动时获得最大的制动力同时保持制动时的方向稳定性
图2-2ABS常规制动
在常规制动阶段,ABS并不介入制动压力控制,调压电磁阀总成中的各进液电磁阀均不通电而处于开启状态,各出液电磁阀均不通电而处于关闭状态,电动泵也不通电运转,制动主缸至各制动轮缸的制动管路均处于沟通状态,而各制动轮缸至储液器的制动管路均处于封闭状态,各制动轮缸的制动压力将随制动主缸的输出压力而变化,此时的制动过程与常规制动系统的制动过程完全相同,如图2—2所示。
在制动过程中,电子控制装置根据车轮转速传感器输入的车轮转速信号判定有车轮趋于抱死时,ABS就进入防抱死制动压力调节过程。
例如,电子控制装置判定右前轮趋于抱死时,电子控制装置就使控制右前轮制动压力的进液电磁阀通电,使右前进液电磁阀转入关闭状态,制动主缸输出的制动液不再进入右前制动轮缸,此时,右前出液电磁阀仍未通电而处于关闭状态,右前制动轮缸中制动液也不会流出,右前制动轮缸的制动压力就保持一定,而其它未趋于抱死车轮的
图2-3ABS制动压力保持
制动压力仍会随制动主缸输出压力的增大而增大,如图2-3所示。
如果在右前制动轮缸的制动压力保持一定时,电子控制装置判定右前轮仍然趋于抱死,电子控制装置又使右前出液电磁阀也通电而转入开启状态,右前制动轮缸中的部分制动液就会经过处于开启状态的出液电磁阂流回储液器,使右前制动轮缸的制动压力迅速减小,右前轮的抱死趋势将开始消除,如图2-4所示。
图2-4ABS制动压力减少
随着右前制动轮缸制动压力的减小,右前轮会在汽车惯性力的作用下逐渐加速,当电子控制装置根据车轮转速传感器输入的信号判定右前轮的抱死趋势已经完全消除时.电子控制装置就使右前进液电磁阀和出液电磁阀都断电,使进液电磁阀转入开启状态,使出液电磁阀转入关闭状态,同时也使电动泵通电运转,向制动轮缸泵送制动液,由制动主缸输出的制动液和电动泵泵送的制动液都经过处于开
启状态的右前进液电磁阀进入右前
制定轮缸,使右前制动轮缸的制动压力迅速增大,右前轮又开始减速转动,如图2—5所示。
图2-5ABS制动压力增大
ABS通过使趋于抱死车轮的制动压力循环往复地经历保持减小增大过程,而将趋于抱死车轮的滑动率控制在峰值附着系数滑动率的附近范围内,直至汽车速度减小到很低或者制动主缸的输出压力不再使车轮趋于抱死时为止,制动压力调节循环的频率可达3—20Hz。
在该ABS中对应于每一个制动轮缸各有一对进液和出液电磁阀,可由电子控制装置分别进行控制,因此,各制动轮缸的制动压力能够被独立地调节,从而使四个车轮都不发生制动抱死现象。
2.1.2富康轿车ABS组成
制动防抱死系统JECDAM是汽车传统制动系统的附加装置目的是克服传统制动系统存在的不足使汽车制动系统处于最理想的状态以便获得较大的纵向侧向附着系数从而使汽车获得最大的地面制动力在最短的制动距离内停车同时保持良好的制动方向稳定性因此制
动防抱死系统对改善和提高汽车的制动性能保障汽车的安全行驶是必要的富康轿车防抱死制动系统采用的是IaJ231IJ*&(型系统它是一种四通道系统既每个车轮的制动状态单独测量并且单独控制在车轮速度小于+LMb7时1IJ系统为通路并不工作此时各车轮轮缸中的制动压力由驾驶员在制动主缸中产生而当1IJ系统出现故障时并不影响传统制动系统的功能IaJ231IJ*&(型系统主要包括四个车轮转
速传感器用于检测四个车轮的转速一个1IJ计算机用于处理各传感器的信号并向各控制执行器发出控制指令一个液压块用于调节各车轮制动管路的压力一个自诊断头1IJ装置的制动系统总成见图%
在该系统中,每个车轮都安装上一个转速传感器,将关于各个车轮转速的信号输入ECU。
ECU根据各车轮转速传感器输入的信号对各个车轮的运动状态进行监测和判定,并形成相应的控制指令。
该指令指使制动压力调节装置对各个制动轮缸的制动压力进行调节,使车轮的滑动率控制在10%到20%之间。
比列阀通过控制前后轮制动轮缸制动液压力的大小,保证汽车在常规制动时前轮先于后轮抱死,以改善制动性能。
在制动防抱死系统出现故障时,装在仪表盘上的制动防抱死系统报警灯就发亮,以提醒驾驶员制动防抱死系统出现了故障。
第三章防抱死系统的主要组成部件
制动防抱死系统的主要部件有车轮转速传感器,ECU和制动压力调节装置等。
3.1.车轮转速传感器
为了检测车轮的转速,在前后左右各车轮上都安装一个轮速传感器。
这种布置方法被称为传感器布置方式。
在前轮驱动汽车上,可使用3传感器方式,即在前差速器前部安装一个车轮转速传感器,然后在左右后轮各安装一个车轮转速传感器。
齿轮脉冲信号发生器装在车轮上,齿轮脉冲信号发生器产生的脉冲数和车轮的转速成正比。
以上传感器信号都输往电子控制装置。
3.2.制动防抱死系统的ECU
制动防抱死系统ECU是制动防抱死系统控制的中枢。
ECU的主要功能使把各车轮转速传感器传来的信号进行比较,分析和判别,再通过精确的计算得出车轮制动时的滑移状况,形成相应的指令,使制动液压力调节装置及其它装置(副节气门控制,步进电动机等)对制动压力进行调节,使进入制动分泵中的制动液以最适合的压力值来控制各车轮的转速,将滑动率控制在10%到20%的范围内,以达到最佳制动效果。
如图3
另外ECU还具有初始检测功能,故障检测功能,速度传感器检测功能和失效保障功能。
.3.3.制动液压力调节装置
制动液压力调节装置的主要作用是用来调节制动分泵中制动液的压力,是制动防抱死装置的执行器,主要由电磁换向阀,储液罐和液压泵和电动机总成组成。
(1)三位电磁换向阀三位电磁换向阀通过控制制动液的流动方向,来调节制动分泵中制动液的压力。
该阀是三位三通电磁换向阀,阀芯由衔铁充当,它有上,中,下三个工作位置;阀体上有制动泵接口,主油路接口和车轮制动分
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