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文檔簡(jiǎn)介
1、2、ABS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)組成及工作原理ABS防抱死制動(dòng)系統(tǒng)通常由電控單元ECU、液壓控制單元(液壓調(diào)節(jié)器)和車輪速度傳感器等組成。一、ABS系統(tǒng)電控單元ECU(一)概述ABS系統(tǒng)電子控制部分可分為電子控制單元(ECU)、ABS模塊、ABS計(jì)算機(jī)等,以下簡(jiǎn)稱ECU。70年代中期之前,電子控制單元正處于開發(fā)階段,當(dāng)時(shí)的ECU是由運(yùn)算放大器、晶體管、電阻及電容等分立元件組成的模擬電路構(gòu)成。模擬電路存在的問題較多,元件數(shù)量多、組織生產(chǎn)難度大、噪聲難以控制、零點(diǎn)漂移大,集成度很低的分立式ECU的外形尺寸也很大。目前的ECU主要是由集成度、運(yùn)算精度都很高的數(shù)字電路組成。由于ABS裝置目前已從高級(jí)轎車開始逐步向家
2、庭轎車普及,因此,需要在很短的時(shí)間內(nèi)開發(fā)出適合各種車型的ABS裝置。各種新開發(fā)的ABS幾乎都是采用微型電子控制的ECU。最初的模擬電路約由1000個(gè)電子元件組成,現(xiàn)在的ECU采用專用集成電路,混合集成電路,元件數(shù)量縮減到70個(gè)左右,大大減少了ECU的重量、體積和成本,提高了可靠性和生產(chǎn)率。隨著生產(chǎn)技術(shù)及汽車電路可靠性的提高,從原來(lái)的穿體安裝結(jié)構(gòu)發(fā)展到表面安裝結(jié)構(gòu),體積更小。(二)ECU的基本結(jié)構(gòu)ECU由以下幾個(gè)基本電路組成:車速傳感器的輸入放大電路。運(yùn)算電路。電磁閥控制電路。穩(wěn)壓電源、電源監(jiān)控電路、故障反饋電路和繼電器驅(qū)動(dòng)電路。各電路的聯(lián)接方式如圖1-1圖1-3所示。圖1-1 四傳感器二通道系
3、統(tǒng)ECU模塊圖圖1-2 四傳感器三通道系統(tǒng)ECU模塊圖圖1-3 四傳感器四通道系統(tǒng)ECU模塊圖1、車速傳感器的輸入放大電路安裝在各車輪上的車速傳感器根據(jù)輪速輸出交流信號(hào),輸入放大電路將交流信號(hào)放大成矩形波并整形后送往運(yùn)算電路。不同的ABS系統(tǒng)中輪速傳感器的數(shù)量是不一樣的。每個(gè)車輪都裝輪速傳感器時(shí),需要四個(gè),輸入放大電路也就要求有四個(gè)。當(dāng)只在左右前輪和后軸差速器安裝輪速傳感器時(shí),只需要三個(gè),輸入放大電路也就成了三個(gè)。但是,要把后輪的一個(gè)信號(hào)當(dāng)作左、右輪的兩個(gè)信號(hào)送往運(yùn)算電路。2、運(yùn)算電路運(yùn)算電路主要進(jìn)行車輪線速度、初始速度、滑移率、加減速度的運(yùn)算,以及電磁閥的開啟控制運(yùn)算和監(jiān)控運(yùn)算。安裝在車輪上
4、的傳感器齒圈隨著車輪旋轉(zhuǎn),輪速傳感器便輸出信號(hào),車輪線速度運(yùn)算電路接受信號(hào)并計(jì)算出車輪的瞬時(shí)線速度。初始速度、滑移率及加減速度運(yùn)算電路把瞬間輪速加以積分,計(jì)算出初始速度,再把初始速度和瞬時(shí)線速度進(jìn)行比較運(yùn)算,則得出滑移率及加減速度。電磁閥開啟控制運(yùn)算電路和根據(jù)滑移率和加減速度控制信號(hào),對(duì)電磁閥控制電路輸出減壓、保壓或增壓的信號(hào)。3、電磁閥控制電路接受來(lái)自運(yùn)算電路的減壓、保證或增壓信號(hào),控制電磁閥的電流。4、穩(wěn)壓電源、電源監(jiān)控電路、故障反饋電路和繼電器驅(qū)動(dòng)電路在蓄電池供給ECU內(nèi)部所用5V穩(wěn)壓電壓的同時(shí),上述電路監(jiān)控著12V和5V電壓是否在規(guī)定范圍內(nèi),并對(duì)輪速傳感器輸入放大電路、運(yùn)算電路和電磁閥
5、控制電路的故障信號(hào)進(jìn)行監(jiān)視,控制著繼動(dòng)電動(dòng)機(jī)和繼動(dòng)閥門。出現(xiàn)故障信號(hào)時(shí),關(guān)閉繼動(dòng)閥門,停止ABS工作,返回常規(guī)制動(dòng)狀態(tài),同時(shí)儀表盤上的ABS警報(bào)燈變亮,讓駕駛員知道有異常情況發(fā)生。(三)安裝保護(hù)電路接通電源(點(diǎn)火開關(guān)處于開的位置)時(shí)或汽車開始行駛后達(dá)到一定的車速時(shí),ECU將對(duì)規(guī)定的部位進(jìn)行檢測(cè),正常行駛中也有監(jiān)視功能。ECU的安全保護(hù)電路具有故障狀態(tài)外部顯示功能。系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí),首先停止ABS工作,恢復(fù)常規(guī)制動(dòng)狀態(tài),使儀表盤上的ABS警報(bào)燈發(fā)亮,提示整個(gè)系統(tǒng)處于故障狀態(tài)。現(xiàn)在故障顯示方法通過ECU內(nèi)部的發(fā)光二極管(LED)的閃爍、儀表盤上的ABS警報(bào)燈的閃爍、或?qū)S玫脑\斷裝置加以表示。關(guān)閉點(diǎn)火
6、開關(guān)后故障顯示內(nèi)容消失,重新打開點(diǎn)火開關(guān)時(shí)若未發(fā)現(xiàn)故障,則認(rèn)為系統(tǒng)正常,ABS可進(jìn)行正常控制。具有專用診斷裝置的ABS系統(tǒng)能夠記憶故障內(nèi)容,并能根據(jù)專用診斷裝置的指令將記憶的故障編碼,進(jìn)行顯示或消除。1、接通電源時(shí)的初始檢查打開點(diǎn)火開關(guān)、ECU電源接通時(shí),將檢查下列項(xiàng)目。(1)微處理機(jī)功能檢查使監(jiān)視器產(chǎn)生錯(cuò)誤信息,讓微處理機(jī)識(shí)別。檢查ROM區(qū)的數(shù)據(jù),確認(rèn)未發(fā)生變化。對(duì)RAM區(qū)進(jìn)行數(shù)據(jù)輸入和輸出,判斷工作是否正常。檢查A/D轉(zhuǎn)換的輸入,判斷是否正常。檢查微處理機(jī)間的信號(hào)傳遞,判斷是否正常。(2)繼動(dòng)閥動(dòng)作檢查使繼動(dòng)閥產(chǎn)生動(dòng)作,判斷是否正常工作。(3)故障反饋電路功能檢查由微處理機(jī)來(lái)識(shí)別故障反饋電
7、路工作是否正常。2、汽車起步時(shí)的檢查汽車起步時(shí)對(duì)重要的外圍電路進(jìn)行檢查,若檢查結(jié)果正常,ABS開始工作。(1)電磁閥功能檢查讓電磁閥工作,判斷是否正常。比較各電磁閥的開、關(guān)電阻,判斷電磁閥是否工作正常。(2)電動(dòng)機(jī)動(dòng)作檢查使電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn),判斷是否正常。(3)輪速傳感器及輸入放大電路的信號(hào)確認(rèn)確認(rèn)所有的輪速傳感器信號(hào)都能輸入到微處理機(jī)。3、行駛中的定時(shí)檢查行駛中定時(shí)的檢查功能包括由微處理機(jī)進(jìn)行的檢查和外圍電路本身的檢查。如果有故障,由微處理機(jī)最后確認(rèn),與故障內(nèi)容相對(duì)應(yīng)的故障編碼被儲(chǔ)存在ECU內(nèi)的不發(fā)光存儲(chǔ)器中。(1)12V(載貨車為24V)、5V電壓監(jiān)視識(shí)別供給的12V電壓和5V內(nèi)部電壓是否為規(guī)定
8、電壓值。監(jiān)視12V電壓,并考慮ABS工作過程中電壓瞬間下降和電動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)電壓瞬間下降的情況,然后加以分析識(shí)別。(2)繼動(dòng)閥動(dòng)作監(jiān)視ABS系統(tǒng)工作過程中,繼動(dòng)閥必定動(dòng)作,ECU隨時(shí)監(jiān)視繼動(dòng)閥的工作情況。(3)運(yùn)算電路中運(yùn)算結(jié)果的對(duì)比檢查ECU內(nèi)部通常設(shè)有二套運(yùn)算電路,同時(shí)進(jìn)行運(yùn)算和傳遞數(shù)據(jù),利用各自的運(yùn)算結(jié)果相互比較、互相監(jiān)視,能夠確保可靠性,及早發(fā)現(xiàn)異常情況。另外,各種速度信號(hào)和輸入、輸出信號(hào)也運(yùn)算電路中相互比較,這些結(jié)果必須相同。(4)微處理機(jī)失控檢查由監(jiān)視電路判斷微處理機(jī)工作是否正常。(5)脈沖信號(hào)的監(jiān)視微處理機(jī)時(shí)鐘信號(hào)的脈沖頻率不能降低。(6)ROM數(shù)據(jù)的確定計(jì)算ROM數(shù)據(jù)之和,確認(rèn)程序
9、工作正常。4、自動(dòng)診斷顯示如果安全保護(hù)電路檢查出有異常情況,則停止ABS系統(tǒng)的工作,返回原有的制動(dòng)方式(不使用ABS),且ECU呈現(xiàn)故障狀態(tài)。這時(shí)ECU內(nèi)的發(fā)光二極管、ABS警報(bào)燈或?qū)S脭嘌b置發(fā)出故障信號(hào),ECU根據(jù)這些信號(hào)顯示出故障編碼。專用診斷裝置一般不裝在車上,使用時(shí),把它和裝在車上的各種ECU(發(fā)動(dòng)機(jī)、變速箱、ABS等)用接線柱相連,選擇匹配的通道,就能讀出故障編碼。使用這種專用診斷裝置,利用電磁閥或電動(dòng)機(jī),可在產(chǎn)品出廠檢驗(yàn)時(shí)或定點(diǎn)維修廠很容易地判斷出ABS的功能是否正常。汽車生產(chǎn)廠、汽車型號(hào)或ABS系統(tǒng)不同時(shí),故障編碼也不一樣。(四)ECU的工作原理ECU是ABS系統(tǒng)的控制中心,它的
10、本質(zhì)是微型數(shù)字計(jì)算機(jī),一般是由兩個(gè)微處理器和其它必要電路組成的、不可分解修理的整體單元,電控單元的基本輸入信號(hào)是四個(gè)輪上傳感器送來(lái)的輪速信號(hào),輸出信號(hào)是:給液壓控制單元的控制信號(hào)、輸出的自診斷信號(hào)和輸出給ABS故障指示燈的信號(hào),如圖1-4所示。液壓控制單元(液壓調(diào)節(jié)器)電子控制單元ECU左前輪速度傳感器ABS故障指示燈右前輪速度傳感器左后輪速度傳感器自診斷輸出右后輪速度傳感器圖1-4 ABS電控單元和基本輸入、輸出信號(hào)1、ECU的防抱死控制功能電控單元有連續(xù)監(jiān)測(cè)四輪傳感器速度信號(hào)的功能。電控單元連續(xù)地檢測(cè)來(lái)自全部四個(gè)車輪傳感器傳來(lái)的脈沖電信號(hào),并將它們處理、轉(zhuǎn)換成和輪速成正比的數(shù)值,從這些數(shù)值
11、中電控單元可區(qū)別哪個(gè)車輪速度快,哪個(gè)車輪速度慢。電控單元根據(jù)四個(gè)輪子的速度實(shí)施防抱死制動(dòng)控制。電控單元以四個(gè)輪子的傳感器傳來(lái)的數(shù)據(jù)作為控制基礎(chǔ),一旦判斷出車輪將要抱死,它立刻就進(jìn)入防抱死控制狀態(tài),向液壓調(diào)節(jié)器輸出幅值為12V的脈沖控制電壓,以控制分泵(輪缸)上油路的通、斷,分泵上油壓的變化就調(diào)節(jié)了輪上的制動(dòng)力,使車輪不會(huì)因一直有較大的制動(dòng)力而讓車輪完全抱死(通與斷的頻率一般在312次/秒)。一般情況下,防抱死控制采用三通道的方式,即前輪分別有兩條油路控制,電控單元可分別對(duì)左前輪和右前輪分別進(jìn)行防抱死制動(dòng)控制,后輪只有一條油路控制。電控單元只能對(duì)兩個(gè)后輪進(jìn)行集中控制(一旦有一個(gè)后輪將要抱死,電控
12、單元同時(shí)對(duì)兩個(gè)后輪進(jìn)行防抱死控制)。2、ECU的故障保護(hù)控制功能ABS系統(tǒng)電控單元具有故障保護(hù)控制功能。如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障或受到暫時(shí)的干擾,電控單元會(huì)自動(dòng)關(guān)閉ABS系統(tǒng),讓普通制動(dòng)系統(tǒng)繼續(xù)工作。首先,電控單元能對(duì)自身的工作進(jìn)行監(jiān)控。由于電控單元中有兩個(gè)微處理器,它們同時(shí)接收、處理相同的輸入信號(hào),用與系統(tǒng)中相關(guān)的狀態(tài)電控單元的內(nèi)部信號(hào)和產(chǎn)生的外部信號(hào)進(jìn)行比較,看它們是否相同,從而對(duì)電控單元本身進(jìn)行校準(zhǔn)。這種校準(zhǔn)是連續(xù)的,如果不能同步,就說(shuō)明電控單元本身有問題,它會(huì)自動(dòng)停止防抱死制動(dòng)過程,而讓普通制動(dòng)系統(tǒng)照常工作。此時(shí),修理人員必須對(duì)ABS系統(tǒng)(包括電控單元)進(jìn)行檢查,以及時(shí)找出故障原因。圖1-5是
13、ABS系統(tǒng)電控單元內(nèi)部監(jiān)控工作的簡(jiǎn)要圖解。來(lái)自車輪速度傳感器的輸入信號(hào)同時(shí)被送到電控單元中的兩個(gè)微處理器和,在它們的邏輯模塊中處理后,輸出內(nèi)部信號(hào)(車輪速度信號(hào))和外部信號(hào)(給液壓調(diào)節(jié)器的信號(hào)),然后根據(jù)這兩種信號(hào)進(jìn)行比較、校對(duì)。邏輯模塊產(chǎn)生的內(nèi)部信號(hào)被送到兩個(gè)不同的比較器和中(每個(gè)處理器中有一個(gè)比較器),在那里進(jìn)行比較,如果它們不相同,電控單元將停止工作。微處理器產(chǎn)生的外部信號(hào)一路直接送到比較器,另一路由液壓調(diào)節(jié)器控制電路經(jīng)過反饋電路送到比較器。微處理器產(chǎn)生的外部信號(hào)直接送到比較器和。通過比較器進(jìn)行比較,如果外部信號(hào)不能同步,ABS系統(tǒng)電控單元將要關(guān)閉防抱死制動(dòng)系統(tǒng)。圖1-5 ABS系統(tǒng)電控
14、單元控制工作框圖ABS系統(tǒng)電控單元不僅能監(jiān)視自已內(nèi)部的工作過程,而且還能監(jiān)視ABS系統(tǒng)中其它部件的工作情況。它可按程序向液壓調(diào)節(jié)器的電路系統(tǒng)及電磁閥輸送脈沖檢查信號(hào),在沒有任何機(jī)械動(dòng)作的情況下完成功能是否正常的檢查。在ABS系統(tǒng)工作的過程中,電控單元還能監(jiān)視、判斷車輪傳感器送來(lái)的輪速信號(hào)是正常。ABS系統(tǒng)出現(xiàn)故障,例如制動(dòng)液損失、液壓壓力降低或車輪速度信號(hào)消失,電控單元都會(huì)自動(dòng)發(fā)出指令,讓普通制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)入工作,而ABS系統(tǒng)停止工作。對(duì)某個(gè)車輪速度傳感器損壞產(chǎn)生的信號(hào)輸出,只要它在可接受的極限范圍內(nèi),或由于較強(qiáng)的無(wú)線電高頻干擾而使傳感器發(fā)出超出極限的信號(hào),電控單元根據(jù)情況可能停止ABS系統(tǒng)的工作
15、或讓ABS系統(tǒng)繼續(xù)工作。這里要強(qiáng)調(diào)的是,任何時(shí)候琥珀(黃)色ABS系統(tǒng)故障指示燈燃亮不滅,就說(shuō)明電控單元已停止了ABS系統(tǒng)的工作或檢測(cè)到了系統(tǒng)的故障,駕駛員或用戶一定要進(jìn)行檢修,如果處理不了,應(yīng)及時(shí)送修理廠。二、車輪速度傳感器及工作原理車輪速度傳感器也叫輪速傳感器或轉(zhuǎn)速傳感器,它可以測(cè)出車輪與驅(qū)動(dòng)軸共同旋轉(zhuǎn)的齒圈數(shù),然后產(chǎn)生與車輪轉(zhuǎn)速成正比的交流信號(hào)。車輪速度傳感器將車輪輪速信號(hào)傳給ABS系統(tǒng)電控單元,電控單元通過計(jì)算決定是否開始或準(zhǔn)確地進(jìn)行防抱死制動(dòng)。因此,車輪速度傳感器十分重要。(一)車輪速度傳感器基本結(jié)構(gòu)車輪速度傳感器是一種由磁通量變化而產(chǎn)生感應(yīng)電壓的裝置,在每個(gè)車輪上安裝一個(gè),共四個(gè),
16、一般由磁感應(yīng)傳感頭與齒圈組成。傳感頭是一個(gè)靜止部件,通常由永久磁鐵、電磁線圈和磁極等構(gòu)成,安裝在每個(gè)車輪的托架上。齒圈是一個(gè)運(yùn)動(dòng)部件,一般安裝在輪轂上或輪軸上與車輪一起旋轉(zhuǎn)。齒圈上齒數(shù)的多少與車型、ABS系統(tǒng)電控單元有關(guān),波許公司的有100個(gè)齒。傳感頭磁極與齒圈的端面有一空氣隙,一般在1mm左右,通常可移動(dòng)傳感頭的位置來(lái)調(diào)整間隙(具體間隙的大小可查閱維修手冊(cè))。在實(shí)際安裝中,可用一個(gè)厚度與空氣隙大小一樣的紙盤貼在傳感頭的磁極面上,紙盤的另一面緊挨齒圈凸出端面,然后固定傳感頭即可。(二)車輪速度傳感器信號(hào)產(chǎn)生原理車輪速度傳感器與普通的交流電機(jī)原理相同。永久磁鐵產(chǎn)生一定強(qiáng)度的磁場(chǎng),齒圈在磁場(chǎng)中旋轉(zhuǎn)
17、時(shí),齒圈齒頂和電極之間的間隙就以一定的速度變化,這樣就會(huì)使齒圈和電極組成的磁路中的磁阻發(fā)生變化。其結(jié)果使磁通量周期性增減,在線圈兩端產(chǎn)生正比于磁通量增減速度,在線圈兩端產(chǎn)生正比于磁通量增減速度的感應(yīng)電壓,見圖1-6。將磁場(chǎng)強(qiáng)度換成電壓、磁阻換成電阻、磁通量換成電流,類比歐姆定律其工作原理很容易理解。因此,感應(yīng)電壓正比于車輪速度。圖1-6 輪速傳感器產(chǎn)生的電壓信號(hào)(三)車輪速度傳感器的工作原理車輪速度傳感器的工作原理如圖1-7所示。傳感頭與齒圈緊挨著固定,當(dāng)齒圈隨車輪旋轉(zhuǎn)時(shí),在永久磁鐵上的電磁感應(yīng)線圈中就產(chǎn)生一交流信號(hào)(這是因?yàn)辇X圈上齒峰與齒谷通過時(shí)引起磁場(chǎng)強(qiáng)弱變化的故障),交流信號(hào)的頻率與車輪
18、速度成正比,交流信號(hào)的振幅隨輪速的變化而變化(達(dá)科ABS(VI)最低轉(zhuǎn)速時(shí)電壓為0.1V,最高時(shí)為9V)。ABS電控單元通過識(shí)別傳感器發(fā)來(lái)交流信號(hào)的頻率來(lái)確定車輪的轉(zhuǎn)速,如果電控單元發(fā)現(xiàn)車輪的圓周減速度急劇增加,滑移率S達(dá)到20%時(shí),它立刻給液壓調(diào)節(jié)器發(fā)出指令,減小或停止車輪的制動(dòng)力,以免車輪抱死。圖1-7 車輪速度傳感器工作原理1-電控單元 2-傳感頭 3-齒圈 4-空氣隙 5-車速信號(hào)傳感器引出兩根線接入電控單元,這兩根線必須是屏蔽線。車輪速度傳感器或其線路如果有故障,ABS電控單元會(huì)自動(dòng)記錄故障,點(diǎn)燃故障指示燈,讓普通制動(dòng)系統(tǒng)繼續(xù)工作。(四)車速傳感器的安裝實(shí)例圖1-8 給出了常用的三種
19、車速傳感器的安裝形式。圖1-9(a)(b)(c)分別給出了前輪、后輪和車速傳感器的安裝實(shí)例。圖1-8 車速傳感器的安裝形式圖1-9(a) 前輪傳感器的安裝位置及傳感器剖面圖圖1-9(b) 后輪傳感器的安裝位置及傳感器剖面圖圖1-9(c) 車速傳感器安裝位置實(shí)例(五)汽車減速度傳感器ABS系統(tǒng)中另一種傳感器是汽車減速度傳感器(以下稱為G傳感器),見圖1-10。汽車減速度傳感器其作用是測(cè)出汽車制動(dòng)時(shí)的減速度,識(shí)別是否是雪路、冰路等易滑路面。現(xiàn)在只用于四輪驅(qū)動(dòng)汽車。(a)(b)圖1-10 汽車減速度傳感器(a)G傳感器外形 (b)G傳感器安裝位置圖圖1-11是采用水銀開關(guān)的G傳感器的剖面圖。這種水銀
20、開關(guān)如A-A剖面所示,與水平面有一定的夾角,汽車處于水平位置時(shí)開關(guān)處在“ON”狀態(tài)。汽車在低摩擦系數(shù)路面上制動(dòng)時(shí),由于減速度較小,開關(guān)內(nèi)的水銀不移動(dòng),開關(guān)仍保持在“ON”狀態(tài)。在高摩擦系數(shù)路面上制動(dòng)時(shí),因?yàn)闇p速度較大,開關(guān)內(nèi)的水銀離開觸點(diǎn),開關(guān)成為“OFF”狀態(tài)。這樣可識(shí)別出路面的摩擦系數(shù)信息并傳送到電子控制單元。圖1-11 G傳感器水銀開關(guān)采用水銀開關(guān)的G傳感器中,也有能傳遞前進(jìn)和后退兩個(gè)方向的路面信息,還有的在前進(jìn)方向上并列了兩個(gè)水銀開關(guān),即使一個(gè)有故障,另一個(gè)也能正常工作。其它形式的G傳感器還有采用霍爾元件的模擬方式、光學(xué)階梯檢測(cè)式、差動(dòng)變壓器等多種形式。三、液壓控制裝置汽車制動(dòng)系統(tǒng)隨車
21、型的不同有多種型式。ABS系統(tǒng)也因車型的不同而不同,根據(jù)性能和制造成本方面的差別分為多種形式。可按制動(dòng)控制系統(tǒng)的數(shù)目分類,也可按調(diào)節(jié)器的動(dòng)力源進(jìn)行分類。各廠家出于自已的需要,采用不同形式的ABS系統(tǒng),因此,調(diào)節(jié)器也有幾種主要形式。大體分為真空式、液壓式、機(jī)械式、空氣式、空氣液壓加力式(AOH),這里主要對(duì)液壓式控制裝置進(jìn)行介紹。液壓式調(diào)節(jié)器是用電磁閥和液壓泵產(chǎn)生的壓力控制制動(dòng)力的。每個(gè)車輪或每個(gè)系統(tǒng)內(nèi)部都有電磁閥,通過電磁閥直接或間接地控制制動(dòng)壓力。通常把直接控制制動(dòng)壓力的形式稱為循環(huán)式,把間接控制制動(dòng)壓力的形式稱為可變?nèi)莘e式。這里首先簡(jiǎn)要介紹液壓控制裝置的結(jié)構(gòu)組成,然后介紹典型調(diào)節(jié)器的工作過
22、程。(一)ABS系統(tǒng)液壓控制裝置的組成ABS液壓控制總成是在普通制動(dòng)系統(tǒng)的液壓裝置上經(jīng)設(shè)計(jì)后加裝ABS液壓調(diào)節(jié)器而形成的。普通制動(dòng)系統(tǒng)的液壓裝置是大家熟悉的,它一般包括真空助力器、雙缸式制動(dòng)總泵(主缸)、儲(chǔ)油箱、制動(dòng)分泵(輪缸)和雙液壓管路等。ABS液壓調(diào)節(jié)器裝在制動(dòng)總泵與分泵之間,如果是與總泵裝在一起的,我們稱為整體式,否則是非整體式。整體式ABS液壓控制裝置,除了普通制動(dòng)系統(tǒng)的液壓部件外,ABS液壓調(diào)節(jié)器通常由電動(dòng)泵、蓄壓器、主控制閥、電磁控制閥體(三對(duì)控制閥)和一些控制開關(guān)等組成。實(shí)質(zhì)上ABS系統(tǒng)就是通過電磁控制閥體上的三對(duì)控制閥控制分泵上的油壓迅速變大或變小,從而實(shí)現(xiàn)了防抱死制動(dòng)功能。
23、1、電動(dòng)泵和蓄壓器電動(dòng)泵和蓄壓器可使制動(dòng)液有很大的壓力,而較大的壓力正是ABS系統(tǒng)工作的基礎(chǔ)。電動(dòng)泵是一個(gè)高壓泵,它可在短時(shí)間內(nèi)將制動(dòng)液加壓(在蓄壓器中)到14000kPa18000kPa,并給整個(gè)液壓系統(tǒng)提供高壓制動(dòng)液體。電動(dòng)泵能在汽車起動(dòng)一分鐘內(nèi)完成上述工作。電動(dòng)泵的工作獨(dú)立于ABS電控單元,如果電控單元出現(xiàn)故障或接線有問題,電動(dòng)泵仍能正常工作。蓄壓器的結(jié)構(gòu)如圖1-12所示,在它的內(nèi)部充有氮?dú)猓纱鎯?chǔ)高壓和向制動(dòng)系統(tǒng)提供高壓。蓄壓器被一個(gè)隔板分成上下兩個(gè)腔室,上腔室充滿了氮?dú)猓虑皇页錆M了來(lái)自電動(dòng)泵的制動(dòng)液(蓄壓器下腔與電動(dòng)泵泵油腔相通)。要特別注意的是,禁止拆卸、分解蓄壓器,因?yàn)樾顗浩髦?/p>
24、的氮?dú)庠谄綍r(shí)有較大的壓力(8000kPa左右)。 圖1-12 蓄壓器電動(dòng)泵給蓄壓器下腔泵入制動(dòng)液,使隔板上移,在蓄壓器上腔的氮?dú)獗粔嚎s后產(chǎn)生壓力,反過來(lái)推動(dòng)隔板下移,會(huì)使蓄壓器下腔的制動(dòng)液始終保持大約14000kPa18000kPa的壓力。在普通制動(dòng)系統(tǒng)工作的時(shí)候(防抱死制動(dòng)系統(tǒng)沒有工作),蓄壓器就可提供較大壓力的制動(dòng)液到后輪制動(dòng)分泵;當(dāng)防抱死制動(dòng)系統(tǒng)工作時(shí),加壓的制動(dòng)液可進(jìn)入前、后輪制動(dòng)分泵。制動(dòng)系統(tǒng)中的所有高壓軟管用橡膠圈密封,如電動(dòng)泵泵腔與總泵液壓助力裝置之間的高壓軟管。制動(dòng)系統(tǒng)中的低壓軟管則使用金屬圈密封。注意:防抱死制動(dòng)系統(tǒng)工作時(shí)不使用普通制動(dòng)系統(tǒng)的真空助力器,而是蓄壓器給出的高壓。
25、如果電動(dòng)泵出現(xiàn)故障,制動(dòng)液壓力會(huì)下降很多,此時(shí)必須進(jìn)行修理,否則車輛不應(yīng)該運(yùn)行。2、主控制閥和電磁控制閥體主控制閥和電磁控制閥體是液壓調(diào)節(jié)器中很主要的部件,由它們完成防抱死制動(dòng)的控制(圖1-13)。圖1-13 主控制閥與電磁閥體(1)主控制閥主控制閥裝置是電操縱的一種開關(guān)閥。在防抱死制動(dòng)控制的時(shí)候,它接通液壓助力器的壓力腔與總泵內(nèi)部的油室,關(guān)閉通向儲(chǔ)油箱的回油路,這樣可提供連續(xù)的高壓制動(dòng)液,使ABS系統(tǒng)正常、有效地工作。防抱死制動(dòng)系統(tǒng)停止工作,主控制閥就關(guān)閉液壓助力器與總泵之間的油路,打開通向儲(chǔ)油箱的回油油路,蓄壓器的壓力不再經(jīng)過總泵到制動(dòng)分泵,而直接到回油油路。(2)電磁閥當(dāng)給螺線管通電時(shí),
26、在螺線管路中心產(chǎn)生磁場(chǎng),磁場(chǎng)強(qiáng)度與線圈匝數(shù)和通電電流之積成正比。若線圈帶有鐵芯,鐵芯就會(huì)變成磁力很強(qiáng)的磁鐵、產(chǎn)生吸引力。電磁閥就是根據(jù)這個(gè)原理制成的,它由螺線管、固定鐵心和可動(dòng)鐵心組成,見圖1-14。通過改變螺線管的電流改變磁場(chǎng)力,可以控制兩鐵心之間的吸引力,該力與彈簧力方向相反,從而控制了柱塞的位置。如圖1-14所示,柱塞上設(shè)有液體通道,柱塞位置決定了液體通道的開閉。圖1-14是3/3電磁閥(3閥口3位置變換型)的例子,根據(jù)電流的大小,可將柱塞控制在三個(gè)位置,改變?nèi)齻€(gè)閥口之間的通路。圖1-15是用符號(hào)表示的示意圖,圖中上段表示電流為零;中段電流小;下段電流大。圖1-14 3/3電磁閥的動(dòng)作圖
27、1-15 3/3電磁閥另外,還有一種應(yīng)用很廣的電磁閥。這種電磁閥電流分為兩個(gè)擋(ON和OFF),能把柱塞控制在兩個(gè)位置,改變制動(dòng)液的通路。電磁控制閥體固定在制動(dòng)總泵和液壓助力裝置的一側(cè)。閥體中有三對(duì)電磁控制閥,其中兩對(duì)分別控制兩個(gè)前輪的制動(dòng),一對(duì)控制兩個(gè)后輪的制動(dòng)。每對(duì)電磁閥中一個(gè)是常開輸入閥,一個(gè)是常閉輸出閥。在普通制動(dòng)系統(tǒng)的工作狀態(tài)下,制動(dòng)壓力通過常開的輸入電磁閥到制動(dòng)泵。如果系統(tǒng)進(jìn)入防抱死制動(dòng)狀態(tài),ABS電控單元發(fā)出指令,使輸入、輸出電磁閥適時(shí)打開和關(guān)閉,讓制動(dòng)分泵的壓力快速變化(增壓或減壓),防止車輪在制動(dòng)時(shí)被完全抱死。ABS電控單元控制速度很高,它可在防抱死制動(dòng)過程中打開,關(guān)閉相應(yīng)的
28、輸入、輸出電磁閥,頻率高達(dá)每秒12次。如果ABS系統(tǒng)出現(xiàn)故障,輸入電磁閥始終常開,輸出電磁閥始終常閉,使普通制動(dòng)系統(tǒng)能正常工作而ABS系統(tǒng)不能工作,直到系統(tǒng)故障被排除為止。3、壓力控制、壓力警告和液位指示開關(guān)在電動(dòng)泵旁邊有一個(gè)裝有開關(guān)的裝置,開關(guān)與泵有聯(lián)系,裝置中就有壓力控制和壓力警告功能的觸點(diǎn)開關(guān),而液位開關(guān)在油箱上方。壓力控制開關(guān)(PCS)是由一組觸點(diǎn)組成,它獨(dú)立于ABS電控單元而工作。壓力開關(guān)一般位于蓄壓器下面,監(jiān)視著蓄壓器下腔的液壓壓力。當(dāng)液壓壓力下降到一定的數(shù)值(一般是14000kPa)時(shí),壓力開關(guān)閉合,使電動(dòng)泵繼電器下面電路構(gòu)成回路(電動(dòng)泵繼電器通電,觸點(diǎn)閉合),電源通過此電路讓電
29、動(dòng)泵運(yùn)轉(zhuǎn)。如果壓力控制開關(guān)發(fā)生故障,盡管這時(shí)蓄壓器仍能提供較大的壓力,最終會(huì)導(dǎo)致ABS液壓系統(tǒng)中的壓力下降,因此,必須對(duì)壓力控制開關(guān)進(jìn)行檢查,待故障排除后再讓汽車運(yùn)行。壓力警告開關(guān)(PWS)有兩個(gè)功能,當(dāng)壓力下降到14000kPa以下時(shí)先點(diǎn)亮紅色制動(dòng)系統(tǒng)故障指示燈,然后緊接著點(diǎn)亮琥珀色ABS故障指示燈,同時(shí)讓ABS電控單元停止防抱死制動(dòng)的工作。制動(dòng)液油箱里的液位指示開關(guān)(FLI)有兩個(gè)觸點(diǎn),當(dāng)制動(dòng)液面下降到一定程度時(shí),上面的觸點(diǎn)閉合,下面的觸點(diǎn)打開。上面觸點(diǎn)的閉合點(diǎn)亮紅色制動(dòng)系統(tǒng)故障指示燈,它提醒駕駛員要對(duì)車輛的制動(dòng)液進(jìn)行檢查。下面觸點(diǎn)的打開切斷了通向ABS電控單元的電路,發(fā)出使電控單元停止防
30、抱死制動(dòng)控制的信號(hào),電控單元停止工作的同時(shí)點(diǎn)亮琥珀色ABS故障指示燈。紅色故障燈比琥珀色故障燈先亮。4、繼電器和電控單元保護(hù)二極管防抱死制動(dòng)系統(tǒng)中的繼電器和電控單元保護(hù)二極管,不是液壓系統(tǒng)中的部件,由于它們較為重要又與液壓系統(tǒng)的控制有關(guān),因此進(jìn)行特別介紹。在ABS系統(tǒng)中,一般有兩個(gè)繼電器,一個(gè)是灰色主電源繼電器,另一個(gè)是棕色電動(dòng)泵繼電器。主電源繼電器通過點(diǎn)火開關(guān)供給ABS電控單元電能。只要發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)ABS電控單元就會(huì)感知并起動(dòng)系統(tǒng)自檢程序,檢查ABS系統(tǒng)是否良好。如果主電源繼電器損壞,電控單元就會(huì)知道并讓ABS系統(tǒng)停止工作(普通制動(dòng)系統(tǒng)繼續(xù)工作)直到主電源繼電器修復(fù)為止。電動(dòng)泵繼電器主要給電動(dòng)
31、泵接通電源。當(dāng)點(diǎn)火開關(guān)接通后,電流通過壓力控制開關(guān)(接通狀態(tài))使電動(dòng)泵繼電器導(dǎo)通,控制電動(dòng)泵的觸點(diǎn)閉合,蓄電池直接給電動(dòng)泵供電使其工作。如果電動(dòng)泵繼電器損壞或發(fā)生故障,電動(dòng)泵就不能運(yùn)行,必然導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)壓力下降而無(wú)法工作,此時(shí)車輛要停止運(yùn)行,直到將電動(dòng)泵繼電器修復(fù)為止。ABS電控單元保護(hù)二極管可起到保護(hù)電控單元的作用。這個(gè)二極管裝在主電源繼電器和琥珀色ABS故障指示燈之間,防止電流由蓄電池的正極通過主電源繼電器直接流向電控單元而引起電控單元損壞。5、故障指示燈ABS系統(tǒng)帶有兩個(gè)故障指示燈,一個(gè)是紅色制動(dòng)故障指示燈,另一個(gè)是琥珀色(黃色)ABS故障指示燈。兩個(gè)故障指示燈正常閃亮的情況如下:當(dāng)點(diǎn)火
32、開關(guān)打開時(shí),紅色制動(dòng)燈與琥珀色ABS燈幾乎同時(shí)亮,制動(dòng)燈亮的時(shí)間較短,ABS燈會(huì)亮的長(zhǎng)一些(約3s);啟動(dòng)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)后,蓄壓器要建立系統(tǒng)壓力,此時(shí)兩燈泡會(huì)再亮一次,時(shí)間可達(dá)十幾秒甚至幾十秒鐘。紅色制動(dòng)燈在停車駐車制動(dòng)時(shí)也應(yīng)亮。如果在上述情況下燈不亮,就說(shuō)明故障指示燈本身及線路有故障。紅色制動(dòng)故障指示燈常亮,說(shuō)明制動(dòng)液不足或蓄壓器中的壓力下降(低于14000kPa),此時(shí)普通制動(dòng)系統(tǒng)與ABS均不能正常工作,要檢查故障原因及時(shí)排除。琥珀色ABS故障指示燈常亮,說(shuō)明電控單元發(fā)現(xiàn)ABS系統(tǒng)中有問題,要及時(shí)檢修。(二)典型調(diào)節(jié)器的工作過程1、循環(huán)式調(diào)節(jié)器這種形式是在汽車原有的制動(dòng)管路中串聯(lián)進(jìn)電磁閥,直接
33、控制壓力的增減。下面就調(diào)節(jié)器的工作過程作一說(shuō)明。(1)常規(guī)制動(dòng)過程:常規(guī)制動(dòng)時(shí)電磁閥不通電,柱塞處于圖1-16所示的位置,主缸和輪缸是相通的,主缸可隨時(shí)控制制動(dòng)壓力的增減。這時(shí),液壓泵也不需要工作。圖1-16 ABS不工作(常規(guī)制動(dòng)過程)(2)減壓過程當(dāng)電磁閥通入較大的電流時(shí),柱塞移至上端,主缸和輪缸的通路被截?cái)啵喐缀鸵簤河拖浣油ǎ喐椎闹苿?dòng)液流入液壓油箱,制動(dòng)壓力降低。與此同時(shí),驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng),帶動(dòng)液壓泵工作,把流回液壓油箱的制動(dòng)液加壓后輸送到主缸,為下一個(gè)制動(dòng)周期作好準(zhǔn)備,見圖1-17。圖1-17 ABS工作(減壓過程)這種液壓泵叫再循環(huán)泵。它的作用把減壓過程中的輪缸流回的制動(dòng)液送回高壓
34、端,這樣可以防止ABS工作時(shí)制動(dòng)踏板行程發(fā)生變化。因此,在ABS工作過程中液壓泵必須常開。(3)保壓過程給電磁閥通入較小的電流時(shí),柱塞移至圖1-18所示的位置,所有的通道都被截?cái)啵裕鼙3种苿?dòng)壓力。圖1-18 ABS工作(保壓過程)(4)增壓過程電磁閥斷電后,柱塞又回到圖1-16所示的初始位置。主缸和輪缸再次相通,主缸端的高壓制動(dòng)液(包括液壓泵輸出的制動(dòng)液)再次進(jìn)入輪缸,增加了制動(dòng)壓力,見圖1-19。增壓和減壓速度可以直接通過電磁閥的進(jìn)出油口來(lái)控制。圖1-19 ABS工作(增壓過程)直接控制式液壓裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、靈敏性好。對(duì)于這種方式,液壓泵工作時(shí)的高壓制動(dòng)液返回主缸時(shí),或增壓過程制動(dòng)液從主
35、缸流回瞬間,制動(dòng)踏板行程均會(huì)發(fā)生變化(叫踏板反應(yīng))。這種反應(yīng)能讓駕駛員知道ABS開始工作,這是一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。但是,也有不少駕駛員對(duì)踏板反應(yīng)有不舒適感。下面舉例介紹降低踏板反應(yīng)的壓力調(diào)節(jié)器。(5)帶減緩踏板反應(yīng)裝置的壓力調(diào)節(jié)器圖1-20是循環(huán)式調(diào)節(jié)器的基本工作原理。在液壓泵和主缸間的管路中設(shè)置一個(gè)單向閥,不讓高壓制動(dòng)液直接進(jìn)入主缸,而是進(jìn)入儲(chǔ)能器中暫時(shí)儲(chǔ)存起來(lái)。ABS的增壓過程主要是由儲(chǔ)能器供給高壓制動(dòng)液。因此,可以抑制ABS工作過程中產(chǎn)生的踏板行程變化。圖1-20 循環(huán)式調(diào)節(jié)器工作原理2、可變?nèi)莘e式調(diào)節(jié)器可變?nèi)莘e式調(diào)節(jié)器是在汽車原有的制動(dòng)管路上增加一套液壓裝置,用它控制制動(dòng)管路容積的增減,從而控制
36、制動(dòng)壓力的變化。其特征是有一個(gè)動(dòng)力活塞。這種方式隨結(jié)構(gòu)的不同,既有有踏板反應(yīng)的,也有無(wú)踏板反應(yīng)的。下面以動(dòng)力活塞為主,對(duì)可變?nèi)莘e式調(diào)節(jié)器的工作原理作一說(shuō)明。(1)常規(guī)制動(dòng)過程:如圖1-21所示,動(dòng)力活塞被一較大的彈簧力推至左端,活塞頂端有一推桿頂開單向閥,使主缸和輪缸之間的管路接通。這種狀態(tài)是ABS工作之前或工作之后的常規(guī)制動(dòng)工況,主缸直接控制制動(dòng)壓力的增減。當(dāng)主缸的輸出壓力與B最大值所要求的壓力基本相等時(shí),即使在ABS工作過程中也會(huì)出現(xiàn)這種工況。圖1-21 ABS不工作(常規(guī)制動(dòng)過程)(2)減壓過程:減壓過程如圖1-22所示,動(dòng)力活塞右移,單向閥關(guān)閉,主缸和輪缸之間的通路被切斷。圖1-22中
37、部的電磁閥通入較大的電流,電磁閥內(nèi)的柱塞移到右邊,儲(chǔ)能器中儲(chǔ)存的高壓液體通過管路作用在動(dòng)力活塞的左側(cè),產(chǎn)生一個(gè)與彈簧力方向相反的作用力。圖中粗實(shí)線部分表示的是輪缸側(cè)的管路容積,與圖1-21相比,因動(dòng)力活塞右移而使輪缸側(cè)容積增加了V2,制動(dòng)壓力減少的幅度決定于輪缸側(cè)管路容積的增加量。圖1-22 ABS工作(減壓過程)(3)保壓過程:如圖1-23所示,給電磁閥通入較小的電流,電磁閥柱塞移到左邊,作用在活塞左側(cè)的液壓得以保持,動(dòng)力活塞兩端承受的作用力相等。因此動(dòng)力活塞靜止不動(dòng),管路容積也不發(fā)生變化,能夠保持制動(dòng)壓力。圖1-23 ABS工作(保壓過程)(4)增壓過程:圖1-24所示,動(dòng)力活塞準(zhǔn)備左移,
38、將要返回圖1-21所示的初始位置。這時(shí),由于電磁閥斷磁,柱塞回到左端初始位置,作用在動(dòng)力活塞左側(cè)的高壓被解除,動(dòng)力活塞受力失去平衡,制動(dòng)液泄入液壓油箱。輪缸側(cè)容積增加量V2在此期間減小,制動(dòng)壓力增加至初始值P1。圖1-24 ABS工作(增壓過程)這種方式的特點(diǎn)是通過改變電磁閥柱塞的位置來(lái)控制動(dòng)力活塞的移動(dòng),改變缸側(cè)管路容積,利用這種變化間接地控制制動(dòng)壓力的增減。其制動(dòng)壓力的增減速度取決于動(dòng)力活塞的移動(dòng)速度。3、其它可變?nèi)莘e式調(diào)節(jié)器(1)旁通式:旁通式調(diào)節(jié)器如圖1-25所示,正常情況下旁通閥受儲(chǔ)能器的高壓作用,不讓主缸的制動(dòng)液直接進(jìn)入輪缸。而是通過衰減閥和旁通閥之后進(jìn)入輪缸。圖1-25 旁通式調(diào)
39、節(jié)器開始減壓時(shí),通過衰減閥的激磁線圈關(guān)閉A,打開B。開始增壓時(shí)恰好與之相反。若液壓泵發(fā)生故障、儲(chǔ)能器高壓消失時(shí),衰減閥和旁通閥的球閥同時(shí)移至左端而關(guān)閉(此時(shí)旁通閥右室的右閥打開),主缸壓力經(jīng)過旁通閥的右室直接傳到輪缸,恢復(fù)到常規(guī)制動(dòng)方式。這種結(jié)構(gòu)相當(dāng)于帶有安全裝置。(2)本田式:本田式調(diào)節(jié)器如圖1-26所示,其特征是在正常情況下主缸的制動(dòng)液不能直接進(jìn)入輪缸。主缸的制動(dòng)液首先進(jìn)入壓力轉(zhuǎn)換器,由于壁面A是固定的,活塞B向左移,C室的制動(dòng)液進(jìn)入輪缸。這時(shí),吸液閥關(guān)閉、放液閥打開,故D室的制動(dòng)液可自由地流入液壓油箱。保壓時(shí),放泄閥被激磁線圈關(guān)閉,D室的制動(dòng)液泄流被切斷,活塞B停止移動(dòng),所以,能保持輪缸
40、的液體壓力。減壓時(shí),吸液閥被激磁線圈打開,儲(chǔ)能器對(duì)D室加壓,推動(dòng)活塞B右移返回。此外,在增壓過程中,吸流閥和放泄閥均處于消磁狀態(tài),活塞B返回初始位置,輪缸的制動(dòng)壓力隨著主缸的壓力升高而增大。圖1-26 本田式調(diào)節(jié)器(三)波許ABS系統(tǒng)的工作圖1-27是德國(guó)波許(Bosch)ABS系統(tǒng),圖中的3是液壓調(diào)節(jié)器,它主要由電磁閥3a,儲(chǔ)油器3b和蓄壓泵3c等組成。在正常制動(dòng)的時(shí)候,ABS電控單元5不控制液壓調(diào)節(jié)器3工作,上面的輸入閥開啟,下面的輸出閥關(guān)閉,由制動(dòng)總泵4通向車輪制動(dòng)分泵2的油路暢通無(wú)阻,制動(dòng)力的大小與制動(dòng)踏板踩下的程度成比例,即增壓狀態(tài)(圖1-27(a)。如果車輪開始抱死,ABS電控單元
41、5就會(huì)判斷出來(lái),并發(fā)出指令使液壓調(diào)節(jié)器3通電。在液壓調(diào)節(jié)器中,由于電磁閥的銜鐵上裝有一個(gè)預(yù)緊彈簧,其彈簧力限制了銜鐵在兩個(gè)不同控制電流下的行程,因此當(dāng)ABS電控單元控制液壓調(diào)節(jié)器處于半通電狀態(tài)時(shí),只有上面的輸入閥關(guān)閉(圖1-27(b)),制動(dòng)總泵至車輪制動(dòng)分泵2的通道被切斷,使車輪的制動(dòng)壓力保持不變,制動(dòng)力恒定。倘若車輪繼續(xù)抱死,ABS就會(huì)控制液壓調(diào)節(jié)器處于全通電狀態(tài),下面的輸出閥開啟(圖1-27(c)),車輪制動(dòng)分泵2接通回油通道,車輪制動(dòng)力下降,車輪速度開始上升。此時(shí)ABS電控單元再給液壓調(diào)節(jié)器斷電,車輪的制動(dòng)力會(huì)上升。這樣反復(fù)循環(huán)控制,將車輪的滑移率S控制在20%左右,達(dá)到最佳制動(dòng)的目的
42、。圖1-27 波許ABS系統(tǒng)的工作1-車輪速度傳感器 2-制動(dòng)分泵 3-液壓調(diào)節(jié)器 4-制動(dòng)總泵 5-ABS電控單元圖1-28 是ABS系統(tǒng)工作時(shí)的控制循環(huán)圖。當(dāng)ABS電控單元計(jì)算出車輪的圓周加速度數(shù)值低于某一極限值-Q時(shí),說(shuō)明車輪開始抱死,電控單元控制液壓調(diào)節(jié)器轉(zhuǎn)換到保壓狀態(tài);如果車輪繼續(xù)抱死,電控單元控制液壓調(diào)節(jié)器處于減壓狀態(tài),并在-Q值存在的時(shí)候一直保持減壓狀態(tài),這時(shí)車輪加速度變大(其絕對(duì)值在-Q0段減小,在0+A段增加);當(dāng)加速度超過-Q值時(shí),調(diào)節(jié)器又處于保壓狀態(tài),直到加速度值超過+A后,液壓調(diào)節(jié)器再進(jìn)行加壓。如此循環(huán)控制,車速很快下降,使制動(dòng)力過程即安全又不磨耗輪胎,并且制動(dòng)距離短。
43、圖1-28 ABS系統(tǒng)控制循環(huán)圖(四)達(dá)科(VI)ABS系統(tǒng)的工作圖1-29所示達(dá)科(VI)ABS系統(tǒng),從整個(gè)系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)與基本原理來(lái)說(shuō),與上面介紹的完全一樣,但液壓調(diào)節(jié)器的結(jié)構(gòu)與工作過程有一定的特點(diǎn)。圖1-29 達(dá)科(VI)ABS系統(tǒng)1-制動(dòng)總泵 2-制動(dòng)故障指示燈(紅) 3-后制動(dòng)器(鼓式) 4-制動(dòng)油管路 5-ABS故障指示燈(琥珀色) 6-液壓調(diào)節(jié)器 7-ABS電控單元 8-前輪制動(dòng)器(盤式)達(dá)科(VI)ABS系統(tǒng)液壓調(diào)節(jié)器位于制動(dòng)總泵和分泵之間,與總泵組合成一體。在液壓調(diào)節(jié)器上裝有電磁閥,控制每個(gè)前輪的各一個(gè),控制兩個(gè)后輪的一個(gè),共三個(gè),但它只在ABS電控單元的控制下關(guān)閉或接通去制
44、動(dòng)分泵的油路;單向球閥受活塞的上下移動(dòng)來(lái)控制開啟或關(guān)閉,而活塞的上下移動(dòng)是靠馬達(dá)體中的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn),最終帶動(dòng)螺栓旋轉(zhuǎn)來(lái)完成的。圖1-30是控制前輪的液壓調(diào)節(jié)器工作原理圖。當(dāng)正常制動(dòng)時(shí),電磁閥不工作,油路處在開啟狀態(tài),活塞位于上方,單向球閥也開啟,制動(dòng)總泵的制動(dòng)液可通過電磁閥、單向球閥到前制動(dòng)器進(jìn)行制動(dòng)。此時(shí)電磁制動(dòng)器EMB不通電,即處于制動(dòng)。電動(dòng)機(jī)不能轉(zhuǎn)動(dòng),活塞保持在上方位置不動(dòng)。當(dāng)ABS系統(tǒng)工作時(shí),電磁閥通電工作,油路被切斷,這時(shí)電磁制動(dòng)器EMB通電使電動(dòng)機(jī)釋放,活塞在電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)下稍向下移動(dòng),單向球閥關(guān)閉,球閥與活塞之間出現(xiàn)小的空間。ABS電控單元根據(jù)車輪速度傳感器傳來(lái)的車速信號(hào),控
45、制電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn),旋轉(zhuǎn)速度通過齒輪減速后傳給螺栓,使活塞上下調(diào)整。活塞上移,空間變小,油壓變大,制動(dòng)力增加,即加壓狀態(tài);活塞不動(dòng),油壓不變,即保壓狀態(tài);活塞下降,油壓變小,即減壓狀態(tài)。就這樣減壓、保壓和加壓的循環(huán)控制,使車輪的制動(dòng)保持在最佳狀態(tài),車輪不會(huì)被完全抱死。圖1-30 控制前輪的液壓調(diào)節(jié)器1-電磁閥 2-盤式制動(dòng)器 3-活塞 4-螺栓 5-電動(dòng)機(jī) 6-電磁制動(dòng)器(EMB) 7-通向后制動(dòng)器 8-真空助力器 9-制動(dòng)總泵 10-單向球閥圖1-31 是控制后輪的液壓調(diào)節(jié)器工作原理圖,整個(gè)工作過程與前輪的基本相同。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)螺栓旋轉(zhuǎn),再通過一平板控制兩個(gè)活塞上下移動(dòng),使兩個(gè)單向閥與活塞間的小空間
46、變化,實(shí)施兩后輪保壓,增壓和減壓的ABS控制。控制后輪的液壓調(diào)節(jié)器中沒有電磁閥,結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單。這是因?yàn)橹苿?dòng)時(shí)前輪比后輪承擔(dān)更大負(fù)荷的緣故。圖1-31 控制后輪的液壓調(diào)節(jié)器 1-液壓油流向 2-后制動(dòng)器 3-活塞 4-螺栓四、驅(qū)動(dòng)控制簡(jiǎn)介(一)驅(qū)動(dòng)控制裝置隨著機(jī)動(dòng)車輛的普及和交通的增加,駕駛員對(duì)汽車起步性能和操縱性能的要求日益提高。汽車行駛過程中,駕駛員、汽車和環(huán)境三者的關(guān)系如圖1-32所示。汽車還可進(jìn)一步分為自動(dòng)控制系統(tǒng)和被控制的對(duì)象(車體)。駕駛員控制汽車是指操縱油門、制動(dòng)踏板和方向盤,按照自已的意圖控制汽車,當(dāng)然任何時(shí)候這三者必須處于可控狀態(tài),這是首要條件。汽車與環(huán)境之間最重要的是車輪和路面
47、的摩擦面,摩擦狀況必須處于可控狀態(tài),即滑移率必須在允許范圍之內(nèi)。要想準(zhǔn)確控制滑移率,必須采用比人工控制快得多的制動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)(ABS系統(tǒng))和驅(qū)動(dòng)自動(dòng)控制系統(tǒng)(ASR系統(tǒng))。圖1-32 ABS裝置/ABS裝置的閉路控制系統(tǒng)ABS是防止制動(dòng)過程中的車輪抱死、保持方向穩(wěn)定性和操縱性并能縮短制動(dòng)距離的裝置。與此相反,驅(qū)動(dòng)控制裝置(以下簡(jiǎn)稱ASR)的作用是防止汽車加速過程中的打滑,特別防止汽車在非對(duì)稱路面或在轉(zhuǎn)彎時(shí)驅(qū)動(dòng)輪的空轉(zhuǎn),保持方向穩(wěn)定性、操縱性,維持最大驅(qū)動(dòng)力的裝置。也可以說(shuō),在控制車輪和路面間的滑移率這一點(diǎn)上ABS和ASR是采用相同的技術(shù),但兩者所控制的車輪滑移方向是相反的。轎車的比重量(重量
48、/輸出功率)正在逐步減少,今后還會(huì)繼續(xù)發(fā)展。也就是說(shuō),發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩相對(duì)較大。在附著系數(shù)較小的路面上要謹(jǐn)慎地控制油門。對(duì)于大功率的后驅(qū)動(dòng)車,若猛加油門又快速放松的話,將使汽車發(fā)生不規(guī)則的旋轉(zhuǎn);對(duì)前驅(qū)動(dòng)車,會(huì)使驅(qū)動(dòng)輪空轉(zhuǎn),方向失去控制。目前,常采用以下兩種方法防止驅(qū)動(dòng)輪的空轉(zhuǎn)。對(duì)將要空轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)輪施加制動(dòng)力的制動(dòng)控制方式。調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)加在車輪上的扭矩,使車輪滑移率保持在最佳范圍的發(fā)動(dòng)機(jī)控制方式內(nèi)。制動(dòng)控制方式比發(fā)動(dòng)機(jī)控制方式反應(yīng)速度快,能有效地防止汽車起步時(shí)或從高路面突然進(jìn)入低路面時(shí)的車輪空轉(zhuǎn)。制動(dòng)控制方式還能對(duì)每個(gè)驅(qū)動(dòng)輪獨(dú)立控制,與差速器鎖止裝置具有同樣的功能。發(fā)動(dòng)機(jī)控制方式則是根據(jù)路面狀況供給車輪最
49、佳的驅(qū)動(dòng)力矩。利用燃料噴射量、點(diǎn)火時(shí)間、節(jié)氣門開度來(lái)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出扭矩。這兩種防止車輪空轉(zhuǎn)的方法可單獨(dú)應(yīng)用,也可以組合起來(lái)使用。(二)ASR的原理眾所周知,作用在車輪上的驅(qū)動(dòng)力和側(cè)向力是依賴于摩擦的存在。驅(qū)動(dòng)力和側(cè)向力是相互約束的,若驅(qū)動(dòng)力增大,側(cè)向力就不得不減小。驅(qū)動(dòng)輪發(fā)生滑轉(zhuǎn)時(shí),側(cè)向力是很小的。此時(shí)若有很小的外力或路面傾斜等原因均會(huì)使車輪發(fā)生側(cè)滑。為了防止滑轉(zhuǎn),必須適當(dāng)降低驅(qū)動(dòng)力,大幅度提高側(cè)向力,增大抵抗側(cè)滑的能力。ABS和ABS都是為增加汽車抵抗側(cè)滑能力的,但ABS的作用只是將滑移率控制的小一些。稍微減少驅(qū)動(dòng)力,側(cè)向力就會(huì)提高,這一點(diǎn)與ABS是不同的。(三)ASR的控制方法1、發(fā)動(dòng)機(jī)
50、扭矩調(diào)整方式汽油機(jī)可根據(jù)前面介紹的燃料噴射量、點(diǎn)火時(shí)間、節(jié)氣門開度來(lái)調(diào)整發(fā)動(dòng)機(jī)輸出扭矩。在這些參數(shù)中,從加速圓滑和燃燒完全來(lái)看,調(diào)整節(jié)氣門最好,但調(diào)整節(jié)氣門反應(yīng)速度較慢。調(diào)整點(diǎn)火時(shí)間和燃料噴射量反應(yīng)速度較快,能補(bǔ)償調(diào)整節(jié)氣門的不足。延遲點(diǎn)火時(shí)間能夠減少發(fā)動(dòng)機(jī)摶矩,但控制不好易造成失火。燃料無(wú)法燃燒,增加了排氣凈化裝置中催化劑的負(fù)擔(dān)。如果只減少燃料噴射量,因受燃燒室內(nèi)廢氣的影響而使燃燒過程延遲。柴油機(jī)只控制噴射量就可以得到理想的反應(yīng)速度。2、驅(qū)動(dòng)輪制動(dòng)控制方式這種方法是對(duì)發(fā)生空轉(zhuǎn)的驅(qū)動(dòng)輪直接施加制動(dòng),反應(yīng)時(shí)間最短。為使制動(dòng)過程平穩(wěn),應(yīng)緩慢升高制動(dòng)壓力。驅(qū)動(dòng)輪制動(dòng)控制方法還能起到差速鎖的作用。如圖
51、1-33所示,右驅(qū)動(dòng)輪行駛在高路面上,左驅(qū)動(dòng)輪行駛在低路面上,此時(shí),若汽車加速,盡管高側(cè)車輪能夠產(chǎn)生較大的驅(qū)動(dòng)力,但由于差速器的作用,低側(cè)車輪只能產(chǎn)生很小的驅(qū)動(dòng)力。這時(shí),如果對(duì)低側(cè)車輪施加制動(dòng),將在制動(dòng)盤有效半徑上產(chǎn)生作用力,通過差速器在高側(cè)車輪上產(chǎn)生作用力(與制動(dòng)盤有效半徑和驅(qū)動(dòng)車輪的驅(qū)動(dòng)半徑有關(guān))。作用于驅(qū)動(dòng)車輪上的總驅(qū)動(dòng)力可增大到最大值。圖1-33 制動(dòng)控制時(shí)產(chǎn)生的差速鎖作用當(dāng)然,為了防止制動(dòng)過熱,這各方法只限于低速行駛時(shí)短時(shí)間使用。3、LSD(Limited-Slip-Differential)控制為了讓ABS在最佳狀態(tài)下工作,希望各車輪獨(dú)立旋轉(zhuǎn)。安裝了差速器鎖止裝置或中心傳動(dòng)鎖止裝置
52、不利于ABS實(shí)現(xiàn)最佳控制。LSD能對(duì)差速器鎖止裝置進(jìn)行控制,使鎖止范圍從0%變化到100%,因此有利于ABS的控制。帶有LSD的ASR裝置如圖1-34所示,電子控制單元控制多片離合器油壓的增減,使驅(qū)動(dòng)輪的滑移率之差在允許的范圍之內(nèi)。帶有LSD的ASR裝置能夠有效地控制驅(qū)動(dòng)力,提高汽車在左右輪滑移率不同的分離路面上行駛能力。圖1-34 具有LSD功能的ASR第三節(jié) ABS系統(tǒng)的檢修一、ABS系統(tǒng)檢修的基本內(nèi)容ABS系統(tǒng)檢修的基本內(nèi)容包括故障診斷與檢查、故障排除與修理、定期保養(yǎng)與維護(hù)。根據(jù)ABS的特點(diǎn),具有一些特殊的檢查、診斷和修理方法。(一)診斷與檢查的基本內(nèi)容特定的診斷與檢查可及時(shí)發(fā)現(xiàn)ABS系
53、統(tǒng)中的故障,是維修中非常重要的部分。對(duì)于不同的車型,甚至同一系列不同年代生產(chǎn)的車型,診斷與檢查的方法和程序都會(huì)有所不同,這一點(diǎn)只要比較相應(yīng)的維修手冊(cè)便可知道。但是ABS系統(tǒng)基本診斷與檢查方法的內(nèi)容是不變的,它們一般包括如下4個(gè)步驟:(1)初步檢查(2)故障自診斷(3)快速檢查(4)故障指示燈診斷通常情況下,只要按照上述4個(gè)步驟進(jìn)行診斷與檢查,就會(huì)迅速找到ABS系統(tǒng)的故障點(diǎn)。故障自診斷是汽車裝用電控單元后給修理人員提供的快速自動(dòng)故障診斷法,在整個(gè)診斷與檢查中占有極為重要的地位,在后面將集中介紹自診斷方法。(二)修理的基本內(nèi)容通過診斷與檢查后,一旦準(zhǔn)確地判斷出ABS系統(tǒng)中的故障部位,就可以進(jìn)行調(diào)整
54、、修復(fù)或換件,直到故障被排除為止。修理的步驟通常如下。(1)泄去ABS系統(tǒng)中的壓力。(2)對(duì)故障部位進(jìn)行調(diào)整、拆卸、修理或換件,最后進(jìn)行安裝。這一切必須按相應(yīng)的規(guī)定進(jìn)行。(3)按規(guī)定步驟進(jìn)行放氣。如果是車輪速度傳感器或電控單元有故障,可以不進(jìn)行第一和第三步驟,只需按規(guī)定進(jìn)行傳感器的調(diào)整、更換即可,ABS電控單元損壞只能更換。(三)ABS維修的注意事項(xiàng)(1)ABS系統(tǒng)與普通制動(dòng)系統(tǒng)是不可分的,普通制動(dòng)系統(tǒng)一出現(xiàn)問題,ABS系統(tǒng)就不能正常工作。因此,要將二者視為整體進(jìn)行維修,不能只把注意力集中于傳感器、電控單元和液壓調(diào)節(jié)器上。(2)ABS電控單元對(duì)過電壓、靜電非常敏感,如有不慎就會(huì)損壞電控單元中的
55、芯片,造成整個(gè)ABS癱瘓。因此,點(diǎn)火開關(guān)接通時(shí)不要插或拔電控單元上的連接器;在車上進(jìn)行電焊之前,要戴好防靜電器(也可用導(dǎo)線一頭纏在手腕上,一頭纏在車體上),拔下電控單元上的連接器后再進(jìn)行電焊;給蓄電池進(jìn)行專門充電時(shí),要將電池從車上拆卸下來(lái)或摘下蓄電池電纜后再進(jìn)行充電。(3)維修車輪速度傳感器時(shí)一定要十分小心。卸時(shí)注意不要碰傷傳感器頭,不要用傳感器齒圈當(dāng)做撬面,以免損壞。安裝時(shí)應(yīng)先涂覆防銹油,安裝過程中不可敲擊或用蠻力。一般情況下,傳感器氣隙是可調(diào)的(也有不可調(diào)的),調(diào)整時(shí)應(yīng)使用非磁性塞卡,如塑料或銅塞卡,當(dāng)然也可使用紙片。(4)維修ABS液壓控制裝置時(shí),切記要首先進(jìn)行泄壓,然后再按規(guī)定進(jìn)行修理
56、。例如制動(dòng)主缸和液壓調(diào)節(jié)器設(shè)計(jì)在一起的整體ABS,其蓄壓器存儲(chǔ)了高達(dá)18000kPa的壓力,修理前要徹底泄去,以免高壓油噴出傷人。(5)制動(dòng)液要至少每隔兩年要換一次,最好是每年更換一次。這是因?yàn)镈OT3乙二醇型制動(dòng)液的吸濕性很強(qiáng),含水分的制動(dòng)液不僅使制動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生腐蝕,而且會(huì)使制動(dòng)效果明顯下降,影響ABS的正常工作。注意不要使用DOT5硅酮型制動(dòng)液,更換和存儲(chǔ)的制動(dòng)液以及器皿要清潔,不要讓污物、灰塵進(jìn)入液壓控制裝置,制動(dòng)液不要沾到ABS電控單元和導(dǎo)線上。最后要按規(guī)定的方式進(jìn)行放氣(與普通制動(dòng)系統(tǒng)的放氣有所不同)。(6)在進(jìn)行ABS診斷與檢查時(shí),只要掌握掃描儀等專業(yè)工具的使用方法,按照維修手冊(cè)中給出的故障診斷圖表作故障診斷就行,可以不拘泥于檢查形式和步驟,只要能準(zhǔn)確地判斷出故障點(diǎn)即可。但是,在更換ABS零部件時(shí),一定要選用本車型高質(zhì)量正宗的配件,確保ABS維修后能正常的工作。二、ABS系統(tǒng)的診斷與檢查 現(xiàn)代汽車ABS系統(tǒng)故障檢障檢測(cè)與診斷的一般程序如圖1-35所示。車輛進(jìn)廠客戶調(diào)查:故障征兆發(fā)生時(shí)的條件、過程,是否檢修過,檢修了何部位初步檢查:制動(dòng)管路是否漏氣、漏油、制動(dòng)液狀況及數(shù)量等驗(yàn)證故障代碼(預(yù)檢)故障征兆模擬故障征兆確認(rèn) 征兆不出現(xiàn) 征兆出現(xiàn)讀取故障代碼
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