一汽捷达ABS结构原理及检修.doc
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1、题目:一汽捷达ABS结构原理及检修院(系)别 汽车工程系 专 业 交通运输 班 级 学 号 姓 名 指导教师 二一年六月摘 要ABS系统的原理是充分利用轮胎和地面的附着系数,提高汽车制动能力。主要采用控制制动液压压力的方法给各车轮施加最合适是制动力,以实现这一目的。ABS系统缩短了制动距离;增加了汽车制动时的稳定性;改善了轮胎的磨损状况;使用方便,工作可靠。尽管各公司ABS系统的类型不同,但它们都有相同的基本组成和基本工作原理。目前在国内捷达轿车是前轮驱动形式的驱动方式,该轿车采用的是美国ITT公司MK20-I型ABS,为三通道的ABS调节回路,前轮单独控制,后轮低选控制,即以两后轮中地面附着
2、系数较低的一侧为依据统一控制,该系统主要有电磁轮速传感器、电子控制单元和液压调节器组成。工作原理分为以下几个过程:常规制动、保压阶段、增压阶段、降压阶段和制动系统故障警告灯。本文主要是介绍了ABS的发展状况及现状,对其发展有了大体的介绍。而捷达轿车采用了MK20-I型ABS防抱死系统,本文介绍了其结构及原理功能,主要解决的问题是,如何检测故障及检修。ABS出常见的几个故障:ABS报警灯无规律亮、灭、低速制动不良、EPC灯常亮故障、防抱死制动系统起作用时反应剧烈等。ABS检测的方法主要是利用V.A.G1551,读取ABS故障存储信息,清除故障存储。关键词:制动防抱死装置(ABS),结构,故障诊断
3、AbstractABS system principle is to make full use of the tire and ground to improve adhesion coefficient, automobile braking ability. Mainly adopts hydraulic pressure braking control approach to exert the wheel is the most appropriate, to realize this goal. ABS braking distance shortened system, Incr
4、eased automobile braking stability, To improve the tyre wear, Use convenient, reliable. Although the company of different types of ABS systems, but they all have the same basic components and the basic principle of work.In domestic front wheel drive car is jetta style, this form of ITT is used car c
5、ompany MK20 - type ABS, for adjusting loop of ABS), front, rear individually controlled with low choose control two rear adhesion coefficient is low in the ground control based on the side of the unity is the wheel sensor, the electronic control unit and hydraulic pressure regulator. Working princip
6、le: the conventional process is divided into several stages, brake, pressure and step-down phase booster stage and braking system fault warning lights.The common faults of ABS, ABS alarm lamp light, low consume, irregular braking, ChangLiang lamp faults, EPC ABS role when severe reactions.ABS detect
7、ion method is mainly to use V.A.G 1551, read the ABS, remove information stored in the fault fault storage.Key words: ABS unit (ABS), Structure, Fault diagnosis目 录前 言11 ABS概论21.1汽车防抱死制动系统(ABS)的概念和意义21.2汽车防抱死制动系统(ABS)的发展与现状21.2.1国外ABS发展及现状21.2.2国内ABS发展及现状31.3ABS的发展方向41.4 ABS的控制原理52 一汽捷达汽车防抱死制动系统基本组成及
8、原理72.1捷达防抱死制动系统MK20-I型的特点72.2防抱死制动系统的基本组成72.3防抱死系统主要部件的结构与工作理论72.3.1轮转速传感器72.3.2ABS控制器83防抱死制动系统的故障诊断与排除113.1故障诊断113.2清除故障存储113.3偶发性故障(SP)维修要点123.4电子控制单元触点功能123.5液压控制单元的故障诊断134防抱死制动系统组件的检修144.1防抱死制动系统检修注意事项144.2 ABS系统主要部件的检修145 ABS系统的典型故障诊断实例185.1 ABS报警灯故障185.1.1ABS报警灯无规律亮、灭185.1.2 ABS报警灯亮有时亮185.1.3捷
9、达ABS故障灯偶尔点亮195.2低速制动不良195.3ABS液压泵出现故障205.4防抱死制动系统起作用时反应剧烈205.5 EPC灯常亮故障21结 论22致 谢23参考文献24前 言在汽车防抱死制动系统出现之前,汽车所用的都是开环制动系统。其特点是制动器制动力矩的大小仅与驾驶员的操纵力、制动力的分配调节以及制动器的尺寸和型式有关。由于没有车轮运动状态的反馈信号,无法测知制动过程中车轮的速度和抱死情况,汽车就不可能据此调节轮缸或气室制动压力的大小。因此在紧急制动时,不可避免地出现车轮在地面上抱死拖滑的现象。当车轮抱死时,地面的侧向附着性能很差,所能提供的侧向附着力很小,汽车在受到任何微小外力的
10、作用下就会出现方向失稳问题,极易发生交通事故。在潮湿路面或冰雪路面上制动时,这种方向失稳的现象会更加严重。汽车防抱死制动系统(Anti-lock Braking System简称ABS)的出现从根本上解决了汽车在制动过程中的车轮抱死问题。它的基本功能就是通过传感器感知车轮每一瞬时的运动状态,并根据其运动状态相应地调节制动器制动力矩的大小以避免出现车轮的抱死现象,因而是一个闭环制动系统。 I9R tI9R 1 ABS概论1.1汽车防抱死制动系统(ABS)的概念和意义汽车防抱死制动系统(Anti -Lock Braking system简称ABS)是指汽车在制动过程中能够实时判定车轮的滑移率,自动
11、调节作用在车轮上的制动力矩,防止车轮抱死取得最佳制动效能的电子控制的制动控制系统。如果是前轮(转向轮)制动到抱死滑移而后轮还在滚动,汽车将失去转向能力(跑偏)。如果是后轮制动到抱死滑移而前轮还在滚动,即使受到不大的侧向干扰力,汽车也将产生侧滑(甩尾)现象。这些极易造成严重的交通事故。因此,汽在制动时不希望制动到抱死滑移,而是希望车轮制动到边滚边滑的运动状态。因为ABS在车辆制动时能使滑移率控制在最佳范围内,它使汽车获得最大的地面纵向附着力和较大的侧向附着力,在车辆制动时能有最短的制动距离和良好的操纵稳定性。所以ABS系统能保证汽车在制动时具有良好的制动效能和制动方向稳定性,大大提高了汽车的行驶
12、安全性能由实验可知,汽车车轮的滑移率在15%-20%时1,轮胎与路面间有最大的纵向系数,而侧向附着系数也较大。因此,为了充分发挥轮胎与地面间这种潜在的附着能力,现在基本都采用了ABS防抱死控制系统。1.2汽车防抱死制动系统(ABS)的发展与现状基于制动防抱理论的制动系统首先是应用于火车和飞机上。1936年德国波许公司(BOSHCH)公司成功地研制出了带有电磁式的车轮转速传感器的ABS。20世纪六七十年代后,电子技术的发展使得ABS技术不仅基本趋于成熟,而且在一些车型说那个批量装车生产。例如,本地克斯(Bendix)和克莱斯勒(Chrysler)汽车公司在帝王(Imperial)轿车上装备了批量
13、生产的四轮适用性的ABS。在1978 年波许(BOSCH)公司有成功地研制出数字电子控制的BOSCH ABS2型。数字式电子控制的ABS与模拟式电子控制的ABS相比较,数字式的在反映速度、控制精度以及可靠度等方面都有明显提高。由于BOSCH ABS2型的成功使用,欧、美、日等国家的汽车制造商相继开发研制出了多种型号的ABS,从而使ABS技术开始在轿车上真正推广应用。20世纪80年代中期波许公司又成功对BOSCH ABS2进行了结构简化和系统优化,推出了经济的BOSCH ABS2E型。1990年德尔科(Delco)公司推出了更经济的Delco ABSVI型。从而为ABS技术在轿车上的迅速普及打下
14、了良好的基础。11.2.1国外ABS发展及现状欧洲各国统计,应用了制动防抱死技术后,交通事故,轿车和轻型货车减少8%,公共汽车减少4%,重型货车减少10%。汽车制动防抱死系统这一优点一直在激励着各国的汽车工程师致力于这方面的研究工作。其中英国和德国的学者为此付出了更多的努力和心血。他们也是这项技术的先驱者。最早官方记录的ABS是英国在1932年发布的专利382241,名称是“制动时防止车轮压紧转动车轮的安全装置”2。1968年底,它在英国成功地安装在半挂拖车机组的牵引头的后轮上,并投入实际运营。其后十年间制动防抱死装置主要是装在这种铰接车辆上,有效地解决了铰接车辆在制动时常发生的折转问题。在刚
15、性车辆上如客车、高档小轿车上也有少量的应用。仅据英国统计,在这十年间,总计有六千余辆铰接车辆安装了制动防抱死装置。制动防抱死系统的优点也引起了政府交通管理部门的兴趣。1971年,瑞典国家交通安全组织敦促所有的路面机动车辆和拖车的制动系统都应设计或能充分利用车轮和路面间的附着能力且不应该有车轮抱死现象发生,并且预告这种要求要在1975年变成法律而强制实施。瑞典政府的这一要求使得欧洲汽车工业界大为振奋,他们看到了政府对制动防抱死这一技术的发明和应用的态度,于是纷纷投入大量的人力、物力、财力进行制动防抱死装置的研究,由此引来了制动防抱死技术的第一次大发展。同时上世纪60年代应用电磁阀传感器检测车轮转
16、速和上世纪70年代电子技术和大规模集成电路的应用,也使得ABS有了很大的发展。除了瑞典以外,其它国家政府的交通管理部门也在积极认真地评价汽车制动防抱死系统的优点。在当时的联邦德国,从1969年到1972年交通部主持了一项研项目,对安装有制动防抱死系统的小轿车、公共汽车、货车和半挂拖车机组的制动性能进行了全面的系统的测试。欧洲主要是西欧各国关于制动防抱死系统的性能标准的讨论始于1972年。参加讨论的有政府交通安全管理部门的代表、大学和研究所的专家、汽车生产厂家、制动器生产厂家和电子产品生产厂家的代表。他们经过多次会议的讨论,最终形成了关于欧洲制动防抱死系统性能的若千规定并于1979年作为联合国欧
17、洲经济委员会关于汽车制动性能的第13号法规的13号补充法规颁布实施。进入上个世纪80年代,制动防抱死装置又迎来了它的第二次大发展。在80年代初期,欧美各国突然加速了新的防抱死装置的研究和应用。制动防抱死装置在家用轿车和商用货车上的应用使市场迅速膨胀。这样大大刺了各制动防抱死装置生产厂家投入更多的力量研制性能更好、结构更简单、使用可靠、价格性能比更低的制动防抱死装置。于此同时,制动防抱死系统在汽车上的布置方案也迅速增多。1.2.2国内ABS发展及现状国内研究开发ABS起步较晚,大约始于20世纪80年代中期。但我国对ABS系统的开发十分重视,制定了相应法规力促ABS的发展。目前,国内研究ABS有代
18、表性的科研机构有以下几个:吉林大学汽车动态模拟国家重点实验室、北京理工大学汽车动力性与排放测试国家专业实验室、清华大学汽车安全与节能国家重点实验室、华南理工交通学院汽车系、济南程军电子科技公司等。这些单位在ABS的仿真、控制量、轮速信号抗干扰处理、轮速信号异点剔除、防抱电磁阀动作响应等方面的研究取得了很多成果。同时对防抱死制动时的滑移率的计算、滑移率和附着系数之间的关系以及ABS的控制算法也有很深的研究。国内现在生产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,完全自主生产开发的国内公司有:广州市科密汽车制动技术开发有限公司、重庆聚能汽车技术有限责任公司、东风科技汽车制动系统公
19、司、西安博华机电股份有限公司等。已开发生产的产品有单通道、三通道、四通道、六通的气压和液压式的,适用于摩托车、轿车、大中型客车、重型载货汽车、挂车的ABS及相关零部件。这些ABS的制动性能指标达到了国外同类产品的水平,部分试验数据优于国外公司同类产品,在国内占有一定的市场。2006年中国的ABS市场发生了较大的变化,ABS的装车率进一步提高,国内自主品牌的ABS市场占有率开始上升,ABS价格战的序幕即将拉开,但占统治地位的仍是国外著名厂商的ABS系统。奥尔威咨询研究认为,我国汽车ABS行业目前刚处于起步阶段,有着比较广阔的发展前景和空间。2005年,我们汽车ABS市场需求量大约在221万套,占
20、汽车产量的40%左右。据预测,到2010年,我国汽车ABS的总需求量将超过600万套,未来几年市场年平均增长速度将超过30%,2006年生产的所有国产轿车中,85%以上配备了ABS。1.3ABS的发展方向(1)减少体积和重量,降低成本ABS正在向小型车普及,但作为附加的安全装置,它会增加整车的重量并占据安装空间,因此要求其体积和重量尽可能小。减小ABS体积的主要途径有优化结构设计(如减小压力调节器)及增加集成度。目前,经过优化的ABS可将主缸、压力调节器和电控单元集成为一体,从而大大减小了体积和成本。(2)控制方法的优化虽然ABS已经作为一项成熟的技术得到广泛的应用,但在控制方法上一直没有取得
21、较大的突破。(3)实现多功能综合控制,提高系统的集成度由于技术的不断改进,ABS的功能在不断加强。ABS的作用是通过控制轮胎的纵向力来获得汽车与地面之间所具有的最大纵向附着系数和较好的横向附着系数,从而提高汽车的制动性、方向稳定性和操纵性的。与此相类似的是汽车驱动防滑系统(ASR),其作用是防止汽车在加速过程中打滑,以保证汽车加速时的方向稳定性、操纵性,其控制机理仍然是通过控制纵向滑移率来控制纵向力,可见,ABS和ASR是密切相关的,BOSCH公司早在1987年就推出了ABS/ASR防滑控制系统。(4)建立有效的ABS性能评价指标和检测手段目前对ABS的性能评价只有通过道路试验进行评价,没有统
22、一的评价指标101tlol,缺乏全面系统的室内在线检测技术与设备,这样对ABS的生产质量控制带来不便。每套ABS产品都要经过道路试验来检验,通过路试来判断或者比较两个或两个以上ABS的好坏,对人力物力等造成了严重的浪费。面对目前市场越来越大量的需求,开发ABS产品室内检测技术与装置,规范ABS产品质量评价指标显得十分迫切。1.4 ABS的控制原理ABS系统是集微电子技术、精密加工技术、液压控制技术为一体的机电一体化的高技术产品。它的安装大大提高了汽车的主动安全性和操作性。汽车在制动过程中,车轮制动器产生的摩擦阻力会使车轮转速减慢,而车轮与地面间的附着力会使汽车减速,前者称为制动器制动力,后者称
23、为地面制动力,在车轮未抱死前地面制动力始终等于制动器制动力,制动器制动力全部转化为地面制动力。在车轮抱死后,地面制动力等于地面附着力,它不再随着制动器制动力的增加而增加。由汽车理论知,地面附着力为: (1.1)式中:地面对轮胎的法向反作用力 轮胎与地面的附着系数图1.1附着系数与滑移率s的关系曲线Fig .1.1Relationship between friction coefficient and slip ratio curve而轮胎与地面之间的附着系数与轮胎结构、路面状况、天气条件和车速等诸多因素有关,是一个不确定量。理论和试验研究表明,附着系数与轮胎滑移率(汽车驱动时称为驱动滑移率,
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