大众ABS系统诊断与故障排除毕业论文.doc

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1、大众ABS系统的检测与维修目录1. 摘要32. 引言43. ABS组成及工作原理4 （一）ABS的组成 5 （二）ABS的主要部件结构工作原理 64. ABS常见故障诊断分析 10 （二）行车中ABS故障灯亮起11 （三）ABS有时起作用，有时不起作用 125.总结 136.参考文献13摘要本文主要介绍桑塔纳汽车ABS防抱死制动系统的定义、结构组成及工作原理分析，同时还介绍ABS系统的故障诊断。关键词：ABS系统、组成、原理、故障诊断 引言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。所有的早期设计都有着同样的问题：因过于复杂而容易导致失败，并且它

2、们运作太慢。1947年世界上第一套ABS系统首次应用于B-47轰炸机上。Teldix公司在1964年开始研究这个项目，其ABS研究很快被博世全部接管。两年内，首批ABS测试车辆已具有缩短制动距离的功能。转弯时车辆转向性和稳定性也被保证，但当时应用的大约1000个模拟部件和安全开关，这意味着被称为ABS 1系统的电子控制单元的可靠性和耐久性还不能够满足大规模生产的要求，需要改进。博世在电子发动机管理的发展过程中获得的技术，数字技术和集成电路(ICs)的到来使电子部件的数量降低到140个。 1968年ABS开始研究应用于汽车上。1975年由于美国联邦机动车安全标准121款的通过，许多重型卡车和公共

3、汽车装备了ABS，但由于制动系统的许多技术问题和卡车行业的反对，在1978年撤消了这一标准。同年博世作为世界上首家推出电子控制功能的ABS系统的公司，将这套ABS 2的系统开始安装作为选配配置，并装配在梅赛德斯-奔驰S级车上，然后很快又配备在了宝马7系列豪华轿车上。在这一时期之后美国对ABS的进一步研究和设计工作减少了，可是欧洲和日本的制造厂家继续精心研制ABS。 进入20世纪80年代以后，由于进口美国的汽车装备有ABS，美国汽车制造厂对美国汽车市场上的ABS显示出新的兴趣。随着微电子技术的飞速发展和人们对汽车行车安全的强烈要求，ABS装置在世界汽车行业进一步得到广泛应用。1987年美国大约3

4、%的汽车装备有非常可靠的ABS。在随后的时间里，研发者集中于简化系统。在1989年，博世的工程师成功地将一个混合的控制单元直接附在了液压模块上。这样他们就无需连接控制单元和液压模块的线束，也无需接插件，所以显著地减轻了ABS 2E的整体重量。 博世的工程师在1993年，使用新的电磁阀创造了ABS 5.0，并且在后来的几年研发了5.3 和5.7 版。新一代的ABS 8的主要特性是再次极大地减轻了重量、减少了体积、增大了内存，同时增加了更多功能，如电子分配制动压力，从而取代了减轻后轴制动压力的机械机构。当年有些汽车工业分析专家预言得到了证实：到20世纪90年代中期以后，世界市场上的大多数汽车和卡车

5、将装备ABS。ASR和ABS的工作原理方面有许多共同之处，两者合并使用可形成更佳效果，构成具有防车轮抱死和驱动轮防打滑控制(ABS /ASR)系统。这套系统主要由轮速传感器、ABS/ ASR ECU控制器、ABS驱动器、ASR驱动器、副节气门控制器和主、副节气门位置传感器等组成。在汽车起步、加速及行进过程中，引擎ECU根据轮速传感器输入的信号，当判定驱动轮的打滑现象超过上限值时，就进入防空转程序。首先由引擎ECU降低副节气门以减少进油量，使引擎动力输出扭矩减小。当ECU判定需要对驱动轮进行介入时，会将信号传送到ASR驱动器对驱动轮（一般是前轮）进行控制，以防止驱动轮打滑或使驱动轮的打滑保持在安

6、全范围内。第一款搭载ASR系统的新车型在1987年出现，奔驰S 级再度成为历史的创造者。ABS组成及工作原理（一）ABS的组成 ABS系统主要由传感器、电子控制装置和执行器三个部分组成。 ABS系统能够防止车轮抱死，具有制动时方向稳定性好、制动时仍有转向能力、缩短制动距离等优点。桑塔纳2000Gsi型和捷达系列轿车采用的是美国ITT公司MK20-型ABS系统，是三通道的ABS调节回路，前轮单独调节，后轮则以两轮中地面附着系数低的一侧为依据统一调节。ABS系统主要由ABS控制器 (包括电子控制单元、液压单元、液压泵等)、四个车轮转速传感器、ABS故障警告灯、制动警告灯等组成，ABS系统的基本工作

7、原理是:汽车在制动过程中， 车轮转速传感器不断把各个车轮的转速信号及时输送给ABS电子控制单元(ECU),ABS ECU根据设定的控制逻辑对4个转速传感器输入的信号进行处理，计算汽车的参考车速、各车轮速度和减速度，确定各车轮的滑移率。如果某个车轮的滑移率超过设定值，ABS ECU就发出指令控制液压控制单元，使该车轮制动轮缸中的制动压力减小;如果某个车轮的滑移率还没达到设定值，ABS ECU就控制液压单元，使该车轮的制动压力增大;如果某个车轮的滑移率接近于设定值时，ABS ECU就控制液压控制单元，使该车轮制动压力保持一定。从而使各个车轮的滑移率保持在理想的 范围之内，防止4个车轮完全抱死。 在

8、制动过程中，如果车轮没有抱死趋势，ABS系统将不参与制动压力控制，此时制动过程与常规制动系统相同。如果ABS出现故障，电子控制单元将不再对液压单元进行控制，并将仪表板上的ABS故障警告灯点亮，向驾驶员发出警告信号，此时ABS不起作用，制动过程将与没有ABS的常规制动系统的工作相同（二）ABS的主要部件结构工作原理1、车轮转速传感器车轮转速传感器的作用是将车轮的转速信号传给ABS电子控制单元。MK20-型ABS系统共有4个车轮转速传感器，前轮的齿圈(43齿)安装在传动轴上，转速传感器安装在转向节上。后轮的齿圈(43齿)安装在后轮毂上，转速传感器则安装在固定支架上， 传感器由电磁感应式传感头和磁性

9、齿圈组成。传感头由永久磁芯和感应线圈组成，齿圈由铁磁性材料制成。当齿圈旋转时，齿顶与齿隙轮流交替对向磁芯，当齿圈转到齿顶与传感头磁芯相对时，传感头磁芯与齿圈之间的间隙最小，由永久磁芯产生的磁力线就容易通过齿圈，感应线圈周围的磁场就强，;而当齿圈转动到齿隙与传感磁芯相对时，传感头磁芯与齿圈之间的间隙最大，由永久磁芯产生的磁力线就不容易通过齿圈，感应线圈周围的磁场就弱。此时，磁通迅速交替变化，在感应线圈中就会产生交变电压，交变电压的频率将随车轮转速成正比例变化。电子控制单元可以通过转速传感器输入的电压脉冲频率进行处理来确定车轮的转速、汽车的参考速度等。2、执行器 制动压力调节器 :接受ECU的指令

10、，通过电磁阀的动作实现制动系统压力的增加、保持和降低 液压泵 :受ECU控制，在可变容积式制动压力调节器的控制油路中建立控制油压；在循环式制动压力调节器调节压力降低的过程中，将由轮缸流出的制动液经蓄能器泵回主缸，以防止ABS工作时制动踏板行程发生变化。 ABS警告灯 :ABS出现故障时，由EUC控制将其点亮，向驾驶员发出报警，并由ECU控制闪烁显示故障代码 ABS系统在仪表板及仪表板附加部件上装有两个故障警告灯，一个是ABS警告灯(K47)，另一个是制动装置警告灯(K118)。两个故障警告灯正常点亮的情况是:当点火开关打开起动至自检结束(大约2s);在拉紧驻车制动装置时警告灯(K118)点亮。

11、如果上述情况灯不亮，说明故障警告灯本身或线路有故障。如果ABS故障灯常亮，说明ABS系统出现故障;如果制动装置警告灯常亮，说明制动液缺乏3、ABS控制器ABS控制器由ABS电子控制单元(J104)、液压控制单元(N55)、液压泵(V64)等组成。（1）电子控制单元电子控制单元是ABS系统的控制中心，它实际上是一个微型计算机，所以又常称为ABS(ECU)电脑。ABS ECU由输入电路、数字控制器、输出电路和警告电路组成。主要任务是连续监测接受4个车轮转速传感器送来的脉冲信号，并进行测量比较、分析放大和判别处理，计算出车轮转速、车轮减速度以及制动滑移率，再进行逻辑比较分析4个车轮的制动情况，一旦判

12、断出车轮将要抱死，它立刻进入防抱死控制状态，通过电子控制单元向液压单元发出指令，以控制制动轮缸油路上电磁阀的通断和液压泵的工作来调节制动压力，防止车轮抱死。ABS ECU还不断地对自身工作进行监控。由于ABS ECU中有两个完全相同的微处理器，它们按照同样的程序对输入信号进行处理，并将其产生的中间结果与最终结果进行比较，一且发现结果不一致，即判定自身存在故障，它会自动关闭ABS系统。此外ABS ECU还不断监视ABS系统中其他部件的工作情况，一旦ABS系统出现故障，如车轮速度信号消失，液压压力降低等，ABS ECU会发出指令而关闭ABS系统，并使常规制动系统工作，同时将故障信息存储记忆，并将仪

13、表板上的ABS故障灯点亮，向驾驶员发出警示信号，此时应及时检查修理。当点火开关接通时，ABS ECU就开始进行自检程序，对系统进行自检，此时ABS故障灯点亮。如果自检以后发现ABS系统存在影响其正常工作的故障，它将关闭ABS系统，恢复常规制动系统，仪表板上ABS故障灯一直点亮，警告驾驶员ABS系统存在故障。自检结束后，ABS故障灯就熄灭，表明系统工作正常。由于自检过程大约需要2s，因此在正常情况下，当点火开关接通时，ABS故障灯点亮2s，然后再自动熄灭，是正常的。反之如果点火开关接通时，ABS故障灯不亮，说明ABS故障灯或其线路存在故障，应对其进行检修。（2）电子控制模块（电脑）的结构与工作原

14、理 ABS系统电子控制部分可分为电子控制器（ECU）、ABS控制模块、ABS计算机等，以下简称ECU。 ECU :接受车速、轮速、减速等传感器的信号，计算出车速、轮速、滑移率和车轮的减速度、加速度，并将这些信号加以分析、判别、放大，由输出级输出控制指令，控制各种执行器工作4、液压控制系统 液压控制单元装在制动主缸与制动轮缸之间，采用整体式结构 主要任务是转换执行ABS ECU的指令，自动调节制动器中的液压压力。低压储液罐与电动液压泵合为一体装于液压控制单元上。低压储油罐的作用是用于暂时存储从轮缸中流出的制动液，以缓和制动液从制动轮缸中流出时产生的脉动。电动液压泵的作用是将在制动压力阶段流入低压

15、储液罐中的制动液及时送至制动主缸，同时在施加压力阶段，从低压储液罐中吸取剩余制动力，泵入制动循环系统，给液压系统以压力支持,增加制动效能。电动液压泵的运转是由电子控制单元控制的。典型循环式制动压力调节器的工作原理 此种形式的制动压力调节器在制动主缸与轮缸之间串联一电磁阀，直接控制轮缸的制动压力。这种压力调节系统的特点是制动压力油路和ABS控制压力油路相通。图中的储能器的功能是在减压过程中将从轮缸流经电磁阀的制动液暂时储存起来。回油液压泵也叫做再循环泵，其作用是将减压过程中从制动轮缸流进储能器的制动液泵回主缸。该系统的工作原理详述如下。 （1）常规制动状态 在常规制动过程中，ABS系统不工作，电

16、磁线圈中无电流通过，电磁阀处与“升压”位置。此由制动主缸来的制动液直接进入轮缸，轮缸压力随主缸压力而增减。此时回油液压泵也不工作。 （2）保压状态 当转速传感器发出抱死危险信号时，电控单元向电磁线圈输入一个较小的保持电流（约为最大工作电流的1/2），电磁阀处于“保持压力”位置，此时主缸、轮缸和回油孔相互隔离密封，轮缸中的制动压力保持一定。（3）减压状态 如果在电控单元“保持压力”命令发出后，车轮仍有抱死的倾向，电控单元即向电磁线圈输入一最大工作电流，使电磁阀处于“减压”位置，此时电磁阀将轮缸与回油通道或储液室接通，轮缸中制动液经电磁阀流入储液室，轮缸压力下降。（4）增压状态 当压力下降后车轮转

17、速太快时，电控单元便切断通往电磁阀的电流，主缸和轮缸再次相通，主缸中的高压制动液再次进入轮缸，使制动压力增加。制动时，上述过程反复进行，直到解除制动为止。常见故障诊断分析（一）打开点火开关，ABS故障灯常亮不灭故障现象：一辆桑塔纳2000GSI轿车，行驶8万，该车装备MK20型防抱死制动系统，此车ABS故障灯亮起，车主开到修理厂进行检修。 故障分析：首先，用元征电眼睛故障诊断仪读取故障码，对ABS系统进行检测，显示“00290”，为左后轮转速传感器G46故障。一般情况下，以下三种情况将会导致ABS系统出现这种故障： （）当车速超过10km/h时，没有转速信号传递给ABS控制单元。 （）当车速大

18、于40km/h时候，转速信号超出公差值。 （）传感器存在可识别的断路或对正极、接地短路故障。 根据经验，应该重点检查以下项目： （）轮速传感器与ABS控制单元的线路连接情况。 （）轮速传感器和齿圈的安装间隙、安装位置以及受灰尘或杂质污染的情况。 （）车轮轴承间隙是否过大。 （）传感器本身故障。 在该车故障排除过程中，首先并没有急于检查轮速数据。将发动机怠速运转，选择阅读数据块功能，进入001显示组，用举升机将车升起来，观察各显示数据。 车轮静止时候，各显示区均显示0km/h。用手转动左后轮，第3显示区显示9km/h。又转动别的车轮，观察相对应的显示区，发现基本一致。放下车辆，用故障诊断仪清除故

19、障码。ABS警示灯随之熄灭，路试一切正常。 用诊断仪读取测量数据块功能，进入显示组002，观察第3显示区左后轮速度。无论在加速、减速、制动、低速还是高速时，其数值都与其他3个轮速基本一致。ABS警示灯没有亮起，制动时也能感觉到ABS系统在起作用，故障也没有出现。因为再没有发现故障，就准备让车主将车接走。 就在这时，故障再次出现了。在车辆怠速着车静止不动的时候，故障警示灯亮了。调码发现又产生左后轮的偶发性故障码。根据该车检查状况，只有一种可能，那就是左后轮转速传感器与ABS控制单元之间产生瞬间短路或断路。根据电路图进行检查时，发现ABS控制单元的25针插头第10针有轻微腐蚀。清理修复插头之后，清

20、除故障码。车主驾车2000多也没有出现原来的故障。 经询问车主得知，清洗车辆的时候，经常用高压水冲洗发动机舱，由于高压水溅入控制单元的连接点，25针插头第10针被腐蚀，导致有瞬间开路的情况发生。此故障属于软性故障，故障出现的机率具有很大的随机性，一般用万用表不易测出，也只有在故障出现时，才能发现故障原因，找到病根，对症下药，将故障排除。（二）行车中ABS故障灯亮起故障现象: 一辆上海桑塔纳2000GSi事故车，修复后路试发现该车ABS系统故障指示灯常亮，而且急刹车时四轮全部抱死，也就是说ABS 系统根本不起作用。 故障诊断分析及处理: 该车是因为车速太快，撞在一个拉钢管的农用车上，由于钢管穿透

21、了大灯和电瓶而且损坏了电瓶后的ABS总泵和ABS电控模块。修理时已经更换了ABS总泵及ABS电脑总成。线路和插头都已经仔细检查，没有任何虚接和破损之处 对于大众系列车型ABS系统的检测，用传统手工调取故障码是不可能的，只能借助专用电脑检测设备。用金奔腾大众/奥迪-中文1552汽车电脑解码器对该车ABS系统进行故障检测，发现有好多故障码存储，但是大多是属于“软”故障码，用仪器清除掉后不再显示。只有00283号故障码(左前速度传感器G47)没有清除。于是举起汽车，拆下左前轮的轮速传感器，发现表面很脏，而且传感器的触发叶轮上有很多泥垢。原来是由于传感器过脏所以触发信号不能正确传送给ABS电脑而使电脑

22、记录了故障。清理干净并装复传感器后，故障码不再出现，而且ABS故障指示灯也不再常亮了。（三）ABS有时起作用，有时不起作用故障现象：ABS警告灯常亮，20km/h制动会抱死故障分析：出现此故障的原因有以下3种：1）ECU故障，2）机械部分，3）轮速传感器.故障排除：用“车博仕A2600解码器”检测，显示故障编码为00290，经查阅资料，为左后轮故障。为了判断准确，重复路试一次，再使用故障检测仪检测，故障编码不变，由此可以判断此故障在左后轮。该车装配的是MK型ABS，属于四轮单独控制，其工作原理是通过轮速传感器将信号传给ECU，ECU指令液压调节器来控制制动系统工作。虽然该车ABS出现的是一种时

23、隐时现的故障，有时起作用，有时不起作用，认为，出现经检查ECU工作正常，机械部分也未发现异常，进一步检查左后轮的轮速传感器，先从外观开始检查，左后轮的插接器不松动，也没有脱落的现象，但传感器内塞满了泥土和杂质。把左后轮的传感器拆下并清洗，重新插接安装，在安装时，轮速传感器的铁芯与车轮轴承要有0.05左右的间隙，然后转动左后轮，用数字万用表毫伏档测量传感器的输出电压为280毫伏，在标准范围内。安装完毕后进行路试，ABS警告灯熄灭，说明ABS功能恢复正常。故障总结：事后经过了解，该车曾在农村的土路上行驶过，由于下雨路滑，两个后轮陷在泥坑中，驾驶员想加大油门冲出来，不但没有冲出来，反而车的左后轮越陷越深，很多泥土和杂质甩到轮速传感器上，由于左后轮传感器堵塞，传感器的输出信号无法传递给ECU，液压调节器得不到ECU的指令，ABS的警告灯就一直亮。有时受颠簸的影响，轮速传感器偶尔也会发出输出信号，这时候ABS灯就熄灭了。 参考文献1 杨庆彪. 汽车电控制动系统原理与维修精华. 北京：机械工业出版社，2006 2 鲁植雄. 汽车ABS.ASR和ESP维修图解. 北京：电子工业出版社， 2006 3 邹长庚. 现代汽车电子控制系统构造原理与故障诊断（下）车身与底盘部分. 北京：北京理工大学出版社，2006 4 董继明、罗灯明. 汽车检测与诊断技术. 北京：机械工业出版社， 2007