本科毕业设计（论文）：汽车ABS的结构与检修.docx

1、绪论随着汽车行驶速度的提高，道路行车密度的增大，汽车行驶安全性已经受到了高度关注。汽车的行驶安全性能要求不断提高，汽车安全系统已经成为汽车研究发展的重要部分。汽车安全系统主要依靠制动踏板的制动装置保证汽车行驶安全，汽车照明系统辅助警示与提醒，至今在主动安全系统中汽车防抱死（ABS）等技术，以及汽车辅助安全系统如安全带，安全气囊等的广泛应用，而且有更多的安全性系统参与制动与动力分配系统的发展，如汽车驱动防滑系统（ASR)，汽车电子稳定系统(ESP)，汽车电子制动力分配系统(EBD)，汽车自适应巡航速度控制系统(ACC)等，保证汽车在危险状况下行驶的安全性。上述这些系统具有智能化的控制作用，根据车

2、辆的行驶状况，自动地完成对汽车制动性能、转向辅助等的控制，无需人的主动性操作，可见汽车安全系统已经向智能型方向发展。汽车制动防抱死系统( Antilock Braking System，简称 ABS)，是汽车主动安全装置的代表，其作用是在制动过程中防止车轮抱死，提高车辆在制动过程中的方向稳定性、转向控制能力和缩短制动距离，使汽车制动更为安全有效。ABS 可安装在任何带液压刹车的汽车上。它是利用阀体内的一个橡胶气囊，在踩下刹车时，给予刹车油压力，充斥到 ABS 的阀体中，此时气囊利用中间的空气隔层将压力返回，使车轮避过锁死点。当车轮即将到达下一个锁死点时，刹车油的压力使得气囊重复作用，如此在一秒

3、钟内可作用 60-120 次，相当于不停地刹车、放松，即相似于机械的“点刹 。因此，ABS 防抱死系统，能避免在紧急刹车时方向失控及车轮侧滑，使车轮在刹车时不被锁死，不让轮胎在一个点上与地面摩擦，从而加大摩擦力，使刹车效率达到 90%以上，同时还能减少刹车消耗，延长刹车轮鼓、碟片和轮胎两倍的使用寿命。装有 ABS 的车辆在干柏油路、雨天、雪天等路面防滑性能分别达到 80%90%、30%10%、15%20%【1】 。1目录一、电控防抱死系统的发展及分类 11、 电 控 防 抱 死 制 动 系 统 （ ABS） 的 发 展 及 应 用 现 状 12、 电 控 防 抱 死 制 动 系 统 （ ABS

4、） 的 分 类 3二 、 电 控 防 抱 死 制 动 系 统 （ ABS） 的 基 本 组 成 与 工 作 原 理 61、 ABS 的 基 本 组 成 62、 传 感 器 63、 电 子 控 制 单 元 （ ECU） 74、 执 行 器 85、 ABS 警 示 装 置 10三 、 博 世 （ BOSCH） ABS 系 统 制 动 调 节 过 程 2101、 常 规 制 动 （ ABS 不 工 作 ） 时 102、 ABS 工 作 时 10四 、 电 控 防 抱 死 制 动 系 统 （ ABS） 的 检 修 111、 检 修 ABS 的 注 意 事 项 112、 ABS 故 障 检 修 的 一

5、般 步 骤 123、ABS 主要部件的检修 12五 、 典 型 故 障 案 例 分 析 131、 故 障 案 例 一 ： 雷 克 萨 斯 RX300 多 功 能 车 ABS 故 障 132、 故 障 案 例 二 ： 桑 塔 纳 2000GSI 轿 车 ABS 故 障 143、 故 障 案 例 三 ： 别 克 君 威 轿 车 ABS 故 障 15六 、 结 论 17七 、 参 考 文 献 19八、 致3谢 184汽车 ABS 的结构与检修摘要：本文介绍了防抱死制动系统(ABS)的发展及分类，解释了系统基本组成与其工作原理，并对博世 ABS 系统的控制过程作了详细的阐述，在此基础上总结了检修 AB

6、S 的一些注意事项，最后选取了日常维修工作中比较典型的几个故障案例进行评述，希望能为广大维修人员提供点帮助。关键词：防 抱 死 制 动 系 统 ； ABS； 基 本 组 成 ； 工 作 原 理 ； 案 例 分 析 。ABS（Anti-locked Braking System）防抱死制动系统，它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统。现代汽车上大量安装防抱死制动系统，ABS既有普通制动系统的制动功能，又能防止车轮锁死，使汽车在制动状态下仍能转向，保证汽车的制动方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏，以获得最好的制动效果。一、电控防抱死系统的发展及分类1、 电 控 防 抱 死 制 动 系 统 （

7、 ABS） 的 发 展 及 应 用 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 博 世 公 司 （ BOSCH） 申 请 一 项 电 液 控 制 的 ABS 装 置 专 利 ， 促 进 了 ABS技 术 在 汽 车 上 的 应 用 。 汽 车 上 开 始 使 用 ABS 始 于 1950 年 代 中 期 福 特 汽 车 公司 ， 1954 年 福 特 汽 车 公 司 在 林 肯 车 上 装 用 法 国 航 空 公 司 的 ABS 装 置 ， 这 种ABS 装 置 控 制 部 分 采 用 机 械 式 ，

8、结 构 复 杂 ， 功 能 相 对 单 一 ， 只 有 在 特 定 车 辆和 工 况 下 防 抱 死 才 有 效 ， 因 此 制 动 效 果 并 不 理 想 。 机 械 结 构 复 杂 使 ABS 装置 的 可 靠 性 差 、 控 制 精 度 低 、 价 格 偏 高 。 ABS 技 术 在 汽 车 上 的 推 广 应 用 举 步艰 难 。 直 到 70 年 代 后 期 ， 由 于 电 子 技 术 迅 猛 发 展 ， 为 ABS 技 术 在 汽 车 上 应用 提 供 了 可 靠 的 技 术 支 持 。 ABS 控 制 部 分 采 用 了 电 子 控 制 ， 其 反 应 速 度 、 控制 精 度

9、和 可 靠 性 都 显 著 提 高 ， 制 动 效 果 也 明 显 改 善 ， 同 时 其 体 积 逐 步 变 小 ，质 量 逐 步 减 轻 ， 控 制 与 诊 断 功 能 不 断 增 强 ， 价 格 也 逐 渐 降 低 。 这 段 时 期 许 多家 公 司 都 相 继 研 制 了 形 式 多 样 的 ABS 装 置 。 5进 入 90 年 代 后 ， ABS 技 术 不 断 发 展 成 熟 ， 控 制 精 度 、 控 制 功 能 不 断 完 善 。现 在 发 达 国 家 已 广 泛 采 用 ABS 技 术 ， ABS 装 置 已 成 为 汽 车 的 必 要 装 备 。 北 美和 西 欧 的

10、各 类 客 车 和 轻 型 货 车 ABS 的 装 备 率 已 达 90%以 上 ， 轿 车 ABS 的 装备 率 在 60%左 右 ， 运 送 危 险 品 的 货 车 ABS 的 装 备 率 为 100%。 ABS 装 置 制 造商 主 要 有 ： 德 国 博 世 公 司 （ BOSCH） ， 欧 、 美 、 日 、 韩 国 车 采 用 最 多 ； 美 国德 科 公 司 （ DELCO） ， 美 国 通 用 及 韩 国 大 宇 汽 车 采 用 ； 美 国 本 迪 克 斯 公 司（ BENDIX） ， 美 国 克 莱 斯 勒 汽 车 采 用 ； 还 有 德 国 戴 维 斯 公 司 （ TEVE

11、S） 、 德国 瓦 布 科 （ WABCO） 、 美 国 凯 尔 西 海 斯 公 （ KELSEYHAYES） 等 ， 这 些 公 司 的ABS 产 品 都 在 广 泛 地 应 用 ， 而 且 还 在 不 断 发 展 、 更 新 和 换 代 。 近 年 来 ， ABS 技 术 在 我 国 也 正 在 推 广 和 应 用 ， 1999 年 我 国 制 定 的 国 家强 制 性 标 准 GB12676-1999 汽 车 制 动 系 统 结 构 、 性 能 和 试 验 方 法 中 已 把装 用 ABS 作 为 强 制 性 法 规 。 此 后 一 汽 大 众 、 二 汽 富 康 、 上 海 大 众 、

12、 重 庆 长 安 、上 海 通 用 等 均 开 始 采 用 ABS 技 术 ， 但 这 些 ABS 装 置 我 国 均 没 有 自 主 的 知 识产 权 。 国 内 液 压 ABS 技 术 含 量 与 国 外 虽 有 一 定 的 差 距 ， 但 在 政 府 的 大 力 支持 和 国 内 丰 富 的 人 力 资 源 配 合 下 ， 相 信 国 内 可 以 在 较 短 的 时 间 内 在 ABS 技术 某 些 领 域 赶 超 国 际 水 平 。根 据 国 内 外 的 一 些 研 究 动 态 和 高 档 轿 车 的 实 际 应 用 表 明 ， ABS 技 术 将沿 着 以 下 几 个 方 面 继 续

13、 发 展 ：1） ABS 和 驱 动 防 滑 控 制 装 置 ASR 一 体 化 。 ABS 以 防 止 车 轮 抱 死 为 目 的 ，ASR 是 防 止 车 轮 过 分 滑 转 ， ABS 是 为 了 缓 解 制 动 ， ASR 是 为 了 施 加 制 动 。 由于 二 者 技 术 上 较 接 近 ， 且 都 能 在 低 附 着 地 面 上 充 分 体 现 它 们 的 作 用 ， 所 以 将二 者 有 机 的 结 合 起 来 。2） 动 态 稳 定 控 制 系 统 VDC（ 或 电 子 稳 定 控 制 ESP） 。 VDC 主 要 在ABS/ASR 基 础 上 解 决 汽 车 转 向 行 驶

14、 时 的 方 向 稳 定 性 问 题 。3） ABS/ASR 与 自 动 巡 航 系 统 （ ACC） 集 成 。4） 减 小 体 积 ， 降 低 重 量 。5） 随 着 ABS 与 新 一 代 制 动 系 统6的 结 合 ， 如 电 子 液 压 制 动 EHB、 电 子 机 械 制 动 EMB， 使 得 ABS 有 了 更 快 的的 响 应 速 度 ， 更 好 的 控 制 效 果 ， 而 且 更 容 易 与 其 它 电 子 系 统 集 成 。6） 在 ABS 系 统 中 嵌 入 电 子 制 动 力 分 配 装 置 （ EBD） 构 成 了 ABS+EBD 系统 。 EBD 的 功 能 就 是

15、 在 汽 车 开 始 制 动 压 力 调 节 之 前 ， 高 速 计 算 出 汽 车 四 个 轮胎 与 路 面 间 的 附 着 力 大 小 ， 然 后 调 节 车 轮 与 附 着 力 的 匹 配 ， 进 一 步 提 高 车 辆制 动 时 的 稳 定 性 ， 同 时 尽 可 能 地 缩 短 制 动 距 离 。2、 电 控 防 抱 死 制 动 系 统 （ ABS） 的 分 类1） 按 控 制 方 式 分 可 分 为 单 参 数 控 制 和 双 参 数 控 制 （ ABS）（ 1） 单 参 数 控 制 （ ABS）它 以 控 制 车 轮 的 角 减 速 度 为 对 象 ， 控 制 车 轮 的 制 动

16、 力 ， 实 现 防 抱 死 制 动 ， 其 结 构 主 要 由 轮 速 传 感 器 、 控 制 器 (电 脑 )及 电 磁 阀 组 成 。（ 2） 双 参 数 控 制 （ ABS）双 参 数 控 制 的 ABS， 由 车 速 传 感 器 (测 速 雷 达 )、 轮 速 传 感 器 、 控 制 装置 (电 脑 )和 执 行 机 构 组 成 。 其 工 作 原 理 是 车 速 传 感 器 和 轮 速 传 感 器 ， 分 别将 车 速 和 轮 速 信 号 输 入 电 脑 ， 由 电 脑 计 算 出 实 际 滑 移 率 ， 并 与 理 想 滑 移 率15%20%作 比 较 ， 再 通 过 电 磁 阀

17、 增 减 制 动 器 的 制 动 力 。2） 控 制 通 道对 能 够 独 立 进 行 制 动 压 力 调 节 的 制 动 管 路 称 为 控 制 通 道 。 独 立 控 制 是 指某 个 车 轮 的 制 动 压 力 占 用 一 个 控 制 通 道 可 以 单 独 进 行 调 节 ； 一 同 控 制 是 指 两个 车 轮 的 制 动 压 力 是 一 同 进 行 调 节 的 。 高 选 原 则 一 同 控 制 是 指 保 证 附 着 力 较大 的 车 轮 不 发 生 制 动 抱 死 或 驱 动 防 滑 为 原 则 进 行 制 动 压 力 调 节 ； 反 之 ， 称 为低 选 原 则 一 同 控

18、制 。按 控 制 通 道 数 分 可 以 分 为 ： 四 通 道 ABS 系 统 、 三 通 道 ABS 系 统 、 双 通道 ABS 系 统 与 单 通 道 ABS 系 统 。（ 1） 四 通 道 ABS 系 统 （ 如 图 1）7图 1 四 通 道 四 传 感 器 ABS(a)双 制 动 管 路 前 后 布 置 (b)双 制 动 管 路 对 角 布 置 组 成 ： 四 个 轮 速 传 感 器 ， 在 通 往 四 个 车 轮 制 动 分 泵 的 管 路 中 ， 各 设 一个 制 动 压 力 调 节 分 装 置 ， 分 别 对 各 个 车 轮 进 行 独 立 控 制 。 优 点 ： 附 着 系

19、 数 利 用 率 高 ， 制 动 时 可 以 最 大 限 度 地 利 用 每 个 车 轮 的 最大 附 着 力 。 适 用 ： 汽 车 左 右 两 侧 车 轮 附 着 系 数 相 近 的 路 面 ， 不 仅 可 以 获 得 良 好 的方 向 稳 定 性 和 方 向 操 纵 能 力 ， 而 且 可 以 得 到 最 短 的 制 动 距 离 。 缺 点 ： 如 果 汽 车 左 右 轮 附 着 力 相 差 较 大 ， 如 ： 行 驶 在 附 着 系 数 对 分 的路 面 上 或 汽 车 两 侧 垂 直 载 荷 相 差 较 大 时 ， 制 动 时 两 个 车 轮 的 地 面 制 动 力 就 相差 较 大

20、 ， 因 此 会 产 生 横 摆 力 矩 ， 使 车 身 向 制 动 力 较 大 的 一 侧 跑 偏 ， 不 能 保 持汽 车 按 预 定 方 向 行 驶 ， 会 影 响 汽 车 的 方 向 稳 定 性 ， 一 般 驾 驶 员 修 正 有 些 困 难 。 结 论 ： 在 具 有 驱 动 防 滑 转 (ASR)功 能 时 采 用 四 通 道 式 。（ 2） 三 通 道 ABS 系 统 （ 如 图 2）8图 2 三 通 道 ABS(a)三 通 道 四 传 感 器 ABS（ 对 角 布 置 ） (b)三 通 道 四 传 感 器 ABS（ 前 后 布 置 ）(c)三 通 道 三 传 感 器 ABS 结

21、 构 ： 四 个 轮 速 传 感 器 或 三 个 轮 速 传 感 器 。 一 般 三 通 道 ABS 是 对 两前 轮 进 行 独 立 控 制 ， 两 后 轮 按 低 选 原 则 进 行 一 同 控 制 ， 也 称 它 为 混 合 控 制 。 图 2-(a)所 示 适 用 前 轮 驱 动 汽 车 及 按 对 角 布 置 的 双 管 路 制 动 系 统 。 该系 统 中 虽 然 在 通 往 四 个 车 轮 制 动 分 泵 (轮 缸 )的 制 动 管 路 中 ， 各 设 置 一 制 动压 力 调 节 分 装 置 ， 但 两 个 后 轮 制 动 压 力 调 节 分 装 置 却 是 由 电 子 控 制

22、 器 按 低 选原 则 一 同 控 制 的 ， 因 此 ， 实 际 上 仍 然 是 三 通 道 ABS。 图 2-(b)(c)所 示 适 用 后 轮 驱 动 汽 车 及 按 前 后 布 置 的 双 管 路 制 动 系 统 。在 通 往 两 后 轮 制 动 分 泵 (轮 缸 )的 制 动 总 管 路 中 ， 只 设 置 一 个 制 动 压 力 调 节 分装 置 ， 以 便 对 两 后 轮 制 动 分 泵 的 制 动 压 力 进 行 一 同 控 制 。 由 于 三 通 道 ABS对 两 后 轮 进 行 一 同 控 制 ， 对 于 后 轮 驱 动 的 汽 车 ， 也 可 以 在 传 动 系 统 中

23、(如 主减 速 器 或 变 速 器 中 )只 设 置 一 个 轮 速 传 感 器 ， 感 测 两 后 轮 的 平 均 转 速 ， 实 现近 似 低 选 原 则 的 一 同 控 制 。 两 后 轮 按 低 选 原 则 进 行 一 同 控 制 时 ， 可 以 保 证 汽 车 在 各 种 条 件 下 左 右两 后 轮 的 制 动 力 相 等 ， 即 使 两 侧 车 轮 的 附 着 力 相 差 较 大 ， 两 个 车 轮 的 制 动 力都 限 制 在 附 着 力 较 小 的 水 平 ， 使 两 个 后 轮 的 制 动 力 始 终 保 持 平 衡 ， 保 证 汽 车在 各 种 条 件 下 制 动 时 都

24、 具 有 良 好 的 方 向 稳 定 性 。 但 也 可 能 出 现 附 着 系 数 大 的一 侧 后 轮 的 附 着 力 不 能 充 分 利 用 的 问 题 ， 使 汽 车 的 总 制 动 力 有 所 减 小 。 应 该看 到 ， 在 紧 急 制 动 时 ， 由 于 发 生 轴 荷 前 移 ， 在 汽 车 的 总 制 动 力 中 ， 后 轮 的 制动 力 所 占 的 比 重 较 小 ， 尤 其 是 小 轿 车 ， 使 前 轮 的 附 着 力 比 后 轮 的 附 着 力 大 得多 ， 通 常 后 轮 制 动 力 只 占 总 制 动 力 的 30 左 右 ， 因 此 ， 后 轮 附 着 力 未

25、能 充分 利 用 的 损 失 对 汽 车 的 总 制 动 力 影 响 不 大 。 对 两 前 轮 进 行 独 立 控 制 ， 主 要 考 虑 到 小 轿 车 ， 特 别 是 前 轮 驱 动 的 汽 车 ，前 轮 的 制 动 力 在 汽 车 总 制 动 中 所 占 的 比 例 较 大 (可 达 70 左 右 )， 可 以 充 分利 用 两 前 轮 的 附 着 力 。 一 方 面 使 汽 车 获 得 尽 可 能 大 的 总 制 动 力 ， 利 于 缩 短 制动 距 离 ， 另 一 方 面 更 重 要 的 能 在 制 动9中 使 两 前 轮 始 终 保 持 较 大 的 横 向 附 着 力 ， 使 汽

26、 车 保 持 良 好 转 向 控 制 能 力 。尽 管 两 前 轮 独 立 控 制 可 能 导 致 两 前 轮 制 动 力 不 平 衡 ， 但 由 于 两 前 轮 制 动 力不 平 衡 对 汽 车 行 驶 方 向 稳 定 性 影 响 相 对 较 小 ， 而 且 可 以 通 过 驾 驶 员 的 转 向操 纵 对 由 此 造 成 的 影 响 进 行 修 正 。 因 此 ， 三 通 道 ABS 在 小 轿 车 上 被 普 遍 采用 。（ 3） 双 通 道 ABS 系 统 （ 如 图 3）图 3 双 通 道 ABS(a)二 通 道 三 传 感 器 ABS(b)二 通 道 四 传 感 器 ABS(c)二 通 道 二 传 感 器 ABS(d)二 通道 二 传 感 器 ABS （ a） 图 中 ， 前 轮 附 着 力 相 差 较 大 时 ， 高 选 。 （ d） 图 中 ， 在 后 制 动 管 路 中 设 置 比 例 阀 或 低 选 择 阀 。 双 通 道 式 ： 难 以 在 方 向 稳 定 性 、 转 向 操 纵 性 和 制 动 距 离 各 方 面 得 到 兼顾 ， 目 前 采 用 很 少 。（ 4） 单 通 道 ABS 系 统 （ 如 图 4）