汽车制动系统优化策略论文答辩

ABS系统的结构组成及工作原理分析摘要：本文主要介绍汽车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系统的电子控制部分的组成和原理，轮速传感器，液压控制装置的组成和原理；并能进行控制电路的分析。关键词：ABS系统 组成 原理 控制电路一、前言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，是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动装置。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。表1 ABS系统各组成部件的功能组成元件功能传感器车速传感器检测车速，给ECU提供车速信号，用于滑移率控制方式轮速传感器检测车轮速度，给ECU提供轮速信号，各种控制方式均采用减速传感器检测制动时汽车的减速度，识别是否是冰雪等易滑路面，只用于四轮驱动控制系统执行器制动压力调节器接受ECU的指令，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二、电子控制系统2．1传感器的结构型式与工作原理(一) 转速传感器齿圈与轮速传感器是一组的，当齿圈转动时，轮速传感器感应交流信号，输出到ABS电脑，提供轮速信号。轮速传感器通常安装在差速器、变速器输出轴、各车轮轮轴上。轮速传感器在车轮上的安装位置轮速传感器是由传感头和齿圈等组成。(二) 横向加速度传感器有一些ABS系统中装有横向加速度传感器，因里面主要开关触点组成，因而一般称为横向加速度开关。外形如图1所示。横向加速度低于限定值时，两触点都处于闭合状态，插头两端子通过开关内部构成回路，当汽车在高速急转弯过程中，横向加速度超过限定值时，开关中的一对触点在自身惯性力的作用下处于开启状态，插头两端子之间在开关内部形成断路，此信号输入ECU后可对制动防抱死控制指令进行修正，以便有效地调节左右车轮制动轮缸的液压，使ABS更有效地工作。此装置在较高级的轿车和跑车上采用较多。图1(三) 减速度传感器目前，在一些四轮驱动的汽车上，还装有汽车减速度传感器，又称G传感器。其作用是在汽车制动时，获得汽车减速度信号。因为汽车在高附着系数路面上制动时，汽车减速度大，在低附着系数路面上制动时，汽车减速度小，因而该信号送入ECU后，可以对路面进行区别，判断路面附着系数高低情况。当判定汽车行驶在雪地、结冰路等易打滑的路面上时，采取相应控制措施，以提高制动性能。减速度传感器有光电式、水银式、差动式变压式等。A．光电式减速度传感器汽车匀速行驶时，透光板静止不动。当汽车减速度时，透光板则随着减速度的变化沿汽车的纵轴方向摆动。减速度越大，透光板摆动位置越高，由于透光板的位置不同，允许发光二极管传送到光电晶体管的光线不同，使光电晶体管形成开和关两种状态。两个发光二极管和两个光电晶体管组合作用，可将汽车的减速度区分为四个等级，此信号送入电子控制器就能感知路面附着系数情况。B．水银式减速度传感器水银式减速度传感器的基本结构如图所示，由玻璃管和水银组成。在低附着系数路面时汽车减速度小，水银在玻璃管内基本不动，开关在玻璃管内处于接通（ON）状态。在高附着系数路面上制动时，汽车减速度大，水银在玻璃管内由于惯性作用前移，使玻璃管内的电路开关断开（OFF），如图2所示，此信号送入ECU就能感知路面附着系数情况。图2水银式汽车减速度传感器，不仅在前进方向起作用，在后退方向也能送出减速度信号。C．差动变压式减速度传感器2．2电子控制模块（电脑）的结构与工作原理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。Ø ECU的基本结构ECU由以下几个基本电路组成：1）轮速传感器的输入放大电路。2）运算电路。3）电磁阀控制电路。4）稳压电源、电源监控电路、故障反馈电路和继电器驱动电路。各电路的连接方式如图3至5所示图3图4图5a) 轮速传感器的输入放大电路安装在各车轮上的轮速传感器根据轮速输出交流信号，输入放大电路将交流信号放大成矩形波并整形后送往运算电路。不同的ABS系统中轮速传感器的数量是不一样的。每个车轮都装轮速传感器时，需要四个传感器，输入放大电路也就要求有四个。当只在左右前轮和后轴差速器安装轮速传感器时，只需要三个传感器，输入放大电路也就成了三个。但是，要把后轮的一个信号当作左、右后轮的两个信号送往运算电路。b) 运算电路运算电路主要进行车轮线速度、初始速度、滑移率、加减速度的运算，以及电磁阀的开启控制运算和监控运算。初始速度、滑移率及加减速度运算电路把瞬间轮速加以积分，计算出初始速度，再把初始速度和瞬时线速度进行比较运算，则得出滑移率及加减速度。电磁阀开启控制运算电路根据滑移率和加减速度控制信号，对电磁阀控制电路输出减压、保压或增压的信号。c) 电磁阀控制电路接受来自运算电路的减压、保压或增压信号，控制通往电磁阀的电流。d) 稳压电源、电源监控电路、故障反馈电路和继电器驱动电路在蓄电池供给ECU内部所有5V稳压电压的同时，上述电路监控着12V和5V电压是否在规定范围内，并对轮速传感器输入放大器、运算电路和电磁阀控制电路的故障信号进行监视，控制着电磁阀电动机和电磁阀。出现故障信号时，关闭电磁阀，停止ABS工作，返回常规制动状态，同时仪表板上的ABS警报灯点亮，让驾驶员知道有故障情况发生。Ø 安全保护电路ECU的安全保护电路具有故障状态外部显示功能。系统发生故障时，首先停止ABS工作，恢复常规制动状态，使仪表板上的ABS警报灯点亮，提示整个系统处于故障状态。现在的故障显示方法一般是通过ECU内部的发光二极管（LED）的闪烁、仪表板上的ABS警报灯的闪烁、或用专用的诊断装置加以显示。切断点火开关后故障显示内部消失，重新接通点火开关时若未发现故障，则认为系统正常，ABS可进行正常控制。具有专用诊断装置的ABS系统能够记忆故障内容，并能根据专用诊断装置的指令将记忆的故障编码，进行显示或消除。1．接通电源时的初始检查接通点火开关、ECU电源接通时，将检查下列项目。（1）微处理机功能检查①使监视器产生错误信息，让微处理机识别。②检查ROM区的数据，确认未发生变化。③对RAM区进行数据输入和输出，判断工作是否正常。④检查A/D转换的输入，判断是否正常。⑤检查微处理机间的信号传递，判断是否正常。（2）电磁阀动作检查使电磁阀产生动作，判断是否正常工作。（3）故障反馈电路功能检查由微处理机来识别故障反馈电路工作是否正常。2．汽车起步时的检查汽车起步时对重要的外围电路进行检查，若检查结果正常，ABS开始工作。（1）电磁阀功能检查①让电磁阀工作，判断是否正常。②比较各电磁阀的开、关电阻，判断电磁阀是否工作正常。（2）电动机动作检查使电动机运转，判断是否正常。（3）轮速传感器及输入放大电路的信号确认。确认所有的轮速传感器信号都能输入到微处理机。3．行驶中的定时检查（1）12V（载货车为24V）、5V电压监视识别供给的12V电压和5V内部电压是否为规定电压值。监视12V电压，并考虑ABS工作过程中电压瞬间下降和电动机起动时电压瞬间下降的情况，然后加以分析识别。（2）电磁阀动作监视ABS系统工作过程中，电磁阀必定动作，ECU随时监视电磁阀的工作情况。（3）运算电路中运算结果的对比检查ECU内部通常设有二套运算电路，同时进行运算和传输数据，利用各自的运算结果相互比较、互相监视，能够确保可靠性，及早发现异常情况。另外，各种速度信号和输入、输出信号也在运算电路中相互比较，这些结果必须相同。（4）微处理机失控检查由监视电路判断微处理机工作是否正常。（5）脉冲信号的监视微处理机时钟信号的脉冲频率不能降低。（6）ROM数字的确定计算ROM数据之和，确认程序工作正常。4．自行诊断显示如果安全保护电路检查出有异常情况，则停止ABS系统的工作，返回原有的常规制动方式（不使用ABS），且ECU呈现故障状态。这时ECU内的发光二极管、ABS警报灯或专用诊断装置发出故障信号，ECU根据这些信号显示出故障码。汽车生产厂、汽车型号或ABS系统不同时，故障码也不一样。Ø ECU的工作原理ECU是ABS系统的控制中心，它的本质是微型数字计算机，一般是由两个微处理器和其他必要电路组成的、不可分解修理的整体单元，电脑的基本输入信号是四个轮速传感器送来的轮速信号，输出信号是：给液压控制单元的控制信号、输出的自诊断信号和输出给ABS故障指示灯的信号，如图所示：1．ECU的防抱死控制功能电子控制模块（电脑）有连续监测四个轮速传感器速度信号的功能。电脑连续地检测来自全部四个轮速传感器传来的脉冲电信号，并将它们处理、转换成和轮速成正比的数值，从这些数值中电脑可区别哪个车轮速度快，哪个车轮速度慢。电脑根据四个轮子的速度实施防抱死制动控制。电脑以四个轮子的传感器传来的数据作为控制基础，一旦判断出车轮将要抱死，它立刻就进入防抱死控制状态，向液压调节器输出幅值为12V的脉冲控制电压，以控制轮缸上油路的通、断。轮缸上油压的变化就调节了车轮上的制动力，使车轮不会因一直有较大的制动力而让车轮完全抱死（通与断的频率一般在3—12次/秒）。2．ECU的故障保护控制功能首先，电脑能对自身的工作进行监控。由于电脑中有两个微处理器，它们同时接受、处理相同的输入信号，用与系统中相关的状态——电脑的内部信号和产生的外部信号进行比较，看它们是否相同，从而对电脑本身进行校准。这种校准是连续的，如果不能同步，就说明电脑本身有问题，它会自动停止防抱死制动过程，而让普通制动系统照常工作。此时，修理人员必须对ABS系统（包括电脑）进行检测，以及时找出故障原因。图6是ABS系统电脑内部监控工作的简要图解。来自轮速传感器①的输入信号同时被送到电脑中的两个微处理器②和③，在它们的逻辑模块④中处理后，输出内部信号⑤（车轮速度信号）和外部信号⑥（给液压调节器的信号），然后根据这两种信号进行比较、校对。逻辑模块④产生的内部信号⑤被送到两个不同的比较器⑦和⑧中（每个处理器中有一个比较器），在那里进行比较，如果它们不相同，电脑将停止工作。微处理器②产生的外部信号⑥一路直接送到比较器⑦，另一路由液压调节器控制电路⑨经过反馈电路⑩送到比较器⑧。微处理器③产生的外部信号直接送到比较器⑦和⑧。通过比较器进行比较，如果外部信号不能同步，ABS系统电脑将要关闭防抱死制动系统。图6ABS系统电脑不仅能监视自己内部的工作过程，而且还能监视ABS系统中其他部件的工作情况。它可按程序向液压调节器的电路系统及电磁阀输送脉冲检查信号，在没有任何机械动作的情况下完成功能是否正常的检查。在ABS系统工作的过程中，电脑还能监视、判断轮速传感器送来的轮速信号是否正常。ABS系统出现故障，例如制动液损失、液压压力降低或车轮速度信号消失，电脑都会自动发出指令，让普通制动系统进入工作，而ABS系统停止工作。对某个车轮速度传感器损坏产生的信号输出，只要它在可接受的极限范围内，或由于较强的无线电高频干扰而使传感器发出超出极限的信号，电脑根据情况可能停止ABS系统的工作或让ABS系统继续工作。这里要强调的是，任何时候琥珀（黄）色ABS系统故障指示灯点亮不灭，就说明电脑已停止ABS系统的工作或检测到了系统的故障，驾驶员或用户一定要进行检修，如果处理不了，应及时送修理厂。2．3 ABS故障指示灯当有下列的异常现象被发现时，ABS控制电脑会使ABS故障指示灯点亮：① 泵油电动机作用的时间超过一定的时间。② 车辆已经行走超过30S，而忘记放开驻车制动。③ 未收到四轮中任何一轮的传感器信号。④ 电磁阀作用超过一定的时间或是检测到电磁阀断路。⑤ 发动机已经开始动作，或是车辆已经开动，未接收到电磁阀输出讯号。⑥ 当点火开关打开在I段时，ABS故障指示灯会点亮，如果没有异常现象，发动机起动后ABS故障指示灯就会熄灭。ABS系统有两个故障指示灯，一个是红色制动故障指示灯，另一个是琥珀色或黄色ABS故障指示灯，见图7所示。两个故障指示灯正常闪亮的情况为：当点火开关接通时，红色指示灯与琥珀色指示灯几乎同时点亮，红色指示灯亮的时间较短，琥珀色指示灯亮的时间较长一些（约3S）；发动机起动后，储能器要建立系统压力，两灯会再次点亮，时间可达十几秒钟；驻车制动时，红色指示灯也应亮。如果在上述情况下灯不亮，说明故障指示灯本身或线路有故障。图7红色指示灯故障常亮，说明制动液不足或储能器中的压力不足（低于14MPa），此时普通制动系统和ABS系统均不能正常工作；琥珀色ABS故障指示灯常亮，说明电控单元发现ABS系统有故障。三、液压控制系统3．3 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，如图8所示。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。图81．常规制动状态在常规制动过程中，ABS系统不工作，电磁线圈中无电流通过，电磁阀处与“升压”位置。此时制动主缸和轮缸状态如图9所示，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。图92．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，如图10所示。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。图103．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，如图11所示。图114．增压状态当压力下降后车轮转速太快时，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（见图），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。3．2 可变容积式制动压力调节器的工作原理如图12所示是可变容积式制动压力调节器的基本原理图。它主要由电磁阀、控制活塞、液压泵、储能器等组成。其基本工作原理如下。图12常规制动时，电磁线圈6中无电流流过，电磁阀7将控制活塞14的工作腔与回油管路接通，控制活塞在强力弹簧的作用下被推至最左端，活塞顶端推杆将单向阀13打开，使制动主缸2与轮缸10的制动管路接通，制动主缸的制动液直接进入轮缸，轮缸压力随主缸压力而变化。这种状态是ABS工作之前或工作之后的常规制动工况。如上图。需要减压时，电控单元9向电磁线圈6输入一大电流时，电磁阀内的柱塞8在电磁力作用下克服弹簧作用力移到右边。如图13所示，将储能器3与控制活塞14的工作腔管路接通。制动液进入控制活塞工作腔推动活塞右移，单向阀13关闭，主缸2与轮缸10之间通路被切断。同时由于控制活塞的右移，使轮缸侧容积增大，制动压力减小。图13当电控单元9向电磁线圈6输入一较小电流时，由于电磁线圈的电磁力减小，柱塞8在弹簧力作用下左移至储能器、回油管及控制活塞工作腔管路相互关闭的位置，如图14所示。此时控制活塞左侧的液压保持一定，控制活塞在液压压力和强力弹簧弹力的作用下保持在一定位置，而此时单向阀13仍处于关闭状态，轮缸侧的容积也不发生变化，制动压力保持一定。图14需要增压时，电控单元9切断电磁线圈6中的电流，柱塞8回到左端的初始位置，如图12所示，控制活塞工作腔与回油管路接通，控制活塞左侧控制液压解除，控制活塞左移至最左端时，单向阀被打开，轮缸压力将随主缸的压力增大而增大。3．3 制动压力调节器的结构形式压力调节器总成（也叫ABS制动执行器、ABS液压控制总成）是在普通制动系统液压装置的基础上加装ABS制动压力调节器而成的。普通制动系统的液压装置一般包括制动助力器、双腔式制动主缸、储液室、制动轮缸和双液压管路等。ABS制动压力调节器装在制动主缸与轮缸之间，如果它与制动主缸装在一起，则称之为整体式制动压力调节器，否则就称为分离式制动压力调节器。除了普通制动系统的液压部件外，ABS制动压力调节器通常由电动泵、储能器、主控制阀、电磁控制阀和一些控制开关等组成。实质上，ABS就是通过电磁控制阀体上的控制阀，控制轮缸上的液压，使之迅速变大或变小，从而实现了防抱死制动功能。ABS制动压力调节器总成基本上可分为三类：整体式，制动主缸与液压总成装成一体的，如图15所示；分离式，制动主缸与液压总成是分别独立的总成，如图16所示；真空式，仅控制后轮，并采真空液压控制，如图17所示。图15图16图173．4 电磁阀的结构形式及工作原理电磁控制阀是液压调节器的重要部件，由它完成对ABS系统各个车轮制动力的控制。ABS系统中都有一个或两个电磁阀，其中有若干对电磁控制阀，分别控制前、后轮的制动。常用的电磁阀有三位三通阀和二位二通阀等多种型式。三位三通电磁阀的内部结构图如图18所示，它主要由阀体、进油阀、卸压阀、单向阀、弹簧、无磁支撑环、电磁线圈等组成。滑动支架6的两端由无磁支撑环3导向。主弹簧13和副弹簧12相对布置，但主弹簧弹力大于副弹簧弹力。为了关闭进油阀5和打开卸压阀4，滑动支架有约的移动过程。无磁支撑环被压进阀体中，这样可迫使磁通在线圈中穿行时必须通过支架，并经工作气隙a穿出，以保证磁路有稳定的电磁特性。单向阀8与进油阀5并行设置，其作用是当解除制动时，单向阀打开，增加一个附加的、更大的由轮缸到主缸的出油通道，这样能使轮缸的压力迅速下降，即使在主弹簧断裂或支架被卡死的情况下也能使车轮制动器松开解除制动。图18该电磁阀工作过程如下：当电磁线圈中无电流通过时，由于主弹簧力大于副弹簧力，进油阀被打开，卸压阀关闭，制动主缸与轮缸油路接通，所以轮缸压力既能在没有ABS参与的常规条件下增加，也能在ABS系统工作的条件下增加。当向电磁线圈输入1/2最大工作电流时（保持电流），电磁力使支架向下移动一定距离将进油阀关闭。由于此时电磁力不足以克服两个弹簧的弹力，支架便保持在中间位置，卸压阀仍处于关闭状态。此时，三通道间相互密封，轮缸压力保持一定值。当电控单元向电磁线圈输入最大工作电流时，电磁力克服主、副两个弹簧的弹力使支架继续下移，将卸压阀打开，此时轮缸通过卸压阀与回油管相通，轮缸中制动流入回油管路，压力降低。如图19所示为一种常开式二位二通电磁阀的内部结构。当电磁线圈3中无电流通过时，在回位弹簧7的作用下，铁心12被推至限位杆9与缓冲垫圈11相抵触的位置。此时与铁心连在一起的顶杆10没有将球阀6顶靠在阀座5上，电磁阀的进油口A与出油口B相通，电磁阀处于开启状态。当电磁线圈中有一定的电流通过时，铁心在电磁吸力的作用下，克服弹簧力的作用，带动顶杆一起右移，顶杆将球顶靠在阀座上，电磁阀进油口与出油口之间的通道被封闭，电磁阀处于关闭状态。限压阀4的作用在于限制电磁阀的最高压力，以免压力过高导致电磁阀损坏。图19四、总结通过这次写论文让我了解了更多ABS系统的知识，特别是电子控制部分这一块。ABS系统就是要充分利用轮胎和地面的附着系数，使各个制动器产生尽可能大的制动力而又不会抱死，提高汽车制动能力，改善了操纵性和稳定性。在写论文时，我也查阅了许多的ABS相关的知识，它其实跟ASR（汽车防滑电子控制系统）有着同样的作用和原理，很多都是相关连的。通过查阅书籍，使我的视野更加的开阔了，也给即将毕业的我增加了一部分新的知识。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] 邯郸北方学校. 怎样维修汽车和SRS系统. 北京：机械工业出版社，2007[3] 鲁植雄. 汽车和ESP维修图解. 北京：电子工业出版社， 2006[4] 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[5] 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最好是自己写了、这个你参考一下吧

随着中国汽车消费市场的迅猛发展，近五年来中国汽车行业持续产销两旺。但在繁荣的背后，存在巨大隐忧。中国汽车技术的空心化迟早将影响汽车行业的健康发展。汽车行业要想保持长久的繁荣，自主研发、自主知识产权、自主品牌无疑是关键，这在汽车零配件产业体现的更加突出。我国的汽车零配件企业研发投入不足，研发能力较弱，严重制约了我国自主品牌的建立。防抱死制动系统作为现代轿车标准配件之一，其在紧急制动时能起到控制汽车操纵稳定性的作用，使轿车的主动安全性得以保障。本文以车辆动力模型及防抱死制动系统中轮速传感器、压力调节器、电子控制器为研究对象，以其结构组成及功能为研究内容，采用理论分析与仿真试验相结合的研究方法，在总结国内外研究成果的基础上，分析研究了防抱死制动系统的布置方案及控制策略。本文所作主要工作如下：①广泛查阅国内外有关轮速传感器、液压调节器、电子控制器控制策略、车辆动力学及车辆结构设计、试验、制造方面的文献资料，了解国内外相关技术发展状况和最新技术水平，分析并总结了汽车防抱死制动系统的成功研发经验。②认真分析了目前ABS系统中所面临的技术难点，如路面的实时识别，压力调节器的加工制造装配。并提出了相应的解决方案。③建立了防抱死制动系统数学模型，包括汽车动力学模型，压力调节器模型，电子控制器模型，在此基础上建立了防抱死制动系统的整体仿真模型。④运用MATLAB/Stateflow设计了自寻优控制策略算法及状态流程，运用MATLAB/Simulink对所建模型进行仿真分析研究，发现：当制动主缸活塞与缸孔内壁间隙超过某一值后，制动主缸压力将出现波动，并随着间隙的增大波动幅度也在增大；在高附着系数的路面上应采用较高的频率对制动压力进行调节，以便充分利用路面的高附着特性，提高车辆的制动效能。所设计的控制算法能实现路面特性的实时识别，能很快识别出路面的最佳滑移率，并使滑移率维持在最佳滑移率附近，使系统充分利用路面特性，达到最佳的制动效果。

上海通用系列制动系统诊断及维修摘要本文首先对上海通用汽车制动系故障的现象、故障原因、故障诊断、故障排查、系统维修进行了介绍；并介绍通用系列的汽车制动系统——ABS，包括ABS的组成、系统维护、故障码的读取与诊断及系统维修；然后通过简要介绍ABS系统诊断的案例，引出制动系故障的诊断与检修的重要性。关键词：通用汽车制动系统 ABS 故障诊断 故障排查 故障检修Shanghai GM Series brake system diagnostic and maintenanceSummaryFirstly, the Shanghai General Motors brake system faults, fault reason, fault diagnosis, troubleshooting, system maintenance was introduced; and introduced universal series of automotive brake systems - ABS, including the ABS composition, system maintenance, faultCode read with diagnosis and maintenance; then outlined the case of ABS system diagnostics, system failure leads to brake the importance of diagnosis and words: General Motors ABS braking system fault diagnosis troubleshoot troubleshooting目 录摘要……………………………………………………………………………IABSTRACT…………………………………………………………………II第一章 汽车制动系统的概述 …………………………………………制动系统的概念 ……………………………………………………制动系统的概念………………………………………………制动系统的功用 ……………………………………………制动系统的组成………………………………………………1第二章 上海通用制动系统的故障诊断………………………………制动系统的测试 ……………………………………………………制动系统的测试………………………………………………制动液的检查…………………………………………………制动器软管检查………………………………………………警告灯的操作…………………………………………………上海通用别克制动系的常见故障与维修……………………3第三章 上海通用制动系统ABS故障诊断与检修…………………制动防抱死系统的结构组成及工作原理 …………………………制动防抱死系统概念…………………………………………制动防抱死系统组成………………………………………… ABS系统各组成部件的功能…………………………………制动系统ABS故障诊断与检修实例分析 …………………………4结语 …………………………………………………………………………7参考文献 ……………………………………………………………………8致谢……………………………………………………………………………9第一章 汽车制动系统的概述制动系统的概念制动系统的概念制动系统是汽车上用以使外界(主要是路面)在汽车某些部分(主要是车轮)施加一定的力，从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置。制动系统的功用制动系统作用是：使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车；使已停驶的汽车在各种道路条件下(包括在坡道上)稳定驻车；使下坡行驶的汽车速度保持稳定。对汽车起制动作用的只能是作用在汽车上且方向与汽车行驶方向相反的外力，而这些外力的大小都是随机的、不可控制的，因此汽车上必须装设一系列专门装置以实现上述功能。制动系统的组成•包括施加系统、制动灯系统、液压系统、车轮制动系。•施加系统主要由制动踏板、制动连杆、制动助力器组成。•制动灯系统主要由制动开关、电线、制动灯组成。•液压系统主要由制动总泵、液压阀、组合阀、比例阀、计量阀组成。•车轮制动器主要由旋转部分、固定部分和调整机构组成，旋转部分是制动鼓；固定部分包括制动蹄和制动底板；调整机构由偏心支承销和调整凸轮组成用于调整蹄鼓间隙。第二章 上海通用制动系统的故障诊断制动系统的测试制动系统的测试必须在干燥、清洁和平整的道路上测试制动器。如果道路湿滑或不清洁，则各个轮胎的附着性能不同，故测试的制动性能不真实。中央凸起的路面也对测试不利，由于重力分布不均匀，车轮有弹跳倾向。在不同车速、轻踩和重踩踏板等条件下测试制动器；但觉不能抱死制动器，使轮胎在路面上滑移。抱死制动器和轮胎在路面上滑移并不表明制动效率高，重踩制动踏板，但保持车轮转动，比将制动器抱死的停车距离短。重踩制动踏板，但保持车轮转动时的轮胎与路面摩擦力比轮胎滑移大。由于重踩制动踏板减速高，故感觉车辆减速快。影响制动性能的外部条件有：1）与路面接触面积和附着力不同的轮胎，将导致制动不均匀。轮胎气压必须相同，左右胎纹深度比须差不多。2）车辆负载不均匀也影响制动性能，重载车轮比其它车轮需要的制动力大。3）车轮错位，特别是在外倾和主倾后倾过大时，会导致制动跑偏。制动液的检查要想检查制动液是否泄漏，是发动机怠速运行，将变速杆挂在空挡，然后用恒定的脚力踩住踏板。如果在恒定脚劲作用下踏板逐渐下降，则表明液压系统可能泄露。通过肉眼检查，确认可疑的泄露部位。检查总泵液面。虽然衬片正常磨损液会导致储液罐液面轻微下降，但如果液面过低，则表明系统泄露。液压系统的内部泄露或外部泄露。按如下程序检查总泵。此外，轻微系统泄露也能通过这项测试。如果液面正常，检查真空助力器推杆长度。如果发现推杆长度不正确，则调整更换推杆。按如下程序检查总泵:1)检查总泵铸造壳体是否开裂或总泵周围是否泄漏制动液。只要有一点制动液就表明泄露，潮湿属于正常。2）检查踏板连杆是否卡滞，推杆长度是否不正常。如果这两个零件正常，则拆卸总泵并检查主油缸或活塞密封是否延长或膨胀。如果密封膨胀，则怀疑制动液不合格或污染。若发现制动液污染，必须拆卸所有零件并清洗，更换所有橡胶件。所有管件也必须清洗。制动器软管检查液压制动软管每年至少应检查两次。应检查制动器软管外罩是否出现道路损坏、开裂、磨损，是否泄漏或隆起。检查软管敷设和安装是否正常。与悬架部件摩擦的制动器软管很快就会磨损并最终失效。检查时需要一支手电筒和一个镜片。如果在制动器软管上观察到上述任何情况，必须是可调整或更换软管。警告灯的操作制动系统采用仪表板组合仪表中的一个“制动”警告灯。当点火开关处于“起动（START）”位置时，“制动（BRAKE）”警告灯应启亮，当点火开关回到“运行（RUN）”位置时熄灭。如下状况将点亮“制动”灯：1）拉紧驻车制动器时。只要拉紧驻车制动器且点火开关处于接通位置，警告灯就会启亮。2）制动液液面过低时。总泵制动液面过低会启亮“制动”灯。3)EBD系统功能失效时。当EBD系统功能失效时，制动灯启亮。上海通用别克制动系的常见故障与维修1）故障现象：踩刹车踏板，踏板不升高，无阻力；判断原因：检查制动液是否缺失；制动分泵、管路及接头处是否漏油；总泵、分泵零部件是否损坏。2）故障现象：刹车踏板踩到底，制动效果不好；连续刹车，效果无改善，且踏板逐渐升高；判断原因：制动系统内混有气体。3）故障现象：连续踩刹车，踏板回位升高，制动效果有改善；判断原因：摩擦片与制动鼓间隙过大。4）故障现象：连续踩刹车，踏板位置升高，并有下沉感；判断原因：漏油。5）故障现象：踏板位置很低；再踏，位置不能升高，感觉发硬；判断原因：总泵堵塞。第三章 上海通用制动系统ABS故障诊断与检修制动防抱死系统的结构组成及工作原理制动防抱死系统概念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，是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动装置。制动防抱死系统组成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。系统各组成部件的功能车速传感器 ：检测车速，给ECU提供车速信号，用于滑移率控制方式 。轮速传感器 ：检测车轮速度，给ECU提供轮速信号，各种控制方式均采用。减速传感器 ：检测制动时汽车的减速度，识别是否是冰雪等易滑路面，只用于四轮驱动控制系统。制动压力调节器 ：接受ECU的指令，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 。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。制动系统ABS故障诊断与检修实例分析故障现象：一辆2003年产赛欧SLX-AT轿车，行驶里程万 km。据车主反映，制动时需要将制动踏板踩到很低的位置才会有制动力。检修过程：使发动机原地怠速工作，缓慢踩下制动踏板，踏板会不断下降，快速踩下制动踏板，踏板在较低的位置时才会感觉有制动力，保持施加踏板力，制动踏板会下降，踏板感觉柔软。进行路试。在车速为30 km/h左右时缓慢踩下制动踏板，车辆仍然向前行驶，明显感觉制动效果不良，如果快速踩下制动踏板，车辆可以停住，但是制动踏板位置较低。为了排除制动系统存在空气的可能，进行了制动系统放气，但是未见气泡，而且放气后制动踏板不能回位，这说明制动总泵已经不能建立油压。故障排除：更换制动总泵后路试，故障排除。回顾总结：制动总泵是制动系统的核心部件，它将制动液压缩到每个车轮的制动分泵以实施制动。根据笔者的维修经验，制动总泵出现最多的故障就是活塞(俗称皮碗)密封不良，导致制动压力无法建立或泄压。制动总泵泄压时的常见故障现象有2种。(1)缓慢踩下制动踏板，制动踏板会降到最低位置，制动油压无法建立。路试的表现为：低速行驶时，如果快速踏下制动踏板可以制动，如果缓慢踏下制动踏板则没有制动。(2)进行制动系统放气时，制动踏板降低后无法回位，反复踩踏也无法建立油压，放不出制动液或制动液放出得很少。制动总泵出现故障时，除了总泵自身的问题，制动液也是不可忽视的重要因素。制动液有不同的品牌和级别，即使是同一车型也会由于生产批次和技术改进等原因而使用不同型号的制动液。如果制动液混加或变质，就会使制动总泵很快损坏，或导致制动系统内产生气体。需要注意的是，制动分泵上的放气阀应该位于分泵的最高位置，以保证放气时可以将气体排出。有些车型的左右两侧的分泵装反时也可以安装，但此时排气阀处于分泵的最低位置，气是放不出来的，放出来的只是油。故障现象：一辆2004年产别克GL轿车，行驶里程万 km。该车原地踩制动踏板时感觉正常，行驶一段时间后感觉车辆行驶困难。检修过程：举升车辆，发现4个车轮均存在制动拖滞的现象，车轮用手几乎转不动。检查制动踏板的位置未见异常，不存在卡滞等异常情况。因为4个制动分泵同时出现回位不良的可能性非常小，于是笔者认为故障点应该在制动总泵或制动助力器。松开制动总泵与助力器之间的连接螺栓，4个车轮可以转动，这说明故障点在助力器，而不是由于总泵内活塞回位不良导致制动拖滞。故障排除：更换真空助力器，故障排除。故障现象：一辆2004年产赛欧SRV-AT轿车，行驶里程万 km，车主反映车辆制动距离过长。检修过程：维修人员试车后发现制动距离明显过长，制动时感觉制动力不足。进行制动系统放气，故障依旧。观察此车的制动盘，已经进行过改装，制动盘换成了带有通风孔的大尺寸制动盘。换回原车配置的制动盘进行路试，制动性能没有明显改善。拆下制动摩擦片，发现摩擦片上的接触痕迹只有几个点。故障排除：拆下制动摩擦片，用细砂纸仔细打磨凸出点，以使制动摩擦片进行快速磨合。车辆使用一段时间后，制动性能明显改善，故障最终排除。回顾总结：制动摩擦片和制动盘是产生制动力的直接部件，它们出现的常见故障包括制动盘翘曲导致制动时车身抖动，制动摩擦片异响，制动摩擦片与制动盘接触不良导致制动力下降等。在实际检修工作中，应该重点检查摩擦片和制动盘是否经过改装以及配件是否合格。故障现象：一辆2009年产凯越轿车，行驶万km，右前轮刹车片磨损严重。检修过程：该车来服务站报修，经试车轻踩刹车时，右前轮发出铁磨铁的声音，后将车支起拆下两前轮胎，发现右前刹车片已经磨没，刹车盘磨出一条沟，左前轮刹车片磨掉一半，由此判断，可能是右前轮刹车有罢劲现象，或者是刹车片质量有问题。 该车电脑档案记录45000公里保养时更换刹车片，刹车片质量没有问题，那么刹车片严重磨损可能是罢劲导致的。刹车罢劲就是刹车有不回位现象，轮胎转不动，刹车片抱住刹车盘，这种现象一般由于刹车总泵回油不好，刹车分泵内部上锈活塞被卡住造成，根据上述两种情况，接上油压表检查，证明刹车总泵回油正常，踩刹车时分泵活塞运动也正常。之后把旧刹车盘及片重新装上，经过几次踩刹车检查发现，刹车分泵支架上有一个回位销，在踩刹车时向里走，抬脚时不动，当拆下分泵支架，拔出回位销，看见回位销已经弯曲，原来是前刹车分泵支架变形导致刹车片严重磨损，更换刹车分泵支架，故障排除。故障原因：经询问车主，该车在半年前出过一次事故，右前轮撞在桥墩子上，轮毂撞坏，当时保险公司只给换了轮胎，轮毂，下摆臂。据车主反映，轮毂变形时撞在刹车分泵上，导致刹车支架回位销弯了，定损时，理赔员没有看出来。