第八章 ABS防抱死制动系统的结构与维修
第一节 ABS系统结构简介
一,ABS系统的基本组成
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型轿车采用的是美国ITT公司MK20-Ⅰ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,如图8-1所示.
图8-1 ABS系统组件在车上的安装位置
1-ABS控制器 2-制动主缸和真空助力器 3-自诊断插□ 4-ABS警告灯(K47) 5-制动警告灯(K118) 6-后轮转速传感器(G44/G46) 7-制动灯开关(F)) 8-前轮转速传感器(G45/G47)
ABS系统的基本工作原理是: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系统主要部件结构与工作原理
(一)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-Ⅰ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,如图8-2所示.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,如图8-3所示.
图8-2 前车轮转速传感器(G45/G47)安装位置
1-齿圈 2-前轮转速传感器
传感器由电磁感应式传感头和磁性齿圈组成.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,如图8-4(a)所示;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,如图8-4(b)所示.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.
图8-3 后车轮转速传感器(G44/G46)安装位置
1-齿圈 2-后轮转速传感器
图8-4 车轮转速传感器工作原理
(a)齿圈齿顶与传感器磁芯相对时 (b)齿圈齿隙与传感器磁芯相对时
1-齿圈 2-磁芯端部齿 3-感应线圈端子 4-感应线圈 5-磁芯套 6-磁力线 7-磁场 8-磁芯 9-齿顶
(二)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.

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