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汽车制动防抱死控制系统执行元件的结构与原理

时间:2023-08-26 理论教育 版权反馈
【摘要】:ABS液压控制总成是在普通制动系统的液压装置上经设计后加装ABS液压调节器而形成的。通常把电磁阀直接控制轮缸制动压力的调节器称作循环式制动压力调节器,把间接控制制动压力的调节器称作可变容积式制动压力调节器。制动分泵制动液压力将随踏板力的增大而增大。蓄能器依据储存制动液压力的不同,分为低压蓄能器和高压蓄能器。分别配置在不同形式的制动压力调节系统中。

汽车制动防抱死控制系统执行元件的结构与原理

ABS液压控制总成是在普通制动系统的液压装置上经设计后加装ABS液压调节器而形成的。普通制动系统的液压装置一般包括真空助力器、双缸式制动总泵(主缸)、储油箱、制动分泵(轮缸)和液压管路等。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回油液压泵蓄能器、主控制阀、电磁阀和一些控制开关等组成。实质上,ABS就是通过电磁阀控制分泵上的液压,使之迅速变大或变小,从而实现了防抱死制动功能。

ABS制动压力调节器串接在制动主缸与轮缸之间,通过电磁阀直接或间搭铁控制轮缸的制动压力。通常把电磁阀直接控制轮缸制动压力的调节器称作循环式制动压力调节器,把间接控制制动压力的调节器称作可变容积式制动压力调节器。

1.循环式制动压力调节器

这种形式的制动压力调节器是在制动总缸与轮缸之间串联一个电磁阀,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。由电磁阀直接控制轮缸的制动压力。多采用三位三通电磁阀和二位二通电磁阀,在ECU控制下,使电磁阀处于“升压”、“保压”、“减压”三种位置,如图1-18所示。

1)三位三通电磁阀工作过程如图1-19所示,三位三通电磁阀由进液阀、回液阀、主弹簧、副弹簧、固定铁心及衔铁套筒等组成。

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图1-18 循环式制动压力调节器

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图1-19 三位三通电磁阀

1—进液口 2—进液阀 3—回液阀 4—主弹簧 5—副弹簧 6—电磁线圈 7—衔铁套筒 8—出液口 9—回液口

工作过程是:电磁线圈未通电时,在主弹簧张力作用下,进液阀打开,回液阀关闭,进液口与出液口保持畅通——增压;电磁线圈通入较小电流(2A),产生电磁吸力小,吸动衔铁上移量少,但能适当压缩主弹簧,使进液阀关闭,放松副弹簧,回液阀并不打开——保压,如图1-20所示;电磁阀线圈通入较大电流(5A),产生电磁吸力大,吸动衔铁上移量大,同时压缩主、副弹簧,使进液阀仍保持关闭,回液阀打开——减压,如图1-21所示。

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图1-20 三位三通电磁阀(保压)

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图1-21 三位三通电磁阀(减压)

因为该电磁阀工作在三个状态(增压、保压、减压)则为“三位”,对外具有三个接口(进液口、出液口、回液口)则为“三通”,所以该电磁阀称之为“三位、三通”电磁阀,常写成3/3电磁阀。

2)二位二通电磁阀工作过程如图1-22所示,二位二通电磁阀又分为二位二通常开电磁阀和二位二通常闭电磁阀。两个电磁阀均由阀门、衔铁、电磁线圈和回位弹簧等组成。

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图1-22 二位二通阀的结构及符号

常态下,二位二通常开电磁阀阀门在弹簧张力作用下打开,二位二通常闭电磁阀阀门在弹簧张力作用下闭合,二位二通常开电磁阀用于控制制动总泵到制动分泵的制动液通路,又称为二位二通常开进液电磁阀。

二位二通常闭电磁阀用于控制制动分泵到储液器的制动液回路,又称为二位二通常闭出液电磁阀。

两个电磁阀配套使用,共同完成ABS工作中对制动压力调节的任务。

3)循环式制动压力调节器的工作过程:踏下制动踏板,由于电磁阀的进液阀开启,回液阀关闭,各电磁阀将制动总泵与各制动分泵之间的通路接通,制动总泵中的制动液将通过各电磁阀的进液口进入各制动分泵,各制动分泵的制动液压力将随着制动总泵输出制动液压力的升高而升高——增压,与常规制动相同。

①升压(常规制动)如图1-23所示。

②保压。当某车轮制动中,滑转率接近于20%时,ECU输出指令,控制电磁阀线圈通过较小电流(约2A),使电磁阀的进液阀关闭(回液阀仍关闭),保证该控制通道中的制动分泵制动压力保持不变——保压,如图1-24所示。

③减压。当某车轮制动中,滑转率大于20%时,ECU输出指令,控制电磁阀线圈通过较大电流(约5A),使电磁阀的进液阀关闭,回液阀开启,制动分泵中的制动液将通过回液阀流入储液器,使制动压力减小——减压,如图1-25所示。与此同时,ECU控制电动泵通电运转,将流入储液器的制动液泵回到制动总泵出液口。

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图1-23 制动压力调节原理(压力增大)

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图1-24 制动压力调节原理(压力保持)

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图1-25 制动压力调节原理(压力减小)

2.可变容积式制动压力调节器

可变容积式制动压力调节器是在汽车原有制动管路上增加一套液压控制装置,用它控制制动管路中制动液容积的增减,从而控制制动压力的变化。这种压力调节系统的特点是制动压力油路和ABS控制压力油路是相互隔开的。这种调压方式主要用于本田车系、美国DELCO MORANE ABS VI和Bosch部分产品中。

(1)制动压力调节器组成 电磁阀、调压缸、电动增压泵、蓄能器和压力开关。

工作过程(图1-26):踏下制动踏板,制动液由制动泵→A腔→开关阀→B腔→制动分泵。制动分泵制动液压力将随踏板力的增大而增大。

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图1-26 可变容积式制动压力调节器的结构

S趋近于20%,ECU控制输入电磁阀略通电后即关闭,输出电磁阀通电关闭。滑动活塞产生位移使开关阀关闭,A腔与B腔隔断,B腔容积不变——保压。

S>20%,ECU控制输入电磁阀通电打开,输出电磁阀通电关闭。滑动活塞在控制液压作用下上移,使B腔容积增大——减压。

S<20%,ECU控制输入电磁阀断电关闭,输出电磁阀断电打开。控制油液泄入储液器,滑动活塞下移,使B腔容积减小——增压。

(2)该系统特征

1)ABS作用时制动踏板无抖动感。

2)活塞往复运动可由滚动丝杠或高压蓄能器推动。

3)采用高压蓄能器作为推动活塞的动力时,蓄能器中的液体和轮缸的工作液是隔离的,前者仅仅作为改变轮缸容积的控制动力。

(3)回油泵与蓄能器(图1-27)当电磁阀在减压过程中从制动轮缸流出的制动液经蓄能器由回油泵泵回制动主缸。

蓄能器依据储存制动液压力的不同,分为低压蓄能器和高压蓄能器。分别配置在不同形式的制动压力调节系统中。

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图1-27 回油泵与蓄能器

1)低压蓄能器与电动泵:低压蓄能器一般称为储液器,用来接纳ABS减压过程中从制动分泵回流的制动液,同时还对回流制动液的压力波动具有一定的衰减作用。储液器内有一活塞和弹簧。减压时,回流的制动液压缩活塞克服弹簧张力下移,使容积增大,暂时存储制动液。电动回液泵由直流电动机柱塞泵组成。柱塞泵由柱塞、进出液阀及弹簧组成。当ABS工作(减压)时,根据ECU输出的指令,直流电动机带动凸轮转动,凸轮将驱动柱塞在泵筒内移动。柱塞上行时,储液器与制动分泵内具有一定压力的制动液进入柱塞泵筒。柱塞下行时,压开进液阀及泵筒底部的出液阀,将制动液泵回到制动总泵出液口。

2)高压蓄能器与电动增压泵:如图1-28所示,用于储存制动中或ABS工作时所需的高压制动液。高压蓄能器多采用黑色气囊状球体。黑色气囊状球体被一个膜片分隔成两个互不相通的腔室。上腔为气室,充入氮气并具有一定的压力。下腔为液室,与电动增压泵液道相通,盛装由电动增压泵泵入的制动液。

高压蓄能器下端设有两个控制开关。压力控制开关:检测高压蓄能器下腔制动液压力。压力低于15MPa时,开关闭合,增压泵工作。压力达到18MPa时,开关打开,增压泵停止工作。压力警告开关:设有两对开关触点,一对常开,一对常闭。当高压蓄能器下腔制动液压力低于10.5MPa时,常开触点闭合,点亮红色制动警告灯;同时常闭触点张开,该信号送给ECU关闭ABS并点亮黄褐色ABS警告灯。

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图1-28 高压蓄能器与电动增压泵(www.xing528.com)

(4)继电器电脑保护二极管 ABS系统中的继电器和电脑保护二极管,由于它们与液压系统的控制有关,因此特别重要。在ABS系统中,一般有两个继电器,一个是主电源继电器,另一个是电动泵继电器。主电源继电器通过点火开关供给ABS ECU电能。只要发动机起动ABS ECU就会感知并起动系统自检程序,检查ABS系统是否良好。如果主电源继电器损坏,ABS ECU就会让ABS系统停止工作(普通制动系统继续工作),直到主电源继电器修复为止。电动泵继电器主要给电动泵接通电源。当点火开关接通后,电流通过压力控制开关(接通状态)使电动泵继电器导通,蓄电池直接给电动泵供电使其工作。如果电动泵继电器损坏或发生故障,电动泵就不能运行,必然导致整个系统压力下降而无法工作,此时车辆要停止运行,直到将电动泵继电器修复为止。

ABS ECU保护二极管可起到保护ECU的作用。这个二极管装在主电源继电器和ABS故障警告灯之间,防止电流由蓄电池的正极通过主电源继电器直接流向ABS ECU而引起电脑损坏。

3.桑塔纳2000GSi轿车和捷达王轿车ABS系统控制器的检修

ABS制动压力控制器如图1-29所示。

(1)ABS控制器的拆卸

1)关闭点火开关,拆下蓄电池及支架。

2)从ABS ECU上拔下25针插头,如图1-30所示。

3)踩下踏板,并用踏板架定位,如图1-31所示。

4)在ABS控制器下垫一块布,用来吸干从开口处流出的制动液,如图1-32所示。

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图1-29 ABS控制器及其附件分解图

1—ABS控制器 2—制动主缸后活塞与液压控制单元的制动管接头(拧紧力矩15N·m) 3—制动主缸前活塞与液压控制单元的制动管接头(拧紧力矩15N·m) 4—液压控制单元与右前制动轮缸的制动管接头(拧紧力矩15N·m) 5—液压控制单元与左后制动轮缸的制动管接头(拧紧力矩15N·m) 6—液压控制单元与右后制动轮缸制动管接头(拧紧力矩15N·m) 7—液压控制单元与左前制动轮缸的制动管接头(拧紧力矩15N·m) 8—ABS控制器线束插头(25针插头)9—ABS控制器支架紧固螺栓(拧紧力矩20N·m)10—ABS控制器支架11—ABS控制器安装螺栓(拧紧力矩10N·m)

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图1-30 拔下ABS ECU 25针插头

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图1-31 用踏板架固定制动踏板

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图1-32 在ABS控制器下垫一块布

5)拆下制动主缸到液压控制单元的制动油管A和B,如图1-33所示,并做上记号,立即用密封塞将开口部塞住。

6)用软铅丝把制动油管A和B扎在一起,挂到高处,使开口处高于制动储液器的油平面。

7)拆下液压控制单元通到各轮的制动油管,并做上记号,立即用密封塞将开口部塞住,如图1-34所示。

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图1-33 拆下制动油管A和B

1~4—分泵油管

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图1-34 制动油管密封塞

1—专用支架 2—阀体开口孔的密封塞

在操作过程中必须特别小心,不能使制动液渗入到ABS ECU壳体中去。如果制动液渗漏到控制器中去,会使触点腐蚀,损坏系统。如果壳体脏,可用压缩空气吹净。

8)把ABS控制器从支架上拆下来。

(2)ABS控制器的分解

1)压下接头侧的锁扣,拔下控制单元上液压泵(V64)电线插头。

2)用专用套筒扳手拆下ABS ECU与液压控制单元的四个连接螺栓,如图1—35所示。

3)将液压控制单元与电子控制单元分离。注意:拆下液压控制单元时要直拉,别碰坏阀体。

4)在ABS ECU的电磁阀上盖一块不起毛的布。

5)把液压控制单元和液压泵安放在专用支架上,以免在搬运时碰坏阀体。

(3)ABS控制器的装配

1)装配场地必须清洁,不允许有灰尘及脏物。

2)把ABS液压控制单元和ECU装成一体,用专用套筒扳手拧紧新的螺栓,转矩不得超过4N·m。

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图1-35 拆下ABS ECU与液压控制单元的连接螺栓

3)插上液压泵电线插头,注意锁扣必须到位。

(4)ABS控制器的安装ABS液压控制单元开口处的密封塞,只有在制动油管要装上去的时候才能拆下,以免异物进入制动系统。

1)将ABS控制器装到架上,以10N·m的力矩拧紧固定螺栓。

2)拆下液压口处的密封塞,装上各轮制动油管,检查油管位置是否正确,以20N·m的力矩拧紧管接头。

3)装上连接主缸的制动油管A和B,以20N·m的力矩拧紧管接头。

4)插上ABS ECU线束插头。

5)对ABS系统充液和放气。

6)如果ABS ECU更换新的,必须对ECU重新编码。

7)打开点火开关,ABS警告灯需亮2s后再熄灭。

8)使用V.A.G1552故障诊断仪,先清除故障存储,再查询故障码。

9)试车检测ABS功能,需感到制动踏板有反弹。

(5)ABS控制器的检修 把控制单元J104从液压单元N55和液压泵中拆下来,然后更换损坏的元件。在初始阶段提供的ABS控制器总成配件是不允许分解拆卸的,因此只能更换总成。

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