大眾波羅轎車ABS系統(tǒng)工作原理及故障排除

唐綺萍

（廣州市交通技師學(xué)院， 廣東 廣州 510623）

ABS系統(tǒng)的功用是保證汽車在緊急制動(dòng)時(shí)， 能根據(jù)車輪的轉(zhuǎn)速， 自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)車輪制動(dòng)力， 使汽車制動(dòng)時(shí)的滑移率始終保持在15%～25%之間， 即車輪邊滾動(dòng)邊滑動(dòng)的狀態(tài)， 以防汽車出現(xiàn)側(cè)滑、 跑偏或失去轉(zhuǎn)向能力， 從而獲得最佳制動(dòng)性能， 減少交通事故。

ABS系統(tǒng)在使用中體現(xiàn)了制動(dòng)時(shí)的穩(wěn)定性、 安全性和轉(zhuǎn)向操控性， 現(xiàn)代汽車已廣泛采用這一新技術(shù)。 所以， ABS系統(tǒng)故障的診斷與排除技術(shù)是我們技師學(xué)院教師必須掌握的技能之一。

1 故障現(xiàn)象

一輛國(guó)產(chǎn)上海大眾波羅 （POLO勁情） 轎車，車型為SVW7144DRI， 已行駛里程20萬(wàn)公里。 行駛中制動(dòng)至停定， 踏板有踩不下去之感且有較強(qiáng)烈的震動(dòng)， 同時(shí)ABS故障報(bào)警燈常亮 （正常情況下， 接通點(diǎn)火開(kāi)關(guān)， ABS故障報(bào)警燈亮， 表明該車有ABS系統(tǒng)； 著車2s左右， 該燈熄滅， 則系統(tǒng)無(wú)故障； 若燈常亮， 則為ABS系統(tǒng)有故障）， 車輛在緊急制動(dòng)的情況下， 4個(gè)車輪全部抱死， ABS系統(tǒng)不起作用。

由于此車具有ABS自診斷功能， 于是采用KT-600故障診斷儀對(duì)該車制動(dòng)防抱死裝置進(jìn)行故障診斷檢測(cè)， 發(fā)現(xiàn)有多個(gè)故障碼存在， 但用儀器清除后再次測(cè)試， 就發(fā)現(xiàn)只有 “右后車輪輪速傳感器” 的故障信息。

2 ABS系統(tǒng)的工作原理

現(xiàn)代ABS系統(tǒng)盡管采用的控制方式、 方法以及結(jié)構(gòu)各不相同， 但除原有的傳統(tǒng)常規(guī)制動(dòng)裝置外，一般ABS都是由傳感器、 電控單元ECU、 執(zhí)行器三大部分組成。 其中傳感器主要是指車輪輪速傳感器（每車輪有1個(gè)）， 執(zhí)行器主要是指制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器。如圖1所示。

4個(gè)車輪輪速傳感器是ABS系統(tǒng)必需的傳感器，用以檢測(cè)車輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)， 將車輪轉(zhuǎn)速變換為電信號(hào)送到電控單元ECU。 ECU對(duì)輪速傳感器等輸入的信號(hào)進(jìn)行處理， 并輸出控制指令控制制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器等執(zhí)行元件工作。 制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器是ABS中的主要執(zhí)行器， 其接受ECU的指令， 驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)器中的電磁閥動(dòng)作， 調(diào)節(jié)制動(dòng)系的壓力， 使之增大、 保持或減小，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)系壓力的自動(dòng)調(diào)節(jié)， 防止車輪的抱死。

制動(dòng)過(guò)程中， ABS的ECU不斷地從傳感器中獲取車輪速度信號(hào)， 并加以運(yùn)算處理， 分析是否有車輪即將抱死拖滑。 如果沒(méi)有車輪即將抱死拖滑， 制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器不動(dòng)作， 制動(dòng)總泵和各制動(dòng)分泵相通， 制動(dòng)分泵中的壓力繼續(xù)增大， 即ABS制動(dòng)過(guò)程中的增壓狀態(tài)； 如果ECU判斷出某個(gè)車輪即將抱死拖滑， 立即向制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器發(fā)出命令， 關(guān)閉制動(dòng)總泵與制動(dòng)分泵的通道， 使其制動(dòng)分泵的壓力不再增大， 即ABS制動(dòng)過(guò)程中的保持壓力狀態(tài)； 若ECU判斷出車輪仍趨于抱死拖滑狀態(tài)， 則立即向制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器發(fā)出命令， 打開(kāi)制動(dòng)分泵與儲(chǔ)能器或儲(chǔ)液器的通道， 使其制動(dòng)分泵中的油壓降低， 即ABS制動(dòng)過(guò)程中的減壓狀態(tài)。

在制動(dòng)過(guò)程中， 制動(dòng)分泵的油壓有升壓→保壓→降壓→升壓循環(huán)的過(guò)程， 轉(zhuǎn)動(dòng)的車輪有制動(dòng)→滑移→制動(dòng)→滑移的過(guò)程 （頻率為約10～20次/s）。將車輪的滑移率始終保持在15%～25%之間， 以獲得最好的制動(dòng)效果。

ABS系統(tǒng)又是一種輔助制動(dòng)系統(tǒng)， 如果車輪沒(méi)有抱死趨勢(shì)， ABS將不參與制動(dòng)壓力控制， 此時(shí)制動(dòng)過(guò)程與常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)相同。 如果ABS系統(tǒng)出現(xiàn)故障， 電子控制單元將不再對(duì)液壓?jiǎn)卧M(jìn)行控制， 并將儀表板上的ABS故障報(bào)警燈點(diǎn)亮， 向駕駛員發(fā)出報(bào)警信號(hào)。 此時(shí)ABS不起作用， 制動(dòng)過(guò)程將與沒(méi)有ABS的常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)的工作相同。 ABS控制系統(tǒng)的原理框圖如圖2所示。

3 故障原因分析

由ABS系統(tǒng)的工作原理分析可知， ABS系統(tǒng)可能出現(xiàn)的故障有： 緊急制動(dòng)時(shí)， 車輪被抱死； 在駕駛過(guò)程中， 或者放開(kāi)手制動(dòng)器時(shí)， ABS故障指示燈點(diǎn)亮； 制動(dòng)效果不佳， 或ABS操作不正常等。

而造成該車右后輪的輪速傳感器及其電路故障的原因可能出現(xiàn)在以下幾方面： ①連接傳感器的線束、 插頭松動(dòng)， 或連接線路短路； ②右后輪的輪速傳感器安裝位置不正確； ③傳感器齒圈受損、 太臟或堵塞； ④右后輪的輪速傳感器損壞或有污物堆積； ⑤液壓控制單元故障等。

在ABS系統(tǒng)工作過(guò)程中， 會(huì)出現(xiàn)一些與傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)相背離的特殊現(xiàn)象， 有些是ABS系統(tǒng)的正常反應(yīng)，而不是故障現(xiàn)象， 應(yīng)加以區(qū)別， 例如： ①發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)時(shí)， 踏下制動(dòng)踏板會(huì)彈起， 而發(fā)動(dòng)機(jī)熄火時(shí)， 制動(dòng)踏板會(huì)下沉， 這些都是正?，F(xiàn)象； ②制動(dòng)時(shí)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向盤， 會(huì)感到轉(zhuǎn)向盤有輕微的振動(dòng)； ③制動(dòng)時(shí)， 會(huì)感到制動(dòng)踏板有輕微下沉， 或輕微振動(dòng)； ④高速行駛急轉(zhuǎn)彎時(shí)， 或冰雪路面上行駛時(shí)， 有時(shí)會(huì)出現(xiàn)制動(dòng)報(bào)警燈亮起的現(xiàn)象； ⑤制動(dòng)時(shí)， ABS繼電器不斷動(dòng)作， 這是ABS起作用的正?，F(xiàn)象； ⑥制動(dòng)后期，會(huì)有車輪被抱死， 在地面上留下拖滑的印痕， 這是因?yàn)樵谲囁傩∮诩s10 km/h時(shí)， ABS不起作用， 此時(shí)的印痕很淡， 與普通制動(dòng)時(shí)留的長(zhǎng)而深的印痕不同。

4 故障檢查與排除

根據(jù)以上原因， 針對(duì)ABS系統(tǒng)故障， 車輪制動(dòng)抱死拖滑的問(wèn)題， 我反復(fù)查閱、 研究相關(guān)維修資料， 并虛心請(qǐng)教有經(jīng)驗(yàn)的師傅， 對(duì)故障原因進(jìn)行篩選排解， 逐項(xiàng)拆檢分析。

首先對(duì)ABS外觀進(jìn)行檢查， 本著先簡(jiǎn)單后復(fù)雜、先外部后內(nèi)部的原則。 由于該車曾檢修過(guò)車輪部分， 故重新檢查傳統(tǒng)機(jī)械制動(dòng)系統(tǒng)及對(duì)其車輪相關(guān)的線束、 傳感器、 插頭有無(wú)松脫、 制動(dòng)油路、 泵及閥等有無(wú)漏損、 蓄電池是否電壓過(guò)低等進(jìn)行細(xì)致檢查， 發(fā)現(xiàn)輪速傳感器傳感頭有銹蝕現(xiàn)象。 去除銹蝕后再用儀表檢查： 檢查感應(yīng)線圈電阻， 用萬(wàn)用表測(cè)得其值約為1.07 kΩ，在規(guī)定范圍內(nèi) （電阻值一般為650 Ω～1.3kΩ）；檢查輸出電壓， 轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)應(yīng)有電壓， 且轉(zhuǎn)速升高， 電壓也升高；示波器檢查信號(hào)電壓波形， 應(yīng)為正弦電壓波形 (圖3)。 其值均為正常， 可判定輪速傳感器是良好的。

據(jù)車主反映此車前期入廠更換了車輪軸承和制動(dòng)皮， 故懷疑故障為傳感器安裝不當(dāng)所致。 圖4是極軸傳感頭實(shí)物圖。 于是仔細(xì)檢查安裝位置， 發(fā)現(xiàn)右后輪轉(zhuǎn)速傳感器安裝不到位， 極軸傳感頭與齒圈端面的間隙過(guò)大 （正常1～2 mm， 實(shí)測(cè)為3 mm）， 齒圈的輪齒間有多處污垢。 清潔后重新安裝， 對(duì)照左后輪的位置定好位并固定。 完成后用KT－600故障診斷儀檢測(cè)， 先將原先保存的故障信息清除后再次測(cè)試， 結(jié)果故障信息消失， 也未發(fā)現(xiàn)有新的故障信息， 然后開(kāi)車路試， 故障排除。

輪速傳感器是一個(gè)利用磁通量變化而感應(yīng)電壓的非接觸式元件 （圖5）。 從上述故障可看出， 由于傳感器過(guò)臟引起觸發(fā)信號(hào)不能正確傳遞給ABS ECU， 從而使ECU記錄了故障。 它與安裝在輪轂上的齒圈端面間隙大小， 會(huì)直接影響到傳感器信號(hào)輸出的強(qiáng)弱， 當(dāng)信號(hào)減弱到超出ECU檢測(cè)規(guī)定范圍時(shí)， ABS ECU則視為有故障。

5 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)以上的故障分析、 診斷與排除， 可知造成這一故障的主要原因是右后輪的輪速傳感器安裝不到位， 極軸傳感頭與齒圈端面的間隙過(guò)大， 且齒圈上有泥垢， 傳感頭有銹蝕， 造成輪速傳感器的信號(hào)過(guò)弱， 使ECU無(wú)法識(shí)別而關(guān)閉ABS系統(tǒng)。

分析ABS系統(tǒng)的故障， 首先要區(qū)分是ABS機(jī)械部分 （制動(dòng)器、 制動(dòng)總泵、 制動(dòng)管路等） 不良還是ABS電子控制部分的故障 （方法： 拔下ABS控制線束， 讓汽車以普通制動(dòng)方式制動(dòng)， 如果故障消失，為電子控制部分故障； 否則說(shuō)明機(jī)械部分有故障）。而ABS電子控制部分故障多為線束插接器、 輪速傳感器及其接頭等， 制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)器的故障相對(duì)較少。 因?yàn)閭鞲衅鞯墓ぷ鳝h(huán)境非常惡劣， 作為脈沖發(fā)生器的齒圈積滿污泥、 傳感器安裝位置變形、 線束破損或松脫等， 是造成故障的主要原因。 因此， 在日常的檢修保養(yǎng)中， 我們應(yīng)注意這些部位的清潔維護(hù)， 以免造成不必要的損失。

［1］ 陳志恒， 胡 寧. 汽車電控技術(shù)[M]. 北京： 高等教育出版社， 2008.

［2］ 解福泉. 汽車典型電控系統(tǒng)構(gòu)造與維修[M]. 北京： 人民交通出版社， 2005.

［3］ 戴胡斌. 上海大眾波羅轎車維修手冊(cè)[M]. 北京： 機(jī)械工業(yè)出版社， 2003.