淺析客車氣壓式ABS的結(jié)構(gòu)原理與故障診斷

趙夫建

【摘 要】近幾年，隨著國(guó)家對(duì)車輛安全性能要求的提高，氣壓式ABS（防抱死制動(dòng)系統(tǒng)）作為一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)配置迅速在客車上得到普及，極大地提高了車輛的主動(dòng)安全性。但由于部分修理人員對(duì)其結(jié)構(gòu)原理缺乏了解，出現(xiàn)故障時(shí)，診斷維修出現(xiàn)困難。針對(duì)這一現(xiàn)象，結(jié)合工作實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以黃?？蛙嚺渲玫臍鈮菏紸BS系統(tǒng)為例，介紹其基本組成及原理，并提出了ABS系統(tǒng)故障診斷的一般步驟、閃碼診斷的應(yīng)用，以及該系統(tǒng)主要部件的維修檢測(cè)方法。

【關(guān)鍵詞】客車 ABS 結(jié)構(gòu)原理 故障診斷

傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)時(shí)，通過(guò)剎車片抱緊制動(dòng)轂（盤(pán)），使車輪逐漸抱死停止轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到減速的目的。當(dāng)車輛緊急制動(dòng)時(shí)，如果前輪抱死，車輛容易喪失轉(zhuǎn)向功能；而后輪抱死，容易產(chǎn)生側(cè)滑，喪失車輛穩(wěn)定性，這都降低了車輛的安全性能。

ABS是英語(yǔ)“Anti-lock Braking System”的縮寫(xiě)，是“汽車防抱死制動(dòng)系統(tǒng)”，它在車輛制動(dòng)期間監(jiān)視和控制車輛速度，通過(guò)常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)起作用；防止由于制動(dòng)力過(guò)大造成的車輪抱死滑移，使車輪處于半滾半滑的最佳狀態(tài)，從而縮短制動(dòng)距離，增強(qiáng)轉(zhuǎn)向控制能力，減少交通事故的發(fā)生。ABS系統(tǒng)按照制動(dòng)力源不同主要分為兩種：氣壓式和液壓式。本文以丹東黃?？蛙噺S生產(chǎn)DD6129K61型客車為例，講述上海易珂昱通汽車部件公司生產(chǎn)的氣壓式ABS的結(jié)構(gòu)原理與診斷維修。

1 ABS系統(tǒng)的組成

氣壓式ABS制動(dòng)系統(tǒng)的主要組成部件為：ABS控制單元（ECU）、車速傳感器、齒圈、氣壓調(diào)節(jié)器、ABS警示燈、帶保險(xiǎn)的電源線和相關(guān)線束等。

1.1 ABS控制單元（ECU）

ABS控制單元（ECU）是制動(dòng)防抱死系統(tǒng)的控制中樞，主要功能是把各車輪轉(zhuǎn)速傳感器傳來(lái)的信號(hào)進(jìn)行比較、分析和判別；再通過(guò)精確計(jì)算得出車輪制動(dòng)時(shí)的滑移狀況，形成相應(yīng)的指令，控制氣壓調(diào)節(jié)器電磁閥。同時(shí)還對(duì)系統(tǒng)和部件的工作狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，若檢測(cè)出故障，用警示燈指示。

ECU使用2個(gè)線束連接器（14端子插接件與18端子插接件）與其他功能部件相連，如圖1所示。

圖1 ECU插接件針腳位置

14端子插接件主要連接供電電源及警示燈，其針腳含義為：4、9—搭鐵（黑色）；7—電源（來(lái)自點(diǎn)火開(kāi)關(guān)）（黃色）；8—電源（來(lái)自電瓶）（紅色）；15—ABS警示燈（紅白色），其余為備用的擴(kuò)展針腳。

18端子插接件針腳含義為：1～9針腳為四組氣壓調(diào)節(jié)器電磁閥電源線，其中針腳7為空位，ECU和電磁閥采用同一搭鐵點(diǎn)，EV代表進(jìn)氣電磁閥，AV代表排氣電磁閥；10～18針腳為四組輪速傳感器信號(hào)線。

1.2 車速傳感器和齒圈

車速傳感器和齒圈的作用是檢測(cè)車輪的速度，并將速度信號(hào)輸入ECU，電控單元依據(jù)此信號(hào)確定轉(zhuǎn)速，并測(cè)算出瞬時(shí)制動(dòng)減速度及制動(dòng)滑移率。

車速傳感器為電磁式傳感器，車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)在線圈上感應(yīng)出交流電動(dòng)勢(shì)，其頻率與車輪轉(zhuǎn)速成正比，電動(dòng)勢(shì)的大?。ㄕ穹┮才c轉(zhuǎn)速成正比。

1.3 氣壓調(diào)節(jié)器

如圖2所示，氣壓調(diào)節(jié)器串聯(lián)在制動(dòng)氣室前的制動(dòng)管路中，作用是根據(jù)ECU的指令，采用二個(gè)電磁閥分別控制兩個(gè)金屬膜片式截止閥，控制進(jìn)、排氣閥的開(kāi)啟與關(guān)閉。

電磁閥不通電時(shí)，進(jìn)氣閥常開(kāi)，排氣閥常閉，進(jìn)、出氣口處于常通狀態(tài)。駕駛員輕踩制動(dòng)時(shí)制動(dòng)氣壓由進(jìn)氣口到出氣口，進(jìn)入制動(dòng)器室開(kāi)始制動(dòng)。

進(jìn)氣電磁閥通電時(shí)，進(jìn)、排氣閥關(guān)閉，進(jìn)、出氣口與排氣口互不相通，制動(dòng)器室壓力保持不變。

進(jìn)、排氣電磁閥同時(shí)通電時(shí)，此時(shí)進(jìn)氣閥關(guān)閉，排氣閥打開(kāi)，出氣口與排氣口相通，制動(dòng)器室的壓縮空氣通過(guò)排氣口排入大氣，使制動(dòng)氣壓降低。

圖2 氣壓調(diào)節(jié)器

1.4 ABS警示燈

ABS警示燈為紅色，位于儀表板內(nèi)，其作用是使駕駛員了解系統(tǒng)工作狀態(tài)，發(fā)生故障后提醒駕駛員注意，同時(shí)具有診斷輔助作用。

2 ABS系統(tǒng)的工作原理：

ABS系統(tǒng)通過(guò)齒圈與傳感器配合產(chǎn)生感應(yīng)信號(hào)，傳輸?shù)诫娮涌刂茊卧狤CU；ECU接收并處理來(lái)自傳感器的電信號(hào)，并發(fā)送控制信號(hào)到氣壓調(diào)節(jié)器電磁閥，氣壓調(diào)節(jié)器根據(jù)ECU的指令對(duì)送入制動(dòng)氣室的氣壓壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而控制車輪的制動(dòng)力。

當(dāng)制動(dòng)時(shí)發(fā)現(xiàn)某個(gè)車輪要抱死時(shí)，立即讓調(diào)節(jié)器適當(dāng)排放制動(dòng)空氣，降低制動(dòng)力，使輪速上升，當(dāng)輪速上升超出范圍時(shí)，停止排氣，增加制動(dòng)力降低輪速。在這個(gè)過(guò)程中，調(diào)節(jié)器一秒鐘可多達(dá)3～5個(gè)控制循環(huán)，通過(guò)“抱死-松開(kāi)-抱死-松開(kāi)”這樣的循環(huán)的控制，對(duì)制動(dòng)氣室的制動(dòng)壓氣進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而控制車輪制動(dòng)力。

3 故障診斷基本步驟

故障診斷是在不解體（或僅拆下個(gè)別小件）的條件下，對(duì)汽車進(jìn)行的確定汽車技術(shù)狀況、查明故障部位及原因的檢查。其基本步驟為：

（1）問(wèn)診。通過(guò)對(duì)駕駛員的咨詢，了解故障的癥狀及故障發(fā)生的前因后果。

（2）工作狀態(tài)的判別。打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，ABS警示燈應(yīng)點(diǎn)亮，系統(tǒng)進(jìn)行自檢，電磁閥按照右前-左后-左前-右后的順序進(jìn)行測(cè)試，并能聽(tīng)到響聲，4秒后ABS警示燈熄滅，表明ABS系統(tǒng)技術(shù)狀況正常。

（3）路試。在寬闊平坦的道路上，在車速大于40km/h的情況下，踩下離合器，并猛踩制動(dòng)踏板實(shí)施緊急制動(dòng)，然后觀察制動(dòng)痕跡。如果無(wú)制動(dòng)拖痕說(shuō)明ABS系統(tǒng)工作正常，如果所有車輪有拖痕或某一車輪有拖痕，說(shuō)明ABS系統(tǒng)不起工作或某一車輪的ABS不工作。

（4）直觀檢查。在ABS系統(tǒng)出現(xiàn)故障或感覺(jué)系統(tǒng)工作不正常時(shí)可先進(jìn)行初步目視的直觀檢查。

①制動(dòng)氣壓是否在規(guī)定的范圍內(nèi)；②保險(xiǎn)絲、繼電器、插頭和連接器是否良好； ③ECU、氣壓調(diào)節(jié)器等的地線是否接觸可靠。

（5）故障診斷與排除。ABS系統(tǒng)故障提供了多種診斷方法，如：診斷儀診斷、PC診斷和閃碼診斷。實(shí)際工作中最常用的是閃碼診斷法。

4 ABS系統(tǒng)的閃碼診斷

閃碼診斷就是診斷時(shí)借助警示燈的閃爍頻率的不同，通過(guò)故障碼表快速確定故障類型及部位。

4.1故障碼讀取

按下列步驟讀取故障碼：

①在ECU到ABS指示燈的方向引出接地線；

②打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)；

③將接地線接地1-3秒，然后斷開(kāi)；

④觀察警示燈的閃爍，確定故障碼。

4.2故障碼型式

一個(gè)閃碼代表一個(gè)故障，由前后兩部分組成，第一部分可以閃1～8次，第二部分可以閃1～6 次，前半部分和后半部分間隔0.8秒。每個(gè)之間間隔3秒。故障碼第一部分的數(shù)字代表出現(xiàn)故障的部件及故障原因，第二部分的數(shù)字代表故障的位置。

4.3故障碼含義

故障代碼讀取之后，根據(jù)表1所示含義確定維修范圍。如：當(dāng)讀取故障代碼為2*3，“2”代表的出現(xiàn)故障的部件是調(diào)節(jié)器電磁線圈短路/斷路，“3”代表故障的位置是后軸右輪。

表1 故障碼含義表

故障碼第一位 故障碼第二位

閃爍次數(shù) 含義 閃爍次數(shù) 含義

1 1 系統(tǒng)正常

2 調(diào)節(jié)器電磁線圈短路/斷路 1 前軸右輪

3 傳感器和齒圈間隙過(guò)大 2 前軸左輪

4 傳感器斷/短路 3 后軸右輪

5 傳感器信號(hào)不穩(wěn)定 4 后軸左輪

6 齒圈缺陷/輪轂偏擺

8

ECU

1 電壓過(guò)低

2 電壓過(guò)高

3 接地故障

4.4故障碼清除

故障排除后要清除故障碼，將引出的接地線接地至少3～6秒，ABS警示燈快速閃8次，表明儲(chǔ)存故障已被清理。

5 ABS系統(tǒng)主要部件的檢測(cè)

5.1傳感器檢查

（1）線圈電阻測(cè)量。將傳感器電纜從插接件處分開(kāi)，用歐姆表檢查。傳感器圈電阻值正常為1100～1250Ω。

（2）傳感器輸出電壓檢查。檢查時(shí)，將車輛頂起，用手轉(zhuǎn)動(dòng)車輪；將傳感器電纜從插接件處分開(kāi)，用電壓表進(jìn)行測(cè)量。當(dāng)車輪以60r/min 的轉(zhuǎn)數(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)，傳感器輸出的交流電壓應(yīng)不低于0.15V。

5.2氣壓調(diào)節(jié)器檢查

（1）電磁閥線圈阻值檢查。用歐姆表測(cè)量，電磁閥線圈的每一個(gè)終端與接地之間的電阻正常為14～15.5Ω。

（3）電磁閥功能檢查。將汽車頂起，支撐牢靠。把調(diào)節(jié)器的電纜從調(diào)節(jié)器插座上斷開(kāi)；閉合點(diǎn)火開(kāi)關(guān)；踏下制動(dòng)踏板，車輪不能轉(zhuǎn)動(dòng)，讓電磁閥通電，應(yīng)能聽(tīng)到排氣聲，且車輪可轉(zhuǎn)動(dòng)；讓電磁閥不通電，然后松開(kāi)制動(dòng)踏板，車輪可轉(zhuǎn)動(dòng)。

5.3警示燈檢查

（1）電壓檢查。打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，使用電壓表測(cè)量指示燈兩端電壓應(yīng)為蓄電池電壓（正極由點(diǎn)火開(kāi)關(guān)供電，負(fù)極通過(guò)ECU搭鐵）。

（2）電阻測(cè)量。拆下警示燈燈泡，觀察有無(wú)斷絲，并測(cè)量其電阻應(yīng)符合規(guī)定。

5.4電源檢查

拔下ECU的14端子插接件，測(cè)量端子8與端子9之間電磁閥電源電壓，應(yīng)為蓄電池電壓；打開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，測(cè)量端子7與端子4之間ECU電源電壓，應(yīng)為蓄電池電壓。

5.5線路檢查

斷開(kāi)點(diǎn)火開(kāi)關(guān)，查找線路是否合乎技術(shù)要求，可用歐姆表進(jìn)行檢查。電纜不得有破損，特別是傳感器電纜，它的絕緣電阻應(yīng)為2000kΩ。電纜連接要可靠、不松動(dòng)；電纜插頭不得破裂、插接牢靠、不松動(dòng)。

6 結(jié)語(yǔ)

ABS制動(dòng)系統(tǒng)是在飛速發(fā)展的電子控制技術(shù)平臺(tái)上發(fā)展起來(lái)的，包含機(jī)、電、氣等技術(shù)，是比較復(fù)雜的系統(tǒng)，使其故障遠(yuǎn)比常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)復(fù)雜的多。在維修過(guò)程中，只有在全面了解其結(jié)構(gòu)原理的基礎(chǔ)上，依靠基本的診斷步驟，結(jié)合正確的檢測(cè)方法，才能排除故障，恢復(fù)車輛性能，取得事半功倍的效果。

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