淺析客車氣壓式ABS的結構原理與故障診斷

趙夫建

(上海大屯能源股份有限公司汽車運輸分公司,江蘇沛縣 221611)

淺析客車氣壓式ABS的結構原理與故障診斷

趙夫建

(上海大屯能源股份有限公司汽車運輸分公司,江蘇沛縣 221611)

近幾年,隨著國家對車輛安全性能要求的提高,氣壓式ABS(防抱死制動系統)作為一項標準配置迅速在客車上得到普及,極大地提高了車輛的主動安全性。但由于部分修理人員對其結構原理缺乏了解,出現故障時,診斷維修出現困難。針對這一現象,結合工作實踐經驗,以黃海客車配置的氣壓式ABS系統為例,介紹其基本組成及原理,并提出了ABS系統故障診斷的一般步驟、閃碼診斷的應用,以及該系統主要部件的維修檢測方法。

客車 ABS 結構原理 故障診斷

傳統的制動系統制動時，通過剎車片抱緊制動轂(盤)，使車輪逐漸抱死停止轉動，達到減速的目的。當車輛緊急制動時，如果前輪抱死，車輛容易喪失轉向功能;而后輪抱死，容易產生側滑，喪失車輛穩定性，這都降低了車輛的安全性能。

ABS是英語“Anti-lock Braking System”的縮寫，是“汽車防抱死制動系統”，它在車輛制動期間監視和控制車輛速度，通過常規制動系統起作用;防止由于制動力過大造成的車輪抱死滑移，使車輪處于半滾半滑的最佳狀態，從而縮短制動距離，增強轉向控制能力，減少交通事故的發生。ABS系統按照制動力源不同主要分為兩種:氣壓式和液壓式。本文以丹東黃海客車廠生產DD6129K61型客車為例，講述上海易珂昱通汽車部件公司生產的氣壓式ABS的結構原理與診斷維修。

1　ABS系統的組成

氣壓式AB S制動系統的主要組成部件為:A BS控制單元(ECU)、車速傳感器、齒圈、氣壓調節器、ABS警示燈、帶保險的電源線和相關線束等。

1.1ABS控制單元(ECU)

ABS控制單元(ECU)是制動防抱死系統的控制中樞，主要功能是把各車輪轉速傳感器傳來的信號進行比較、分析和判別;再通過精確計算得出車輪制動時的滑移狀況，形成相應的指令，控制氣壓調節器電磁閥。同時還對系統和部件的工作狀態進行實時監測，若檢測出故障，用警示燈指示。

ECU使用2個線束連接器(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。

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(來自點火開關)(黃色);8—電源(來自電瓶) (紅色);15—ABS警示燈(紅白色)，其余為備用的擴展針腳。

18端子插接件針腳含義為:1～9針腳為四組氣壓調節器電磁閥電源線，其中針腳7為空位，ECU和電磁閥采用同一搭鐵點，EV代表進氣電磁閥，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車輪的速度，并將速度信號輸入ECU，電控單元依據此信號確定轉速，并測算出瞬時制動減速度及制動滑移率。

車速傳感器為電磁式傳感器，車輪轉動時在線圈上感應出交流電動勢，其頻率與車輪轉速成正比，電動勢的大小(振幅)也與轉速成正比。

1.3氣壓調節器

如圖2所示，氣壓調節器串聯在制動氣室前的制動管路中，作用是根據ECU的指令，采用二個電磁閥分別控制兩個金屬膜片式截止閥，控制進、排氣閥的開啟與關閉。

電磁閥不通電時，進氣閥常開，排氣閥常閉，進、出氣口處于常通狀態。駕駛員輕踩制動時制動氣壓由進氣口到出氣口，進入制動器室開始制動。

進氣電磁閥通電時，進、排氣閥關閉，進、出氣口與排氣口互不相通，制動器室壓力保持不變。

進、排氣電磁閥同時通電時，此時進氣閥關閉，排氣閥打開，出氣口與排氣口相通，制動器室的壓縮空氣通過排氣口排入大氣，使制動氣壓降低。

1.4ABS警示燈

ABS警示燈為紅色，位于儀表板內，其作用是使駕駛員了解系統工作狀態，發生故障后提醒駕駛員注意，同時具有診斷輔助作用。

2　ABS系統的工作原理

ABS系統通過齒圈與傳感器配合產生感應信號，傳輸到電子控制單元ECU;ECU接收并處理來自傳感器的電信號，并發送控制信號到氣壓調節器電磁閥，氣壓調節器根據ECU的指令對送入制動氣室的氣壓壓力進行調節，從而控制車輪的制動力。

當制動時發現某個車輪要抱死時，立即讓調節器適當排放制動空氣，降低制動力，使輪速上升，當輪速上升超出范圍時，停止排氣，增加制動力降低輪速。在這個過程中，調節器一秒鐘可多達3～5個控制循環，通過“抱死-松開-抱死-松開”這樣的循環的控制，對制動氣室的制動壓氣進行調節，從而控制車輪制動力。

圖2　氣壓調節器

3　故障診斷基本步驟

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

(1)問診。通過對駕駛員的咨詢，了解故障的癥狀及故障發生的前因后果。

(2)工作狀態的判別。打開點火開關，ABS警示燈應點亮，系統進行自檢，電磁閥按照右前-左后-左前-右后的順序進行測試，并能聽到響聲，4秒后ABS警示燈熄滅，表明ABS系統技術狀況正常。

(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，并猛踩制動踏板實施緊急制動，然后觀察制動痕跡。如果無制動拖痕說明ABS系統工作正常，如果所有車輪有拖痕或某一車輪有拖痕，說明ABS系統不起工作或某一車輪的ABS不工作。

(4)直觀檢查。在ABS系統出現故障或感覺系統工作不正常時可先進行初步目視的直觀檢查。

①制動氣壓是否在規定的范圍內;②保險絲、繼電器、插頭和連接器是否良好;③ECU、氣壓調節器等的地線是否接觸可靠。

(5)故障診斷與排除。ABS系統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。實際工作中最常用的是閃碼診斷法。

4　ABS系統的閃碼診斷

閃碼診斷就是診斷時借助警示燈的閃爍頻率的不同，通過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打開點火開關;

③將接地線接地1-3秒，然后斷開;

④觀察警示燈的閃爍，確定故障碼。

4.2故障碼型式

一個閃碼代表一個故障，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。每個之間間隔3秒。故障碼第一部分的數字代表出現故障的部件及故障原因，第二部分的數字代表故障的位置。

4.3故障碼含義

表1　故障碼含義表

故障代碼讀取之后，根據表1所示含義確定維修范圍。如:當讀取故障代碼為2*3，“2”代表的出現故障的部件是調節器電磁線圈短路/斷路，“3”代表故障的位置是后軸右輪。

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，表明儲存故障已被清理。

5　ABS系統主要部件的檢測

5.1傳感器檢查

(1)線圈電阻測量。將傳感器電纜從插接件處分開，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，將車輛頂起，用手轉動車輪;將傳感器電纜從插接件處分開，用電壓表進行測量。當車輪以60r/ min 的轉數運轉，傳感器輸出的交流電壓應不低于0.15V。

5.2氣壓調節器檢查

(1)電磁閥線圈阻值檢查。用歐姆表測量，電磁閥線圈的每一個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。把調節器的電纜從調節器插座上斷開;閉合點火開關;踏下制動踏板，車輪不能轉動，讓電磁閥通電，應能聽到排氣聲，且車輪可轉動;讓電磁閥不通電，然后松開制動踏板，車輪可轉動。

5.3警示燈檢查

(1)電壓檢查。打開點火開關，使用電壓表測量指示燈兩端電壓應為蓄電池電壓(正極由點火開關供電，負極通過ECU搭鐵)。

(2)電阻測量。拆下警示燈燈泡，觀察有無斷絲，并測量其電阻應符合規定。

5.4電源檢查

拔下ECU的14端子插接件，測量端子8與端子9之間電磁閥電源電壓，應為蓄電池電壓;打開點火開關，測量端子7與端子4之間ECU電源電壓，應為蓄電池電壓。

5.5線路檢查

斷開點火開關，查找線路是否合乎技術要求，可用歐姆表進行檢查。電纜不得有破損，特別是傳感器電纜，它的絕緣電阻應為2000kΩ。電纜連接要可靠、不松動;電纜插頭不得破裂、插接牢靠、不松動。

6　結語

ABS制動系統是在飛速發展的電子控制技術平臺上發展起來的，包含機、電、氣等技術，是比較復雜的系統，使其故障遠比常規制動系統復雜的多。在維修過程中，只有在全面了解其結構原理的基礎上，依靠基本的診斷步驟，結合正確的檢測方法，才能排除故障，恢復車輛性能，取得事半功倍的效果。

[1]湯其國.汽車防滑控制系統結構原理與維修[M].江蘇:江蘇科學技術出社,2008.

[2]魯植雄.汽車ABS、ASR和ESP維修圖解[M].北京:電子工業出版社, 2005.4.

[3]周至立等編著.汽車ABS原理與結構[M].北京:機械工業出版社, 2013.