第16章FKX型ABS的构造及检修.docx
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第16章FKX型ABS的构造及检修
第十六章FKX型ABS系统的检修
FKX型ABS系统为交通部重庆公路科学研究所研制的ABS系统产品，1992年3月通过部级科技鉴定，并于当年投入试生产。
现在，东风牌载货汽车、解放牌载货汽车、红岩牌载货汽车以及东风牌客车底盘、解放牌客车底盘制造的客车已配置了FKX型ABS系统。
FKX型ABS系统基本可分为二大类，即速度均衡控制的FKX-AC型ABS系统和前后轴均为单轮制动FKX-IR型ABS系统。
第一节FKX型ABS系统的结构与组成
一、FKX型ABS系统布置
FKX-AC型ABS系统较FKX-IR型ABS系统少了二个控制回路（二个传感器、二个调节器、二个控制单元通道），有价廉之优，但性能不如后者，二者所用的调节器也有差别，见图16-1和图16-2。
图16-1FKX-AC型ABS系统
1-传感器2-控制单元3-调节器4-制动阀5-制动气室6-脉冲环
图16-2FKX-IR型ABS系统
1-传感器2-控制单元3-调节器4-制动阀5-制动气室6-脉冲环
FKX型ABS系统适用于各种型号的气压制动的国产中重型客、货汽车。
下边仅以解放牌CA1091型载货汽车和东风牌EQ1090E型载货汽车为例，介绍FKX-IR型和FKX-AC型ABS系统的结构。
二、传感器的结构及安装
（一）FKX型ABS系统传感器的结构
FKX型ABS系统使用了电磁式传感器。
这种传感器结构简单、坚固、能够适应恶劣的工作环境，如泥、水、冰雪等侵入的环境，也能适应冲击，振动以及腐蚀、高温、低温等环境，在恶劣的工作环境下具有较高的可靠性。
传感器主要由磁铁、线圈等组成，脉冲环是与之相配的重要零件。
脉冲环是用软磁材料，如A3钢、20号钢等机加工而成，机加工后一般要经过防锈、消磁处理，机加工可采用加工齿轮的方法，因此，脉冲环也称齿环或齿圈。
FKX型ABS系统传感器有二种类型：
永磁式传感器和励磁式传感器。
1、永磁式传感器
永磁式传感器结构简单，但由于采用了永久磁铁，使用中易吸附杂质，使空气间隙发生变化，因此，使用中要注意清除传感器上粘附的杂质。
2、励磁式传感器
图16-3为FKX型ABS系统传感器的励磁电路。
图16-3传感器励磁电路
晶体三极管Q1，电阻R1、R2，电容C1组成恒流电路给电磁式传感器提供约40mA的直流电流，以便使传感器铁心建立起工作磁通，当车轮转动时，引起磁阻变化，线圈中便产生感应电动势。
由于恒流电路具有较高的动态阻抗，使感应信号幅度不至大幅度衰减。
电容器C2用来旁路高频成分，以便衰减点火系统的干扰。
（二）传感器的安装及空气间隙的调整
FKX型ABS系统传感器的脉冲环固装在轮毂上，可与车轮一起转动，传感器通过传感器固定支架与制动底板或桥壳连接，传感器的空气间隙为0.5~0.8mm。
传感器在固定支架中的固定方式有二种，一是依靠弹簧衬套，将传感器固定在固定支架的的内孔中。
另一种是固定支架的内孔直径可微量收缩，内孔直径等于传感器外径，安装传感器时，空气间隙调定后，可用紧固螺栓，使支架内径收缩夹紧传感器。
二种固定传感器于支架上的方法各具有优缺点，前者空气间隙可自调，安装方便，但易松动。
后者虽要人工调整空气间隙，但安装好后传感器不易松动。
不使用弹簧衬套安装传感器见图16-4和图16-5。
图16-4CA1091前轮传感器安装图
1-轮毂2-齿圈3-传感器4-传感器支架5-制动底板6-胶套7-夹板组件8-前轴
图16-5CA1091后轮传感器安装图
1-轮毂2-防尘罩3-齿圈4-传感器5-传感器支架6-后轴7-制动底板8-胶套9-夹板组件
（三）解放牌CA1091型载货汽车传感器的安装
解放牌CA1091型载货汽车传感器的安装见图16-4和图16-5。
安装步骤如下：
（1）将轮毂和齿圈的配合部位按H7/t6配合级别加工到规定尺寸，要求加工面径向跳动量不大于0.05mm。
（2）把齿圈加热至120～150℃后（少量可用火焰加热，大量可用油浴加热）热套到轮毂上。
注意将齿圈放正、不要碰伤齿面。
（3）根据提供的传感器支架，将其固定到制动底板或车辆上。
（4）将传感器放入支架座孔中。
（5）校准传感器与齿面间隙。
有二种方法校准：
①轮毂不带制动鼓时。
将轮毂装到轴上，按规定转矩固紧。
用塞尺测定齿面与传感器及轴之间的间隙。
调整到规定值后，将传感器固紧在支架上。
然后，在制动底板适当部位，钻φ5孔两个，将传感器引出线穿过孔并在引出线上穿一个胶套，夹在孔中以保护导线，另一个孔穿入螺钉并有夹片，将引出线夹紧。
再将轮毂拆下，把制动鼓装到轮毂上，然后再装到车轴上并按规定扭矩固紧。
②轮毂带有制动鼓时对后轮端面齿的调整，可以将传感器稍加紧固，但能在座孔内滑动。
然后，将轮毂装到车轴上并按规定扭矩紧固此时端面齿的齿面与传感器的极销紧紧接触，认为两者之间已不存在间隙，再平稳地拆下轮毂。
将传感器往后推移0.6mm并将其固紧即可。
对前轮径向齿的调整，采用计算测量法，分别测出齿环和转向节的直径D和d，然后用内圆卡在传感器轴线和转向节直径d的中心线上，量出传感器的极销面至转向节轴径表面的距离H。
H=（D-d）/2+S，S为传感器与齿面的规定间隙，然后将传感器紧固，装上轮毂后即可得到间隙S（见图16-6）
图16-6间隙计算测量示意图
（四）东风牌EQ1090E型载货汽车传感器的安装与调整
1、东风牌EQ1090E型载货汽车传感器的安装
（1）按安装示意图（图16-7及图16-8）要求，将轮毂与齿圈配合部位，按φDH7/t6配合级别加工到规定尺寸。
EQ1090后轮毂可利用其内油封座圈配合无需加工，但必需保证油封座圈与轮毂的配合牢靠，加工时可以轮毂的一端轴承孔定位，校正中心，要求径向跳动不小于0.05mm。
图16-7EQ1090前轴传感器齿圈安装示意图
1-传感器支架2-传感器3-齿圈4-制动底板5-轮毂
图16-8EQ1090后轴传感器、齿圈安装示意图
1-齿圈2-传感器3-传感器支架4-制动底板5-轮毂油封座圈6-防尘罩
（2）把齿圈加热到120～150℃，热套到轮毂上，注意要将齿圈放正，并不能碰伤齿圈的表面。
（3）视需将后轮毂防尘罩的小端切去一部分，保持与端面齿面平齐，以保证传感器和齿圈相对运动的空间。
（4）根据提供的传感器支架，将其固装到制动底板或车轴上。
（5）在制动底板适当部位，钻φ7和φ5孔各一个，将传感器引出线穿过φ7孔并在引出线上穿上一个胶套夹在孔中保护导线，另一个孔穿入螺钉并在螺钉上套入夹片，将引出线夹紧。
2、空气间隙的调整
（1）圆柱齿圈、径向间隙调整：
①将轮毂（不带制动鼓）装到轴上并按规定转矩固紧。
②将传感器放入支架传感器安装孔内，校正间隙后，用螺钉固紧夹牢。
③将轮毂拆下，把制动鼓装上，然后再装到车轴上，安装时应注意不要将传感器碰伤，同时必须保持齿圈表面的清洁。
（2）端面齿圈、端面间隙调整：
①将安装在带弹簧性套的传感器预先向外推出6mm。
②把轮毂（带制动鼓）装到车轴上，不要猛推，靠旋紧大螺母将轮毂安装到位，利用端面齿把传感器抵到合适位置，此时间隙便自动调定。
（五）FKX型ABS系统传感器主要技术参数
外形尺寸：
φ18mm×32mm
工作环境温度：
-40～＋200℃
工作环境相对湿度：
<95%
抗振能力：
>500m/s2
线圈电阻：
800Ω
空气间隙：
0.5～0.8mm
三、控制单元的结构
FKX型ABS系统控制单元由输入处理电路、计算机、输出处理电路、功率电路、安全保护电路等部分组成，如图16-9所示。
7
6
1
2
3
4
5
8
9
图16-9控制单元内部结构框图
1-传感器2-输入处理电路3-计算机4-输出处理电路5-调节器6-功率电路7-电源8-安全保护监视电路9-诊断信号
输入处理电路的功能是将来自传感器的交流电信号放大并整形成矩形波后送往计算机。
计算机主要进行车轮速度及加速度、参考车速、滑移率的计算，以及调节器的控制运算和ABS系统电气系统的监控运算。
输出处理电路的功能是将计算机从5V电压发出的控制调节器的信号转化为以汽车电源电压为准的信号，控制调节器的运行，以控制制动气室的制动压力。
功率电路的功能是向计算机及其外围设备提供稳定的5V电压。
安全保护监视电路的功能是监检ABS系统电气系统的技术状况，并将监检结果通过显示装置随时向驾驶员报告。
FKX型ABS系统控制单元的主要技术参数：
最低工作车速：
8km/h
工作环境相对湿度：
30%~95%
抗振能力：
>250m/s2
（一）FKX-AC型控制单元的结构特点
主芯片采用INTEL公司8798单片机，它功能强、运算速度高、可靠性好。
控制单元硬件结构简单、元件少、故障率低、耗电少、耐久性好。
控制单元具有完善的自检功能，接通电源后，首先自检控制单元硬件和程序，然后检查传感器和调节器的技术状态，全部正常后才投入工作状态。
制动过程中也进行自检，一旦发现故障，立即显示故障信息并自动退出控制（ABS系统不工作），恢复常规制动。
（二）FKX-IR型控制单元的结构特点
FKX-IR型ABS系统控制单元有4个通道，而FKX-AC型控制单元只有2个通道，这是它们的主要差别。
四、调节器的构造及工作循环
（一）FKX-AC型ABS系统调节器
1、FKX-AC型ABS系统调节器主要技术参数
工作循环温度：
-40~80℃
工作压力范围：
0.05～1.00MPa
抗振能力：
>200m/s2
灵敏性指数：
>25Hz
外形尺寸：
119mm×142mm×59mm
2、FKX-AC型ABS系统调节器工作循环
FKX-AC到ABS系统调节器由采用先导电磁阀控制的二个截止阀组成。
进气电磁阀为常通电磁阀，排气电磁阀为常断电磁阀，见图16-11。
调节器工作程序如下：
（1）增压状态
进气先导电磁阀4和排气先导电磁阀5均不通电，电磁阀4处于开启状态，电磁阀5处于关闭状态，进气阀7下方的进气先导气室C与1相通，排气阀3下方的排气先导气室B与大气相通，在气压差的作用下，进气阀7打开，排气阀3关闭，制动气室与制动阀相通，制动气室压力增加。
（2）减压状态
减压状态即调节器使制动气室制动压力降低的工作状态
进气先导电磁阀4通电，处于关闭状态，进气先导气室与大气相通，在气压差的作用下进气阀7关闭，切断了制动气室的制动阀的通道。
排气先导电磁阀5通电后开启，从而使排气阀3开启，使制动气室与大气相通，制动气室的压缩气体部分排入大气，因而制动压力降低。
（3）压力保持状态
压力保持状态是调节器使制动气室压力维持现在状况不变的状态。
为此，只要切断制动气室与外界的所有通道即可。
进气先导电磁阀4通电，排气先导电磁阀5不通电，电磁阀4、5均处于关闭状态，在气压差和复位弹簧的共同作用下，进气阀7和排气阀3均处于关闭状态，制动气室与外界的联系通道被切断，制动气室的介质压力保持不变。
（二）FKX-IR型ABS系统调节器
1、FKX-IR型ABS系统调节器主要技术参数
工作循环温度：
-40~80℃
工作压力范围：
0.08～1.00MPa
抗振能力：
>250m/s2
灵敏性指数：
>30Hz
外形尺寸：
119mm×126mm×59mm
2、FKX-IR型ABS系统调节器结构
图16-10为FKX-IR型ABS系统调节器的结构示意图。
压力调节器为带电磁先导阀的膜式三位三通阀，由常闭、常通电磁阀、主阀体、进气膜片，排气膜片等组成，阀体上标有1字为进气口位置，2字为也气口，排气口设在阀体下部，未标出。
两个先导阀相互配合可实现充气、保压、放气功能。
图16-10调节器结构图
1（P）-进气口2（A）-出气口3-排气膜片4-通常电磁阀先导阀5-常闭电磁阀先导阀6-弹簧7-进气膜片C-进气阀先导气室M-进气阀座B-排气阀先导气室N-排气阀座O-排气口
汽车制动时，来自制动阀或继动阀的压缩空气通过串接地制动管路的调节器，其常通电磁阀4即有先导气进入气室B（先导气路未标示出），并将排气膜片3压下，将阀口N封闭，压缩空气由进气口1进入，克服弹簧力弹力，将进气膜片7推开，经出气口2充进制动气室，实现充气作用。
当常闭电磁阀5接到来自控制单元电信号时，先导气进入气室C，并推动膜片下移，将进气阀口M封住，制动气室压力保持不变。
当常通电磁阀4接到电信号时，可使原充入的先导气排出，制动气室的压力将排气膜片3顶开，并通过阀口N向阀体底部排入大气，实现放气功能。
（三）电磁阀
FKX型ABS系统调节器选用了二位三通螺管式电磁阀作为导阀，如图16-11所示，电磁线圈1通电后产生的电磁力和弹簧力的作用，使活动铁芯2在隔套管3内的固定铁芯4往复吸合下动作，实现气路通、断的。
图16-11二位三通螺管式电磁阀
1-电磁线圈2-活动铁芯3-隔磁套管4-固定铁芯
表16-1列出了23JVD、23JVD-T型二位三通螺管式电磁阀的外形尺寸，表16-2列出了23JVD、23JVD-T型二位三通螺管式电磁阀的技术规格。
表16-1电磁阀外表尺寸
型号
公称通径
A1
B1
L
L1
H
H1
D1
23JVD-1.2
1.2
32
24
55
5.5
61.5
51
4
23JVD-1.2T
1.2
32
24
55
5.5
70
50
4
23JVD-2
2
40
30
64
8
73
62
5
23JVD-2T
2
40
30
64
8
90
58
5
23JVD-3
3
50
38
72.5
8
86
73
5
23JVD-3T
3
50
38
72.5
8
100
65
5
23JVDb-4
4
44
35
83
76.5
65
4.5
表16-2电磁阀技术规格
类别
螺管式
公称通径（mm）
1.2
1.6
2
3
4
公称压力（MPa）
1.0
额电压（V）
DC：
24、12
额定电压下电流（mA）
DC24
≤280
≤350
≤400
DC12
绝缘等级
B级
绝缘电阻（MΩ）
≥20
环境和介质温度（℃）
-45~+85
温升（℃）
≤80
工作制
100%
允许电压波动
-15%~+10%
换向时间（s）
≤0.025
最高允许切换频率（Hz）
≥40
交流电源频率（Hz）
50
耐久性（万次）
≥200
耐击穿电压（V/60s）
DC24
250
DC12
250
（四）调节器的安装
FKX-AC、FKX-IR型ABS系统调节器均使用固定支架与车架或底架相连接，并在尽量接近制动气室的地方，串入制动管路中。
1、FKX型ABS系统调节器在CA1091型汽车上的布置
FKX型ABS系统调节器在CA1091型汽车上的布置见图16-12所示。
FKX-AC型ABS系统有二个调节器，其在车上的布置见图16-12a。
FKX-IR型ABS系统有四个调节器，在车上的布置见图16-12b。
图16-12FKX型ABS系统调节器在CA1091型汽车上的布局
a）FKX-AC型ABS系统b）FKX-IR型ABS系统
1-空气压缩机2-前制动室3-放气阀4-湿贮气筒5-安全阀6-三通管7-低压警报开关8-贮气筒9-单向阀10-挂车制动阀11-后制动室12-分离开关13-连接头14-制动阀15-气压表16-气压调节器17-ABS系统调节器
2、FKX型ABS系统调节器在EQ1090型汽车上的布置
FKX型ABS系统调节器在EQ1090E型车上的布置见图16-13所示。
需要说明的是在调节器与制动气室之间的管路上不得有其他制动系部件，如快放阀等。
FKX-AC型ABS系统的前轮调节器可尽量接近制动阀安装，见图16-13a所示。
图16-13FKX型调节器在EQ1090E型车上的布局
a）FKX-AC型ABS系统b）FKX-IR型ABS系统
1-空气压缩机2-前制动气室3-双腔制动阀4-贮气筒单向阀5-放水阀6-湿贮气筒7-安全阀8-双向阀9-挂车制动阀10-后制动气室11-挂车分离开关12-连接头13-快放阀14-前轴贮气筒15-取气阀16-后轴贮气筒17-气压表18-气压调节阀19-气喇叭开关20-气喇叭21-刮水器总成22-刮水器开关P-调节器
四、电路图
FKX型ABS系统电气系统标称电压有DC12V、DC24V两种，单线制，负极搭铁。
每个压力调节器有两个电磁先导阀，每个电磁先导阀有两个接柱，其本身无“正”、“负”极之分。
传感器是收到集车轮运动状态参数的，其线路应采用屏蔽导线，以防外界电磁场的干扰。
为便于安装，防止装错，FKX型ABS系统有线束总成，一端与控制单元插座相接，另一端则将其相同线号对应的接到传感器、调节器电磁阀上，插接应牢靠，线束在车架安装应用线夹固牢，防止摩擦。
特点是在联接传感器导线时，要留出适当的长度，适应车架和车轴的相对运动，前注意捆扎好，以免挂断。
（一）FKX-AC型ABS系统电路图
FKX-AC型ABS系统的电路见图16-14所示。
FKX-AC型ABS系统控制单元插座接线图见图16-15所示，图注释中括号内的颜色标志为与之相连的导线颜色。
图16-14FKX-AC型ABS系统电路图
（从控制单元出线端看）
14
13
12
11
10
9
8
1
2
3
4
5
6
7
图16-15FKX-AC型ABS系统控制单元插座
1-（红色）电源DC正极2-（棕色）未用3-（黑色）电源DC负极4-（棕白）前调节器排气阀5-（绿白）前调节器排气阀6-（黑红）后调节器排气阀7-（绿黑）后调节器排气阀8-（屏蔽线外层）9-（屏蔽芯线）-前传感器10-（屏蔽外层）11-（屏蔽芯线）-后传感器12-（蓝白）13-（黄色）-专用14-（蓝色）前、后调节器电源共用
（二）FKX-IR型ABS系统电路图
FKX-IR型ABS系统控制单元后板设有两组出线，后板上标有1、2数字。
第1组用于连接汽车左侧（按汽车行驶方向）前、后车轮的传感器和调节器；第2组用于右侧前、后车轮的传感器和调节器。
为保证插接准确只有第1组出线设有电源线，第2组出线其插座1#、2#、3#为空脚，如果线束插反，系统将不工作。
FKX-IR型控制单元出线插座接线示意图见图16-16。
图注释中括号内的的颜色标志为与之相连的导线颜色。
图16-16FKX-IR型ABS系统控制单元插座
1-（红色）电源DC正极2-（棕色）备用3-（黑色）电源DC负极4-（棕白）前调节器排气阀5-（绿白）前调节器进气阀6-（黑红）后调节器排气阀7-（绿黑）后调节器进气阀8-（屏蔽线外层）9-（屏蔽芯线）-前传感器10-（屏蔽线外层）11-（屏蔽芯线）-后传感器12-（蓝白）13-（黄色）-专用14-（蓝色）前、后调节器电源共用
第二节ABS系统的检修
一、装用ABS系统车辆的使用常规制动系技术状态
ABS系统通过调控制动压力，从而调控制动器制动力，使之接近但不超过路面附着力，从而防止车轮抱死滑移。
这就是说，汽车制动时，车轮将要抱死时，ABS系统才处于工作阶段；如果车轮根本就不会抱死，ABS系统也不会工作。
车轮在制动过程中是否有能力抱死，这取决于制动系的技术状态。
ABS系统只是通过调控制动压力防止制动车轮抱死。
车辆装用ABS系统后的制动性能与制动系的技术状况密切相关，如行车制动系的促动时间和放松时间过长（俗称制动不跟脚），车辆的制动性能必然恶化，因为在ABS系统工作时，易形成过制动和欠制动现象。
表16-3列出了汽车制动系常见故障及对ABS系统工作影响的分析（以EQ1090E型汽车为例）。
表16-3制动系常见故障及对ABS系统的影响
故障现象
原因分析
ABS系统工作状态
制动力不足（制动时压力表指针下降）
1、制动气室膜片破损或膜片翻边漏气
2、漏气
3、制动阀阀座损坏
ABS系统不工作，特别是满载，在高附着系数路面行驶制动时ABS系统不会工作
制动力不足（制动时压力表指针无明显下降）
1、制动鼓与摩擦片间间隙大
2、摩擦表面有油污
3、制动阀调整不当
4、制动蹄支承销或制动凸轮轴咬死
5、制动鼓圆度过大，摩擦片贴合不良
制动无点刹
1、制动阀平衡弹簧调整不良，或弹簧变软
2、制动蹄支承销生锈转动不灵活
ABS系统工作，制动效果不佳
放松制动踏后制动不能及时解除（排气慢）
1、制动阀摇杆与挺杆间无间隙
2、制动阀导向座锈蚀发卡
3、制动阀座橡胶压印变形或脱落
ABS系统工作正常，但解除制动不及时
放松制动踏板后制动不能及时解除（排气正常）
1、制动凸轮轴在两支架上不同心
2、制动蹄支承销发卡
ABS系统能工作，但制动性能不良
制动发咬
1、制动蹄摩擦片碎裂
2、摩擦片与制动鼓间间隙小
3、制动阀调整不当
ABS系统能工作但制动性能不佳
制动自由间隙过大
1、制动阀调整不当
2、制动踏板拉杆各关节销子与孔松旷
使ABS系统调控质量下降
制动时空气压力表指针急剧下降
1、制动阀座卡滞
2、制动管路突然破裂
ABS系统工作急停
气压上不来
1、空气压缩机故障
2、空气压缩机皮带故障
3、空气压缩机安装故障
4、漏气
5、单向阀卡滞
ABS系统不工作，特别是满载、在高附着系数路面行驶制动时
二、ABS系统部件的检修
（一）传感器的检修
传感器由脉冲环及传感器组成，二者采用无接触配合，二者均为不需修复件，但二者之间的空气间隙必须保持正常值。
影响空气间隙变化的因素是：
脉冲环松动、传感器固定支架松动、传感器安装松动、车轮偏摆、轮毂轴承松旷或损坏、传感器或脉冲环损坏、传感器吸附杂质等。
因此，在车轮保养期间，一定要清洁传感器，并检查传感器与脉冲环之间的空气间隙。
传感器与脉冲环采用无接触配合，因此不存在磨损问题，但存在锈蚀问题。
脉冲环不需润滑，但需防锈，故可在脉冲环表面涂少许润滑油，但切不可用润滑脂，以免粘附杂质。
为防ABS系统受电磁干扰，传感器导线均用屏蔽导线，因此，导线的破损会严重影响ABS系统正常工作，须经常对其检查。
传感器导线要适应汽车行驶时车轮与车体相对位置的变化，必须预留足够的长度。
检查传感器时可用万用电表进行，在传感器与线束总成处有连接插座，将其拔下，测量传感器线圈电阻（FKX型传感器线圈电阻800Ω）。
如果传感器为永磁式的，可将车轴顶起，用手转动车轮（约1r/s），传感器输出的交流电压值不低于0.05V。
传感器常见故障分析见表16-4。
表16-4传感器常见故障与排除
故障现象
原因分析
排除方法
无信号输出
ABS系统不工作
1、传感器间隙过大
2、导线断路、短路
3、传感器内部开路、断路
1、按要求进行调整
2、接通
3、更换
信号不准
ABS系统性能不良
1、传感器松动
2、齿圈装
升级会员 