完整版丰田佳美制动系统的结构控制原理与检修11毕业论文设计.docx
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完整版丰田佳美制动系统的结构控制原理与检修11毕业论文设计
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成都电子机械高等专科学校成教院
毕业设计（论文）
论文题目：
丰田佳美制动系统的结构控制原理与检修
教学点：
重庆科创职业学院
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专业：
汽车检测与维修
成都电子机械高等专科学校成教院制
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成都电子机械高等专科学校成教院
毕业设计（论文）任务书
题目：
丰田佳美制动系统的结构控制原理与检修
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重庆科创职业学院
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杨杰学号：
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汽车检测与维修
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毕业设计（论文）进度计划表
日期
工作内容
执行情况
指导教师
签字
4月15日
至
4月20日
准备
良好
***
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教师对进度计划实施情况总评
……
签名
年月日
本表作评定学生平时成绩的依据之一
摘要
本文首先对制动系统进行了概述，即ABS制动系统与传统制动系统在结构和工作原理上的异同及ABS制动系统所具有的优点。
然后介绍了丰田佳美轿车防抱死制动系统在整车上的位置，分析了ABS制动系统的电路结构、控制继电器、轮速传感器及执行器，其中执行器是电液组件，结构复杂，既包含有液压元件，又有接受ECU控制的电器元件，能有效地控制各车轮制动分泵液压的增大、减小或保持，防止车轮制动时被抱死，使汽车获得最佳的制动效果。
ABS执行器实际上是受控于ECU的制动压力调节装置。
并对盘式（鼓式）制动系统、真空制动助力器和制动踏板总成的组成、检查、组装和调整进行了详述。
最后介绍了微型汽车制动系统常见的故障，并分析故障原因及处理方法。
关键词：
防抱死制动系统，ABS执行器，轮速传感器，驻车制动，故障检修
Abstract
Thispaperprovidesanoverviewofthebrakesystem,namely,ABSbrakingsystemwithconventionalbrakingsysteminthestructureandworkingprincipleofthesimilaritiesanddifferences,andABSbrakingsystemintroducedtheToyotaCamrysedananti-lockbrakingsysteminthevehicle'slocation,analysisofthecircuitABSbrakingsystemstructure,controlrelays,wheelspeedsensorsandactuators,whereactuatorsareelectro-effectivelycontroleachwheel,topreventthewheelswhenbrakingHugging,makingthecargetthebestexcellentbrakingeffect.ABSactuatorisactuallycontrolledbytheECUofthebrakepressureregulatordevice.Thenonthedisc（drum）brakesystem,vacuumbrakeboosterandbrakepedalassemblycomposition,inspection,assemblyandadjustmentsofdetail.Finallythemicro-carbrakesystemcommonfailures,andanalyzethefailurecausesandtreatment.
Keywords:
Anti-lockbrakingsystem,ABSactuators,wheelspeedsensor,parkingbrake,faultrepair
目录
第一章制动系统的概述5
第一节制动系统组成5
第二节丰田佳美制动系统6
第二章ABS系统基本结构及工作原理7
第一节ABS执行器7
第二节系统工作原理9
第三节系统故障自诊断10
第三章盘式制动系12
第一节前盘式制动器12
第二节前盘式制动器检查与修理13
第四章鼓式制动系统14
第一节制动鼓与制动蹄的检修14
第五章液压系统17
第一节真空制动助力器17
第二节制动主缸的拆卸与组装19
第六章驻车制动系统21
第一节驻车制动蹄的维修21
第七章汽车制动系统的发展趋势22
结束语23
谢辞24
参考文献25
第一章制动系统的概述
第一节制动系统组成
制动系统由制动操纵机构和制动器两个主要部分组成：
一﹑制动操纵机构：
产生制动动作、并将制动能量传输到制动器的各个部件。
二﹑制动器：
产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力（制动力）的部件。
汽车上常用的制动器都是利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩，称为摩擦制动器。
它有鼓式制动器和盘式制动器两种结构型式。
整车制动系统的构成有很多零件，包括助力泵、制动总泵、电控单元、车速传感器、四轮制动分泵、制动片、制动铜管、制动软管。
ABS制动系统与传统的制动系统有所不同，普通制动系统的液压装置一般包括制动助力器、双腔式制动主缸、储液室、制动轮缸和双液压管路等。
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电动泵、储能器、主控制阀、电磁控制阀和一些控制开关等组成。
实质上，ABS系统就是通过电磁控制阀体上的控制阀控制分泵上的油压迅速变大或变小，从而实现了防抱死制动功能。
ABS系统能缩短制动距离。
这是因为在同样紧急制动的情况下，ABS系统可以将滑移率控制在20%左右，即可获得最大的纵向制动力的结果。
其次，增加了汽车制动时的稳定性。
汽车在制动时，四个轮子上的制动力是不一样的，如果汽车的前轮抱死，驾驶员就无法控制汽车的行驶方向，这是非常危险的；倘若汽车的后轮先抱死，则会出现侧滑、用尾，甚至使汽车整个调头等严重事故。
ABS系统可以防止四个轮子制动时被完全抱死，提高了汽车行驶的稳定性。
ABS系统改善了轮胎的磨损状况。
事实上，车轮抱死会造成轮胎杯型磨损，轮胎面磨耗也会不均匀，使轮胎磨损消耗费增加。
因此，装用ABS系统具有一定的经济效益。
ABS系统使用方便，工作可靠。
ABS系统的使用与普通制动系统的使用几乎没有区别。
制动时只要把脚踏在制动踏板上，ABS系统就会根据情况自动进入工作状态，如遇雨雪路滑，驾驶员也没有必要用一连串的点刹车方式进行制动，ABS系统会使制动状态保持在最佳点。
并且工作十分可靠，并有自诊断能力。
如果它发现系统内部有故障，就会自动记录，并点燃ABS故障指示灯，让普通制动系统波继续工作。
此时，维修人员可以根据记录的故障（以故障码的形式输出）进行修理。
第二节丰田佳美制动系统
丰田佳美制动系统是利用电子电路自动控制车轮制动力的装置，这种装置可以充分发挥制动器的效能，提高制动减速度，缩短制动距离，并具有制动时仍有转向能力、方向稳定性好等优点。
佳美轿车ABS系统由前轮盘式制动器、ABS控制器、制动总泵、真空助力器、制动踏板机构、后轮鼓式制动器、制动警示灯等组成。
佳美轿车ABS执行器总成安装于引擎室右侧翼子板近右大灯后方。
有六根液压油管及四线束接插件分别与外部联系。
ABS执行器实际上是受控于ECU的制动压力调节装置。
·
图1-1丰田佳美制动系统元件位置图
第二章ABS系统基本结构及工作原理
第一节ABS执行器
ABS执行器的结构特点：
佳美轿车ABS是采用三通道四轮制动防抱死系统，其左右前轮有二个通道进行独立控制，占用了两个电磁阀，而两后轮共用一个通道控制，本只需一个电磁阀，但本执行器由四只三位三通电磁阀，二只柱塞式制动液电动泵（由一个电机控制）及二只储液器等组成。
这样设置的目的，在于形成两套制动分系统；左前轮右后轮为一个分系统，右前轮左后轮为另一分系统这种x型的结构型式，即使某一分系统出现故障失去制动功能，另一分系统仍有车轮的基本制动性能，并有效地防止侧滑现象，保证了制动安全可靠。
执行器的结构及工作原理：
三位三通电磁阀装于执行器内，四只电磁阀的特点在于阀内的滑块可有三种不同的位置。
电磁阀上有三管道分别接制动总泵、分泵及储液室，滑块上还带有两个单向阀，分别为分泵的进液阀和出液阀，滑块的移动是电磁线圈上的电流I决定的；常规时线圈不通电，I=0，滑块在下端位置，使进液阀A打开，出液阀B关闭；当I=5A为最大时，滑块受到最大的电磁力吸引，克服弹簧的弹力处于上端位置，进关出通；当I=2～2．5A时，滑块处于中问位置，使进出阀关闭。
图2-1三位置电磁阀
一﹑减压模式：
当车轮要抱死时，ABSECU发出5A的电流给电磁线圈，三位置电磁阀向上方移动，通道A关闭，通道B打开。
制动分泵的压力油从通道C流向通道B，进入储液室。
同时，ABSECU驱动电泵，把制动液从储液室中抽回到制动总泵，制动总泵中的制动液因为通道A关闭而不能流进三位置电磁阀，制动分泵的液压就下降，使车轮不至抱死。
二﹑保压模式：
当制动分泵的液压增加或减少，而车轮转速传感器送出的信号表示转速在目标范围内时，ABSECU发出2A的电流给电磁线圈，使制动分泵内的压力保持在现有水平，此时通道B关闭。
三﹑增压模式：
当制动分泵的液压力需要增加时，ABSECU不再发出电流给电磁线圈，使电磁阀的A通道打开，B通道关闭，制动总泵中的制动液在三位置电磁阀中从通道C流向制动分泵，液压增加，实现制动。
第二节系统工作原理
当车辆恒速行使时，车辆的速度与车轮速度相同，换句话来说，轮胎没有滑移。
但当司机紧急踩下制动踏板，降低车速时，车轮速度逐渐降低，不再与车身的速度相一致，而车身却仍以其自身的惯性运动，也即在轮胎与路面之间出现滑移。
车身速度和车轮速度之差比上车身速度称为“滑移率”：
滑移率=（车速—轮速）车速×100%；滑移率为0，表示车轮与地面没有滑动磨檫，处与纯滚动状态；滑移率为100%，表示车轮被完全抱死，轮胎沿路面滑动。
如果ABS能将滑移率控制在理想的区域内，则在ABS作用时，整个制动过程的附着系数加权值高于车轮抱死时（S=100%）的对应值，即ABS作用时，与同样情况下车轮抱死制动相比，制动距离将缩短。
但实际的ABS系统，其控制精度往往达不到这么高，即ABS作用时，整个制动过程的附着系数加权值要低于车轮抱死时的对应值，即ABS作用时，相应的制动距离将增加。
按照我国汽车制动标准规定，附着系数利用率≥0.75即满意要求。
当车速与轮速之差变大时，轮胎与路面之间就出现滑动，并产生摩擦力。
这个摩擦力作为制动力使汽车减速。
制动力并不会随滑移率增大而增大。
当滑移率在10～30%之间时，制动力达最大。
超过30%后，制动力逐渐下降，因此，为使制动力保持在最高水平，滑移率应随时保持在10%～30%之间。
ABS就是设计来使汽车在各种路面下保持这一滑移率，从而达到最佳的制动效能。
在紧急制动情况下，轮速传感器检测车轮速度的突然变化。
ABSECU计算车轮的旋转速度，并换算成线速度，据此计算出车速，然后判断路面和轮胎的状况，并使执行机构动作，把最合适的制动液压供应到每个车轮。
制动液控制机构根据ECU的指令动作，降低或增加液压力，或在必要时保持制动液压力不变以使滑移保持在最佳范围（10%-30%），避免车轮抱死，从而达到最佳制动效果。
第三节系统故障自诊断
接通点火开关后，ABS报警灯点亮，3s后或发动机起动后熄灭，这是正常的工作状况。
如果接通点火开关后ABS报警灯不亮，应检查灯泡和熔断丝是否烧断，如果灯泡和熔断丝完好，应检查线路。
如果接通点火开关后，ABS报警灯在3s后或发动机起动后仍不熄灭，表明白诊断系统探测到故障。
此时应读取故障代码。
一﹑读取故障代码
（一）接通点火开关，但不要起动发动机；
（二）断开维修接口，从接诊断（检测）接头上拆下短接接头；
（三）用故障诊断专用检查线或普通导线连接故障诊断插座内的Tc和El插孔，如图2-4示；
图2-4Tc和E1端子的连接
（四）根据ABS报警灯的闪烁，可读出故障代码。
（五）如系统工作正常，警示灯将每隔0.5s闪烁一次。
（六）如存在一个以上的故障码，将首先显示较小的故障码。
丰田佳美轿车ABS系统故障代码见表2-1。
表2-1丰田佳美轿车ABS系统故障代码
故障代码
故障内容
故障部位
11
电磁阀继电器电路断路
电磁阀继电器及其线束
12
电磁阀继电器电路短路
13
油泵继电器电路断路
执行器内部线路、控制继电器、油泵继电器线路
14
油泵继电器电路短路
21
右前轮3位电磁阀电路断路或短路
执行器继电器、执行器继电器电路
22
左前轮3位电磁阀电路断路或短路
23
右后轮3位电磁阀电路断路或短路
24
左后轮3位电磁阀电路断路或短路
31
右前轮速传感器信号不正常
轮速传感器、轮速传感器转子、轮速传感器配线和连接器
32
左前轮速传感器信号不正常
33
右后轮速传感器信号不正常
34
左后轮速传感器信号不正常
35
左前或右后轮速度传感器断路
36
右前或左后轮速度传感器断路
41
蓄电池电压不正常
充电系统、蓄电池、交流发电机、电压调节器
51
执行器泵电机卡死或泵电机电路断路
泵电机、继电器、蓄电池、执行器、泵电机电路
常亮
ABSECU故障
ABSECU或ABSECU插接器
二﹑清除故障代码
根据故障代码的提示排除了故障之后，应消除故障代码。
消除故障代码的方法是：
线连接故障诊断插座内的Tc和El插孔，置点火开关为ON位，在3s内连续踏下制动踏板8次以上，再将短接接头接到诊断（检测）接头上。
第三章盘式制动系
第一节前盘式制动器
1制动软管2安全螺栓3制动衬垫支撑盘4制动衬垫磨损指示器5制动衬垫弹簧6扭矩盘7底板8制动衬垫支撑盘9防尘罩10突缘11滑动衬套12活塞13密封圈14防尘罩15挡圈
图3-1盘式制动总成分解视图
第二节前盘式制动器检查与修理
一﹑前盘式制动器的拆卸
（一）顶起汽车，拆下前轮。
（二）卸下连接螺栓，拆下制动软管，用适当容器盛装制动液。
（三）再拆下螺栓和制动钳，底板和制动衬垫磨损指示器。
（四）卸下支持盘。
（五）安装时，安与拆卸时相反程序进行。
二﹑测量摩擦衬块衬层厚度
标准厚度：
5S-FE发动机：
12.0mm；3VZ-FE发动机：
11.0mm
最小厚度：
1.0mm
衬块衬层厚度等于或小于最小值，或衬块有严重不均匀磨损现象，则将其更换。
三﹑测量制动盘厚度和制动盘的偏摆
（一）用测微计测量制动盘厚度。
标准厚度：
28.0mm
最小厚度：
26.0mm
如制动盘厚度等于或小于最小值，则将其更换。
如制动盘有划痕或不均匀磨损，可再车床上加工研磨或将其更换。
（二）在制动盘外缘10mm处用百分表测量其偏摆。
制动盘最大偏摆：
0.05mm
如制动盘偏摆等于或大于最大偏摆值，则检查其轴向的轴承间隙及前桥轮毂的偏摆。
如轴承间隙及前桥轮毂的偏摆不正常，则调整制动盘的偏摆值。
第四章鼓式制动系统
第一节制动鼓与制动蹄的检修
1活塞2防尘罩3轮缸4弹簧5前制动蹄6自动调整杆7驻车制动杠杆8C型垫片9撑杆和复位弹簧10调整垫片11调整杆弹簧12铆钉弹簧13后制动蹄14压紧弹簧15座圈16销针17底板18检视孔塞19皮碗
图4-1鼓式制动器总成分解视图
一﹑鼓式制动系统的结构和工作原理
与盘式制动器一样，鼓式制动器也带有两个制动蹄和一个活塞。
但是鼓式制动器还带有一个调节器机构、一个紧急制动机构和大量弹簧。
当您踩下制动踏板时，活塞会推动制动蹄靠紧鼓。
制动蹄与制动鼓之间会产生摩擦，把汽车的动能经过摩擦以热能的形式散发到大气中。
鼓式制动器最常见的维修是更换制动蹄。
鼓式制动器的背面提供了一个检查孔，可以通过这个孔查看制动蹄上还剩下多少材料。
图4-2
二﹑鼓式制动系统的检查与安装
测量制动鼓的内径应该为200mm，制动蹄衬垫厚度最小为1mm；检查轮缸和底板的磨损或损坏情况；检查驻车制动器支架的弯曲、磨损或损坏情况；检查制动衬垫和制动鼓是否接触正常，必要时更换制动鼓和制动蹄。
鼓式制动系统的安装步骤如下：
（一）在活塞和活塞皮碗上涂上适当的润滑油，再把弹簧和活塞皮碗装入轮缸内，在防尘罩内涂上适当的润滑油后，插入轮缸内。
（二）把轮缸装在底板上，插入螺栓紧固。
再把制动管接到轮缸上，拧紧螺母。
（三）在调整器螺栓接触点上涂些润滑油，装上调整杆、垫圈和新的C形垫片。
（四）测量制动蹄和调整杆之间的间隙应为0.36mm。
（五）将撑杆和复位弹簧装到后制动蹄上，再装上调整杆弹簧。
（六）把驻车制动拉索与驻车制动杠杆连接起来，使拉索穿过底板上的孔槽。
（七）把后制动蹄一端定位于轮缸处，另一端定位于锚钉板处。
装上后制动蹄销针，压紧弹簧和销针。
在前、后制动蹄之间装入锚钉弹簧，把前制动蹄的端部定位在轮缸处。
（八）装上前制动蹄销针，压紧弹簧和销针。
再装上复位弹簧。
（九）当拉起驻车制动时，确保调整螺栓旋转，否则，检查后制动蹄的安装。
（十）把杆调整到最短长度，再装上制动鼓，向上拉驻车制动杆，重复几次。
（十一）拆下制动鼓，间隙应为0.6mm，如不符合要求，则检查驻车制动系统。
（十二）装上制动鼓，放气，加装制动液。
第五章液压系统
第一节真空制动助力器
一﹑真空助力器的工作原理和检测
图5-1
工作原理：
在非工作的状态下，控制阀推杆回位弹簧将控制阀推杆推到右边的锁片锁定位置，真空单向阀口处于开启状态，控制阀弹簧使控制阀皮碗与空气阀座紧密接触，从而关闭了空气阀口。
此时真空助力器的真空气室和应用气室分别通过活塞体的真空气室通道与应用气室通道经控制阀腔处相通，并与外界大气相隔绝。
发动机起动后，发动机的进气歧管处的真空度上升，随之，真空助力器的真空气室、应用气室的真空度均上升，并处于随时工作的准备状态。
当进行制动时，踩下制动踏板，踏板力经杠杆放大后作用在控制阀推杆上。
首先，控制阀推杆回位弹簧被压缩，控制阀推杆连同空气阀柱往前移。
当控制阀推杆前移到控制阀皮碗与真空单向阀座相接触的位置时，真空单向阀口关闭。
助力器的真空气室、应用气室被隔开。
此时，空气阀柱端部刚好与反作用盘的表面相接触。
随着控制阀推杆的继续前移，空气阀口将开启。
外界空气经过滤气后通过打开的空气阀口及通往应用气室的通道，进入到助力器的应用气室（右气室），伺服力产生。
由于反作用盘的材质（橡胶件）有受力表面各处的单位压强相等的物理属性要求，使得伺服力随着控制阀推杆输入力的逐渐增加而成固定比例（伺服力比）增长。
由于伺服力资源的有限性，当达到最大伺服力时，即应用气室的真空度为零时（即一个标准大气压），伺服力将成为一个常量，不再发生变化。
此时，助力器的输入力与输出力将等量增长；取消制动时，随着输入力的减小，控制阀推杆后移，真空单向阀口开启后，助力器的真空气室、应用气室相通，伺服力减小，活塞体后移。
就这样随着输入力的逐渐减小，伺服力也将成固定比例（伺服力比）的减少，直至制动被完全解除。
工作性能检查：
将点火开关置于ON位，在发动机熄火时，踩几下制动踏板，确保制动踏板行程没变化。
然后踩下制动踏板，启动发动机，如制动踏板缓缓下降，则说明制动助力器正常工作。
气密性检查：
起动发动机，大约2min后熄火，缓缓踩几下制动踏板。
如第一次踩下最深，但第二次和第三次渐渐升高，则说明助力器气密性良好；另外，发动机运转时，踩下制动踏板不放，然后关闭发动机。
保持踏板踩下30s，如踏板行程没有变化，也可助力器气密性良好。
图5-2
二﹑真空助力器的维修
拆卸：
对带安全气囊的车型，硬解除安全气囊的作用（对无安全气囊的车型，拆下蓄电池搭铁电缆）。
其次，对所有车型，卸下主缸，并拿开碳罐以方便工作。
然后，拆下踏板复位弹簧、夹子、U型环销和U型环锁止螺母，从左前制动软管上拆下制动管，再从车轮罩板上卸下制动管索环。
拆下制动助力器螺母，拉出助力器和垫圈。
真空制动助力器的安装：
（一）调整助力器推杆的长度，方法如下：
1.将垫圈装在主缸上。
2.将制动助力器推杆或类似工具装到垫片上。
3.放低探头，直到其尖端轻轻触及活塞。
4.反转测量工具，并置于助力器上。
5.测量助力器推杆和工具探头的端部之间的间隙。
6.调整助力器推杆的长度，直到推杆轻轻触及探头的端部。
（二）装上助力器和垫圈，把U型环装到控制杆上。
（三）把U型销装进U型环和制动踏板，再把夹子装到U型销上。
（四）连接制动管与左前制动软管。
装上主缸，给制动系统加注制动液并放气。
（五）检查和调整制动踏板高度和自由行程。
制动系统工作正常后，装上安全气囊系统。
第二节制动主缸的拆卸与组装
制动主缸分解视图，如图5-3。
一﹑制动主缸的拆卸
（一）拆主缸卸防尘罩，再拆卸储液箱，从储液箱上拆下盖子和滤网。
（二）卸下两个橡胶密封圈，卸下主缸。
把活塞推入，卸下限位螺钉。
（三）再把活塞推入，卸下弹性挡圈，然后用手小心的拆下1号活塞。
（四）把主缸置于两木块之间，敲击缸体，使2号活塞掉出来。
图5-3
二﹑制动主缸的组装
首先用压缩空气清洁零件，检查主缸腔内有无生锈或划痕，还要检查是否磨损或破坏，必要时进行更换。
然后装上两只橡胶密封圈。
再装上储液箱，并向下压储液箱，装上定位螺钉，最后装上主缸防护罩和主缸
第六章驻车制动系统
第一节驻车制动蹄的维修
驻车制动总成分解图，如图6-1。
（一）支撑好汽车后部，拆下车轮，再依次卸下后制动钳、制动盘和制动蹄复位弹簧。
（二）用撑杆拆卸器拆下制动蹄撑杆和弹簧，然后从制动蹄压紧弹簧下面脱出前制动蹄，再卸下制动蹄调整螺钉，张紧弹簧和制动蹄。
（三）从制动蹄压紧弹簧下面脱出后制动蹄，再从驻车制动杠杆的蹄杆上拆下驻车制动拉索，然后再制动底板上和制动蹄滑动表面上涂上不溶性油脂。
（四）把调整螺钉润滑后，将驻车制动杠杆和拉索连接起来，再把后制动蹄装到制动蹄压紧弹簧之下，装上张紧弹簧。
（五）将调整螺钉装到后制动蹄上，部分地装到前制动蹄。
再把前制动蹄装到压紧弹簧下，确保调整螺钉和张紧弹簧位置正确。
（六）装上前制动蹄复位弹簧后，装上后制动蹄复位弹簧。
（七）轻轻用砂纸打磨制动鼓内表面，再把制动盘上的检修孔和车轴上的槽
调整一致，再装上制动盘和制动钳，然后调整驻车制动。
图6-1
第七章汽车制动系统的发展趋势
现代汽车制动系统以ABS为主，但ABS系统本身也有局限性。
在两种情况下，ABS系统不能提供最短的制动距离。
一种是在平滑的干路上，由有经验的驾
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