课文A 基本的制动系统与ABS
为了降低汽车速度，制动器必须将汽车存储的动能转变成热能。制动系统的组成包括供能装置、控制装置、传动装置和制动器。
今天使用的制动系统有三种类型：行车制动系统、驻车制动系统和辅助的缓速制动系统。行车制动系统和驻车制动系统装有各自独立的控制装置和传动装置。行车制动系统通常用脚来操纵，而驻车制动系统用手操纵。
1.液压制动系统的基本工作原理
液压系统用来操纵所有小型汽车的制动器。该系统将迫使制动系统的摩擦表面压在一起所需的力，从制动踏板传递给各个车轮制动器。
主缸由储油室和双主缸-活塞组件构成。双式主缸的设计能使前、后制动系统各自独立，以防万一漏油。
钢质油管将制动液输送到车架上靠近车轮的位置，然后，再通过软管将制动液送到制动钳和轮缸，以便允许悬架和转向系统部件的运动。
液压系统的工作原理如下：当静止时，从主缸中的活塞到轮缸或制动钳中的活塞，整个液压系统充满制动液。一旦踏下制动踏板，主缸活塞前方被密封起来的制动液就会经过油管到达轮缸。在轮缸内，制动液使活塞向外张开（鼓式制动器）或向里移向制动盘（盘式制动器）。活塞的运动受到安装在轮缸外面的回位弹簧（鼓式制动器）和弹性油封（盘式制动器）的阻碍作用。
放松制动踏板后，主缸内的弹簧立即使主缸活塞返回到正常位置。活塞上有单向阀，而主缸上钻有补偿孔。随着活塞到达正常位置，单向阀和补偿孔都处于打开状态。随着活塞回位，活塞单向阀可让制动液流向轮缸或制动钳。然后。随着回位弹簧使制动衬片或制动蹄进入放松位置，多余的制动液经过补偿孔流回储油室储存起来。正是在制动踏板处于放松位置期间，系统泄漏的任何液体都将通过补偿孔得到补充。
双管路主缸采用两个活塞，一个在前，一个在后。主活塞由制动踏板推杆经过动力助力器直接操纵。副活塞由两个活塞之间的制动液进行控制。如果副活塞前方发生泄漏，那么，副活塞就会前移，直到顶到主缸前端为止，并且两只活塞之间的制动液将操纵后制动器工作。如果后制动器系统发生泄漏，主活塞将前移，直至与副活塞直接接触为止。这样，副活塞将操纵前制动器工作。在这两种情况同时出现的情况下，踏下制动踏板，制动踏板将快速前移，但却不会得到任何制动力。
2.盘式制动器
盘式制动器不是传统的（制动蹄）向外压向一个圆鼓的膨胀式制动器，而是采用一个制动盘和制动盘两侧各安置一个制动衬块的结构。制动效果的取得就像用手指从两侧积压一张旋转着的留声机唱片一样。制动盘是一个在两个制动表面之间带有冷却翼片的铸件。这就能使空气从两个制动表面之间流过，从而使制动表面对摩擦生热不敏感，提高了抗热衰退的能力。由于赃物会在制动盘离心离德作用下被甩掉，或者被衬块刮掉，因此，尘土和水不会对制动效果产生影响。另外，两个制动衬块的持续相等的夹紧作用往往会确保均匀的直线停车。盘式制动器具有自动调节的特性。盘式制动器有三种类型：固定制动钳式、浮动制动钳式和滑动制动钳式。
固定式制动钳式设计在制动盘的两侧各采用一个活塞。制动钳刚性安装，并不移动。滑动制动钳和浮动制动钳式设计特别相似。实际上，这两种常常被混在一起。在这两种设计中，制动盘内侧的衬块在油压的作用下移动并与制动盘接触。并没有固定在一个固定位置的制动钳略微发生移动，就使外侧的制动衬块与制动盘接触。
3.鼓式制动器
鼓式制动器的两个制动蹄安装在固定的底板上。这两个制动蹄安装在圆形制动鼓内，而制动鼓又随着车轮一起旋转。制动蹄靠弹簧保持在正确的位置上，既能保证在制动时使制动蹄滑向制动鼓，又能保证摩擦衬片与制动鼓对正。制动蹄由轮缸操纵，轮缸安装在制动底板的顶部。当应用制动器时，油压使轮缸推杆向外移动。由于这些杆直接顶在制动蹄的顶部，所以制动蹄的顶部接着就压向制动鼓。因此，通过整个制动蹄组件轻微转动（叫做伺服作用），使两个制动蹄的底部与制动鼓接触。当轮缸内的压力减小后，回位弹簧拉动制动蹄，使之离开制动鼓。
4.ABS 1）组成
（1）轮速传感器
轮速传感器装在每个车轮部位，从而将车速参考信号提供给控制单元。轮速传感器是永磁式感应传感器，它们根据每个轮毂上的齿圈的转动情况，向外输出脉冲信号。每当一个轮齿从磁场通过时，就会产生一个电压信号。传感器是可单独更换的部件，而齿圈与轮毂制成一体，必须与整个轮毂一起更换。
（2）控制单元
控制单元内含有所有的信号调节电路和输出电路。输出电路控制液压单元，调节给每个制动钳的主油路压力。控制单元位于仪表板下方左侧、杂物箱上方和发动机室内的电子控制盒的前段部分内。如果检测到一个故障，控制单元就会点亮仪表板警告灯。
（3）液压泵与电磁阀
安装在发动机室内的液压单元（图10-2）（也叫做液压执行器）其内含有电磁阀和液压泵。电磁阀有三个位置：升压、保压和降压。当车轮抱死时，控制单元就通知电磁阀保持压力。如果车轮仍然处于抱死状态，控制单元就会让电磁阀降低压力，直至车轮开始转动为止。控制单元还将允许电磁阀启动进入降压位置，以便再次启动调压循环。
扎起防抱死系统工作期间，在制动踏板上会感到抖动，并且可以听到来自液压单元的“喀喀”响声。这是正常的现象，这些现象告诉驾驶员，ABS正处在起作用模式。
2）工作原理
ABS系统由许多不同的型式和不同的控制算法。我们将讨论一种简单的系统是怎样工作的。
控制器始终监视着轮速传感器，看车轮减速度是否超出正常值。一个车轮在将要抱死之前，该车轮会急剧减速。如果对此不加以阻止，该车轮将会比任何一辆汽车更早的停止转动。在理想条件下，一辆汽车从60mph（96.6km/h）到停车需要5秒钟时间，但是，一个抱死的车轮会在不足1秒钟内停止转动。
ABS控制器知道这样的快速减速是不可能的，因此，它就降低那个车轮制动器的压力，直至出现加速为止。然后，ABS控制器再次增加压力，直至再次出现减速为止。在车轮实际明显改变转速之前，ABS控制制动器压力的增减非常快。结果，车轮与汽车能以相同的速度减速，制动器使车轮始终保持在即将抱死的状态。这就能使系统产生最大制动力。
当ABS系统处于工作状态时，你将会感到制动踏板的抖动，这是电磁阀快速开、关所致。有些ABS系统的电磁阀每秒钟能开、关达15次。
3）防抱死制动系统的类型
防抱死制动系统根据使用的制动器类型采用了不同的方案。我们将按照通道数（即，单独控制的电磁阀的数目）和轮速传感器的数目来称谓它们。
·四通道四传感器ABS——这是一种最好的方案。这种ABS在全部四个车轮上各有一只轮速传感器和电磁阀。采用这种布置，控制器单独地监视着每个车轮，以便查明它们是否获得了最大制动力。
·三通道三传感器ABS——这种方案常见于采用内四轮ABS的皮卡货车上。这种ABS对于每个前轮均有一只轮速传感器和一个电磁阀，两只后轮共用一只传感器和一个电磁阀。后轮的这个轮速传感器装在后桥上。
该系统对两只前轮进行单独控制，因此，两只前轮能获得最大制动力。然而，两只后轮一起监控，在ABS系统对后桥进行调节之前，两只后轮有可能要抱死。采用这种系统，停车制动期间一只后轮有可能要抱死，从而降低了制动效能。
·单通道一传感器ABS——这种系统常见于采用后轮ABS的皮卡货车上。该系统有一只电磁阀和一只轮速传感器，电磁阀控制两只后轮，轮速传感器安装在后桥上。
该系统的工作原理与三通道ABS系统的后桥部分相同。两只后轮一起监控，在ABS系统进行调节之前，两只后轮有可能要抱死。采用这种系统，一只后轮有可能要抱死，从而降低了制动效能。
该系统易于识别。通常，一根制动管路经过一个T型管接头到达两个后轮。查找后桥壳上的差速器附近有一个导线连接器，只要找到它你就能找到轮速传感器。
第10单元
课文B 牵引力控制系统（TRAC）与电子稳定性控制 1.牵引力控制系统（TRAC）
牵引力控制系统（缩写为TCS或TRAC）（见图10-3）的作用是防止加速时出现车轮滑转。可以传递给车轮的最大转矩由路面与轮胎之间的摩擦系数所决定。如果转矩超过了最大转矩，车轮可能就要滑转。使TRAC系统投入工作的情况有：松软的砂砾路面、打滑路面、加速又同时转弯以及猛烈加速。
一旦启动，TRAC系统就会按照需要降低发动机转矩和后轮转速，从而使汽车处于控制之中。为了提供牵引力控制，ABS ECU、TRAC ECU和ECM全都参与工作。TRAC ECU监视着ABS轮速传感器，还要控制着副节气门和使用后制动器。ECM还要推迟发动机点火正式，而ABS系统还要调节后轮制动器的压力。
1）TRAC系统组成
中央控制台上方的仪表板上安装有一个TRAC OFF开关。驾驶员按动此开关时，能使
TRAC系统被关闭或被重新激活。在转动点火开关后，系统默认为开启（ON）状态。
当出现下列任何一种情况时，TRAC OFF指示灯将会点亮： ·通过TRAC OFF开关将TRAC系统关闭； ·检测到一个与TRAC系统有关的发动机故障； ·检测到一个与ABS有关的故障；
当出现下列情况时，TRAC指示灯点亮： ·系统工作时；
·系统中出现故障时（保持点亮，警告驾驶员）；
·在TRAC ECU内设置了故障码（用灯的闪烁，显示故障码）。 （1）副节气门电动机
副节气门执行器（图10-4）是位于主节气门与空气滤清器之间的一只步进电动机。副节气门执行器安装在节气门体上，它按照TRAC ECU发出的指令，控制副节气门的位置，从而控制发动机的输出。发动机管理系统通过控制副节气门，控制了发动机转矩，从而减轻了车轮滑转。
（2）副节气门位置传感器
该传感器安装在副节气门轴上，其作用是将副节气门开启角度转变成一个电压信号，并将该信号经ECM（发动机ECU）后送给TRAC ECU。
（3）TRAC液压泵
TRAC液压泵的功能是产生必要的制动压力，以便在TRAC系统工作时，使后轮盘式制动器工作。该液压泵从主缸储油室吸取制动液，增加压力后再将制动液送到TRAC执行器。
（4）TRAC制动执行器
TRAC制动执行器是由两个切断电磁阀和三个调节左、右后轮制动压力的弹簧阀所组成。根据来自ABS ECU的信号，通过ABS执行器对两个后轮进行独立控制。
主缸切断电磁阀的作用是接通和切断从主缸或TRAC液压泵到ABS执行器的液压油路。当TRAC系统工作时，主缸切断电磁阀就使制动液从TRAC液压泵，经过ABS执行器，到达盘式制动器轮缸。它还要阻止制动液从ABS执行器液压泵流回到主缸。
储油室切断电磁阀位于ABS三位电磁阀的回油侧与主缸之间。它的作用是使来自盘式制动器轮缸的制动液返回主缸储油室。
压力调节阀控制着TRAC液压泵产生的制动油压。安全阀在系统发生故障时会释放掉系统的最高压力。单向阀能阻止盘式制动器轮缸的制动液流回到TRAC液压泵。
2）TRAC工作原理
在正常工作期间（TRAC系统不启动），TRAC制动执行器的所有电磁阀均保持不启动状态。当制动时，随着制动踏板的踏下，主缸产生的油压通过主缸切断电磁阀和ABS执行器内的三位电磁阀，加给盘式制动器轮缸。当放松制动踏板时，制动液从盘式制动器轮缸返回到主缸。
在加速期间，如果后轮滑转，TRAC系统就投入工作。该系统控制着发动机输出和后轮制动，以便帮助后轮停止滑转。
加给左、右后轮的制动油压，按照三种控制模式进行独立地控制：升压、保压和减压。 （1）升压模式
当加速踏板刚要踏下，后轮开始滑转时，各部件工作情况如下：
·TRAC制动执行器内的所有电磁阀接收ABS ECU的信号而投入工作。 ·ABS执行器内的三位电磁阀进入升压模式（见图10-5）。 ·主缸切断电磁阀工作（孔A和C打开而相通），TRAC液压泵产生的制动油压通过主缸切断电磁阀和ABS执行器内的三位电磁阀，加给盘式制动器轮缸。
·储油室切断电磁阀也投入工作（打开），允许制动液流回到主缸储油室。 ·在压力调节阀的作用下，TRAC液压泵的输出油压保持恒定。 （2）保压模式
当后制动轮缸的制动油压按需增、减时，系统就转换成保压模式。这种模式的转变是通过将ABS执行器内的三位电磁阀进入保压模式来实现的。这就导致了TRAC液压泵产生的高压制动液不能经过D孔进入盘式制动器轮缸。
（3）减压模式
需要减小加给后制动轮缸的油压时，ABS ECU就使ABS执行器内的三位电磁阀进入减压模式。加给制动轮缸的高压制动液，经过三位电磁阀、ABS执行器内的储液器，到储油室切断电磁阀，最后回到主缸切断电磁阀，从而减小了制动油压。
3）车轮转速控制
TRAC ECU不停地接收来自4个轮速传感器的信号，并计算每个车轮的信号。同时，它还根据两个前轮的转速来估计车速，从而给出目标控制车速。
当在打滑的路面上踏下加速踏板时，后轮（驱动轮）开始滑转，因而后轮的转速超过了目标控制车速。然后，TRAC ECU就给副节气门电动机送去一个关闭信号。
同时，ABS ECU还将一个信号送给TRAC制动执行器，让它给后盘式制动器轮缸提供制动油压，从而使后盘式制动器进入TRAC模式。ABS执行器的三位电磁阀动作，控制后轮制动油压，防止后轮滑转。
2.电子稳定性控制（ESC）
汽车安全性已经面临严峻的挑战，特别是在SUV容易倾翻成为头条新闻之后。然而，对今天的用户来说，电子稳定性控制（ESC）对安全性能够产生一定影响。ESC能够大大减轻SUV翻车的危险性。
1）什么是电子稳定性控制
电子稳定性控制是一种利用传感器来检测什么时候驾驶员将要失去对汽车的控制，并进行自动干预，特别是在过度转向和不足转向的情况下，改善稳定性和帮助驾驶员保持预定路线的主动安全性系统。汽车工业的专家们高度评价电子稳定性控制，认为这是汽车安全性发展的里程碑，把ESC与座椅安全带和安全气囊相比。ESC能使汽车保持在道路上，有助于防止倾翻和打滑，这样在用户购买新车时，就很容易将其选择为一种安全装置。
为了测试ESC的有效性，人们已经进行了若干研究。而这些在全球性的汽车安全性研究已经证明电子稳定性控制实际上的确能够搭救性命。五个不同的研究项目表明，由于安装有ESC，单车碰撞的事故减少30%~50%。
2）ESC是怎样工作的
ESC系统的组成包括防抱死制动器（ABS）和牵引力控制（TCS）系统，它能在制动时防止车轮抱死，在加速时防止车轮滑转，并且比ABS和TCS这两种系统超前了一步，能在横向力起作用时投入工作，进一步减轻所有的行车条件下打滑的危险。
ESC系统通过检测车轮转速、转向盘转角、横摆速率、横向加速度、节气门位置和主缸油压，对驾驶员的意图与汽车的实际运动状态相比较。
中央控制微机对输入数据进行分析。当检测到不稳定状况时，ESC立即做出反应，或者自动地对四个车轮中的一个进行制动，或者调整发动机转矩，或者同时采用这两种方法，使汽车维持在理想的路线上。
在几乎所有的汽车制造厂家生产的各种各样的汽车上，ESC有的作为选装件，有的作为标准配置。并且是同一种安全装置，却有不同的名称：
·电子稳定性程序——ESP（奥迪、奔驰、申宝、大众）； ·动态稳定性控制——DSC（宝马、陆虎、美洲虎）；
·StabiliTrak（别克、凯迪拉克、雪弗莱、GMC、庞蒂克）； ·AdvanceTrac（福特、林肯、水星）；
·车辆动态控制——VDC（富士、日产、无限）； ·车辆稳定性/防滑控制——VSC（丰田、凌志）； ·车辆稳定性辅助系统——VSA（极品）； ·精密操纵系统（奥兹莫比尔）；
·动态稳定性牵引控制——DSTC（富豪）； ·稳定性管理系统（保时捷）；
·主动操纵系统（雪弗莱克尔维特跑车）
尽管ESC系统的有效性已经得到证实，但是在美国制造的全部汽车仅有6%安装了该系统，而在欧洲却达到30%以上。
第10单元
课文C 丰田ABS系统故障诊断与排除
ABS ECU内具有能检测输入和输出电路的自诊断系统。为了检查各个电气系统，ABS ECU操纵电磁阀和液压泵电动机工作。每当点火开关接通时，此功能仅作用一次。在某些早期的车型上，在制动灯开关断开的情况下，当汽车以高于4mile/h的车速行驶时，此功能起作用。在这项检查期间，可以听到执行器发出响声，不过这是正常的，并非是一种故障。
1.诊断功能
当检测到任何一个系统存在故障时，ECU就点亮组合仪表上的ABS警告灯，以便通知驾驶员出现一种故障。故障码存储在存储器中，以便以后读取。故障码可以利用警告灯来读取。ABS ECU还将为任何ABS故障存储故障码。
2.故障码
为了读取ECU中存储的故障码，应找到数据通信插接器（DLC1或DLC2）。查阅维修手册或ABS参考卡，以便确定是拔开ABS检查插接器，还是拔下端子Wa和Wb之间的短路销。
读取故障码的操作步骤：
·拔开检查插接器或者拔下DLC1上的短路销（见图10-6）。 ·跨接数据通信插接器（DLC1或DLC2）的端子Tc和E1。
·接通点火开关，根据组合仪表上的ABS警告灯的闪烁，读取故障码。
如果计算机没有检测到故障，警告灯首先熄灭2秒钟，之后将每秒闪烁两次。当检测到一种故障时，警告灯将熄灭4秒钟，然后开始闪烁第一位数字。在1.5秒钟熄灭之前的警告灯闪烁的次数就是故障码的第一位数。闪烁第二位数字之后，又熄灭2秒钟。在下面的例子中（图10-7），第一个故障码是11，第二个是21。
如果不止一个故障码，数字最小的故障码首先出现，接着暂停（灯灭）2.5秒钟，再以同样的方式显示第二个故障码。最后，在4秒钟暂停（灯灭）后，整个过程重复。
维修手册中的故障码表给出了所有的故障码并指出了需要进一步诊断的电路和部件。故障码的总数因车而异，因此，查阅适用于你正在诊断的汽车的维修手册是很重要的。
3.电路检查
维修手册在为提供每个故障码的电路检查和检查程序时，进一步给出了若干诊断步骤。维修手册提供了电路简介以及每个存储的故障码建立的参数条件。手册还提供了电路图，以备参考。
4.故障码的清除 诊断与修理后，应清除存储在ECU内故障码。清除的程序随车型和年款的不同而不同。具体的操作细节或参考ABS参考卡或参考维修手册。本质的区别在于，在早期的车型上是拔开执行器检查插接器，而现在是拔下DLC1或DLC2插接器中的短路销。故障码清除的典型程序如下：
·跨接DLC1或DLC2插接器的Tc和E1端子。 ·接通点火开关。
·在3秒钟内，将制动踏板踩下8次以上（含8次）。 ·检查警告灯是否指示正常故障码。 ·拆下跨接线，装上短路销。
为了确保制动灯开关每次都能断开和闭合，清除故障码时，应让制动踏板回到最高位置。如果故障码没有清除，点火开关必须先关闭再接通，然后再将制动踏板踩下8次以上（含8次）。
5.车速传感器的检查
为了排除车速传感器和传感器转子的故障，可以使用另外8个故障码（71~78）。通过这些故障码可以确定给ECU的信号是否输出电压过低或者输出电压变化异常。当使用信号检查时，应确保汽车向前直线行驶。
根据车型和年款的不同，使ECU进入信号检查模式的方法不同，因此，再次看出拥有适当的维修手册的重要意义。在某些早期的车型上，为了进入这种模式，要使用驻车制动器以及行车制动器。
在某些情况下，驱车前，应在DLC1处连接端子Tc和E1。读取故障码的步骤： ·连接端子Ts和E1（端子Tc和E1仍保持连接）。 ·在早期的车型上，拔开执行器检查插接器。 6.ABS执行器检测仪
ABS执行器的工作情况可以使用叫做ABS执行器检测仪的一种专用维修工具以及有关的副线束和检测仪覆盖板来检查。这种专用维修工具可以检查电磁阀和液压泵电动机的工作情况。将执行器从汽车线束上脱开，从而使ECU离开控制环路，这样执行器即可由专用维修工具进行操作。
ABS执行器检测仪能对执行器的工作情况实行静态检查，检查范围包括：液压泵、电磁阀和继电器。如果显示正常码，而故障症状仍然存在，应参阅维修手中的故障症状检查表。该表会告诉什么时候使用检测仪。
执行器不能解体后进行维修。如果一种故障涉及到电磁阀或液压泵电动机，应将整个ABS执行器总成更换掉。
除了后轮ABS外，ABS液压系统的放气程序与普通制动系统的放气程序有所不同。在油液放出的过程中，油液先经过电磁阀再到车轮。ABS不工作时，执行器液压油路中从电磁阀到1号单向阀的油路部分是密闭的，以防进入空气。
如果故障发生在到ECU的电气线路中，从ECU到执行器的电流会被切断。结果，制动系统的工作方式就与ABS不工作一样，因而，保证了正常的制动功能。
7.丰田诊断检测仪
装有DLC2插接器（位于仪表板下面）的丰田车型具有使用诊断检测仪（图10-8）读取故障码的能力。另外，使用车辆检测盒（图10-9），可以在该检测仪的显示屏上读出所有的ABS ECU的端子电压值。此诊断检测仪要配用若干附件和线束，被检测的车辆和ECU
不同，这些附件和线束也不同。
随诊断检测仪带的使用手册对诊断检测仪的功能和工具的安装进行了介绍。车辆检测盒连接在汽车线束与ECU插接器之间。
记住，在诊断任何电气系统故障时，拔开和重新连接插接器都可能会消除系统故障。
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