汽車制動系統(tǒng)故障分析研究汽車工程專業(yè)

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1、 題 目 汽車制動系統(tǒng)故障分析 摘　要 摘要正文： 汽車制動系統(tǒng)是汽車的一個重要組成部分，直接影響汽車的安全性。據(jù)相關(guān)資料介紹，在由于汽車本身造成的交通事故中，制動故障引起的事故占45%?？梢?，制動系統(tǒng)是保證行車安全的重要系統(tǒng)。制動系統(tǒng)作用是：使行駛中的汽車按照駕駛員的要求進(jìn)行強(qiáng)制減速甚至停車；使已停駛的汽車在各種道路條件下(包括在坡道上)穩(wěn)定駐車；使下坡行駛的汽車速度保持穩(wěn)定。汽車制動系統(tǒng)是指為了在技術(shù)上保證汽車的安全行駛，提高汽車的平均速度等，而在汽車上安裝制動裝置專門的制動機(jī)構(gòu)。一般來說汽車制動系統(tǒng)包括行車制動裝置和停車制動裝置兩套獨(dú)立的裝置。其中行車制動

2、裝置是由駕駛員用腳來操縱的，故又稱腳制動裝置。停車制動裝置是由駕駛員用手操縱的，故又稱手制動裝置。 關(guān)鍵詞：制動系統(tǒng)、故障分析 目錄 1 制動系統(tǒng)的歷史 1 2 制動系統(tǒng)的組成、工作原理 2 3 制動器的分類 3 4 液壓制動系統(tǒng)的故障診斷分析 4 5 氣壓制動系統(tǒng)的故障診斷分析 5 6 汽車液壓制動系統(tǒng)與氣壓制動系統(tǒng)對比 6 總結(jié) 7 1 制動系統(tǒng)的歷史 　最原始的制動控制只是駕駛員操縱一組簡單的機(jī)械裝置向制動器施加作用力，這時(shí)的車輛的質(zhì)量比較小，速度比較低，機(jī)械制動雖已滿足車輛制動的需要，但隨著汽車自質(zhì)量的增加，助力裝置對機(jī)械制動器來

3、說已顯得十分必要。這時(shí)，開始出現(xiàn)真空助力裝置。1932年生產(chǎn)的質(zhì)量為2860kg的凱迪拉克V16車四輪采用直徑419.1mm的鼓式制動器，并有制動踏板控制的真空助力裝置。林肯公司也于1932年推出V12轎車，該車采用通過四根軟索控制真空加力器的鼓式制動器。 　　隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展及汽車工業(yè)的發(fā)展，尤其是軍用車輛及軍用技術(shù)的發(fā)展，車輛制動有了新的突破，液壓制動是繼機(jī)械制動后的又一重大革新。器?？巳R斯勒的四輪液壓制動器于1924年問世。通用和福特分別于1934年和1939年采用了液壓制動技術(shù)。到20世紀(jì)50年代，液壓助力制動器才成為現(xiàn)實(shí)。 20世紀(jì)80年代后期，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，世界汽車技術(shù)

4、領(lǐng)域最顯著的成就就是防抱制動系統(tǒng)(ABS)的實(shí)用和推廣。ABS集微電子技術(shù)、精密加工技術(shù)、液壓控制技術(shù)為一體，是機(jī)電一體化的高技術(shù)產(chǎn)品。它的安裝大大提高了汽車的主動安全性和操縱性。防抱裝置一般包括三部分：傳感器、控制器(電子計(jì)算機(jī))與壓力調(diào)節(jié)器。傳感器接受運(yùn)動參數(shù)，如車輪角速度、角加速度、車速等傳送給控制裝置，控制裝置進(jìn)行計(jì)算并與規(guī)定的數(shù)值進(jìn)行比較后，給壓力調(diào)節(jié)器發(fā)出指令。 1936年，博世公司申請一項(xiàng)電液控制的ABS裝置專利促進(jìn)了防抱制動系統(tǒng)在汽車上的應(yīng)用。1969年的福特使用了真空助力的ABS制動器；1971年，克萊斯勒車采用了四輪電子控制的ABS裝置。這些早期的ABS裝置性能有限，可靠

5、性不夠理想，且成本高。 1979年，默本茨推出了一種性能可靠、帶有獨(dú)立液壓助力器的全數(shù)字電子系統(tǒng)控制的ABS制動裝置。1985年美國開發(fā)出帶有數(shù)字顯示微處理器、復(fù)合主缸、液壓制動助力器、電磁閥及執(zhí)行器“一體化”的ABS防抱裝置。隨著大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路技術(shù)的出現(xiàn)，以及電子信息處理技術(shù)的高速發(fā)展，ABS以成為性能可靠、成本日趨下降的具有廣泛應(yīng)用前景的成熟產(chǎn)品。1992年ABS的世界年產(chǎn)量已超過1000萬輛份，世界汽車ABS的裝用率已超過20%。一些國家和地區(qū)(如歐洲、日本、美國等)已制定法規(guī)，使ABS成為汽車的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。

6、 2 制動系統(tǒng)的組成、工作原理 一般制動系的基本結(jié)構(gòu)主要由車輪制動器和液壓傳動機(jī)構(gòu)組成。車輪制動器主要由旋轉(zhuǎn)部分、固定部分和調(diào)整機(jī)構(gòu)組成，旋轉(zhuǎn)部分是制動鼓；固定部分包括制動蹄和制動底板；調(diào)整機(jī)構(gòu)由偏心支承銷和調(diào)整凸輪組成用于調(diào)整蹄鼓間隙。制動傳動機(jī)構(gòu)主要由制動踏板、推桿、制動主缸、制動輪缸和管路組成。 制動系統(tǒng)的一般工作原理是，利用與車身(或車架)相連的非旋轉(zhuǎn)元件和與車輪(或傳動軸)相連的旋轉(zhuǎn)元件之間的相互摩擦來阻止車輪的轉(zhuǎn)動或轉(zhuǎn)動的趨勢。 1)制動系不工作時(shí)：·蹄鼓間有間隙，車輪和制動鼓可自由旋轉(zhuǎn) 2)制動時(shí)要汽車減速，腳踏下制動器踏板通過推桿和主缸活塞，使

7、主缸油液在一定壓力下流入輪缸，并通過兩輪缸活塞推使制動蹄繞支承銷轉(zhuǎn)動，上端向兩邊分開而以其摩擦片壓緊在制動鼓的內(nèi)圓面上。不轉(zhuǎn)的制動蹄對旋轉(zhuǎn)制動鼓產(chǎn)生摩擦力矩，從而產(chǎn)生制動力 3）解除制動 當(dāng)放開制動踏板時(shí)回位彈簧即將制動蹄拉回原位，制動力消失。 3、制動主缸的結(jié)構(gòu)及工作過程·制動主缸的作用是將自外界輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能，從而液壓能通過管路再輸給制動輪缸·制動主缸分單腔和雙腔式兩種，分別用于單、雙回路液壓制動系。 汽車制動系的功能是使駕駛者根據(jù)道路和交通等情況，借以使路面對車輪施加一定的力，對汽車進(jìn)行一定程度的強(qiáng)制制動來滿足駕駛者的行駛需求。制動系主要由供能裝置、控制裝置、傳動裝置、

8、制動力調(diào)節(jié)裝置、制動器幾大部分組成。 　　在制動系中的制動器就是用以產(chǎn)生阻礙車輛的運(yùn)動或運(yùn)動趨勢的力的部件，目前可分為鼓式和盤式兩種。當(dāng)今的汽車還都具有中央制動器（手剎車），主要用來進(jìn)行駐車制動。由于結(jié)構(gòu)及物理特性的不同，目前鼓式制動器一般都用于重型汽車上，而輕型汽車幾乎全采用盤式或前盤后鼓式制動器（現(xiàn)代盤式制動器都由制動盤和制動鉗組成，所以又叫鉗盤式制動器，俗稱剎車卡鉗） 3 制動器的分類 近年來，汽車速度在不斷提高，貨車和大客車的總重不斷增加。另外，轎車的重心普遍降低和廣泛采用小直徑寬斷面的輪胎，使制動器安裝位置受到限制，因此在重型貨車和

9、轎車上采用制動熱穩(wěn)定能較好的盤式制動器的日益增多。而盤式制動器可分為鉗盤式制動器和全盤式制動器兩種。 盤式制動又稱碟式制動，其工作原理可用一只碟子來形容，您用拇指和食指捏住旋轉(zhuǎn)的碟子時(shí),碟子也會停止旋轉(zhuǎn)．汽車上的碟式剎車是由剎車油泵,一個與車輪相連的剎車圓盤和圓盤上的剎車卡鉗組成．剎車時(shí)，高壓剎車油推動卡鉗內(nèi)的活塞,將制動蹄片壓向剎車盤從而產(chǎn)生制動效果。 制動器用來讓輪胎與地面加大摩擦系數(shù)的設(shè)備,主要分為鼓式和碟式,也是用來駐車用的,鼓式迅間制動力度大,但發(fā)熱后制動力下降得快；碟式制動技術(shù)性大,迅間制動力不夠鼓式的大,但發(fā)熱后還是可以保持較為良好的制動較果,而且高級的碟式殺車有6個剎車泵,

10、可以做好很好的制動較果,所以現(xiàn)代小車都是采用碟式制動器. 摩擦式制動器?？恐苿蛹c運(yùn)動件之間的摩擦力制動。 非摩擦式制動器。制動器的結(jié)構(gòu)形式主要有磁粉制動器、磁渦流制動器以及水渦流制動器等。 按制動件的結(jié)構(gòu)形式又可分為外抱塊式制動器、內(nèi)張?zhí)闶街苿悠?、帶式制動器、盤式制動器等；按制動件所處工作狀態(tài)還可分為常閉式制動器（常處于緊閘狀態(tài)，需施加外力方可解除制動）和常開式制動器（常處于松閘狀態(tài)，需施加外力方可制動）；按操縱方式也可分為人力、液壓、氣壓和電磁力操縱的制動器。 按制動系統(tǒng)的作用 制動系統(tǒng)可分為行車制動系統(tǒng)、駐車制動系統(tǒng)、應(yīng)急制動系統(tǒng)及輔助制動系統(tǒng)等。上述各制動系統(tǒng)中，行車制

11、動系統(tǒng)和駐車制動系統(tǒng)是每一輛汽車都必須具備的。 　　制動操縱能源 制動系統(tǒng)可分為人力制動系統(tǒng)、動力制動系統(tǒng)和伺服制動系統(tǒng)等。以駕駛員的肌體作為唯一制動能源的制動系統(tǒng)稱為人力制動系統(tǒng)；完全靠由發(fā)動機(jī)的動力轉(zhuǎn)化而成的氣壓或液壓形式的勢能進(jìn)行制動的系統(tǒng)稱為動力制動系統(tǒng)；兼用人力和發(fā)動機(jī)動力進(jìn)行制動的制動系統(tǒng)稱為伺服制動系統(tǒng)或助力制動系統(tǒng)。 　　按制動能量的傳輸方式 制動系統(tǒng)可分為機(jī)械式、液壓式、氣壓式、電磁式等。同時(shí)采用兩種以上傳能方式的制動系稱為組合式制動系統(tǒng)。 4 液壓制動系統(tǒng)的故障診斷分析 常見故障有：制動不靈敏；制動跑偏；制動拖滯；制動失靈； 制動

12、不靈敏的主要原因有：剎車油不夠、氣壓不夠油路中有空氣、管路漏油火漏氣、剎車踏板的行程太短、剎車間隙過大、剎車片和剎車盤磨損量過量、制動片有油污、分泵銹蝕 制動跑偏的主要原因是其中一個車輪的制動力矩過大 制動拖滯的原因有：車輪軸承松曠、剎車踏板、總泵、分泵不能及時(shí)回位、回位彈簧彈力不夠、制動間隙太小 液壓油的故障。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，液壓裝置的故障，70%與液壓油有關(guān)，而且這70%中約90%是由于雜質(zhì)所造成的。液壓油的檢查內(nèi)容主要有以下幾點(diǎn)：液壓油的清潔度、顏色、粘度和稠度；此外還的氣味。液壓油從高壓側(cè)流向低壓側(cè)而沒有作機(jī)械功時(shí)，液壓系統(tǒng)內(nèi)就會產(chǎn)生熱。液壓油溫度過高，會使

13、很貴的密封件變質(zhì)和油液氧化至失效，會引起腐蝕和形成沉積物，以至堵塞阻尼孔和加速閥的磨損，過高的溫度將使閥、泵卡死，高溫還會帶來安全問題。借助對油箱內(nèi)油溫的檢查，有時(shí)可以在嚴(yán)重的危害未發(fā)生前使系統(tǒng)故障得以消除。在大多數(shù)系統(tǒng)里，溢流閥是主要的發(fā)熱源，減壓閥通過的流量太大也是引起發(fā)熱的另一個主要原因。由于效率低與能量損失有關(guān)，因此，檢查工作溫度就可知道是否存在效率低的問題，對液壓系統(tǒng)而言，油液中污染物的控制是一個主要工作，污染物的來源主要有以下幾個方面：隨新油進(jìn)入的、在裝配過程中系統(tǒng)內(nèi)部的、隨周圍空氣進(jìn)入的、液壓元件內(nèi)部磨損產(chǎn)生的、通過泄漏或損壞的密封進(jìn)入的、在檢修時(shí)帶入的。 泵、閥的故障。

14、泵如果正確的安裝使用，液壓泵可連續(xù)使用多年而不需要維修。一但發(fā)現(xiàn)問題，應(yīng)該及早找出原因并盡快排除。借助于液壓圖對系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷，工作就要簡單的多。液壓閥的制造精度高，只要合理裝配并保持良好的工作狀態(tài)，一般很少泄漏，并可精確地控制系統(tǒng)內(nèi)的油液壓力、方向和流量。油中的污染物是閥失效的主要原因，少量的纖維、臟物、氧化物或淤渣都會引起故障或閥的損壞。 5 氣壓制動系統(tǒng)的故障診斷分析 現(xiàn)象：制動時(shí)，各車輪的制動作用不好或不起制動作用。 原因：空氣壓縮機(jī)工作不良，而使貯氣筒內(nèi)氣壓低或無氣?？赡苁强諝鈮嚎s機(jī)皮帶過松或折斷，空氣壓縮機(jī)排氣閥漏氣，空

15、氣壓縮機(jī)排氣閥彈簧過軟或折斷，活塞或活塞環(huán)漏氣。 氣管破裂或接頭松動。 制動閥膜或制動氣室膜片破裂。 制動踏板自由行程過大。 制動臂蝸桿調(diào)整不當(dāng)，使制動氣室推桿伸出過多。 摩擦片與制動鼓間隙過大或摩擦片有油污。診斷與排除： 如壓表指示數(shù)為“0”可踏下制動踏板，松起時(shí)如有放氣聲，即說明氣壓表有故 障，應(yīng)更換氣壓表。如無放氣聲，則檢查空氣壓縮機(jī)皮帶和由空氣壓縮機(jī)至貯氣 筒一段氣管的情況。 經(jīng)上述檢查，情況良好，如氣壓表指示數(shù)很低，則故障在空氣壓縮機(jī)，應(yīng)檢查排氣閥或汽缸內(nèi)部技術(shù)狀況，予以修復(fù)。 如氣壓表指示壓力數(shù)值合乎標(biāo)準(zhǔn)，可踏下踏板，檢查由制動閥至各車輪間有無漏氣之處。如無

16、漏氣處，則檢查踏板自由行程和調(diào)整制動蹄摩擦片與制動鼓的間隙。 現(xiàn)象：抬起制動踏板后，制動閥排氣緩慢或不排氣，不能立即解除制動，或排氣雖快，但仍有制動作用，致使汽車起步困難或行車無力。 原因：制動踏板無自由行程。 制動閥的排氣閥調(diào)整墊片過薄，其回位彈簧過軟、折斷或橡膠閥座老化發(fā)脹。 制動閥挺桿銹蝕。 制動踏板至制動閥位臂之間傳動件發(fā)卡。制動凸輪軸與支架襯套銹蝕發(fā)卡。制動鼓與摩擦蹄片間隙過小。制動蹄支銷銹污或回位彈簧過軟、折斷。半軸套管與其后橋殼或輪轂軸承配合處磨損造成松動。 制動氣室膜片老化變形，單層膠膜破裂鼓起或制動軟管老化，氣流不暢。 診斷與排除：抬起制動踏板時(shí)制動閥排氣緩慢或

17、不排氣，多屬制動閥故障，表現(xiàn)為各輪制動鼓均發(fā)熱。若排氣聲怯或繼續(xù)排氣而制動發(fā)咬，一般為個別輪制動發(fā)咬，摸試各輪制動鼓溫度高者即為有故障之輪。 若確定制動閥有故障，應(yīng)先檢查制動踏板自由行程。若自由行程太小或沒有，應(yīng)予以調(diào)整。若自由行程正常，可旋松排氣閥試驗(yàn)。如有好轉(zhuǎn)，則為排氣閥調(diào)整墊片過薄。仍無好轉(zhuǎn)，可檢查排氣閥回位彈簧及膠座以上均正常，則應(yīng)檢查制動挺桿是否銹污及制動傳遞桿件是否活動靈活。 個別輪發(fā)咬，可在抬起制動踏板時(shí)，觀察制動氣室推桿回位情況。若其回位緩慢或不回位，應(yīng)檢查制動凸輪軸與其支架套是否失去潤滑或不同軸度過大而發(fā)卡。若架起車輪檢查該間隙正常，而落下車輪后間隙在變化，則系輪

18、轂軸承松曠或半軸套管與后橋殼配合松動。若間隙正常，可檢查制動氣室膜片及回位彈簧是否有問題。 現(xiàn)象：制動時(shí)，同軸兩車輪不能同時(shí)制動，汽畫不能沿立腳點(diǎn)直行方向停車而偏向一側(cè)。 原因：1.左右車輪摩擦片與制動鼓的間隙大小不均。2.個別車輪摩擦片有油污、硬化或鉚釘頭露出。3.左右車輪摩擦片材料不一致或接觸不良。4.個別車輪凸輪軸發(fā)卡或制動氣室有問題。5.個別輪制動鼓失圓度過大或鼓壁磨出溝槽。6.兩前輪鋼板彈簧的彈力不等。7.有負(fù)前束。8.橫、直接桿球頭銷或垂臂松曠。 6 汽車液壓制動系統(tǒng)與氣壓制動系統(tǒng)對比 氣壓和液壓的區(qū)分指的是工作介質(zhì)的不同。 氣壓制動是用制動踏板控制一個氣流閥門來

19、控制制動力。 制動時(shí)，根據(jù)踏板的行程控制從儲氣筒通向各制動分泵的空氣壓力，制動管路里的空氣壓力使制動分泵動作，帶動制動器工作。氣壓制動一般使用鼓式制動器。比較適合載重汽車. 液壓制動在管路里是專門的制動液。制動時(shí)是用制動踏板直接驅(qū)動制動總泵產(chǎn)生壓力，通過液壓管傳遞到各制動分泵上去的。為了降低操作所需要的力度,大多安裝助力器.一般液壓制動器多采用盤式，也有鼓式的，成本低，鼓式的多用于后輪，或低配置的車（面包車等）.適合小型客車. 從工作方式上，液壓制動更加靈敏，迅捷。另外也為了滿足安裝防抱死裝置（ABS）而采用液壓制動。 液壓制動的優(yōu)點(diǎn)是：作用滯后時(shí)間較短(0．1～0．3s)；工作壓力高(可達(dá)

20、10—20MPa)，因而輪缸尺寸小，可以安裝在制動器內(nèi)部，直接作為制動蹄的張開機(jī)構(gòu)(或制動塊的壓緊機(jī)構(gòu))，而不需要制動臂等傳動件，使之結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量??；機(jī)械效率較高(液壓系統(tǒng)有自潤滑作用)。液壓制動的主要缺點(diǎn)是過度受熱后，部分制動液汽化，在管路中形成氣泡，嚴(yán)重影響液壓傳輸??，使制動系效能降低，甚至完全失效。 氣壓制動主要優(yōu)點(diǎn)為操縱輕便、工作可靠、不易出故障、維修保養(yǎng)方便；此外，其氣源除供制動用外，還可以供其它裝置使用。此外，其氣源除供制動用外，還可以供其它裝置使用。其主要缺點(diǎn)是必須有空氣壓縮機(jī)、貯氣筒、制動閥等裝置，使結(jié)構(gòu)復(fù)雜、笨重、成本高；管路中壓力的建立和撤除都較慢，即作用滯后時(shí)間較長(0．3～0．9s)，因而增加了空駛距離和停車距離，為此在制動閥到制動氣室和貯氣筒的距離過遠(yuǎn)的情況下，有必要加設(shè)氣動的第二級元件——繼動閥(亦稱加速閥)以及快放閥；管路工作壓力低，一般為0．5～0．7MPa，因而制動氣室的直徑必須設(shè)計(jì)得大些，且只能置于制動器外部，再通過桿件和凸輪或楔塊驅(qū)動制動蹄，這就增加了簧下質(zhì)量；制動氣室排氣有很大噪聲。