机械工程论文：浅谈汽车制动系统故障诊断及维修

　　摘要：随着人们生活水平的不断提升,汽车逐渐成为人们日常生活中不可或缺的交通工具之一,其不仅为人们的日常交通带来更多便捷,同时在促进我国国民经济增长中也发挥着重要作用。但在使用汽车的过程中,有多种因素会引发汽车故障,也使汽车使用效率和驾驶体验感大幅下降,故在解决不同汽车故障时,需深度剖析故障原因,采取专业手段开展故障维修,这对于提高汽车维修效率和汽车使用效率具有重要意义。基于此,文章以汽车制动系统故障为例,分别对制动不良或失灵、制动跑偏与制动侧滑、单边制动故障及制动噪声等常见汽车制动系统故障的诊断与维修进行分析与探讨,以供参考。

　　关键词：汽车制动系统; 故障诊断; 故障维修;

　　汽车不仅是社会发展的产物,其在推动社会发展中也扮演着重要角色,在人们生活质量要求不断提升的社会背景下,普通家庭拥有汽车的现象早已司空见惯。据统计,截至2020年底,我国机动车保有量达3.72亿辆,其中仅汽车保有量便达到2.81亿辆[1]。但汽车在为人们提供便利的同时,也为其生命财产安全带来了更多风险,研究数据表明,2019年我国全年交通事故多达200 114起,死亡人数52 388人,故高度关注汽车驾驶安全尤为重要[2]。制动系统作为保证汽车驾驶安全的重要装置,常受汽车驾驶不当、系统零部件磨损等因素影响,导致其发生故障,进而影响汽车安全性能,因此针对汽车制动系统故障制定出一套故障诊断及维修技术,逐渐成为现阶段汽车维修领域重点关注的内容。

　　1 汽车制动系统结构

　　汽车制动系统是一种通过向车轮等汽车结构施加一定的力,从而实现汽车强制制动的汽车装置[3]。在汽车制动系统的帮助下,驾驶员可在驾驶过程中根据自身需求进行强制减速或停车,另外汽车制动系统也可帮助汽车在各种道路条件下实现稳定驻车,为驾驶员和汽车的安全提供保障。汽车制动系统主要由气泵、储能器、制动控制阀、制动气室、真空助力器等部分构成,其中气泵是在发动机驱动下产生压缩气体以达到充气效果的装置,储能器主要用于气体的储存与提供,制动控制阀在气压制动过程中可对气压进行控制,制动气室则能通过对气室中膜片进行调整达到制动的效果[4]。随着科学技术发展,盘式液压制动器逐渐取代传统鼓式制动器,由于盘式制动器具有结构简单、散热速度快、制定效果稳定等优点,逐渐得到汽车制造领域的青睐。

　　2 汽车制动系统故障诊断及维修

　　2.1 制动不良或失灵

　　汽车制动不良或失灵通常会出现两种不良现象:第一,驻车制动器拉紧后,汽车很容易起步;第二,汽车停驻在坡道时,驻车制动器拉紧后汽车无法稳定停驻,引发溜车。目前,可导致汽车制动不良或失灵的因素众多。1)制动管泄漏或堵塞。在这种情况下,会导致制动系统制动液供给量不足,制动油压降低,致使汽车制动效果丧失,应对汽车制动管进行定期排查和疏通,避免制动管发生泄漏或堵塞,同时定期检查制动液,必要时添加适量制动液[5]。2)制动管路进入空气。当制动管达到一定温度后,管内残留压力降低,会导致制动液转化为气体,随后制动管内便会发生气体压缩现象,进而影响制动效果。对此,需要及时使用空气制动将存在于制动管中的气体清除,并补充制动液。另外,制动间隙错误也会引发制动不良,制动间隙过大会导致气缸活塞的冲程变长,导致制动时间延长,从而影响制动效果,故障维修时可通过调节制动间隙改善制动效果,选用平头螺丝刀对棘轮调节孔进行适当调整,确保制动蹄处于完全打开状态,将制动间隙完全消除,最后再将棘轮向后调整3个～6个齿,将制动间隙调节至正常大小[6]。3)制动鼓暴露。制动鼓暴露后,摩擦片可能会出现接触不良的现象,此时需要切断制动鼓,并对其形态加以调整,如果制动鼓镗切削直径大于220mm,则需立即更换制动鼓。此外,刹车片受潮或污染也可能导致制动失灵,因此需要定时检查刹车片状况,一旦发生受潮或污染,就使用喷灯对刹车片进行烘烤,可达到去潮、去污的效果。

　　2.2 制动跑偏与制动侧滑

　　制动跑偏与制动侧滑同为制动系统单向故障,这两种制动故障具有一定差异的同时,也存在着密不可分的联系。制动跑偏指的是汽车制动过程中汽车会向某一侧发生偏离,只有紧握方向盘才能保证汽车直线前进;制动侧滑则指在制动过程中,车轴发生横向滑动。这两种制动故障的差别主要在于制动跑偏多在汽车行驶中发生偏离现象,车轮与地面之间并不会发生横向滑移;而两者关联主要体现于汽车轮胎发生跑偏现象时,可能会引发后轴侧滑,相比其他制动系统故障,制动跑偏与制动侧滑对汽车驾驶安全性的影响更为严重[7]。

　　同一车轴两侧车轮制动时间不一致、两侧轮胎磨损程度不同、摩擦片受污染、制动鼓形变、制动鼓磨出沟槽等因素均可导致汽车发生制动跑偏;而汽车制动过程中,车轴横向滑移则是导致汽车制动侧滑的主要原因,特别是在汽车高速行驶过程中进行制动操作,发生制动侧滑的概率更高,此外,强力横风等外界环境因素也可能导致汽车发生制动侧滑。当汽车出现制动跑偏和制动侧滑故障时,需要先确定发生制动故障的车轮,如果汽车制动时向右偏移,表明汽车左车轮存在异常,反之则为右轮存在异常;随后对汽车制动系统进行故障筛查,确定具体故障原因,采取正确方法进行维修。如果汽车制动系统未发现异常,则需要对车轮状况进行详细评估,检查车轮轮胎气压和制动间隙是否均处于正常范围;如果存在异常,则需立即对其加以调整;如果轮胎气压和制动间隙均未发现异常,则需要对轮缸进行检查,并及时清除缸内空气、油污等物质。当汽车制动故障原因复杂时,可实施制动器解体检查,准确找出故障原因并加以维修。

　　2.3 单边制动故障

　　单边制动故障主要表现为汽车制动过程中处于同一车轴的两个车轮未能同时制动,甚至在一侧车轮制动后,另一侧车轮依然处于转动状态,进而导致汽车无法沿直线制动停车。多种原因均可导致汽车发生单边制动故障,当前较为常见的故障原因如下。1)刹车间隙差异。同一车轴两侧刹车间隙不对称是导致单边制动故障的主要原因,因此在明确两侧摩擦片与轮胎接触面积相同的基础上,结合相关规定调整摩擦片与轮胎间隙,同时研磨摩擦片或更换新的摩擦片,确保同一车轴两侧车轮制动时间一致,同时使前车轮制动优先于后车轮。2)制动力度差异。同一车轴两侧制动力度不同会导致两侧车轮速度存在差异,导致汽车制动时两侧车轮行驶距离产生差别。故障侧制动缸泄漏、摩擦片污染、胎压摩擦系统偏差均可导致汽车制动力度产生差异,应对该故障需要“对症下药”,修复制动缸,清洁摩擦片,调整轮胎气压。3)制动鼓表面粗糙程度差异。其会导致汽车制动时车轮向一侧倾斜,因此需要明确两侧制动鼓表面粗糙程度,结合规定标准对制动鼓表面粗糙程度进行调整,必要时对制动鼓进行更换。4)车轮气压差异。该状况会导致车轮两侧实际转弯半径发生变化,进而导致汽车在直线行驶时易发生打滑现象,因此需要根据车轮气压标准对两侧车轮进行充气、补气,确保两侧车轮的气压相同。

　　2.4 制动噪声

　　制动噪声是指在汽车制动过程中发出刺耳声音,其不仅会降低汽车内人员的乘车体验,还会产生噪声污染,长期如此,还有可能导致汽车制动系统零部件严重受损,增加安全事故风险。目前,可引发制动噪声的因素主要包括以下几个方面。1)制动鼓形变。通常情况下,制动鼓形状为圆形,当其发生形变或工作直径超过0.5mm时,便可导致制动鼓出现圆度误差,工作面积变为椭圆形,此时制动汽车会导致摩擦片与制动鼓贴合在一起,从而发出撞击声,维修时需要更换新的制动鼓,确保制动鼓工作面积为圆形,且工作直径在0.5mm以下[8]。2)制动摩擦片表面粗糙程度降低。该现象会导致摩擦片摩擦系数降低,汽车制动过程中一旦加大制动压力,过于光滑的摩擦片便会发出尖锐噪声。另外,制动鼓沾染异物可会在汽车制动时产生噪声,维修时需要拆卸制动鼓,清除异物,并选用合适规格砂纸对其进行打磨,提升制动鼓表面粗糙程度,并且确保制动鼓与摩擦片接触面积不低于70%[9]。3)制动衬片严重磨损。制动器支撑板受损会磨损制动衬片,导致其表面平整度降低,从而导致衬片与制动鼓之间的接合度降低,汽车制动时便会引发摩擦不完全现象,同时发出噪声,因此维修时不仅需要更换制动衬片和摩擦片,还要对制动器支撑板进行合理校正。4)前轮轴承损坏。汽车前轮轴承受损后,其表面会出现滚道与麻坑,受损严重时会导致沟槽遭到破坏,进而导致汽车制动时发出噪声,因此在故障维修时需要对前轮轴承进行更换,以此达到消除制动噪声的目的。

　　3 结束语

　　汽车制动系统在保证汽车安全行驶过程中发挥了重要作用,因此汽车维修人员和汽车驾驶员需要掌握汽车制动相关知识,以便汽车发生制动故障时能够及时找出故障原因,并做出准确的故障诊断和专业的故障维修,保证汽车制动系统的可靠性和驾驶安全性,这对于提升驾驶员驾车体验、保护驾驶员生命财产安全均具有积极意义。

　　参考文献

　　[1]郭天序,台秀华,陈茂银,等.基于凸包顶点的高铁制动系统故障诊断算法[J].控制工程,2019,26(6):1011-1014.

　　[2]王赛,曹继平,周永涛,等.某型发射车底盘制动系统故障树诊断研究[J].火炮发射与控制学报,2019,40(1):99-104.

　　[3]王飞.基于汽车制动防抱死系统故障检测研究[J].微型电脑应用,2019,35(7):115-117.

　　[4]吴立卫.机械电子诊断技术在汽车检测维修中的应用[J].时代农机,2020,47(6):36-37+39.

　　[5]张二岩,宋磊,杜明燕.液压系统维修和故障诊断的一些误区[J].液压气动与密封,2019,39(1):87-89.

　　[6]周慧珍.汽车制动系统机械故障诊断及防范[J].南方农机,2020,51(22):134-135.

　　[7]高德欣,梁珂,侯俊杰,等.电动汽车充电桩移动监控与故障诊断系统设计[J].青岛科技大学学报(自然科学版),2019,40(3):107-113.

　　[8]沈达,刘克铭,赵庆鹏,等.汽车制动系统温度场及内部流场仿真分析[J].辽宁工程技术大学学报(自然科学版),2020,39(3):273-279.

　　[9]戴金池,庞海龙,俞妍,等.柴油车DPF系统的OBD故障诊断策略研究[J].车用发动机,2020(1):80-85.