机械工程论文：汽车制动系统故障诊断原因及优化策略研究

　　摘要：文章以汽车制动系统故障诊断与性能优化策略为研究对象，首先对汽车制动系统组成与分类进行了探讨分析，随后讨论了汽车制动系统故障诊断并分析了故障的原因，最后提出了一些汽车制系统性能优化的策略，以供参考。

　　关键词：汽车制动系统; 故障诊断; 性能优化策略;

　　Automobile Brake System Fault Diagnosis and Performance Optimization Strategy

　　Chen Qian

　　Abstract：This article takes automobile brake system fault diagnosis and performance optimization strategy as the research object. First, it discusses and analyzes the composition and classification of automobile brake system, then discusses automobile brake system fault diagnosis and analyzes the cause of the failure, and finally some strategies for optimizing the performance of automobile systems are provided for reference.

　　1 前言

　　制动系统是汽车重要的组成部分，在保障汽车行驶安全方面发挥着非常重要的作用，然而汽车制动系统在实际运作过程中，受种种因素的影响，容易出现各种故障问题，因此有必要加强对汽车制动系统故障诊断分析，并做好汽车性能的优化，有效提升汽车行驶稳定性与安全性。

　　2 汽车制动系统组成与分类

　　汽车制动系统一般由两部分组成，一部分是制动器，这一装置利用了材料摩擦理论，主要目的是阻碍车轮运动，或进一步削减车轮运动的趋势，制动器又分为鼓式制动器与盘式制动器。另一部分是制动驱动机构，该装置的主要功能是为汽车制动提供动力，还能够对汽车整体制动过程进行调节控制，本身包含了多个组成部件，比如助力器、制动踏板、制动主缸、制动轮缸、轮缸活塞等。

　　对于汽车制动系统而言，如果按照制动能量传输方式进行类型划分，那么其又能够分为机械式制动系统、液压式制动系统、气压式制动系统与电磁式制动系统。根据制动系统的功能进行类型划分，那么其又可进一步分为行车制动系统、应急制动系统、驻车制动系统与辅助制动系统。对于一套完整的汽车制动系统而言，应至少配备两套制动装置，且不同制动装置均独立运行，这两套制动装置分别是行车制动装置与驻车制动装置。对于前者而言，主要是在汽车行车过程中发挥作用，能够让行驶的汽车进行制动减速或停车，在汽车下坡时，还能够通过制动，让汽车保持一个比较低的车速缓慢下行，有效保障了汽车行车安全。后者则主要用于汽车的停靠，让汽车能够固定在一个位置不动，不会受外力推动或者在斜坡上自动下滑，保证汽车稳定停靠，驻车制动系统通常采用的是机械式驱动方式。

　　3 汽车制动系统故障诊断原因分析

　　3.1 液压制动失效

　　在汽车行驶时踩制动踏板，汽车没有出现预期的制动效果，之所以会出现上述故障，主要原因可包含以下几点：一是汽车主缸存在破裂问题，或者汽车的轮缸密封圈遭受了严重磨损；二是制动管路的接头松脱，导致制动没有反应；三是主缸内缺乏充足的制动液；四是ABS液压单元增压阀出现了堵塞现象。

　　3.2 液压制动失灵

　　在汽车行驶过程中，脚踩制动踏板，发现车辆没有明显减速的迹象，车轮减速效果不佳，整个车辆的制动过程时间比较长，之所以会出现上述故障，主要包含以下几点原因：一是制动管路密封性出现了问题，存在有气泡，无法发挥出应有的作用功能；二是轮缸的皮碗、活塞发生了比较严重的磨损；三是制动油管出现了泄漏的问题；四是制动盘或摩擦片不够整洁，存在有明显的油污。

　　3.3 制动摩擦力矩下降

　　导致制动摩擦力矩下降的原因在于（以鼓式制动器为例），在汽车制动系统运行过程中，在制动鼓与蹄片之间，必须要求空出一定的缝隙，同时制动蹄本身有着足够的接触面积，否则将会导致摩擦力矩下降。还有一种因素会导致摩擦力矩下降，即制动蹄本身出现了质量问题，或者制动蹄不够干净整洁，表面存在有明显的油污，制动鼓出现了变形，轮轴出现了严重的磨损等，都会引发摩擦力矩下降问题，最终引发汽车制动系统出现了故障问题。

　　3.4 液压制动拖滞

　　在将汽车的制动踏板松开后，发现汽车的制动状态并没有完全的解除，部分车轮仍处于制动状态，受这一故障状态的影响，通常会导致汽车出现起步困难、行驶无力等问题，之所以会出现这一故障问题，主要故障原因包含以下几点，一是制动踏板的操纵机构无法正常运转；二是汽车的主缸或轮缸活塞存在严重的卡滞问题；三是制动管路不通常，存在有堵塞的问题；四是汽车的制动盘形状不正常，出现了明显的翘曲变形问题；五是间隙自调机构没有做好适当的调整；六是汽车轮毂轴承出现了问题，比如润滑不足存在明显的卡滞。

　　3.5 液压制动跑偏

　　所谓的汽车液压制动跑偏，具体是指在汽车制动时，左右轮受到的制动力不相等，或者汽车的左右轮并不在同一时间产生了制动，从而导致车辆存在比较大的偏向制动，或者汽车会自动偏向一侧行驶。之所以会出现这一故障，主要原因包含以下几点：一是在不同车轮之间，制动器的间隙不相等，摩擦块在磨损程度方面也有着一定的差异性；二是汽车的某个轮胎出现了漏气，两侧车轮高低不同，导致液压制动跑偏。三是在其中一侧制动管路，出现了明显的漏油问题；四是汽车的一侧制动盘不够干净整洁，存在有明显的油污。五是汽车的一侧制制动钳支架没有做好紧固，相应用于紧固的螺栓出现了松动问题；六是ABS液压单元一侧增压阀出现了故障问题，比如故障阀门堵塞也会导致液压制动跑偏。

　　3.6 制动噪声

　　在行驶过程中汽车制动时，会发现汽车发出明显的噪声，从而对驾车体验带来非常严重的影响，还会导致汽车相应的零部件加速磨损，严重影响了汽车的使用寿命。之所以会出现这一故障问题，主要包含以下几点原因，一是汽车受摩擦副特性的影响所导致；二是受周围环境因素的影响；三是汽车制动的工况不良。

　　4 汽车制动系统性能优化策略

　　4.1 做好整体参数的优化

　　在进行整体参数优化的过程中，需要充分结合汽车现有的实际参数进行，并严格遵循以下几个步骤，一是需要对制动系统布置方式有一个充足的了解，比如制动系统都有哪些零部件组成，不同的零部件的结构形式表现等；二是在对整车参数进行充分了解的基础上，还应充分掌握汽车制动系统维护技术要求，从而以此为依据，成功掌握汽车制动系统最佳制动力，在此基础上，针对制动力分配系数也应进一步明确，从而更好地开展后续性能优化工作。三是需要对不同车型的差异性有足够的了解，在某一制动强度下，需要进一步明确相应制动系统的具体运行状态，了解系统的最高制动压力，并以此为依据，顺利完成汽车不同轮缸直径的计算。四是需要以汽车制动盘压缩量、卡钳变形量等因素为依据，明确制动缸性能，了解制动缸最大的工作容积是多少，最后以此为依据，完成汽车主缸直径和活塞行程的计算；五是结合汽车主缸的直径，做好助力器的科学合理选择，然后结合所选助力器，完成踏板杠杆比的选择，最后对上述参数进行综优化分析，使得汽车制动系统的性能状态达到最佳。

　　4.2 典型零部件结构的改进与优化

　　在对汽车制动系统零部件改进优化的过程中，首先需要对汽车制动系统的卡钳、制动摩擦相关部件等做好进一步的优化改进。其中在进行卡钳优化时，应注意要遵循轻量化原则，在实际进行计算以及对相应的模块进行分析过程中，都要做好相应的轻量化设计，同时进一步加强卡钳的固有频率的控制，有效防治卡钳与其他零部件出现共振的问题；制动摩擦相应的部件应进一步加强摩擦因数稳定性的控制，保障摩擦不会受外界温度变化而发生变化。在进行制动系统的支架优化时，还应注重将制动噪声全部消除。针对汽车制动系统的制动盘，在优化过程中应注意降低制动盘的厚薄差，并控制好制动盘的断面跳动量，避免制动盘在制动过程中发生共振的问题，最终促使整个制动系统的性能状态得到有效的优化。

　　5 总结

　　综上所述，汽车制动系统是汽车行驶的一个非常关键的系统，本身也很容易出现各种各样的故障问题，需要做好故障诊断，分析故障问题原因，并做好汽车制动系统的性能优化，从而有效改善汽车的制动性能，保障汽车能够稳定安全的行驶。

　　参考文献

　　[1]刘成.汽车制动系统性能分析及优化设计[J].科技资讯，2015(13):97-98.

　　[2]王永.汽车制动系统故障诊断及维修策略分析[J].时代汽车，2016(004):60-61.

　　[3]杜理平.刍议汽车液压制动系统的故障检测及维修策略[J].时代汽车，2019(18)34-35.