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结语19

参考文献20

吉利金刚09款2代制动系统解析

摘要：

随着我国国民经济的迅速发展，汽车保有量不断提高，大城市对使用的汽车要求也越来越高，不仅对汽车的技术性能（如动力性、经济性）有更高的要求，而且对车辆的废气排放和噪音也有新的要求。

因此我们在检修汽车的过程中，不能忽略各个方面的故障影响。

本文主要介绍吉利金刚09款2代制动系统的工作原理、组成、类型、能源供给、以及制动系统的常见故障、形成原因和对这些故障的排除方法。

关键词

制动系组成制动不灵制动失效制动跑偏

驾驶员能根据道路和交通情况，利用装在汽车上的一系列专门装置，迫使路面在汽车车轮上施加一定的与汽车行驶方向相反的外力，对汽车进行一定程度的强制制动。

这种可控制的对汽车进行制动的外力称为制动力，用于产生制动力的一系列专门装置称为制动系统，制动系统的功用是减速停车、驻车制动。

一．制动系统的工作原理

在人力作用下，制动蹄对制动鼓作用一定的制动摩擦力矩即制动器制动力矩Mμ，在Mμ的作用下，车轮将对地面作用一个向前的力Fμ，地面对车轮作用一个向后的反作用力FB，FB即为地面对车轮的制动力。

图1

二．制动系统的组成

（一）供能装置

包括供给、调节制动所需能量以及改善传能介质状态的各种部件。

其中产生制动能量的部分称为制动能源。

（二）控制装置

包括产生制动动作和控制制动效果的各种部件，如制动踏板、制动阀等。

（三）传动装置

包括将制动能量传输到制动器的各个部件，如制动主缸和制动轮缸等。

（四）制动器

产生制动摩擦力矩的部件，如吉利金刚前轮采用盘式制动器，后轮采用鼓式制动器。

较为完善的制动系统还具有制动力调节装置、报警装置、压力保护装置等附加装置。

图2

-

三．制动系统的类型

（一）按制动系统的功用分类

1.行车制动系统

使行驶中的汽车减低速度甚至停车的一套专门装置。

2.驻车制动系统

使已停驶的汽车驻留原地不动的一套装置。

3.第二制动系统

在行车制动系统失效的情况下保证汽车仍能实现减速或停车的一套装置。

4.辅助制动系统

在汽车下长坡时用以稳定车速的一套装置。

（二）按制动系统的制动能源分类

1.人力制动系统

以驾驶员的肌体作为唯一制动能源的制动系统。

2.动力制动系统

完全依靠发动机动力转化成的气压或液压进行制动的制动系统。

3.伺服制动系统

兼用人力和发动机动力进行制动的制动系统

按照制动能量的传输方式，制动系统又可分为机械式、液压式、气压式和电磁式等。

同时采用两种传能方式的制动系统可称为组合式制动系统，如气顶液制动系统。

目前所有汽车都采用双回路制动系统，如轿车的左前轮和右后轮共用一条制动回路、右前轮和左后轮共用另一条制动回路，当一个回路失效时，另一个回路仍能工作，这样有效提高了汽车的行车安全性。

四、吉利金刚09款2代制动器组成与工作原理

（一）通风盘式制动器

盘式制动器又称为碟式制动器，顾名思义是取其形状而得名。

它由液压控制，主要零部件有制动盘、分泵、制动钳、油管等。

制动盘用合金钢制造并固定在车轮上，随车轮转动。

分泵固定在制动器的底板上固定不动。

制动钳上的两个摩擦片分别装在制动盘的两侧。

分泵的活塞受油管输送来的液压作用，推动摩擦片压向制动盘发生摩擦制动，动作起来就好象用钳子钳住旋转中的盘子，迫使它停下来一样。

盘式制动器主要有钳盘式和全盘式两种，吉利金刚09款2代1.5MT标准型前轮采用的是钳盘式，钳盘式制动器又分为定钳盘式和浮钳盘式两种，吉利金刚采用了后者。

浮钳盘式制动器的组成如下图

图3

浮钳盘式制动器cad效果图如下：

图4

浮钳盘式制动器的制动钳一般设计得可以相对制动盘轴向滑动。

其中，只在制动盘的内侧设置液压缸，而外侧的制动块则附装在钳体上。

其工作原理见下图，制动钳支架3固定在转向节上，制动钳体1与支架3可沿导向销2轴向滑动。

制动时，活塞8在液压力p1的作用下，将活动制动块6推向制动盘4.与此同时，左右在制动钳体1上的作用力p2推动制动钳体沿导向销2向右移动，使固定在制动钳体上的固定制动块5压靠到制动盘上。

于是，制动盘两侧的摩擦块在p1和p2的作用下夹紧制动盘，使之在制动盘上产生与运动方向相反的制动力矩，促使汽车制动。

图为浮钳盘式制动器结构图

1、制动钳体2、导向销3、支架4、制动盘5、固定制动块6、活动制动块

7、活塞密封圈8、活塞

（二）盘式制动器有以下优点：

1.无摩擦助势作用，因而制动器效能受摩擦系数的影响较小，即效能较稳定。

2.浸水后效能降低较小，而且只需过一两次制动即可恢复正常。

3.在输出制动力矩相同的情况下，尺寸和质量较小。

4.制动盘沿厚度方向的热膨胀量极小，不会像制动鼓的热膨胀那样使制动器间隙明显增大而导致制动摇臂的行程变大。

浮钳盘式制动器的组成部件很多，汽车制动的过程中各个部件均受到复杂的力和力矩的作用，因此容易造成制动盘、摩擦片、支架、钳体的变形等，引起磨损不均匀。

有时制动器还会产生振动，引起噪音，甚至引起方向盘、制动踏板、制动底板和座椅的剧烈抖动。

振动还会引起汽车跑偏，严重影响汽车的稳定性能。

（三）鼓式制动器

鼓式制动也叫块式制动，是靠制动块在制动轮上压紧来实现刹车的。

鼓式制动是早期设计的制动系统。

鼓式制动器组成如下图：

图5

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。

1.鼓式制动器的工作原理

鼓式制动器的工作原理与盘式制动器的工作原理基本相同：

当你踩下制动踏板时，活塞会推动制动蹄靠近鼓。

这一点很容易理解，但是为什么需要这些弹簧呢？

这就是鼓式制动器比较复杂的地方。

鼓式制动器一般都是自作用的。

当制动蹄与鼓发生接触时，会发生某种楔入动作，其效果时借助更大的制动力将制动蹄压入鼓中。

楔入动作提供的额外制动力，可让鼓式制动器使用比盘式制动器所用的更小的活塞。

但是，由于存在楔入动作，在松开制动器时，必须使制动蹄脱离鼓。

这就是需要一些弹簧的原因。

其他弹簧有助于将制动蹄固定到位，并在调节臂驱动之后使它返回。

2.制动调节器

为了让鼓式制动器正常工作，制动蹄必须与鼓靠近，但又不能接触鼓。

如果制动蹄与鼓相隔太远（例如，由于制动蹄已磨损）,那么活塞需要更多的制动液才能完成这段距离的行程，并且当你使用制动器时，制动踏板会下沉得更靠近地板。

这就是大多数鼓式制动器都带有一个自动调节器的原因。

当衬块磨损时，制动蹄和鼓之间将产生更多的空间。

汽车在倒车过程中停止时，会推动制动蹄，使他与鼓靠近。

当间隙变得足够大时，调节杆会摇动足够的幅度，使调节器齿轮前进一个齿。

调节器上带有像螺栓一样的螺纹，因此它可以在转动时松开一点，并延伸以填充间隙。

每当制动蹄磨损一点时，调节器就会再前进一点，因此它总是使制动蹄与鼓保持靠近。

（四）鼓式制动器的优缺点

相对于盘式制动器来说，鼓式制动器的制动效能和散热性都要差许多，鼓式制动器的制动力稳定性差，在不同路面上制动力变化很大，不易于掌控。

而由于散热性能差，在制动过程中会聚集大量的热量。

制动块和轮鼓在高温影响下较易发生极为复杂的变形，容易产生制动衰退和振抖现象，引起制动效率下降。

另外，鼓式制动器在使用一段时间后，要定期调校刹车蹄的空隙，甚至要把整个刹车鼓拆出清理累积在内的刹车粉。

当然，鼓式制动器也并非一无是处，它造价便宜，而且符合传统设计。

图6

五、汽车车轮防抱死系统－－ABS（Anti-lockedBrakingSystem）

（一）概述

　　汽车防抱死控制系统是防止汽车在制动过程中车轮被抱死滑移和汽车在驱动过程中（特别是起步、加速、转弯等）驱动轮发生滑转现象的控制系统。

（二）制动防抱死系统（ABS）

　　1．制动防抱死系统的基本组成和工作原理

　　制动防抱死系统主要由轮速传感器、制动压力调节器和电子控制器（ECU）等组成。

其基本工作原理是，汽车制动时，首先由轮速传感器测出与制动车轮转速成正比的交流电压信号，并将该电压信号送入电子控制器（ECU）。

由ECU中的运算单元计算出车轮速度、滑动率及车轮的加、减速度，然后再由ECU中的控制单元对这些信号加以分析比较后，向压力调节器发出制动压力控制指令。

使压力调节器中的电磁阀等直接或间接地控制制动压力的增减，以调节制动力矩，使之与地面附着状况相适应，防止制动车轮被抱死。

2．制动防抱死系统（ABS）的类型及布置形式

按汽车制动系统分类

（1）液压制动系统ABS；

（2）气压制动系统ABS；

（3）气顶液制动系统ABS。

按ABS中控制管路（通道）数和传感器数量，又可分为以下6种布置形式

（1）四传感器四通道四轮独立控制的ABS

（2）四传感器四通道前轮独立后轮低选控制的ABS

（3）四传感器三通道前轮独立后轮低选控制的ABS

　　（4）三传感器三通道前轮独立后轮低选控制的ABS

（5）四传感器二通道前轮独立控制的ABS

（6）四传感器二通道前轮独立后轮低选控制的ABS

（三）ABS部件的结构及其工作原理

　　1.车轮转速传感器（简称轮速传感器）

　　汽车防滑控制系统中都设置有电磁感应式轮速传感器。

它可以安装在车轮上，也可以安装在主减速器或变速器中。

轮速传感器由永久磁铁、磁极、线圈和齿圈组成。

齿圈在磁场中旋转时，齿圈齿顶和电极之间的间隙以一定的速度变化，使磁路中的磁阻发生变化，磁通量周期地增减，在线圈的两端产生正比于磁通量增减速度的感应电压，该交流电压信号输送给电子控制器。

2.电子控制器（ECU）

　　电子控制器（ECU）是防滑控制系统的控制中枢，其作用是接收来自轮速传感器的感应电压信号，计算出车轮速度，并与参考车速进行比较，得出滑动率S及加减速度，并将这些信号加以分析，对制动压力调节器发出控制指令。

3.汽车有ABS与无ABS比较

驾驶过不带ABS轿车的朋友都知道，如果遇到紧急情况将制动踏板踩到底，便能听见轮胎一声尖叫，于是在路面上留下了两条黑黑的轮胎印，这就是因为车轮不能转动（专业术语称之为“车轮抱死”）而与路面发生了的滑动摩擦留下的。

其实对轮胎的磨损还是次要的，车轮一旦抱死，车子极易失去控制，从而出现危险的情况。

如果前轮发生抱死，最直接的便是失去转向能力，此时打转向盘根本无济于事，而只能祷告车子赶快停下来！

如果后轮发生抱死，转向能力倒是存在，但极有可能出现后轮侧滑，严重时便出现甩尾。

车子一旦发生侧滑或甩尾，尤其是在高速行驶时，车身便完全失去了控制，只能听天由命了!

基于制动时车轮抱死会使驾驶员失去对汽车的控制，从而使得驾乘人员的生命安全受到严重威胁，那么如何才能有效地解决制动时车轮抱死这种情况呢?

ABS（制动防抱死系统）就是由此而诞生的。

顾名思义，制动防抱死系统就是在制动时车轮不会抱死。

可以想象，当驾驶者紧急制动时快速踩下制动踏板后，前轮不会抱死，转向能力依旧存在，那就完全可以在制动时采取措施避开前方的危险。

如果后轮也不会抱死，侧滑和甩尾也将不会出现，对车身的控制依然在驾驶者手中。

经过前面的简单分析可以得出这样一个结论，其实ABS最重要的功能并不是为了缩短制动距离，而是为了能够尽量保持制动时汽车的方向稳定性。

制动防抱死系统起作用时，车轮与路面的摩擦属滚动摩擦，这会充分利用车轮与路面之间的最大附着力进行制动，从而提高制动减速度，缩短制动距离，但最重要的还是保证汽车的方向稳定性。

ABS工作时就相当于以很高的频率进行点刹，于是在紧急情况下踩制动踏板，肯定会感到制动踏板在颤动，同时也会听到制动总泵发出的“哒哒”声，这便是ABS在正常工作。

由于制动总泵在不断调整制动压力，从而对制动踏板有连续的反馈力。

因此，在这种情况下，一定要“坚定不移”地踩住制动踏板，同时采取积极措施避险。

图7

六、制动系故障检测

（一）常见的故障有：

1.制动不灵

现象：

汽车制动时，驾驶员感到减速度不足；

汽车紧急制动时，制动距离太长。

2.制动失常

踩下制动踏板，车辆不减速，即使连续几脚制动也无明显减速作用。

3.制动拖滞

现象：

抬起制动踏板后，全部或个别车轮的制动作用不能立即完全解除，以致影响了车辆重新起步，加速行驶或滑行。

4.制动单边

左、右轮胎气压不均造成距偏，同轴两边制动器的制动力矩不同，汽车不踏制动板就自动滑行到一侧，制动时车轮自动向一边转弯而跑偏，同轴左右两边制动器制动时间不一致。

5.制动噪音

制动时产生刺耳响声。

6.制动鼓发热

用手抚摸轮鼓表面感到烫手。

7.驻车制动失灵

常见拉索或外套锈蚀、牵引弹簧拆断、脱落或弹怀消失。

（二）ABS主要部件的检修

车轮转速传感器的检查。

轮速传感器的常见故障时无信号电压，信号电压低及变化异常等。

七.制动系解析与维修

（一）制动不灵

现象：

原因：

1.制动主缸、轮缸、管路或管接头漏油。

2.主缸储液室（罐）存油不足或无油。

3.制动液变质（变稀或变稠）或管路内壁积垢太厚。

4.制动液中有空气。

5.主缸、轮缸皮碗、活塞或缸筒磨损过度。

6.主缸进油孔、补偿孔或储液室（罐）通气孔堵塞。

7.主缸出油阀、回油阀不密封；

活塞复位弹簧预紧力太小；

活塞前端贯通小孔堵塞或主缸皮碗发粘、发胀。

8.轮缸皮碗发粘、发胀。

9.增压器或助力器效能不佳或失效。

10.油管凹瘪或软管内孔不畅通。

11.制动踏板自由行程太长。

12.制动蹄摩擦片与制动鼓（盘）贴合面不佳或制动间隙调整不当。

13.制动蹄摩擦片品质欠佳或使用中表面硬化、烧焦、油污及铆钉头露出。

14.制动鼓磨损过甚或制动时变形。

15制动油管工作时胀大。

诊断方法：

1.踩下制动踏板若踏板位置太低，则连续两次或几次踩踏板，若其高度随之增高且制动效能好转，则应检查制动踏板自由行程及制动器间隙。

2.维持制动时踏板的高度，若缓慢或迅速下降，说明制动管路某处破裂、接头密封不良、轮缸皮碗密封不良或主缸皮碗、皮圈密封不良等。

可首先踏下制动踏板，观察有无制动液渗漏部位。

若外部正常，则应检查修理主缸故障。

3.连续几脚制动时，踏板高度仍过低，并且在第一脚制动后，感到主缸活塞未复位，踩下制动踏板即有主缸推杆与活塞碰击响声，系主缸皮碗破裂或其复位弹簧太软。

4.连续几次制动时踏板高度稍有增高并有弹性感，说明制动管路中渗入空气。

5.连续几次制动时，踏板均被踩到底，并感到踏板毫无反力，说明主缸储液室内制动液严重亏缺。

6.连续几次制动时踏板高度低而软，系主缸进油孔或储液室螺塞通气孔堵塞。

7.一脚或两脚制动时，踏板高度适当，但太硬且制动效能不良。

首先检查真空助力器的工作性能；

其次检查油管是否有老化、凹瘪、制动液是否太稠；

最后检查制动器各轮摩擦片驱动端与鼓的间隙是否小于另一端，若间隙正常，则需检查鼓与摩擦片表面状况。

（二）制动拖滞

1.制动踏板无自由行程。

2.制动踏板与其轴的配合缺油、锈污或踏板复位弹簧脱落、拉断及拉力太小等。

3.偿孔被污物堵塞。

4.轮缸皮碗发胀、发粘或活塞犯卡。

5.制动蹄复位弹簧脱落、折断或弹力下降。

6.制动蹄与支撑销锈污。

7.制动蹄与制动鼓（盘）的间隙调整不当，制动放松后仍局部摩擦。

8.通往各轮缸的油管凹瘪或堵塞。

9.不制动时增压器辅助缸活塞中心孔打不开。

10.轮辋轴承松旷。

诊断方法：

先判断故障时在主缸还是车轮制动器。

行车中出现拖滞，若所有制动鼓均过热，表明主缸有故障。

若个别制动鼓过热，则属于该轮制动器工作不良。

维修作业后出现制动拖滞，可将汽车举升，变速器置于空挡并放松驻车制动，然后转动各车轮在踩下制动踏板。

若抬起制动踏板后，各轮均难以立即扳转，则故障在主缸，如个别轮不能立即转动，说明该轮制动器有故障。

1.若故障在主缸时，应先检查踏板自由行程。

若自由行程正常，可拆下主缸储液盖，踩踏制动踏板，观察回油情况，如不回油，为回油管堵塞。

如回油缓慢，可检查制动液是否太脏、粘度太大。

如制动液清澈，则应拆下主缸。

2.个别车轮制动器拖滞，可架起该车轮，旋松其轮缸放气螺钉，如制动液随之急速喷出且车轮即刻旋转自如，说明该轮制动管路堵塞，轮缸未能回油。

如旋转车轮仍拖滞，可检查制动间隙。

如上述均正常，则检查轮缸。

（三）ABS主要部件的检修

车轮转速传感器的检查。

检查方法如下：

1.直观检查：

主要检查传感器安装固定有无松动；

导线及插接器有无松脱、裸露；

齿圈有无损伤及赃物；

转动车轮检查齿圈的摆动量（轴向摆动误差应不大于0.3mm）等。

2.传感器间隙检查：

用非磁性塞尺测量传感头与齿圈之间的间隙应符合车辆的规定值。

3.传感器电阻检查：

对于电磁感应式传感器可利用万用表的电阻档测量线圈阻值，一般为1欧姆左右。

4.测传感器的输出电压：

当车轮转动时，传感器应有电压输出，且与车轮的转速成正比。

5.测量传感器的输出波形：

正常的信号电压波形应是均匀的正弦电压波形。

结语：

现在汽车制动控制技术正朝着电子制动控制方向发展。

全电制动控制引起巨大的优越性，将取代传统的液压为主的传统控制系统。

同时，随着其他汽车电子技术特别是超大规模集成电路的发展，电子元件的成本及尺寸不断下降。

汽车电子制动控制系统将与其他汽车电子系统如汽车电子悬架系统、汽车主动式方向摆动稳定系统、电子导航系统、无人驾驶系统等融合在一起成为综合的汽车电子控制系统，未来的汽车中就不存在孤立的制动控制系统，各种控制单元集中在一个ECU中，并将逐渐代替常规的控制系统，实现车辆控制的智能化。

参考文献：

1、张则曹汽车构造图册人民交通出版社2008-07-01

2、孙换利汽车底盘检测与维修高等教育2008-12-13

3、张红伟杨艳芬汽车底盘构造与维修中国人民大学出版社2010-01-03

4、崔振民汽车底盘构造与维修人民交通出版社2010-09-03

5、吉利金刚维修手册