汽车液压制动系统的特点与故障诊断模版学位论文.docx
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汽车液压制动系统的特点与故障诊断模版学位论文
哈尔滨职业技术学院
毕业设计
题目：
汽车液压制动系统的特点与故障诊断
系部：
专业：
城市轨道交通控制
指导教师：
班级：
2015级汽修班姓名：
李静
毕业设计指导教师评语：
指导教师（签字）：
年月日
毕业答辩委员会评定意见：
评定成绩：
答辩委员会主任（签字）：
年月日
摘要
我国汽车行业的飞速发展，汽车逐渐进入每个家庭成为人们最主要的交通工具。
而伴随着汽车生产产品的日益增多，随之而来的问题也在不断增加，尤其是汽车制动系统的故障，成为人们普遍关注的问题。
液压制动时制动柔和灵敏，结构简单，使用方便，不消耗发动机功率。
但操作较费力，制动力不很大，制动液流动性差，高温易产生气阻，如有空气侵入或漏油会降低制动效能甚至失效。
因此汽车制动系统故障的解决也变得日益重要，探讨影响汽车制动系统的各种因素，并找到解决方法，才是汽车今后发展的重中之重。
由于本人水平有限论文中难免存在错误和不足之处，所以论文在编辑过程中参考了大量的文献资料，借鉴了部分数据资料和图表，敬请老师多多指正及批评。
关键词：
液压制动ABS制动鼓制动总泵
摘要
汽车液压制动系统的特点与故障诊断
1绪论
1.1制动系的基本结构
车轮制动器主要由旋转部分、固定部分和调整机构组成，旋转部分是制动鼓；固定部分包括制动蹄和制动底板；调整机构由偏心支承销和调整凸轮组成用于调整蹄鼓间隙。
1.2制动工作原理
1）制动系不工作时
蹄鼓间有间隙，车轮和制动鼓可自由旋转
2）制动时
要汽车减速，脚踏下制动器踏板通过推杆和主缸活塞，使主缸油液在一定压力下流入轮缸，并通过两轮缸活塞推使制动蹄绕支承销转动，上端向两边分开而以其摩擦片压紧在制动鼓的内圆面上。
不转的制动蹄对旋转制动鼓产生摩擦力矩，从而产生制动力。
3）解除制动
当放开制动踏板时回位弹簧即将制动蹄拉回原位，制动力消失。
1.3汽车液压制动装置的构造
总泵的压力通过管道分向四个分泵（分泵在四个轮子的刹车系统上）。
用脚踩压刹车，力通过杠杆传递到总泵的活塞上，就是给总泵油缸加压，压力油通过管道传到四个分泵。
分泵实际上是液压执行机构，是由油缸、双活塞组成。
总泵压力传过来后迫使两个活塞向外推动，使刹瓦抵紧制动鼓（碟刹也一样，使刹车片夹紧碟片）使车轮减速，从而起到刹车的作用。
1.4制动轮缸的结构及工作过程
制动轮缸的功用：
是将液力转变为机械推力。
有单活塞和双活塞两种。
1）结构轻型货车的双活塞式轮缸体内有两活塞，两皮碗，弹簧使皮碗、活塞、制动蹄紧密接触。
2）工作过程
制动时，液压油进入两活塞间油腔，进而推动制动蹄张开，实现制动。
轮缸缸体上有放气螺栓以保证制动灵敏可靠。
1.5行车制动工作原理
车轮制动器只要有旋转部分和固定部分组成制动鼓以内圆面为工作面，固定在车轮轮毂上，随车轮一起转动。
支撑销（两个）固定在不动的制动底板上，支撑在两个弧
形制动蹄下端。
制动蹄的外圆面上又装有一般是非金属的摩擦衬片。
制动底板上还有液压制动轮缸，用油管与装在车架上的液压制动主缸相联通。
制动主缸活塞由驾驶员通过制动踏板来操纵。
制动系统不工作时，制动鼓的内圆面与制动蹄摩擦衬片的外圆面之间保持有一定得间隙，允许车轮和制动鼓相对自由旋转。
汽车需要减速时，驾驶员踩下制动踏板，通过推杆和制动主缸活塞使制动主缸内的油液在一定压力下流入轮缸，油液推动两个制动轮缸活塞，使两制动蹄绕支撑销转动，上端向两边分开而以其摩擦衬片压紧在制动鼓的内圆上。
这样，不旋转的制动蹄就对旋转的制动鼓作用一个摩擦力矩其方向与车轮旋转方向相反。
制动鼓将该力矩传到车轮后，由于车轮与路面间的附着作用，车轮对路面作用着一个向前的切向力，路面对车轮作用一个向后的反作用力，即制动力。
制动力由车轮经车桥和悬架传给车架及车身，迫使汽车产生一定的减速度。
制动力越大，则汽车减速度越大。
当松开制动踏板时，复位弹簧即将制动蹄拉回复位。
摩擦力矩和制动力消失，制动终止。
2.制动器
汽车制动器中有两种形式，鼓式制动器和盘式制动器。
鼓式制动器是最早形式的汽车制动器，当盘式制动器还没有出现前，它已经广泛用于各类汽车上。
典型的鼓式制动器主要由底板、制动鼓、制动蹄、轮缸（制动分泵）、回位弹簧、定位销等零部件组成。
底板安装在车轴的固定位置上，它是固定不动的，上面装有制动蹄、轮缸、回位弹簧、定位销，承受制动时的旋转扭力。
每一个鼓有一对制动蹄，制动蹄上有摩擦衬片。
制动鼓则是安装在轮毂上，是随车轮一起旋转的部件，它是由一定份量的铸铁做成，形状似园鼓状。
当制动时，轮缸活塞推动制动蹄压迫制动鼓，制动鼓受到摩擦减速，迫使车轮停止转动。
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。
这种制动器散热快，重量轻，构造简单，调整方便。
特别是高负载时耐高温性能好，制动效果稳定，而且不怕泥水侵袭，在冬季和恶劣路况下行车，盘式制动比鼓式制动更容易在较短的时间内令车停下。
有些盘式制动器的制动盘上还开了许多小孔，加速通风散热提高制动效
率。
反观鼓式制动器，由于散热性能差，在制动过程中会聚集大量的热量。
制动蹄片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。
盘式制动器与鼓式制动器相比，有以下优点：
一般无摩擦助势作用，因而制动器效能受摩擦系数的影响较小，即效能较稳定；浸水后效能降低较少，而且只须经一两次制动即可恢复正常；在输出制动力矩相同的情况下，尺寸和质量一般较小；制动盘沿厚度方向的热膨胀量极小，不会象制动鼓的热膨胀那样使制动器间隙明显增加而导致制动踏板行程过大；较容易实现间隙自动调整，其他保养修理作业也较简便。
对于钳盘式制动器而言，因为制动盘外露，还有散热良好的优点。
盘式制动器不足之处是效能较低，故用于液压制动系统时所需制动促动管路压力较高，一般要用伺服装置。
盘式制动器对制动器和制动管路的制造要求较高，摩擦片的耗损量较大，成本贵，而且由于摩擦片的面积小，相对摩擦的工作面也较小，需要的制动液压高，必须要有助力装置的车辆才能使用。
而鼓式制动器成本相对低廉，比较经济。
所以，汽车设计者从经济与使用的角度出发，一般小型货车采用了鼓式制动器的形式。
2.1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，并且当您使用制动器时，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，使它与鼓靠紧。
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。
一些汽车的调节器在使用紧急制动器时会启动。
如果紧急制动器有很长一段时间没有使用了，则调节器可能无法再进行调整。
因此，如果您的汽车装有这类调节器，一周应至少使用紧急制动器一次。
鼓式制动器最常见的维修是更换制动蹄。
一些鼓式制动器的背面提供了一个检查孔，可以通过这个孔查看制动蹄上还剩下多少材料。
当摩擦材料已磨损到铆钉只剩下0.8毫米长时，应更换制动蹄。
如果摩擦材料是与后底板粘合在一起的（不是用铆钉），则当剩余的摩擦材料仅为1.6毫米厚时，应更换制动蹄。
2.2制动鼓
当制动鼓内圆工作面出现划痕或者沟壑或者圆度圆柱度过大时应当光鼓并更换刹车蹄（片），一般情况下不会更换制动鼓。
2.3制动蹄
与盘式制动器中的情况相同，制动鼓中有时会磨损出很深的划痕。
如果磨损完的制动蹄使用时间太长，将摩擦材料固定在后部的铆钉会把鼓磨出凹槽。
出现严重划痕的鼓有时可以通过重新打磨来修复。
盘式制动器具有最小允许厚度，而鼓式制动器具有最大允许直径。
由于接触面位于鼓内，因此当您从鼓式制动器中去除材料时，直径会变大。
3.刹车系统
3.1刹车片
刹车片也叫刹车皮。
在汽车的刹车系统中，刹车片是最关键的安全零件，所有刹车效果的好坏都是刹车片起决定性作用，所以说好的刹车片是人和汽车的保护神。
刹车片一般由钢板、粘接隔热层和摩擦块构成，其中隔热层是由不传热的材料组成，目的是隔热。
摩擦块由摩擦材料、粘合剂组成，刹车时被挤压在刹车盘或刹车鼓上产生磨擦，从而达到车辆减速刹车的目的。
由于摩擦作用，摩擦块会逐渐被磨损，一般来讲成本越低的刹车片磨损得越快。
摩擦材料使用完后要及时更换刹车片，否则钢板与刹车盘就会直接接触，最终会丧失刹车效果并损坏刹车盘。
刹车片是关系行车安全的重要零部件，刹车片质量问题一直受到人们的关注。
日常行车中，刹车常见的六大故障问题有：
其一，制动效果不良（刹车偏软）。
汽车行驶中制动时，制动减速度小，制动距离长。
液压制动系统产生制动效能不良的原因，一般可根据制动踏板行程、踏制动踏板时的软硬感觉、踏下制动踏板后的稳定性来判断。
维持制动时，踏板的高度若缓慢下降，说明制动管路某处破裂、接头密闭不良、总泵或分泵活塞密封不良、回油阀及出油阀不良。
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，则应检查分泵或总泵故障。
连续几脚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了空气；其二，制动突然失灵。
汽车在行驶中，一脚或连续几脚制动，制动踏板均被踏到底，制动突然失灵。
原因：
1.制动总泵或分泵漏油严重；2.制动总泵或分泵活塞密封圈破损，或刹车油路中有过多的空气。
如发生此情况，司机应迅速连续两脚刹车。
发生制动失灵的故障，应立即停车检查。
首先观察制动液罐中的制动液有无亏损，然后观察制动总泵、分泵、油管有无泄漏制动液处；其三，刹车跑偏。
刹车时，方向跑偏，特别是没有装ABS刹车防抱死装置的汽车，方向控制不了，其原因为刹车磨损不均，总泵一个活塞油封膨胀、一个分泵漏油所致；其四，刹车抖动。
刹车时摆振，方向盘弹手。
原因为刹车盘摆差超限，刹车钳变形，刹车片磨成锥形。
发生此类情况必须进厂检修；其五，刹车吱吱响。
一般为刹车盘、刹车片或制动鼓、蹄片磨损不平所致；其六，刹车不回。
踏下制动踏板时感到既高又硬或没有自由行程，汽车起步困难或行驶费力。
故障现象：
踩刹车踏板，踏板不升高，无阻力。
须判断制动液是否缺失；制动分泵、管路及接头处是否漏油；总泵、分泵零部件是否损坏。
3.2国内刹车片的种类
良好的制动系统对于汽车的驾驶安全非常重要，如果不能保证你的爱车的制动系统运转正常，危险将时时威胁着你。
在制动系统中，刹车片是最需要时常更换的部件，那么一般多久需要更换刹车片一次呢？
通常我们会以仪表板上刹车警示灯是否亮起作为更换刹车片的判断依据，但这已经是最后的底线了。
有经验的车主都知道，前刹车片一般行驶到4500公里就要更换了，这样可以使刹车片能用得长一点，后刹车片则一般是到8500公里，另外，如果发现刹车油减少了，那说明你爱车的刹车片该更换了。
在此总结了几款不同类型的刹车片以供参考。
（1）半金属刹车片。
半金属片的摩擦性能优良，耐高温持久，布氏硬度适中，使用寿命延长。
但是它需要更高的制动压力来完成同样的制动效果，特别是在低温环境中金属含量高对刹车盘磨损大，同时会产生更大的噪音。
同时制动热量被传递到制动钳及其组件上，会加快制动钳、活塞密封圈和回位弹簧老化，如果处理不当，热量达到一定温度水平，将会导致制动萎缩和刹车液沸腾。
（2）无石棉、低金属刹车片。
改进型无石棉、低金属刹车片不同于传统型半金属刹车片，它由一种有机配方与小量的用于导热并提供更好的制动性的铜或钢混合制成，彻底解决了噪音和使用寿命问题，同时具有制动力矩平稳、硬度适中、磨损率低、对偶相容性好、无石棉粉尘污染、使用寿命长等特点。
（3）陶瓷刹车片。
陶瓷刹车片是目前刹车片行业的顶级产品，它由陶瓷纤维，不含铁的填料物质，胶粘剂，和少量的金属组成的。
与其它刹车片的性能相比较，具有四大优势：
第一，具有优良的制动性能；（高速性能，车速达到160Km/h的制动摩擦系数大于0.45；高温性能，刹车温度达到600摄氏度时制动摩擦系数大于0.4；）第二，使用寿命长：
装车试验寿命在5～8万公里；第三，噪音低；第四，使用车型广：
几乎所有车型（除赛车外）、所有路况。
刹车的重要性显而易见。
在汽车驾驶过程中请务必保证将刹车性能良好。
首先，检查制动油路的密封性。
众所周知，刹车系统靠液压回路驱动，一旦油路发生泄漏则刹车势必失灵，后果不堪设想。
另外，刹车片也要仔细检查，尤其要观察刹车片的表面，不能有油渍和铁屑。
油渍使刹车打滑，而铁屑则会划伤刹车。
若遇上述情况，可买一罐刹车片清洗剂（三键TB6602T）稍作清洗就可搞定。
因为好的清洗剂去污率高达百分之九十五以上，洗完后再在制动毂泵等关键部位涂上一些橡胶塑料专用有机硅润滑油脂（TB1855，TB1856），效果就像新车一样了。
当时勤做保养。
毕竟原来的是原厂纯正品，市场上替换件的质量又良莠不齐，更有甚者，还可能被不法修理点以次充好（特别是国内配件少的高级进口车）。
再说，原先的刹车片和爱车本为一体，就像人体器官移植一样，新的刹车片还可能引起“排异反应”，造成安全隐患等诸多问题。
而且，平时然，磨损严重的刹车片（厚度小于3毫米）就只能换掉了。
不过更换实乃下策，不如平保养的花费肯定要低于更换刹车片的费用。
4.汽车制动液的选择及使用
汽车制动液是用于液压制动系统中传递压力以制止车轮转动的液体，其质量好坏，选择使用正确与否，直接关系到行车安全。
目前，一些汽车使用、维修人员由于对制动液的有关知识缺乏了解，在选择、使用时存在不少问题，由此造成的机械事故和交通事故经常可见。
随着汽车工业的迅猛发展，汽车高速化趋势越来越明显，对制动液的使用提出了更高要求。
因此，必须大力普及这方面的知识，严格制动液的使用管理，确保行车安全。
就原料来源而言，汽车制动液分醇型制动液、矿物油型制动液、合成型制动液三类。
醇型制动液是由低炭醇类和蓖麻油配制而成，其价格虽低廉，但由于其高低温性能均差，容易引发交通事故，我国自1990年5月起就已淘汰。
矿物油型制动液是以深度脱蜡的精制柴油馏分作为基础油，加入增粘剂、抗氧化剂、防锈剂等调合而成。
此类制动液温度适应性较醇型好，可在-50~150摄氏度的温度范围内使用。
但由于其对天然橡胶有溶胀作用，故在使用本制动液以前应将制动系统的所有皮碗、软管更换成耐油橡胶制品，以免受到腐蚀而使制动失灵。
合成型制动液通常是以乙二醇醚、二乙二醇醚、三乙二醇醚、水溶性聚脂、聚醚、硅油等为溶剂加人润滑剂和添加剂组成，其工作温度范围宽，粘温性好，对橡胶和金属的腐蚀作用均很小，故适合于高速、大功率、重负荷和制动频繁的汽车使用，是自前使用最多最广的一种制动液。
为同汽车工业的发展相适应，我国在1989年就根据本国晴况，并参照国外先进指标制定了合成制动液分级标准，把合成制动液分为五级（如表1）。
使用者可根据本车使用说明书、车辆状况、以及当地的气候特点、道路情况，参照此表选出符合自己实际的那一级，然后再从表2中找出符合这一级的产品规格即可。
一般来说，按照车辆使用说明书的要求选择制动液产品是最合理可靠的，各汽车生产厂家在推荐制动液时都是经过充分论证和大量实车实验的。
说明书在给出了标准用代号品牌外，一般还提供了可供代用的代号品牌。
用户应尽可能选用标准代号品牌的产品，缺乏时才考虑选用代用品。
如果推荐的代用品牌也缺乏时，才按照上述对应关系选择相应等级的代用品。
如北京切诺基原车要求用AMC／吉普／雷诺制动液，没有时选FMVSSNo166DOT3制动液，若DOT3也缺乏时可选SAEJ1703或国产4606代用。
目前制动液销售市场比较混乱，质量参差不齐。
国家质量技术监督局1998年底公布的有关结果显示，我国汽车制动液抽样合格率仅为41.7%。
因此，建议用户购买时要谨慎，一要尽可能购买长期为汽车厂提供配套制动液的生产厂家的产品，确保质量可靠，性能稳定；二要尽量到国有大型销售部门购买，以防假冒伪劣产品。
此外，在种类选择上，最好考虑选合成制动液，不要购卖已淘汰的醇型制动液。
据了解，有的用户在买不到与原车要求相同的制动液时，经常混用制动液，这种做法是很危险的。
由于不同种类的产品所使用的原料、添加剂和制造工艺不同，混合后会出现浑浊或沉淀现象，如不注意观察是很难发现的。
这不仅会大大降低原制动液的性能，而且沉淀颗粒会堵塞管路造成制动失灵的严重后果。
即使是相溶性较好的同一种类的制动液，如果品牌不同，也不能混用。
因为相溶性好，只说明与其它产品混合后不发生分层、混浊及沉淀现象，并不表示混合后的性能不变，每种产品所加入的添加剂不同且相互之阎存在着相对平衡，一旦混人其它物质，该平衡就有被破坏的可能，从而失去或降低应有的作用。
因此，在更换品牌时一定要用待加入的产品清洗管路。
汽车制动液多为有机溶剂制成，易挥发、易燃，因此要远离火源，注意防火防潮，尤其注意防止雨淋日晒、吸水变质。
经常长途驾驶的司机不免要随车带点制动液备用，但发现有不少司机随意装放制动液，甚至有的还不注意瓶盖的密封，这样久放的制动液会因水分的混入而性能降低，突出表现在拂点下降，这样在使用中容易产生气阻，影响制动力的正常传递，造成制动失灵。
另外，当混入的水分不能完全被制动液溶解时，会沉到制动系统的底部或凹处，使金属产生腐蚀，引起轮缸漏液、污损、异常磨损，而且水分本身凝点高、沸点低，低温时易结冰，高温时易气阻，造成制动故障。
汽车制动液使用一定时间后会因吸湿，化学变化等原因使性能指标降低，从而影响行车安全。
因此使用中的制动液应定期更换。
至于多长时间进行更换，目前尚无具体规定，一般是在车检时需要更换总泵和分泵的活塞皮碗，同时将制动液更换。
考虑到国产制动液大部分等级较低，建议视情况2～4万km或1年时间应更换一次。
5.结论
我国目前是汽车数量正在逐渐增多，汽车事故也会随之增多，然而事故频发的大多数问题都是由于汽车制动失效所引起的，所以汽车制动安全问题是解决交通事故频发的关键。
本论文通过对液压制动时操作较费力，制动力不很大，制动液流动性差，高温易产生气阻，如有空气侵入或漏油会降低制动效能甚至失效这一缺点进行了系统的研究。
并设计了一套有效的解决方案。
通过做这次毕业设计，使我对大学三年的学习有了更进一步的认识，也更加系统的考核了我对所学专业知识的掌握程度及运用能力。
在完成这次毕业设计的过程中我查阅了大量的资料，接触了与汽车相关的设计、制造等领域的内容，在不断的收集资料、整理资料、总结资料再整理，虽然还有许多不足，但终于完成了这次的毕业设计。
总之通过这次毕业设计真是让我受益匪浅。
同时我对未来的汽车行业也充满了信心。
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致谢
毕业论文暂告收尾，这也意味着我在大学学习生活既将结束。
回首既往，自己一生最宝贵的时光能于这样的校园之中，能在众多学富五车、才华横溢的老师们的熏陶下度过，实是荣幸之极。
在这三年的时间里，我在学习上和思想上都受益非浅。
这除了自身努力外，与各位老师、同学和朋友的关心、支持和鼓励是分不开的。
论文的写作是枯燥艰辛而又富有挑战的。
老师的谆谆诱导、同学的出谋划策及家长的支持鼓励，是我坚持完成论文的动力源泉。
在此，我特别要感谢我的导师。
从论文的选题、文献的采集、框架的设计、结构的布局到最终的论文定稿，从内容到格式，从标题到标点，他都费尽心血。
没有老师的辛勤栽培、孜孜教诲，就没有我论文的顺利完成。
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