汽车制动跑偏的检测与维修毕业设计论文.docx
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汽车制动跑偏的检测与维修毕业设计论文
毕业设计（论文）
题目：
汽车制动跑偏的检测与维修
皖西学院本科毕业设计（论文）创作诚信承诺书
1.本人郑重承诺：
所提交的毕业设计（论文），题目《汽车制动跑偏的检测与维修》是本人在指导教师指导下独立完成的，没有弄虚作假，没有抄袭、剽窃别人的内容；
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3.毕业设计（论文）中无抄袭、剽窃或不正当引用他人学术观点、思想和学术成果，伪造、篡改数据的情况；
4.本人已被告知并清楚：
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学生（签名）：
日期：
年月日
汽车制动跑偏的检测与维修
学生：
XXXX（指导老师：
XXXX）
（皖西学院机械与电子工程学院）
摘要：
机动车辆的安全运行是汽车在使用中最重要的问题。
而汽车制动性能是汽车安全性的主要性能指标。
本论文首先主要介绍车辆制动系统的基础知识以及相关内容，然后再细说车辆制动跑偏的故障原因以及检测与维修，从而给出一个合理的预防措施，以避免不必要的事故。
关键词：
汽车安全性；制动跑偏；检测与维修
Inspectionandmaintenanceofautomobilebrakewandering
Student:
chengyanfei（FacultyAdviser：
lizhanni）
（CollegeofMechanicalandelectronicengineering,WestAnhuiUniversity）
Abstract:
Thesafeoperationofmotorvehiclesisoneofthemostimportantproblemsinusingcar.Thecarbrakingperformanceisthemainperformanceindexesofcarsafety.Thispaperfirstintroducesthebasicknowledgeofvehiclebrakingsystemandtherelatedcontent,thenelaboratethebrakingfailureofreasonaswellastheinspectionandmaintenance,soastogiveareasonablepreventivemeasures,inordertoavoidunnecessaryaccidents.
Keywords:
Autosafety;Brakerunningdeviation;Inspectionandmaintenance
绪论
近年来，汽车产业已经成为国民经济的支柱产业，在社会进步和经济发展起着决定性的作用。
在现代社会中，汽车不仅能提供给人最合适的运输方式，也促进了相关产业的发展，促进了社会的繁荣。
目前，在世界上汽车的年产量已超过64000000辆，在发达国家汽车产业产值已经占到国内生产总值的8%，约占机械制造业产值整个的30%。
在100多年的发展汽车产业的岁月里，汽车产业经历了激烈的国际市场竞争和兼并重组，世界能源危机和第三次工业革命的影响，但是它仍然是一个强劲的发展势头，并且出现了两种很大不相同的发展形式。
一种是美、日、欧洲到等主要工业发达国家发展汽车工业的模式：
资本高度集中垄断，利用其高科技优势自主开发产品，频繁换型，采取大批量规模经营的生产方式，同时将产品输出转变为资本输出，以多种合作方式实现跨国经营，使汽车的生产趋于国际化。
另一种形式是发展中国家与有些刚刚新兴起来的发达国家共同发展汽车工业：
一些新兴发达国家与发展中国家共同发展汽车产业的模式。
发展中国家就利用比较优惠的政策来吸引外资以及他们的技术，一开始购置进口的零部件进行实验装车，然后再根据实际情况提高进口零部件的国产化，进而实现自给自足的局面，并最终形成一个汽车产业体系。
第二种模式中，韩国和西班牙率先获得了成功的经验，之后巴西、中国和墨西哥也采取了这种模式使各国家的汽车工业获得了快速发展。
在我国经过50多年的发展，特别是改革开放以来的30年中，汽车工业抓住机遇并充分利用国外的资金与技术，一个快速发展的汽车制造业的发展战略，为中国汽车产业振兴的重点。
在相继建成一汽、东风、上海三大轿车基地之后，又陆续建成天津、北京、广州等一些较小的基地，同时引进项目无论在合资协作、基本建设方面，还是在国产化和产品质量以及技术消化方面均取得了很大的成绩，从而使我国的汽车工业实现了跨越式发展，汽车产量连年大幅度递增，至2007年底我国的汽车年产量已经达到800万台，总产量跃居世界第三位。
同时汽车结构也越来越合理化，并且扭转了“缺轻少重”、“汽车基本空白”的局势[]。
但是，由于国内汽车相关技术还不成熟，汽车会有或多或少的问题，本文主要介绍汽车制动跑偏的检测与维修。
1）国外汽车制动跑偏的研究现状：
国外随着高新电子技术的快速发展，发达国家已经设计出了结合汽车检测诊断、数据采集以及分析为一体的多功能检测仪器。
并且，在这个基础上，为了有效地提高汽车制动跑偏检测技术的效率，各发达国家都已经建立了完善的检测站，从而实现了对汽车制动跑偏检测的智能化以及自动化。
另外，在电子化、模块化以及集成化的趋势推动下，汽车上的制动系统也已经走向电子化。
现在有很多的汽车和零部件供应商已经开发出了电子制动系统，并且在实车上得到了很大的反响。
所以，随着计算机技术的高速发展，电子制动系统将会代替传统的机械式制动系统，操纵更加的轻便。
对于制动跑偏领域的研究也会越来越受到更多科学家的重视。
2）国内汽车制动跑偏的研究现状：
当卡尔·本茨发明第一辆汽车时，车辆制动系统就有着举足轻重的作用，从一开始的全部都由人力来解决制动发展到现在液压电力制动。
这几年内，由于汽车行业的快速发展以及人们追求更快的速度，制动系统的安全性愈来愈重要。
大量的设计工程师和零部件研发者都这这方面倾入了大量的心血。
在国内，现在的研究领域主要是制动控制方面。
当“汽车”这个陌生的东西出现在大家眼前的时候，它的制动系统就是一组简单的机械装置提供制动力。
而随着汽车自身质量的增加以及速度的提高，这种简单的制动系统根本无法满足人们的追求，这就推进着汽车系统的快速发展。
在国内，由于电子行业的快速发展以及人们的高品质追求，博世公司生产的防抱死制动系统（ABS）都已经被汽车列为标配。
ABS系统不但拥有普通制动系统的制动能力，而且还能保证汽车在紧急制动时不会出现车轮抱死的现象，确保车辆行驶的稳定性，从而避免了制动跑偏的现象。
如果车辆没有装配ABS系统，紧急制动时容易发生车轮抱死而出现制动跑偏的现象；若后轮出现抱死的现象，则很可能会发生甩尾的现象，严重影响行车安全。
由于ABS系统是通过电子技术来控制整个制动系统的，并且用非常快的速度精准地控制着制动器压力的收放，从而避免出现车轮抱死的情况以及确保行车的安全性。
所以，ABS系统通过电子机械的控制，以非常快的速度精密地控制制动液压力的收放，来达到防止车轮抱死，确保轮胎的最大制动力以及制动过程中的转向能力，使车辆在紧急制动时也具有躲避障碍的能力。
所以，汽车制动系统的安全在整车中尤为重要，不仅是对人的保障，也是对车的一种保障。
但是有这些还是远远不够的，ABS系统也有缺点，现在大量的设计工程师都在着手这件事，确保行车的驾驶安全。
第一章制动系统的基础知识
1.1制动系统的定义
使在行驶中的车辆能够降低车速乃至停车，使车辆在下坡行驶时保持稳定的车速，并且能够将停止的汽车保持在原地不动，这些功用统称为汽车制动[]。
首先，要使行驶中的车辆停下来，就必须有一个作用在汽车上的力，并且这个力是阻碍汽车的运动趋向，所以它的方向肯定是与汽车行驶方向相反；像风阻、上坡阻力以及滚动阻力，这些都是阻碍汽车运动趋势的，可是这些力的大小都是不可控制的，所以汽车必须配备一套装置，使汽车驾驶员能够根据路面以及交通的情况，对汽车的车轮施加一个力，使车辆进行一定程度上的制动。
这种力就叫做制动力，这套装置也就称为制动系统。
1.2制动系统的组成
在制动系统中，最主要的一个部件便是制动器，它主要是由制动鼓以及制动蹄组成，它是阻碍车轮转动的一个零部件。
而最广泛的一套制动系统主要由供能装置、控制装置、传动装置、以及制动器。
任何一套制动系统一般都具有以下4个基本组成部分：
（1）供能装置：
简单地说，就是给这套制动系统提供能量，它主要包含电源装置，调整各部件的制动所需能量以及提高传输介质的状态。
（2）控制装置：
它主要包含控制制动效果以及产生制动动作的各种零部件。
（3）传动装置：
它主要包含的是从将制动系统的能量传输到制动器的各个零部件。
（4）制动器：
它主要负责阻止汽车的运动或者运动趋向。
1.3制动系统的分类
一般情况下，每辆汽车都配备行车制动系统和驻车制动系统。
按制动系统的功用分类：
（1）行车制动系统：
它是一套使车辆减速甚至停车的装置。
（2）驻车制动系统：
它是使静止的车辆保持在原地的一套装置，它具有很强的实用性。
（3）第二制动系统：
它是在行车制动完全无效的作用下，确保车辆仍然可以降低车速以及停车的一套装置。
在有些国家，第二制动系统也是车辆必备的一套装置。
（4）辅助制动系统：
它主要是在车辆下长坡的时候稳定车辆速度的一套装置。
根据制动系统能量的传输形式，制动系统又可以分为机械式、液压式、气压式以及电磁式等类型。
由于机械式的制动系统的刚性配合，容易损坏，所以它们都在慢慢的淘汰。
现在制动系统基本上都是液压式、气压式或者电磁式。
1.4制动系统的工作原理
现在的车辆基本上都是采用液压制动系统，故可以用图1来简单说明一下。
首先以内圆面为工作表面的制动鼓8是固定在车轮的轮毂上的，而且它是随着车轮一起旋转。
弧形制动蹄10主要是由固定在制动板11的两个支撑销12进行支承的。
摩擦片9是安装在制动蹄的外表面的。
安装在制动地板上的液压制动轮缸6是由制动管路5与液压制动主缸4导通的。
驾驶员可以操纵踏板1来控制制动主缸中的活塞3.
以上是液压制动系统的基本组成部件，那么接下来就是主要介绍车辆制动系统不工作与工作的两种情况。
当在液压制动系统不工作时，车轮可以自由旋转。
这时，制动系统的摩擦片与制动鼓之间是有一道缝隙的。
而当制动系统工作时，也就是驾驶员踩下制动踏板，通过推杆2使制动液经过制动主缸。
从制动主缸流出来的制动液是有一定压力的，再通过轮缸活塞7使制动蹄绕着支承销向外张开，推使摩擦片压在制动鼓的内表面，从而阻碍制动鼓的旋转，起到一个制动的效果。
驾驶员踩下制动踏板的力度越大，制动系统所产生的制动力就越大，制动效果就越好。
当驾驶员松开制动踏板后，制动蹄上的摩擦片在回位弹簧13的拉力作用下与制动鼓的内表面分离，制动蹄回到原来的位置，制动解除[]。
图1制动系统工作原理示意图
1-制动踏板；2-推杆；3-主缸活塞；4-制动主缸；5-油管；6-制动轮缸；7-轮缸活塞；
8-制动鼓；9-摩擦片；10-制动蹄；11-制动地板；12-支承销；13-回位弹簧
第二章防抱死制动系统、电子稳定系统
2.1防抱死制动系统
2.1.1防抱死制动系统的定义
ABS是防抱死制动系统的简称。
它属于车辆上一套主动安全装置，它的可靠性要求非常高，否则的话可能会导致人身安全以及车辆损伤，所以提升ABS的可靠度是很有必要的。
2.1.2ABS的结构组成以及工作原理
目前，汽车上使用的ABS有许多不同的结构形式，但最主要的还是分为电子式和机械式两种。
但是机械式无论在精度还是在实际效果上都没有电子式好，故轿车上的防抱死制动系统基本上都是电子式的。
它主要由传感器、制动压力调节器、电子控制单元以及液压制动系统。
防抱死制动系统的原理通俗来说，就是将前、后轮速传感器感应到的车轮的速度传输给车辆ECU，再由ECU对其进行分析。
如果发现某个车轮快要抱死，制动压力调节器就会收到电子控制单元的命令，从而对油压控制阀进行控制，调整各个车轮的制动分泵，使制动摩擦片以“一收一放”的形式来作用车轮，这样就避免了车轮抱死以及保证了地面与轮胎的附着力，从而制动时就不会出现制动跑偏了[]。
2.1.3ABS的功用
（1）加强对汽车的控制。
在驾驶未配备防抱死制动系统的车辆时，驾驶员遇到前方有事故紧急制动时，容易发生甩尾以及侧滑的现象，使车辆不受驾驶员的驾控，从而加大了驾驶的危险性。
而驾驶配备防抱死制动系统的车辆，在紧急制动时，驾驶员可以在有限的时间内仍能在很大程度上保持对车辆的操控，从而做出相应的措施，降低发生事故的概率。
（2）减少滑移现象。
在光滑、潮湿的路面驾驶未装备防抱死制动系统的车辆，在紧急制动的过程中容易发生车轮抱死而车辆仍在道路上继续向前滑移的现象。
但是配备了防抱死制动系统的车辆由于降低了车轮抱死的概率，所以也避免了滑移的现象。
（3）有效缩短制动距离。
在采取紧急制动时，ABS是使车轮处于既滑动又滚动的临界状态，滑动与滚动所占的比例大概是1:
4，这个时候地面与轮胎的摩擦力最大，从而有效的缩短了制动距离。
（4）减轻了轮胎的磨损。
配备了ABS的车辆，由于在紧急制动的情况下降低了车轮抱死的现象，从而减少了车轮与地面的滑动摩擦，使轮胎避免了不必要的磨损。
在现实生活中，我们经常看到路面留有一条很长的黑色制动痕迹，那肯定是没有配备防抱死制动系统的汽车留下的，而配备了防抱死制动系统的汽车的制动痕迹则是一小段的，显而易见地降低了轮胎与路面的磨损。
2.2ABS主要部件的检修
该系统可以有效缩短制动距离，保证制动过程中转向操纵依然有效，尤其在紧急制动时。
若ABS系统出现故障，ABS警告灯就会点亮，需要及时停车处理或修复。
常见的ABS系统的故障检修方法如下：
2.2.1ABS系统的泄压
ABS系统泄压的方法基本上都是：
将车辆的点火开关置于OFF，然后再反复踩制动踏板至少20次以上。
当踩制动踏板力明显感觉增加，即此时液压助力消失，ABS系统即泄压完成。
当我们维修以下部件：
电动泵、电磁阀体、压力警告和控制开关等，都需要进行泄压操作。
2.2.2ABS系统电脑的更换
当我们用正常的电脑替换原车电脑，从而观察ABS系统的工作情况，通过前后对比来判别原车电脑是否有故障。
更换步骤：
首先，将车辆的点火开关置于OFF档，然后拆下电脑上的线束插头，再换上正常电脑，并且插上所有的线束插头，以及检查它们是否有松动情况，接下来就是接通点火开关，然后起动发动机，车辆仪表台的制动灯和ABS警告灯应显示系统的正常状态。
2.2.3轮速传感器的调整
当传感器的探头脏污以及传感器的空气间隙没有达到要求，都会引起传感器工作不良，应对其进行调整，以恢复正常工作状态。
调整步骤：
首先，我们利用举升器将车辆架起，拆下相应的轮胎和车轮装置，拧松（紧固传感头）螺栓，通过盘式制动器挡泥板孔拆下传感头，从而清除其表面的金属碎屑或者脏污。
并且，在传感头端面粘贴以新纸垫片（厚度为1.3mm）。
接下来，我们把拆下的零部件重新装回原位，确保安装到位。
接下来，将汽车放下，起动发动机，若ABS故障指示灯不良，则表明系统正常，传感器良好；否则，重新安装或者进一步检修。
2.2电子稳定程序
2.2.1电子稳定程序的定义
电子稳定程序简称ESP，包含ABS（防抱死制动系统）和ASR（驱动防滑控制系统），是这两种系统功能上的延伸。
发生道路交通事故的很大一部分原因是与驾驶人的错误操作有关。
当高速行驶的车辆在遇到外部意外情况时（如前方车辆急踩刹车），这时车辆处在一个非常危险的境地；如果驾驶员没有把握处理这种危险情形的话，惨烈的事故就很有可能发生。
在这种情况下就需要一个系统来稳定汽车，确保驾驶安全。
好的汽车稳定性取决于汽车能否沿着车道行驶和汽车在转向时能否稳定而不滑移②。
2.2.2ESP的功能
电子稳定程序是一种控制系统，提高了车辆的行驶性能。
该控制系统主要分成两个子系统：
一个是在制动系统中；另一种是在传动系统中。
利用ABS可以避免制动时车轮出现抱死的现象；利用ASR可以阻止汽车在起步时出现驱动轮滑转的现象。
车辆在行驶过程中只要不超过它本身的物理极限，电子稳定程序就可以确保车辆转向时不会出现滑移、侧向驶出车道以及不稳定的现象。
ESP可以改善车辆驾驶的安全性主要从一下几个方面来体现：
1）扩大了汽车在有限范围内的稳定性。
不管汽车在任何行车状况下，都能保证车辆行驶在车道中。
2）提高了汽车在危险情况下的稳定性，如在紧急制动或者在恐惧时要求很高的驾驶技巧，从而使汽车横甩的可能性大大降低。
3）不管在任何路况下，通过与发动机、ABS以及ASR系统的共同作用，可以进一步增大路面与轮胎的摩擦力，从而起到了缩小制动距离以及提高了汽车行驶的稳定性和操控性的作用。
2.2.3ESP的基本工作原理
首先ESP电控系统主要由传感器、控制单元和执行元件三部分组成。
而ESP的基本工作原理实际上是利用车辆上的制动系统致使车辆能够进行“转向”。
首先制动器的基本任务是使汽车减速或让车停下。
ESP在一定范围的物理极限内通过对制动系统进行控制，保证车辆在车道内不管任何行驶情况下都能稳定驾驶。
首先通过横摆角速度传感器将车辆绕垂直于路面轴线方向的旋转角度传递给ESP系统，然后再通过侧向加速度传感器来判断车辆的实际行驶方向。
例如：
当电子稳定系统根据传感器的信息分析转向不足时，电子稳定系统通过制动内侧车轮的措施，使汽车能够沿驾驶人转弯的方向偏转行驶，从而起到了稳定车辆的作用；当电子稳定系统分析过度转向时，电子稳定系统通过采取制动外侧前轮的方法，从而有效避免了甩尾的现象，并在一定程度上降低了转向过度的趋势，达到稳定车辆的效果。
图2抑制转向不足图3抑制转向过度
2.3ESP的常见故障与检修
2.3.1传感器故障
ESP功能失效多是由于传感器故障所引起的。
我接下来主要就转向角传感器进行检修。
转向角传感器一般安装于汽车转向柱上，转向开关与方向盘之间，与安全气囊、时钟弹簧集为一体。
当转向角传感器出现故障时，ESP系统不能识别汽车的预期行驶方向，从而导致ESP系统不起作用。
诊断时，可通过ESP自诊断功能检测出其故障。
值得注意的是，更换传感器或着ESP时，要对传感器进行初始化设定。
进行初始化设定时，先把点火开关转到“ON”档，然后再左右反复转动方向盘10圈左右。
2.3.2电子控制单元故障
电子控制单元一般安装在汽车右侧放脚空间的前部，是ESP系统的核心，监控着所有的电器部件。
其常见故障现象是电子控制单元的供电电压不正常或电控单元失效。
检测故障时可通过系统自诊断功能来进行诊断，必要时更换ECU。
第三章汽车制动性能的检测
汽车制动性能是指汽车行驶时，能在短距离内停车且维持行驶方向的稳定和下长坡时能维持一定车速，以及保证汽车长时间停驻坡道的能力[1]。
汽车制动性的好坏，可通过台试检测或者路试检测加以评价。
3.1汽车制动性能的检测指标
汽车制动性能检测指标体系应提供车辆制动性能的综合评价，全面反映汽车的制动系统技术条件。
根据台试检测和路试检测的要求，在用汽车制动性能的检测指标主要有：
汽车制动力、制动距离、充分发出的平均减速度、制动协调时间以及制动时的方向稳定性。
1.汽车制动力
汽车制动力是指汽车制动时，通过车轮制动器的作用，地面提供的对车轮的切向阻力。
车辆通过制动力的作用快速减小速度乃至于停车。
当被测车辆的质量一定时，车辆释放的制动力愈大，那么车辆的减速度愈大，则表明车辆的制动效能非常好。
因此，在现实生活中，汽车制动力常常作为台试检测制动性的指标。
通过对汽车制动力的检测不但能真实反映出汽车制动系统的技术状况，而且能体现汽车制动过程的实质，它是评价汽车制动性最本质的检测指标。
2.制动距离
制动距离是指汽车在规定的道路条件、规定的初始车速下急踩制动时，从脚接触制动踏板起到汽车停驻时止汽车驶过的距离。
在检测条件一定时，制动距离的长短能反映制动系统的技术状况，制动距离越短，则汽车制动性能就越好。
因此，在检测过程中，制动距离常常作为路试检测的指标。
不管怎么说，制动距离与驾驶安全有着密切的关系，而且它最能直观体现出制动性能的好坏。
3.充分发出的平均减速度
充分发出的平均减速度是指车辆在规定的初速度下急踩制动制动时，按照以下公式得出减速度。
式中MFDD—充分发出的平均减速度（m/s²）；
V0—汽车制动初速度（km/h）；
Vb—0.8V0,汽车速度（km/h）；
Ve—0.1V0，汽车速度（km/h）；
Sb—在速度V0至Vb时汽车驶过的距离（m）；
Se—在速度V0至Ve时车辆驶过的距离（m）。
由于在车辆进行制动的过程中，充分发出的平均减速度表现的比较稳定，故能直观地反映出车辆的制动性能。
车辆进行制动的过程中，若车辆的MFDD值愈大，车辆的制动力愈大，则说明制动性能越好。
所以，常常将充分发出的平均减速度作为路试检测的性能指标。
4.制动协调时间
制动协调时间是指在急踩制动踏板时，从踏板开始动作至车辆减速度达到标准规定的充分发出的平均减速度75%时所需的时间。
由于制动协调时间只反映制动过程的局部信息，因此，制动协调时间不能单独作为制动性能的检测指标，而只能作为制动性能的辅助检测指标。
5.制动稳定性
制动稳定性是指车辆在制动时保持直线行驶的能力或按照规定弯道行驶的能力。
一般情况下，制动稳定性较差的车辆，在路试时会出现偏驶规定通道宽度的情况，而台试检测时表现为左右车轮制动力增长速度快慢不一或者制动力不等的现象。
所以，国内的安全法规规定，试车道的宽度作为路试检测制动稳定性的指标；而同轴左、右轮的制动力差值作为台式检测制动稳定性的指标。
3.2汽车制动性能的台试检测
车辆制动性能的台试检测就是通过专门的车辆制动试验台进行检测的。
汽车制动试验台类型多样，按照检测原理可以分类为反力式制动试验台和惯性式制动试验台两类；如果按照支承车轮类型的差别，又可将制动试验台分为滚筒式和平板式两类。
现在，在国内多数采用的试验台是单轴反力式滚筒制动试验台。
接下来就详细介绍此试验台。
3.2.1台试试验台的基本结构
每一套单轴反力式滚筒制动试验台都是由框架、驱动装置、滚筒装置、测量装置、举升装置以及指示与控制装置等组成。
图4单轴反力式制动试验台结构图
1.电动机2.压力传感器3.减速器4.滚筒5.第三滚筒6.电磁传感器7.链传动8.测量指示仪表
1）驱动装置
该套装置主要由电动机、减速器以及传动链组成。
首先，主动滚筒是靠电动机通过减速器减速后进行驱动的，然后主动滚筒再靠传动链从而带动从动滚筒转动。
图5车轮制动力测试单元
1.传感器2.电动机3.减速器4.测力杆5、6.链传动7.从动滚筒8.第三滚筒
2）滚筒装置
每一套制动试验台都会有一对主、从动滚筒。
每个滚筒都是通过滚动轴承以及支架支承在框架上的，并且两滚筒轴线平行。
滚筒就好比如活动的地面，它主要是用来支撑车轮以及承受和传递制动力的，而且车轮是放在两滚筒中间的。
3）测量装置
该装置由测力杠杆和传感器两部分构成。
其中，测力杠杆的一端与减速器浮动壳体相连，另一端与传感器相连。
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