卡罗拉制动系统常见故障分析及维修.docx

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卡罗拉制动系统常见故障分析及维修

河南工业职业技术学院

HenanPolytechnicInstitute

毕业设计（论文）

题目卡罗拉制动系统常见故障分析及维修

班级汽检1402

姓名

指导教师

毕业设计（论文）任务书

填表时间：

2016年月日

学生姓名

专业班级

汽检1402

指导教师

课题类型

工程设计

设计（论文）题目

卡罗拉制动系统常见故障分析及维修

主要

研究内容

1、汽车制动系统的发展与分类

2、汽车制动系统的基本组成与工作原理

3、汽车制动系统的故障诊断现象与检修

……

主要技术指标（或研究目标）

1、制动系统的发展与分类

2、制动系统的实现

3、制动系统的故障与检修

……

进度计划

第一阶段，

月

日~

月

日，确定论文题目，参考相关文献，撰写论文提纲

第二阶段，

月

日~

月

日，根据论文提纲，进行论文内容的编写

第三阶段，

月

日~

月

日，完善论文内容，规划整体格式，完成论文。

主要参考文献

[1]栾琪文、卡罗拉∕花冠∕威驰∕轿车快修精修手册[M]、北京﹕机械工业出版社2009、9:

93～100、

[2]张俊、汽车车身电控技术[M]、北京﹕中国人民大学出版社、2009、8:

25～63、

……

指导老师签字：

年月日

目录

摘要1

ABSTRACTII

第一章前言3

1.1制动系统研究现状4

1.2课题主要内容6

1.3课题研究方案7

第二章制动系分类8

2.1盘式制动器结构形式简介8

2.2盘式制动器优缺点9

2.3盘式制动系统的工作原理11

2.4鼓式制动器的工作原理13

2.5鼓式制动器的优缺点17

第三章丰田卡罗拉制动系统的检修及注意事项18

3.1检修项目18

3.2注意事项18

第四章丰田卡罗拉制动系统故障检修实例分析22

4.1卡罗拉制动异响22

4.2制动失效23

4.3制动效果不良24

4.4制动时车辆跑偏26

结束语28

参考文献29

致谢30

摘要

汽车制动系统是汽车的一个重要组成部分，直接影响汽车的安全性和可靠性。

关乎着驾车者及交通参与者的人生和生命安全。

据相关资料显示，由于汽车本身造成的交通事故中，制动故障引起的事故占事故总量的45%。

可见，制动系统是保证行车安全极为重要的一个系统。

为了确保汽车在复杂多变的路况下能高速安全行驶，提高汽车的运输效率，行驶中随时控制车速，危机时尽可能的将车速降低或停车，从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置。

本文就是主要研究卡罗拉制动系统的结构与故障分析。

首先对其制动系统做了较全面的了解，在对其故障进行实际案例诊断分析，最后能有效的排除故障，保证制动系统的安全。

关键词：

制动系统结构故障

ABSTRACT

Automobilebrakesystemisanimportantpartofthecar,directlyaffectsthesafetyandreliabilityofthecar.Aboutthedriversandtrafficparticipants'lifeandlifesafety.Accordingtorelevantdatashowthatcausedbythecarsthemselvesinthetrafficaccident,brakefailureaccountedfor45%oftotalaccidentscausedbytheaccident.Visible,thebrakingsystemisasystemtoensuredrivingsafetyisveryimportant.

Inordertoensurethecardrivingundercomplexroadconditionstohighwaysafety,improvetheefficiencyofautomobiletransportation,theroadtocontrolthespeedatanytime,crisiswouldreducespeedorstopasmuchaspossible,andtoacertaindegreeofforcebrakingofaseriesofspecialdevice.

Thisarticleismainlystudythestructureofcorollabrakingsystemandfaultanalysis.Firstofall,itsbrakingsystemmadeamorecomprehensiveunderstanding,inthefaultdiagnosisofactualcaseanalysis,finallycaneffectivelytroubleshoot,ensurethesafetyofthebrakingsystem.

Keywords：

ThebrakingsystemStructureThefault

第一章前言

使行驶中的汽车减速甚至停车，使下坡行驶的汽车的速度保持稳定，以及使已停驶的汽车保持不动，这些作用统称为制动；汽车上装设的一系列专门装置，以便驾驶员能根据道路和交通等情况，借以使外界（主要是路面）在汽车某些部分（主要是车轮）施加一定的力，对汽车进行一定程度的制动，这种可控制的对汽车进行制动的外力称为制动力；这样的一系列专门装置即称为制动系。

这种用以使行驶中的汽车减速甚至停车的制动系称为行车制动系；用以使已停驶的汽车驻留原地不动的装置，称为驻车制动系。

这两个制动系是每辆汽车必须具备的。

任何制动系都具有以下四个基本组成部分。

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。

控制装置：

包括产生制动动作和控制制动效果的各种部件。

传动装置：

包括将制动能量传输到制动器的各个部件

制动器：

产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力（制动力）的部件，其中包括辅助制动系中的缓速装置。

按制动能源来分类，行车制动系可分为，以驾驶员的肌体作为唯一制动能源的制动系称为人力制动系；完全靠由发动机的动力转化而成的气压或液压形式的势能进行制动的则是动力制动系，其制动源可以是发动机驱动的空气压缩机或油泵；兼用人力和发动机动力进行制动的制动系称为伺服制动系。

驻车制动系可以是人力式或动力式。

专门用于挂车的还有惯性制动系和重力制动系。

按照制动能量的传输方式，制动系可分为机械式、液压式、气压式和电磁式等。

同时采用两种以上传能方式的制动系可称为组合式制动系。

制动系统是评价汽车安全性的一个重要因素，也是汽车的重要组成部分之一。

当今汽车行业已经非常发达，人类对汽车的性能要求也越来越高。

一款安全、轻便、环保、经济的制动系统可以大大提高汽车的性能。

这也是汽车设计人员不断追求的目标。

1.1制动系统研究现状

目前，车辆主要还是采用盘式和鼓式制动器的组合形式。

虽然盘式制动器的使用经济性现在有所提高，但是与鼓式制动器比起来还是贵得多。

当然，气压盘式制动器的性能更优越，内衬的使用寿命更长，维修间隔和保养技术也进一步提升。

摩擦材料现在更大程度的向有机材料类型转变，这对盘式制动器的发展来说是一个契机，可以使得气压盘式制动器在更高的温度下运行，而鼓式制动器材料是不能承受这样的温度的。

鼓式制动器的发展已经达到了最高限度。

　　因此，汽车制动器未来的发展重点是浮钳式盘式制动器。

尤其在前轮安装的通风盘式制动器又是发展重点。

另外，作为需要在增大制动力的一种制动产品，双盘式制动器在商用车应用的气压式双盘式制动器将是未来发展的方向。

在后轮盘式制动器中，带驻车制动器功能的盘中鼓式制动器将是未来发展的一种趋势。

随着BBW技术的发展，盘式电动制动器是未来发展的重点方向。

在材料选择方面：

80年代之前，国内外都主要采用有石棉树脂型摩擦材料用于汽车制动，但因石棉摩擦产生有毒粉尘吸入人体后对肺产生影响，以及产生环境污染，同时在高速、高温下，石棉材料的强度、摩擦系数、耐磨性能等均下降，因此，汽车制动系无石棉化已是一种必然的发展趋势。

国外从70年代就开始禁止采用石棉用做制动材料，我国在1999年修改的GB12676-1999法规也明确规定“2003年10月1日之后，制动衬片应不含石棉”。

目前国际上第三代摩擦材料诞生——无石棉有机物NAO片。

主要使用玻璃纤维、芳香族聚酰纤维或其它纤维（碳、陶瓷等）作为加固材料。

其主要优点是：

无论在低温或高温都保持良好的制动效果，减少磨损，降低噪音，延长刹车盘的使用寿命，代表目前摩擦材料的发展方向。

比如由河北工业大学所承担的科研项目“替代石棉制品汽车制动摩擦片的研制”中，采用当地的海泡石纤维来研制摩擦材料取得初步成功；西安交大与广东省东方剑麻集团有限公司联合研制采用剑麻作为增强纤维也初步取得成功，据报道该制动器的摩擦系数、磨损率、硬度、冲击韧性等各项性能均达到国家标准、具有摩擦系数平稳、热恢复性能好、刹车噪音小、使用寿命长、低成本等优点。

另外，国内还有人研究采用水镁石做摩擦材料。

不同的纤维有不同的优缺点，因此研制一种比较符合各种要求的摩擦材料也就成为人们的追求。

但不管如何，未来汽车制动摩擦材料必须是环保化、安全化、轻量化以及低成本的原则。

另外，现代汽车制动控制技术正朝着电子制动控制方向发展。

全电制动控制因其巨大的优越性，将取代传统的以液压为主的传统制动控制系统。

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。

但是，汽车制动控制技术的发展受整个汽车工业发展的制约。

有一个巨大的汽车现有及潜在的市场的吸引，各种先进的电子技术、生物技术、信息技术以及各种智能技术才不断应用到汽车制动控制系统中来。

同时需要各种国际及国内的相关法规的健全，这样装备新的制动技术的汽车就会真正应用到汽车的批量生产中。

1.2课题主要内容

目前，在中高级轿车上前后轮都已经采用了盘式制动器。

不过，时下还有不少经济型轿车采用的还不完全是盘式制动器，而是前盘后鼓式混合制动器（即前轮采用盘式制动器、后轮采用鼓式制动器），这主要是出于成本上的考虑，同时也是因为轿车在紧急制动时，负荷前移，对前轮制动的要求比较高，一般来说前轮用盘式制动器就够了。

在货车上，盘式制动器也有被采用，但离完全取代鼓式制动器还有相当长的一段距离，比如说大部分轿车（如夏利、吉利、神龙富康、捷达）、微型车（长安之星、昌河、丰田海狮）、轻卡（东风小霸王、江铃、南京依维柯）、SUV及皮卡（湖南长丰、江铃皮卡）等采用前盘后鼓式混合制动器。

但随着高速公路等级的提高,乘车档次的上升,特别是国家安全法规的强制实施,前后轮都用盘式制动器将是一种发展趋势。

在制动器日益发展的今天，盘式制动器已经成为一种趋势，本论文以结合现实市场中丰田卡罗拉盘式制动器的结构、工作原理、检测手段、维护与故障排除为主要的浅论内容，以达到针对现实中盘式制动器的各方面的理解和认识，以及在实际应用中针对盘式制动器的注意事项做以说明。

1.3课题研究方案

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。

但由于结构问题使它在制动过程中散热性能差和排水性能差，容易导致制动效率下降，因此在近三十年中，在轿车领域上已经逐步退出让位给盘式制动器。

但由于成本比较低，仍然在一些经济类轿车中使用，主要用于制动负荷比较小的后轮和驻车制动。

从汽车诞生时起，车辆制动系统在车辆的安全方面就扮演着至关重要的角色。

近年来，随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高，这种重要性表现得越来越明显。

众多的汽车工程师在改进汽车制动性能的研究中倾注了大量的心血。

目前关于汽车制动的研究主要集中在制动控制方面，包括制动控制的理论和方法，以及采用新的技术，本论文只要从以下几点研究：

1、现代汽车制动系统的发展趋势

2、制动系统的结构

3、制动系统的原理

4、故障诊断

5、案例分析

6、检修调整

通过研究分析和讨论，制动系统工作是否正常对汽车安全起到决定性的作用，不要忘记检查制动系统的故正常的工作状态，保证汽车在行驶正常工作能有效的制动。

以及通过汽车制动系统的组成结构、工作原理和制动系统常见故障诊断与排除的详细阐述，全方面的研究分析制动系统。

使我们能够真正明白制动系统，了解制动系统甚至学会如何去维护制动系统并排除故障。

第二章制动系分类

2.1盘式制动器结构形式简介

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。

盘式制动器的结构形式包括点盘式和全盘式。

点盘式制动器是由于摩擦面仅占制动盘的一小部分，故称为点盘式。

它有固定卡钳式和浮动卡钳式两种。

为了不使制动轴受到径向力和弯矩，点盘式制动缸应成对布置。

制动转矩较大时，可采用多对制动缸。

必要时可在中间开通风沟，以降低摩擦副温升，还应采取隔热散热措施，以防止液压油温高变质。

而全盘式制动器盘式制动器已广泛应用于轿车，但除了在一些高性能轿车上用于全部车轮以外，大都只用作前轮制动器，而与后轮的鼓式制动器配合，使得汽车有较高的制动时的方向稳定性。

在货车上，盘式制动器也有采用，但离普及还有相当大的距离

【点盘式】

由于摩擦面仅占制动盘的一小部分，故称点盘式。

有固定卡钳式和浮动卡钳式两种。

为了不使制动轴受到径向力和弯矩，点盘式制动缸应成对布置。

制动转矩较大时，可采用多对制动缸。

必要时可在中间开通风沟，以降低摩擦副温升，还应采取隔热散热措施，以防止液压油温高变质。

【全盘式】

这种制动器结构紧凑，摩擦面积大。

盘式制动器又分为定钳形和浮钳型两种，定钳形的两个油缸分别布置在制动盘的内外两侧，因此需要较大的车轮内侧空间。

但对于小型汽车和轿车，车轮内侧空间很小，难以装下定钳式盘式制动器制动钳，因此又开发了浮钳形盘式制动器。

这种制动器只有制动盘的内侧有油缸，但两侧都有制动块，因此占用体积小，适合在轿车上布置。

2.2盘式制动器优缺点

【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。

1、热稳定性较好。

因为制动摩擦衬块的尺寸不长，其工作表面的面积仅为制动盘面积的12%～6%，故散热性较好。

2、水稳定性较好。

因为制动衬块对盘的单位压力高，易将水挤出，同时在离心力的作用下沾水后也易于甩掉，再加上衬块对盘的擦拭作用，因而，出水后只需经一、二次制动即能恢复正常；而鼓式制动器则需经过十余次制动方能恢复正常制动效能。

3、制动力矩与汽车前进和后退行驶无关。

4、在输出同样大小的制动力矩的条件下，盘式制动器的质量和尺寸比鼓式要小。

5、盘式的摩擦衬块比鼓式的摩擦衬片在磨损后更易更换，结构也较简单，维修保养容易。

6、制动盘与摩擦衬块间的间隙小（0、05～0、15mm），这就缩短了油缸活塞的操作时间，并使制动驱动机构的力传动比有增大的可能。

7、制动盘的热膨胀不会像制动鼓热膨胀那样引起制动踏板行程损失，这也使间隙自动调整装置的设计可以简化。

【缺点】

盘式制动器有自己的缺陷。

例如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。

制动比较粗暴。

两个粘有摩擦衬面的摩擦盘能在花键轴上来回滑动，是制动器的旋转部分。

当制动时，能在极短时间使车辆停止。

再加上压盘上球槽的倾斜角不可能无限大，所以制动不平顺。

2.3盘式制动系统的工作原理

制动时，油液被压入内、外两轮缸中、其活塞在液压作用下将两制动块压紧制动盘，产生摩擦力矩而制动。

此时，轮缸槽中的矩形橡胶密封圈的刃边在活塞摩擦力的作用下产生微量的弹性变形。

放松制动时，活塞和制动块依靠密封圈的弹力和弹簧的弹力回位。

由于矩形密封圈刃边变形量很微小，在不制动时，摩擦片与盘之间的间隙每边只有0、1mm左右，它足以保证制动的解除。

又因制动盘受热膨胀时，其厚度只有微量的变化，故不会发生“托滞”现象。

矩形橡胶密封圈除起密封作用外，同时还起到活塞回位和自动调整间隙的作用。

如果制动块的摩擦片与盘的间隙磨损加大，制动时密封圈变形达到极限后，活塞仍可继续移动，直到摩擦片压紧制动盘为止。

解除制动后，矩形橡胶密封圈将活塞推回的距离同磨损之前相同，仍保持标准值钳盘式制动器按制动钳的结构型式可分为定钳盘式和浮钳盘式两种。

1、定钳盘式制动器的制动钳固定安装在车桥上，既不能旋转，也不能沿制动盘轴线方向移动，因而其中必须在制动盘两侧都装设制动块促动装置（例如相当于制动轮缸的液压缸），以便分别将两侧的制动块压向制动盘。

如图1所示为定钳盘式制动器的结构示意图。

制动盘1固定在轮毂上，制动钳5固定在车桥上，既不能旋转也不能沿制动盘轴向移动。

制动钳内装有两个制动轮缸活塞2，分别压住制动盘两侧的制动块3。

当驾驶员踩下制动踏板使汽车制动时，来自制动主缸的制动液被压入制动轮缸，制动轮缸的液压上升，两轮缸活塞在液压作用下移向制动盘，将制动块压靠到制动盘上，制动块夹紧制动盘，产生阻止车轮转动的摩擦力矩，实现制动。

2、浮钳盘式制动器的制动钳一般设计的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。

图2为浮钳盘式制动器的结构示意图。

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（带摩擦块磨损报警装置）推向制动盘4、与此同时，作用在制动钳体1上的反作用力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于运动方向相反的制动力矩，促使汽车制动。

图二

2.4鼓式制动器的工作原理

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，其刹车鼓的设计1902年就已经使用在马车上了，直到1920年左右才开始在汽车工业广泛应用。

现在鼓式制动器的主流是内张式，它的制动块（刹车蹄）位于制动轮内侧，在刹车的时候制动块向外张开，摩擦制动轮的内侧，达到刹车的目的。

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。

四轮轿车在制动过程中，由于惯性的作用，前轮的负荷通常占汽车全部负荷的70%-80%，前轮制动力要比后轮大，后轮起辅助制动作用，因此轿车生产厂家为了节省成本，就采用前盘后鼓的制动方式。

不过对于重型车来说，由于车速一般不是很高，刹车蹄的耐用程度也比盘式制动器高，因此许多重型车至今仍使用四轮鼓式的设计。

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：

制动蹄压住旋转表面。

这个表面被称作鼓。

　　许多车的后车轮上装有鼓式制动器，而前车轮上装有盘式制动器。

鼓式制动器具有的元件比盘式制动器的多，而且维修难度更大，但是鼓式制动器的制造成本低，并且易于与紧急制动系统结合。

　　在本篇文章中，我们将了解鼓式制动器的工作原理、检查紧急制动器的安装情况并找出鼓式制动器所需的维修类别。

　　当您打开一个鼓式制动器时，可能会发现鼓式制动器的结构看起来比较复杂，有点让人望而生畏。

我们将鼓式制动器进行分解，并分别说明各个元件的作用。

　　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。

　　当您踩下制动踏板时，活塞会推动制动蹄靠紧鼓。

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。

许多鼓式制动器都是自作用的。

当制动蹄与鼓发生接触时，会出现某种楔入动作，其效果是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。

　　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。

　　您可以看到，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。

　　汽车上的紧急制动器必须使用主制动系统之外的动力源来启动。

鼓式制动器的设计允许简单的线缆启动机构。

　　运行中的紧急制动器

　　当启动紧急制动器时，线缆会拉动杠杆，使两个制动蹄分开。

　　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。

　　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。

2.5鼓式制动器的优缺点

鼓式刹车之优点：

1.造价便宜符合传统设计，制动效果明显。