汽车底盘构造与维修四制动系

汽车底盘构造与维修四制动系

项目四　制动系 讲师课程：汽车底盘构造与维修 概述 制动系的作用： 减速、停车或驻车 制动系的组成： 供能装置 控制装置 传动装置 制动器 制动系的分类： 按功用分： 行车制动系、驻车制动系、第二制动系、辅助制动系 按制动能源分： 人力制动系、动力制动系、伺服制动系。 按制动能量分： 机械式、液压式和气压式 概述 图 4-0-1 制动系工作原理 概述 制动作用的产生： 制动器摩擦力　　　　　　车轮与地面附着力，即制动力 对制动系的基本要求： 具有良好的制动性能 操纵轻便 制动平顺性好 对有挂车的制动系，还要求挂车的制动作用略早于主车，挂车自行脱钩时能自动进行应急制动。 任务一　更换盘式制动器制动块 １、任务引入 汽车制动性能变差，有的车辆还伴有制动警告灯点亮，经检查为制动块摩擦片磨损，需更换制动块。 ２、相关理论知识 盘式制动器种类： 全盘式 钳盘式：定钳盘式、浮钳盘式 图 4-1-1 定钳盘式制动器结构示意图 图 4-1-2 浮钳盘式制动器结构示意图 图 4-1-3 浮钳盘式制动器 a) 结构图； b) 零件分解图 ２、相关理论知识 浮钳盘式制动器矩形密封圈： 浮钳盘式制动器利用活塞矩形密封圈的弹性变形实现制动 间隙的自动调整 。 活塞密封圈兼起 活塞复位弹簧 和 一次调准式间隙自调装置 的作用。 图 4-1-4 盘式制动器制动间隙自动调整装置 a) 制动状态； b) 不制动状态 ２、相关理论知识 制动块摩擦片磨损报警装置 ： 用来提醒驾驶员制动块上的摩擦片需要更换。 该装置传感器有声音的、电子的和触觉的 3 种。 图 4-1-5 声音式制动块磨损报警装置 ２、相关理论知识 盘式车轮制动式驻车制动装置 ： 扭簧螺圈直径可变。 图 4-1-6 带凸轮促动机构的浮式制动钳 ３、任务实施 操作提示： 装备有普通机械驻车制动装置的，要用专用工具将活塞旋进制动钳体内极限位置。 装备有电子驻车制动装置的，要用专用电脑驱动驻车制动活塞，使其进入制动钳体内。 摩擦片工作面、制动盘的工作面不要沾上油污、沙粒等 消音片要安装可靠。 更换完制动块， 在车辆没有行走之前，要踏几次制动踏板 ，使制动间隙恢复到正常，以免车辆起动运行后，第一制动时，因制动间隙过大导致制动失效，出现碰撞事故。 任务二　更换鼓式制动器制动蹄 ２、相关理论知识 鼓式车轮制动器 按作用方向：内张型、外束型 按张开机构：轮缸式、凸轮式、楔形块式 按制动时两蹄力矩： 领从蹄式、双领蹄式、双向双领蹄式、双从蹄式、单向自增力式和双向自增力式 领蹄：具有助势 从蹄：具有减势 制动效能对称：前进、倒退时车轮制动力一样 平衡式：两蹄对鼓的法向力平衡 非平衡式：两蹄对鼓的法向力平衡 ２、相关理论知识 图 4-2-1 领从蹄式制动器示意图 图 4-2-2 双领蹄式制动器示意图 ２、相关理论知识 图 4-2-3 双向双领蹄式制动器示意图 图 4-2-4 双从蹄式制动器示意图 ２、相关理论知识 图 4-2-5 单向自增力式制动器示意图 图 4-2-6 双向自增力式制动器示意图 图 4-2-7 装有 一次调准式自调装置的鼓式 制动器 ２、相关理论知识 鼓式车轮制动器制动间隙自调装置： 一次调准式： 常与领从蹄式制动器配合使用，特点是一次制动即可使制动器间隙恢复到标准值，但因它对制动器热膨胀间隙也有补偿作用，易造成调整过度 。 阶跃式： 常与自增力式制动器配合使用，其特点是必须经过若干次（可能达 20 次以上）制动动作后才能一举消除所积累的过量制动器间隙。 ２、相关理论知识 图 4-2-8 制动间隙自动调整 原理示意图 图 4-2-9 装有 阶跃式自调装置 的 制动器 ３、任务实施 操作提示： 因间隙自调，要将螺丝刀插入制动鼓螺纹孔中并且向上撬楔形块，然后才能取下制动鼓。 制动蹄外工作面、制动鼓内工作面要保持清洁。 更换完新的制动蹄片并将制动鼓、车轮安装好后，要保证停稳车辆，用力踩制动踏板数次，以便制动摩擦片进入其正常工作位置。 任务三　更换制动主缸 １、任务引入 踏制动踏板时感觉制动踏板阻力很小，偶尔无制动效果产生，经检测为制动主缸皮碗磨损不能形成高油压所致，需更换制动主缸。 ２、相关理论知识 双管路制动传动装置的布置形式： 图 4-3-1 双管路液压制动传动装置布置形式 ２、相关理论知识 交叉型制动传动装置的示意图： 图 4-3-2 一汽宝来轿车液压制动传动装置示意图 ２、相关理论知识 制动主缸： 图 4-3-3 制动主缸工作原理示意图 ２、相关理论知识 双活塞式制动轮缸： 图 4-3-4 双活塞式制动轮缸 ２、相关理论知识 单活塞式制动轮缸： 图 4-3-5 单活塞式制动轮缸 ２、相关理论知识 制动液： 种类：植物制动液、矿物制动液、合成制动液 合成制动液标准：我国分为 HZY3 、 HZY4 、 HZY5 三级 ，相当于国际通用的 DOT3 、 DOT4 、 DOT5 产品。 制动液的选择原则： 一是必须选用同一种类的制动液，尽量选择合成制动液； 二是品质等级以 FMSS No. 116 DOT 标准为准。 制动液的使用： 制动液的更换以汽车的行驶里程或时间确定，一般行驶里程超过 3 万 km 或时间超过两年需更换。 ３、任务实施 操作提示： 排气顺序： 右后、左后、右前、左前。 制动液有毒且有腐蚀性，尽量不要接触到皮肤特别是眼睛上，也不要沾到车漆表面。如果出现上述情况要用大量清水洗净。 为防止制动液从环境空气中吸入水蒸汽，制动液要密封保存。 任务四　更换制动系统真空助力器 １、任务引入 踏制动踏板时感觉制动踏板阻力很大，而且制动效果明显下降，经检测为真空助力器膜片漏气，前后腔之间密封不严不能形成气压差所致，需更换真空助力器。 ２、相关理论知识 结构： 工作原理： 不制动时：真空阀开启，空气阀关闭。 制动时：真空阀关闭，空气阀开启。 维持制动时：双阀关闭。 放松制动时：复位。 渐进随动作用： 踏板行程　　　橡胶反作用盘变形量　　　助力程度 图 4-4-1 真空助力器 ３、任务实施 操作提示： 安装完成后，要调整制动灯开关。 任务五　更换 ABS 压力调节器总成 １、任务引入 ABS 灯常亮，并且当车辆高速行驶，紧急制动时，制动踏板无振颤感，制动距离明显偏长，经诊断为 ABS 系统制动压力调节器（又称液压单元）故障，须更换 ABS 压力调节器总成。 ２、相关理论知识 车轮抱死危害： 前轮制动到抱死滑移 —— 汽车将失去转向能力。 后轮制动到抱死滑移 —— 汽车将产生甩尾现象。 车轮滑移率： 纯滚动： 抱死： 边滚边滑： ABS （车轮防抱死制动系统， Anti-Lock Brake System ）作用： 图 4-5-1 附着系数与滑移率的关系 　 - 峰值附着系数；　　－ 车轮抱死时的纵向附着系数；　　 - 峰值附着系数时的滑移率；　　－ 横向附着系数；　　　－ 纵向附着系数 图 4-5-2 防抱死制动系统（ ABS ）的基本组成 a) 原理框图； b)ABS 元件图 ２、相关理论知识 车轮制动防抱死系统分类： 按控制方式分：预测控制、模仿控制 按控制通道分：独立控制（单轮控制）、同时控制（一同控制） 同时控制：低选择、高选择 通道： 在 ABS 系统中，能够独立进行制动压力调节的制动管路 。 图 4-5-3 3 通道式 ABS a ） 3 通道 4 传感器 ABS （双管路 Ⅱ 形布置）； b ） 3 通道 3 传感器 ABS ； c ） 3 通道 4 传感器 ABS （双管路 X 形布置） ２、相关理论知识 图 4-5-4 4 通道式 4 传感器式 ABS a ）双管路 Ⅱ 形布置； b ）双管路 X 形布置 ２、相关理论知识 轮速传感器： 电磁式、霍尔式 图 4-5-5 电磁轮速传感器示意图 图 4-5-6 轮速传感器产生的电压信号 ２、相关理论知识 图 4-5-8 霍尔轮速传感器示意图 ２、相关理论知识 减速度传感器： 种类：光电式、水银式、差动变压器式、半导体式 作用：判定路面附着系数。 图 4-5-9 光电式减速度传感器 a ）整体结构； b ）透光时（开）； c ）遮光时（关） ２、相关理论知识 电子控制器： 输入级电路、运算电路、输出级电路、安全保护电路 图 4-5-10 ABS ECU 内部电路框图（ 4 传感器 3 通道） ２、相关理论知识 制动压力调节器： 根据动力源分：液压式、气压式 根据结构关系分：整体式、分离式 根据调压方式分：流通式（三个 3/3 电磁阀的 BOSCH ABS; 8 个 2/2 电磁阀的 TEVES ABS ）、变容式 电磁阀： 根据需要控制轮缸与主缸相通（增压），或与储液器相　　通（减压），或都不通（保持）。电磁阀不通电时，轮缸始终与主缸相通，确保 ABS 失效后制动系统按常规系统工作。 回油泵：一是当电磁阀在“减压”过程中，将从制动轮缸流出的制动液经储液器及时泵回主缸；二是在 ABS 工作后的增压过程将低压储液器中的制动液泵到轮缸 。 低压蓄能器：暂时储存由轮缸中流出的制动液，减小压力调节过程中的脉动现象。 ２、相关理论知识 图 4-5-11 常规制动状态 ２、相关理论知识 图 4-5-12 保压状态 ２、相关理论知识 图 4-5-13 减压状态 ２、相关理论知识 图 4-5-14 解除制动状态 ２、相关理论知识 图 4-5-15 常规制动状态 ２、相关理论知识 图 4-5-16 保压状态 ２、相关理论知识 图 4-5-17 减压状态 ２、相关理论知识 图 4-5-18 增压状态 ２、相关理论知识 图 4-5-19 常规制动状态 ２、相关理论知识 图 4-5-20 减压状态 ２、相关理论知识 图 4-5-21 保压状态 ２、相关理论知识 图 4-5-22 增压状态 ３、任务实施 操作提示： 更换 ABS 电脑后要进行编码。 任务六　更换 ASR 电子控制器 １、任务引入 ASR 灯常亮，并且在急起步工况，驱动轮出现“滑转”现象，经检测为 ASR 电子控制器（又称电控单元）故障，需对其更换。 ２、相关理论知识 ASR ： 汽车驱动防滑转电子控制 作用： 防止汽车在起步、加速过程中驱动轮打滑，特别是防止汽车在非对称路面或转弯时驱动轮空转。 滑转率 ASR=TRC( 牵引力控制 ) ASR 系统的主要控制方式： 对发动机输出转矩进行控制。 对驱动轮进行制动控制。 对可变锁止差速器进行控制。 对发动机与驱动轮之间的转矩进行控制。 ２、相关理论知识 ASR 与 ABS 区别 ABS 控制的是制动时车轮的“滑拖”，而 ASR 控制的是驱动时车轮的“滑转”。 ASR 只对驱动车轮实施制动控制。 ABS 是在汽车制动后车轮出现抱死时起作用，当车速很低时（一般低于 8km/h ）不起作用；而 ASR 则是在汽车行驶过程中车轮出现滑转时起作用，当车速很高（一般高于 80 ～ 120km/h ）时一般不起作用。 ASR 基本组成： 在 ASR 处于防滑控制中，只要驾驶员一踩下制动踏板， ASR 便会自动退出控制，而不影响制动过程。 ２、相关理论知识 图 4-6-3 典型的 ABS/ASR 系统示意图 ３、任务实施 图 4-6-9 带副节气门的节气门体总成结构示意图 图 4-6-10 雷克萨斯（ LS400 ） ABS/TRC 执行器原理简图 ３、任务实施 操作提示： 拆卸前应先泄压。 检查： 图 4-6-11 凌志 LS400 TRC 主继电器电路图 LHD- 左舵驾驶车辆； RHD- 右舵驾驶车辆； EA2 、 T4- 线路插接器 任务七　更换 ESP 横向加速度传感器 １、任务引入 ESP 灯常亮，并且在转弯时，出现转向过度的情况，经诊断为 ESP 系统的横向稳定器故障，需对其更换。 ２、相关理论知识 ESP 含义： 车身电子稳定系统 Electronic Stability Program ESP 系统的作用： 转向时 —— 方向准确，防止不足转向和过度转向； 制动时 —— 方向稳定，防止制动跑偏。 ESP 组成： 包含 ABS 和 ASR ，是对这两种系统的进一步拓展。 传感器：转向传感器、车轮转速传感器、横摆率传感器、侧向加速度传感器、 ESP 开关等。 执行器：四个车轮的制动系统。 ２、相关理论知识 侧向加速度传感器： 作用：监测汽车转弯时的离心力 原理：两个电容容量的变化 图 4-7-1 侧向加速度传感器结构原理图 ２、相关理论知识 横摆率传感器： 作用：监测车体绕垂直轴线转动的状态，确定车辆受不受到旋转 　　　　力矩。 原理：在施加外力的情况下，共振的上叉对外力的反应要远比不 　　　　共振的下叉的反应慢得多。 图 4-7-2 横摆率传感器结构原理图 ２、相关理论知识 ESP 的工作原理： 不足转向 ：内侧后轮制动 。 过度转向 ：外侧前轮制动 。 直线刹车跑偏：附着力强的轮子减小制动力 。 图 4-7-4 ESP 对汽车转向的控制 ２、相关理论知识 ESP 的工作过程： ESP 不工作时：进油阀、高压阀开启，回油阀关闭，控制阀正向开启（从制动主缸至制动轮缸方向），液压泵不工作。 增压时：各阀状态同 ESP 不工作时的状态一样，只是液压泵开始工作，输送制动液使制动轮缸内制动压力升高。 图 4-7-5 ESP 不工作状态 图 4-7-6 增压状态 ２、相关理论知识 ESP 的工作过程： 保压时：进油阀关闭，回油阀也保持关闭。制动轮缸内的制动液不能卸压，液压泵停止工作，高压阀关闭，控制阀处于正向开启，反向关闭状态。 减压时：控制阀反向打开，回油阀打开，进油阀、高压阀保持关闭。制动液通过制动主缸返回储液罐。 图 4-7-7 保压状态 图 4-7-8 减压状态 ３、任务实施 操作提示： 为了保证准确测得车体横向偏移的大小，横向加速度传感器的安装位置必须准确。为此，横向加速度传感器都设有相应的安装位置标记，安装时必须对正。 任务八　更换气压制动压力调节器 １、任务引入 ABS 灯被点亮，在车辆行车制动时有车轮抱死，在地面上有明显轮胎拖滑印迹，严重时有车辆跑偏或甩尾现象发生，经诊断为 ABS 系统气压制动压力调节器故障，须更换 ABS 压力调节器总成。 ２、相关理论知识 未装备有 ABS 的气压式制动系统的工作过程 ： 图 4-8-1 解放 CA1092 型汽车双管路气压制动系统示意图 ２、相关理论知识 调压原理： 当储气筒气压升高到 0.7 ～ 0. 74MPa 时 ：空气压缩机卸荷空转 。 当气压在 0.56-0. 6MPa 时 ：空气压缩机恢复对储气筒充气。 图 4-8-2 调压阀与空气压缩机卸荷阀的调压原理 ２、相关理论知识 制动控制阀： 控制制动气压，并有随动作用。 结构：上盖、上阀体、中阀体，下阀体、活塞、阀门等 原理：气压作用与复位弹簧的张力之和与平衡弹簧的压紧力之间 　　　　关系 图 4-8-3 解放 CA1092 型汽车气压式制动控制阀 图 4-8-4 双腔串联活塞气压式制动控制阀工作原理 ２、相关理论知识 装备有 ABS 的气压式制动系统的工作过程 ： 比未装备有 ABS 的气压制动系统主要是多了一个气压式制动压力调节器。 进气膜片隔离阀：控制从制动继动阀进入的空气； 排气膜片阀：排去制动控制气室的空气； 电磁阀：控制各相应膜片阀的背压。 图 4-8-5 直控式气压制动压力调节器结构原理图 ３、任务实施 操作提示： 压力调节器在制动时，管路内充满高压空气，为保证可靠密封，与压力调节器连接的管接头一般制成喇叭口形，安装前要保证喇叭口形的管口无开裂现象。如果有裂纹，应将管口断锯下，并用管口翻边工具重新修整管口或更换新管。