商用车制动系统故障分析和诊断研究

黄硕



商用车制动系统故障分析和诊断研究

黄硕

（东风商用车有限公司市场与营销领域，湖北 十堰 442000）

近几年，我国在公路建设和运输事业和汽车市场取得了飞速发展，而我国又是一个多山国家，很多依山而建的公路坡度大且坡长很长，在这种状况恶劣的道路下坡制动时，必须保证汽车在下坡行驶至坡道结束时其行车制动系还具有足够的制动性能。而商用车由于装载质量大，持续制动时温升快，容易现交通事故。因此有必要针对商用车制动系统故障进行分析和研究。文章通过对制动系统的历史，发展和现状的总体概述，通过对制动系统的结构和原理以及制动过程的分析和研究。分析造成商用车制动系统故障的常见问题，并作出针对这些问题的处理办案，从而总结商用车制动系统常见故障的一些原因和处理办法，和制动系统保养的建议。

制动系统结构；制动系统故障分析；制动系统保养

1 课题背景与目的

在分析交通事故产生原因的过程中，除了人为因素外，由于制动系统故障失效所引起的事故比率超过70%。为了获得较强的制动力，重型商用车大部分使用鼓式制动器。然而这种制动器的显著缺点是散热性能差，容易出现由于过热而导致的制动系统失效。尤其是在长距离下坡路段时，由于货车载重较大，动能较强，因此制动系统升温很快，制动器温度通常会达到甚至超过500-600℃。温度升高所引起的热衰退会导致制动效能降低，同时为了多拉货部分驾驶员会选择超载行驶，这更加增大了车辆出现制动失效的可能性。重型商用车由于载质量大且动能强，一旦发生交通事故大多为多车连续碰撞，会对其他车辆和交通运输造成重大安全隐患。根据2016年交通部统计结果，由重型商用车引发的交通事故死亡人数最为突出，造成超过两万人死亡。因此，对车辆制动系统进行失效报警研究是有效提高行车安全的重要手段。

本文通过回顾商用车制动系统的发展历程及研究现状，简单分析了制动系统结构及其工作原理和过程。总结引起商用车制动系统故障的常见原因，为了更好地保证交通和行车安全，针对这些问题给出具体处理意见，最后提出制动系统的保修保养建议。

2 制动系统分类和原理

2.1 制动系统分类

制动系统按其在制动过程中所起到的作用，一般可分为行车制动、驻车制动、应急制动和辅助制动四种。行车制动系统可以使正在行驶过程中的汽车降速乃至停车；驻车制动系统可以使已经停止行驶的汽车驻留原地不发生位移；应急制动系统可以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；辅助制动系统可以在行车过程中，辅助行车降速或保持车速稳定，但该系统不能将车辆制停。上述各制动系统中，行车制动和驻车制动系统必须具备的。

2.2 制动系统工作原理

常见的制动系统工作原理是，通过与车身或车架相连的非旋转元件和与车轮或传动轴相连的旋转元件之间相互摩擦来阻止车轮的转动或继续转动的趋势。图1所示为一种简单的液压制动系统示意图。

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.制动底板12.支承销13.制动蹄回位弹簧

由图1可以看出，车轮轮毂上固定着一个以内圆面为工作表面的金属制动鼓，其随车轮一起转动。两个弧形制动蹄固定在制动底板支承销上端两侧。摩擦片安装于制动蹄的外圆面上。液压制动轮缸安装于制动底板上，通过油管5与液压制动主缸相连。驾驶员可通过制动踏板机构来操纵主缸中的活塞3。当驾驶员压踏踏板压缩制动液，制动蹄片压向制动鼓至使制动鼓转速减小直至停止。

3 液压制动系统常见故障分析

图2 液压制动系的一般组成

1—右前轮缸；2—储液罐；3—制动主缸；4—真空伺服气室；5—控制阀； 6—制动踏板机构；7—右后轮缸；8—左后轮缸；9—感载比例阀； 10—真空单阀11—真空供能管路；12—制动信号灯液压开关；13—左前轮缸

液压制动系统常见故障主要集中于以下部位：<1>制动主缸（通气孔、皮碗、回位弹簧）；<2>制动器（制动蹄、制动盘、制动轮缸）；<3>管路。

常见的液压制动系统故障主要体现在：<1>制动不灵；<2>制动失效；<3>制动拖滞。

3.1 制动不灵

在汽车检测与维修领域内，液压制动系统的制动不灵又被称为制动力不足。

3.1.1故障现象

汽车在行驶过程中发生制动时，驾驶员会很明显的感觉到行驶速度减小；当汽车发生紧急制动时，制动距离较长。

3.1.2故障主要原因及处理方法

造成制动不灵的原因主要有以下几点：

（1）制动系统管路中存在空气，或油管发生凹瘪，软管老化，内孔不畅通，应予清洁或更换。

（2）储液罐制动液不足或发生变质，应及时更换符合要求的制动液并校正到规定高度。

（3）主缸或轮缸的皮碗、活塞严重磨损，应及时予以调配和更换。

（4）主缸或轮缸、管路或管接头出现漏油，应经常检查并予以拧紧或更换。

（5）制动鼓严重磨损，或制动间隙过大，应及时予以更换或手工调整到最佳位置。

（6）出油阀、回油阀密封性不严或活塞回位弹簧预紧力不足，或进油孔、补偿孔发生堵塞，应予清洁或更换。

（7）主缸或轮缸皮碗老化，应予以更换。

（8）制动器摩擦片（制动盘）与制动鼓（制动钳）的接触面积过小，应予以磨削、修理或更换。

（9）增压器、助力器失效或效果未达预期，应予调整或更换。

（10）制动踏板行程过大，应予以调整。

3.1.3故障诊断方法

具体参照如图3所示的诊断流程对液压制动系制动不灵问题进行故障排除。

图3 制动不灵诊断流程

3.2 制动失效

3.2.1故障现象

汽车行驶时，驾驶员已踩下制动踏板但车辆并未减速，即使多次踩踏仍无明显反应。

3.2.2故障主要原因及处理方法

造成制动失效的原因主要有以下几点：

（1）主缸内无制动液或制动液不足，应及时按要求添加符合规格的制动液至相应高度。

（2）主缸和轮缸皮碗内发生开裂或破损，应予以更换。

（3）制动软管、金属管发生断裂或管接头处发生泄漏，应予以更换。

（4）制动踏板与制动主缸的连接机构脱落，应予修理。

3.2.3故障诊断方法

踩下制动踏板，如无连接感，则有可能是踏板与制动主缸的连接机构发生脱落。

根据有无油迹来判断制动系统管路泄漏或破裂情况。管路的泄漏或破裂会使回路中高压不足，从而导致制动性能失效。

如以上检查未发现明显异常，则应检查主缸和轮缸。

具体参照图4所示的诊断流程对液压制动系制动失效问题进行故障排除。

图4 制动失效诊断流程

3.3 制动拖滞

3.3.1故障现象

在行车制动过程中，当制动已完成，驾驶员抬起制动踏板后，全部或部分车轮的制动作用不能立即解除，从而影响车辆重新起步。

3.3.2故障主要原因及处理方法

造成制动拖滞的原因主要有以下几点：

（1）制动踏板自由行程较短，应予以调整或修理。

（2）踏板回位弹簧发生脱落、踏板轴出现锈蚀或卡死而导致回位困难，应予重新连接或调换。

（3）活塞回位弹簧断裂或张紧力太小，造成回位不畅，应予以更换。

（4）主缸补偿孔堵塞，应及时予以清洁。

（5）制动蹄回位弹簧脱落或张紧力太小导致回位不畅，应予以更换。

（6）制动器制动间隙过小或过大，应予以调整。

（7）制动油管堵塞或制动液杂质过多导致回油困难，应予清理或更换。

3.3.3故障诊断方法

若仅是个别车轮出现发热情况，应检查该轮制动轮缸和制动蹄（盘）是否回位不畅，管路是否出现堵塞，制动器制动间隙是否符合要求。

图5 制动拖滞诊断流程

若全部车轮均出现发热情况，应检查制动踏板自由行程是否过小，制动器制动间隙是否符合要求，空气阀是否漏气。

具体参照图5所示的诊断流程对液压制动系制动拖滞问题进行故障排除。

4 结论

首先，本文分析了商用车制动系统的常见故障。如：制动不灵、制动失效和制动拖滞。

其次，本文总结了部分常见故障产生的原因，诊断方法及故障处理方法。

最后，针对商用车制动系统提出相应保养方法。

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Research on analysis and diagnosisthe fault of commercial vehicle brake system

Huang Shuo

（Dongfeng Commercial Vehicle Co., Ltd. Marketing and Sales Headquarters, Hubei Shiyan 442000）

In recent years, our country's highway construction and transportation industry and automotive markets have made rapid progress. And our country is a mountainous country, whose hillside road slope steep and the slope length is long. In this situation of poor road downhill braking, we must ensure that vehicles traveling in the downhill at the end of the road to the ramp brake system also has sufficient braking performance. As the truck have large kinetic energy, temperature rises fast in continuous braking, accident prone. Therefore it's necessary to analyze and make a research on fault braking system for commercial vehicle. This paper is based on the general overview of the braking system for its history, development and current status, through the discussion and analyzing of the structure and the braking process, analyzing the common problems caused by faulty braking system for commercial vehicle and making a case for these problems, then making a summary of the causes and treatment measures of common fault for commercial vehicle. Finally, there are some maintenance recommen -dations for braking system.

brake system architecture; brake system failure; brake system maintenance

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1671-7988(2019)05-174-04

U463.5

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1671-7988(2019)05-174-04

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黄硕，东风商用车有限公司市场与营销领域，硕士，工程师，研究方向商用车销售与服务技术。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.05.055