汽车底盘制动系统故障诊断与排除

赵希纯

(河北省郑口镇政府,河北 衡水 053000)



汽车底盘制动系统故障诊断与排除

赵希纯

(河北省郑口镇政府,河北 衡水 053000)

摘要：随着生产力不断发展，汽车工业的崛起，汽车逐渐成为了我们生活不可或缺的代步工具。汽车由许多保证其使用性能的所谓“总成”组成，制动系就是其中一个。汽车制动系是用于使行驶中的汽车减速或者停车，直接影响着汽车行驶的安全性和停车的可靠性。凡制动性能不符合制动法规要求的车辆都不允许行使。我国《中国人民共和国机动车制动性能检验规范》对汽车的制动可靠性能提出了明确要求，所以为了保证行车安全、停车可靠，汽车制动系的工作可靠性显得日益重要。

关键词：制动系统；故障树

汽车制动性能是汽车安全行驶的重要保障，本文所涉及的内容主要包括目前最受关注的汽车重要指标之一的制动性能的故障诊断与排除，因此在汽车行驶之前必须把汽车制动系的故障排除，以免造成人身伤亡。故障树分析(Fault Tree Analysis)简称FTA，是一种将系统故障形成的原因由总体至部分按树状逐级细化的图形演绎方法。以故障树为工具，可以分析系统发生故障的各种途径,计算各个可靠性特征量,对系统的安全性或可靠性进行评价的方法。让分析者对系统有更深入的认识,对有关系统结构、功能、故障及维护保障知识更加系统化,从而使在设计、制造、使用和维护过程中的可靠性的改进更富有成效。

1故障树的基本原理

故障树的基本原理是把所研究系统中最不希望发生的故障状态或故障事件作为故障分析的目标和出发点，然后寻找直接导致这一故障发生的全部因素，将其作为不希望发生的故障的第一层原因事件，接着再以这一层中的各个原因事件为出发点，分别寻找导致每个原因事件发生的下一级的全部因素，以此类推，直至追查到那些原始的、其故障机理或概率分布都是已知的因素为止。这样就得到了按层次分布的依照一定顺序和逻辑关系排列的一系列事件，将这些事件按照它们之间的顺序、相互影响和逻辑关系用各种相应逻辑符号(逻辑门)连接起来构成一颗倒置的树状结构，即故障树。通过对这颗故障树的进一步分析，可以识别最不希望的故障的产生过程和系统失效的原因(或原因组合)，还可以判定故障发生的可能性，确定系统的薄弱环节，从而为改进系统设计提供依据。因而FTP分析法具有以下特点：

(1)具有很大的灵活性；

(2)FTP是一种图形演绎方法；

(3)通过故障树可以定量地计算复杂系统的故障概率及其他可靠性参数，为改善和评估系统可靠性提供定量数据；

(4)进行FTP的过程是一个对系统更深入认识的过程。

2制动系故障树分析及建立

鉴于是一种常用的状态识别方法，就以某型汽车气压制动系统为例进行分析，该车为气压双管路传动系统，前后各有一套传动管路，两管路系统相互独立。如果前管路失效，后管路可保持正常工作，而后管路失效，制动踏板阻力将较正常状态增加。

故障树模型是描述对象结构、功能和关系的一种定性的因果关系模型，它体现了故障传播的层次性和子节点(即下层故障源)与父节点(即上层故障现象)之间的因果关系。首先分别以最为常见的四种故障模式制动制动不灵、制动拖滞。制动跑偏、制动失效为顶事件建立相应的子故障树，然后以“制动系功能失常”为顶事件建立综合故障树，经简化后如图2.1所示。全树共有133个基本事件，83个逻辑门。

图2.1　制动系功能失常故障树简化图

3制动系故障树分析

通过对某车型的维修资料收集，并进行整理，然后寻找故障树的全部最小割集，为了得到顶事件的最小割集，将每一底事件赋予一个素数，则每一个割集也对应于一个数，它是割集内相应底事件对应的素数之乘积。然后，这些数依次相除，若能整除，则消去被除素数积对应的割集，如此循环，最后剩下的均是不能整除的素数积。这些素数积对应的割集即是顶事件的最小割集。求得图3.1所示故障树最小割集222个，其中一阶割集6个，二阶割集216个。

再采用早期不交变化法，即将若干个想关联的事件的并集分解成不相容事件的并集，对顶事件的特征量进行精确计算，部分结果见表3.1所示：

表3.1　制动功能失效累计发生概率

故障树分析法是对复杂系统进行可靠性分析的有效工具，其目的在于判明基本故障、确定故障的原因、影响和发生的概率。故障树诊断方法是提高系统可靠性的一种设计方法[1]，文中将它应用于汽车障诊断中，通过故障树建立的故障诊断模型清晰地显示出了故障现象和故障原因之间的复杂关系，从而能够更好地设计出故障诊断系统，并取得良好的控制效果。从部分工作时间的累积发生概率的结果可以看出，该型汽车行驶1000km时，大约有10%左右的制动系出现过故障；当行驶到7500km时大约有89%左右的制动系出现过故障；当行驶15000km时，累积有99%左右的制动系出现过故障。

运用故障树分析法对制动系可靠性进行了分析，通过建立故障树模型得出制动系工作了多长时间、行驶了多少里程后，会出现故障的概率有多大。如果制动系出现了故障，再根据一般规律判断出现的故障出现在哪个部位，从而很轻松的将故障诊断排除。如果没有出现故障，则可对制动系进行预防性的检测，从而排除潜在的威胁。

制动系统技术状况的变化直接影响着行车的安全，对制动性能的检测与故障诊断排除尤为重要。根据我国汽车企业的生产情况和车辆使用情况来看，在很长一段时间内，汽车液压和气压类助力系统仍将在广大范围内应用[2]。我们仍需了解传统汽车制动系的工作原理，加强日常维护与保养，熟悉一些常见的故障分析判断，以使汽车作为一种交通和运输工具更好的为我们服务。随着经济的迅猛发展，交通的四通八达，车辆的速度越来越高，而高车速行驶无形中给自己和别人增加了危险性，高车速下，势必对制动系可靠性提出了更为严格的要求，所以必须在因制动系故障引发事故之前将其排除。

虽然设计方案可以尽早找到故障部位并排除故障，避免造成人员伤亡，但由于总结出来的规律是常见的故障部位，不能说明其他不常见的部位不会出现故障，而且用于故障树分析的数据可能不足或者不准确，也存在一些人为误差，为使结果具有较高的准确性，有待于今后数据的积累。

参考文献：

[1]白玉.基于故障树分析的汽车自动变速器异响故障诊断研究.常州工学院学报,2010,06.

[2]陈西平.汽车制动系故障诊断与排除.轻型汽车技术,2005,07.

中图分类号:F407.471

文献标志码：A

文章编号：1671-1602(2016)04-0015-02

作者简介：赵希纯(1988.9-)，男，汉，河北省衡水市故城县人，河北省故城县郑口镇政府，本科，研究方向：汽车服务工程。