北汽新能源汽车电动真空助力制动系统故障诊断与排除
2017-10-21蒋鸣雷
文：蒋鸣雷
北汽新能源汽车电动真空助力制动系统故障诊断与排除
文：蒋鸣雷
一、北汽新能源汽车电动真空助力制动系统的工作原理
北汽新能源汽车的制动系统，是在传统内燃机汽车制动系统的基础上进行了改造升级，行车制动系统、驻车制动与传统车型基本上没有区别。在行车制动方面，原有的真空助力器以及相关管路得到保留，管路的另一端连接电子真空助力泵，系统工作原理如图1所示。
图1 电动真空助力系统原理图
该电动真空助力系统工作过程为：当驾驶员起动车辆时，12 V电源接通，整车控制器（VCU）开始自检。如果真空罐内的真空度小于设定值，真空压力传感器输出相应电压值至控制器，此时控制器控制电动真空泵开始工作；当真空度达到设定值后，真空压力传感器输出相应电压值至控制器，此时控制器控制真空泵停止工作；当真空罐内的真空度因制动消耗，真空度小于设定值时，电动真空泵再次开始工作。如此循环。
目前北汽新能源的电动真空助力系统已经发展到了第二代。与第一代相比，第二代电动真空助力系统有3个明显的改进：一是增加了一个大气压力传感器，集成在控制器内部（图2），使真空泵能够在不同海拔高度都能正常工作；二是将真空度传感器集成到真空助力器的单向阀上，减少了线束长度；三是采用了塑料材质的真空罐，减轻了质量。
图2 北汽新能源第2代电动真空助力系统原理图
二、真空泵的故障现象及排除方法
真空泵如果出现故障，可导致制动效果明显下降，甚至制动失灵。仪表通常会报故障码，并点亮故障警示灯，同时会伴随车辆警告声，如图3所示。
真空泵的故障现象主要包括：连接电源后电机不转；接通电源后，真空度抽至上限设定值而电机不停转；压力开关不能正常开启和断开；真空泵的机壳带电；真空泵喷油等现象。真空泵故障排除方法如下。
图3 北汽新能源第2代电动真空助力系统原理图
1.真空泵电机不转
连接电源后真空泵电机不转，应检查熔丝是否熔断。若熔断，检查线路是否短路、控制器是否损坏、电机是否烧毁短路。若没熔断，则检查蓄电池是否亏电、线路是否断路、控制器是否损坏。
2.真空泵电机不停转
真空度抽至上限设定值时真空泵电机不停转的故障，应检查开关触点是否短路常开，若开关正常，则电子延时模块损坏，应更换。
3.压力开关不能正常开启和断开
压力开关不能正常开启和断开的故障，首先检查压力开关触点是否污损、锈蚀，或者接触不良。如有上述现象，则清洁触点或更换压力开关；其次检查连接线是否折断或插头连接处是否脱焊。如有上述现象，应更换连接线。
4.真空泵机壳带电
真空泵的机壳带电，应检查电源线是否接错，将壳体与电源的正极连接在了一起，应立即纠正此错误连接。此外，检查电源插座的地线是否真实与地连接，应把电源插座中的地线连接好。
5.真空泵喷油
真空泵喷油现象，目前部分新装车的真空泵在工作时会出现从排气孔带出润滑油的现象，此为真空泵自身缺陷，工作一段时间可消除，正积极协调厂家改进。
三、故障诊断前的场地布置及工具准备
由于电动汽车存在高压系统及线路，所以维修场地、维修工具与传统燃油车不同，有其特别要求。维修场地要围安全警示线，挂警示牌，操作的车辆上也同样需设置高压安全警示牌，在维修场地铺设绝缘胶垫。此外维修前还需要维修技师对护具（安全帽、护目镜、绝缘手套、绝缘鞋等）进行目视检查，尤其是绝缘手套的检查，并正确穿戴高压安全护具（图4）。
检测与维修工具应选用绝缘工具（图5）。为了保证绝缘垫的正常使用，在检修工作开始前需要对绝缘垫进行绝缘性检测，且需多点检测（图6）。举升车辆时，特别需要注意车辆底盘大边的4个专用举升支点（图7）。同时，由于为保证车辆平衡，需特别调整4个举升臂绝缘基脚的高度要一致。为了保证对动力电池的安装、拆卸操作，需使用双柱龙门式举升器。
图4 电动汽车维修前的安全准备
图5 维修诊断应使用绝缘工具（耐压1000 V）
图6 绝缘垫的绝缘性检测
图7 注意底盘大边的专用支点
四、北汽新能源电动真空助力系统的故障诊断步骤
真空助力制动系统出现故障通常会报故障码，并点亮故障警示灯。其故障诊断步骤如下。
1.制动真空泵、控制器的功能检测
（1）车辆静止状态下打开钥匙开关（ON挡），完全踩下制动踏板，踩踏3次。真空泵应正常启动，当真空度到达设定值时，电机应停止工作。
（2）制动真空泵运转5 min后（反复踩踏制动踏板至真空泵连续运转几次），观察真空泵有无异响、异味及真空泵控制器插接件及连接线有无变形发热。如果真空泵出现异响、异味，有可能是真空泵内部严重磨损造成的。
制动系统正常工作时，制动踏板踩下后会造成真空管路的真空度降低（绝对压力提高）。由于真空泵会保持真空度在50～70 kPa ，当整车控制器接收到真空压力传感器信号，判断此时压力不在保持压力范围内，则会自动启动真空泵运转。如果可听到真空泵运转的“嗡嗡”声，并在3～4 s停止运转，可判断系统一切正常；反之初步判断系统工作不正常。
2.管路接头检测
（1）在制动真空泵工作时，检查连接软管有无漏气现象，如有漏气需立即更换。
（2）检查制动真空泵与软管、制动真空罐与软管等各气管连接处有无破损或泄漏，如有破损或泄漏需立即更换。
（3）注意不能扭曲制动软管，在最大转向角度时制动软管不得接触到其他汽车零部件。
需要注意的是，如果制动管路存在泄露或损坏的情况，可能导致制动效果不明显，甚至制动失灵。所以务必排除发现的故障。
3.连接诊断仪，读取故障码及数据流
通过故障诊断仪读取故障码和系统的数据流（图8和图9），根据具体数值判断系统可能出现的故障原因。如真空泵的使能状态、真空泵的工作电流或真空系统压力值等。
图8 读取故障码
图9 读取真空泵的数据
图10 制动系统工作电路图
4、根据系统电路图分析故障
根据制动系统工作电路图（图10），分析真空助力制动系统的工作原理，检查电源、接地、控制模块、传感器以及真空泵等电路工作是否正常。
（1）根据电路图检查驾驶舱内熔丝盒的30号熔丝是否熔断，它接通的是真空泵主电源。
（2）测量VBU控制器与真空压力传感器连接的92号、50号和27号信号端子，判断真空压力传感器的电源信号及数据线的通断情况（图11）。
（3）测量电动真空泵的接线端子，判断真空泵电源及接地是否正常（图12）。需要特别注意的是，真空泵电机的电源电压为14 V左右，而不是传统燃油车的12 V。此外需要对真空泵接地点的接地性能进行测量。
图11 检查真空压力传感器电源、信号端子
图12 检查真空泵电源及接地
图13 仪表显示“READY”表示故障排除
（4）电气或真空泵等故障排除后，一定要进行常规的制动系统检查。除对制动盘和制动摩擦片等进行检查外，还需要将对真空助力制动管路及连接插头进行重点检查，其检查与故障排除方法与传统燃油车基本相同，本文就不再阐述了。最后在车辆故障排除后，仪表显示“READY”（图13），表示车辆完全恢复正常。
