试论汽车刹车系统机械故障与维护

2019-07-12李友良

时代汽车 2019年12期

李友良

广东省轻工业技师学院广东省广州市 510300

1 引言

作为汽车的重要组成部分，刹车系统能否正常工作，直接关系到汽车的使用安全。在刹车系统发生故障时，汽车将存在安全隐患。而实际汽车刹车系统机械故障较为隐蔽，在检修维护过程中难以确定故障原因，造成故障因无法彻底排除而一再发生。因此，还应加强汽车刹车系统机械故障研究，以便提出科学维护措施，使汽车故障得到有效排除。

2 汽车刹车系统机械故障现象分析与判断

一辆捷达在行驶约2800km时发生制动故障，车速达到60km/h以上后踩制动踏板出现方向盘明显抖动现象。对制动盘进行更换后，故障消失，但行使约3000km后再次发生制动抖动故障，在颠簸路面进行制动踏板踩踏车身轻微晃动。结合刹车系统工作原理可知，汽车采用盘式制动器，刹车系统由刹车油泵、刹车卡钳、刹车圆盘等部件构成。刹车时，驾驶员踩下踏板将向刹车油泵施加压力，使带有压力的液体经过管路传递至车轮刹车卡钳活塞上。由刹车油对卡钳内的活塞进行推动，使制动片压向刹车盘，将刹车盘夹紧，能够起到制动作用。在刹车盘之间，安装有ABS防抱死电子设备，通过轮速感应器传递的脉冲变动对车轮运行状况进行掌握，在车轮有可能发生抱死时向电磁阀发出指令，利用快速开关实现刹车控制，达到调整转速的目标，在控制车轮的同时，达到最大刹车力量[1]。因此在ABS防抱死电子设备发生故障时，有可能由于无法实现制动方向稳定控制造成制动抖动故障的发生。而采用X431汽车检测仪对汽车ABS刹车防抱死系统进行检测，发现油压电磁阀、四轮转速等均未出现故障码，因此可以初步排除刹车系统电子故障，判断抖动现象由刹车系统机械故障引发。

3 汽车刹车系统机械故障原因分析与确认

刹车系统制动抖动为常见故障现象，如果由机械故障引起判断起来相对困难。而制动抖动不仅会影响汽车驾驶舒适性，更会引发汽车安全事故，因此还要掌握故障现象和形成机理，以便对故障原因进行准确判断与分析。

3.1 故障发生机理

刹车时方向盘抖动可能由多种因素引起，但根源在于制动过程中产生了制动力矩波动。而制动力矩来与制动器，发生的振动主要来源于固定件和旋转件之间的相互作用，另外也可能由轮胎与地面相互作用引起。在刹车系统发生振动时，能量会从地面经过弹性轮胎传输至车轮悬架和转向系统，达到一定程度将导致系统产生负阻尼，引发转向盘摆动。而振动能量大小除了与轮胎特性和地面摩擦系数有关，也与悬架系统弹性体震动特性和转向动力学特征参数有关。因此在出厂时，需要完成轮胎特性对转向盘摆振影响验证。除了轮胎，悬架系统弹性体震动特性也将引起制动抖动，在制动力矩波动较大、轴承间隙过大或旋转件不平衡情况下，将导致转向盘和车身均发生抖动。造成抖动的原因主要分为刹车油泵油压变动、刹车盘厚度差超限和刹车盘跳动[2]。在刹车油泵油压变动的情况下，将导致制动力改变，对悬架和车轮产生影响，促使转向盘和车身发生振动。而刹车盘厚主要由受热变形、边缘磨损和表面锈蚀引起，将导致刹车盘与刹车片存在点接触。刹车盘跳动问题的发生，与本身精度和轮毂配合安装精度无法达到要求有关。

3.2 故障原因分析

为进一步确定故障原因，对汽车刹车盘和刹车片进行拆解检查，发现刹车片表面存在分散的金属杂质，刹车盘表面存在发黑烧蚀现象。了解汽车使用情况后，发现车辆经常走涉水路，高速行驶中驾驶员频繁踩踏制动踏板，导致刹车盘温度过高，涉水后迅速降温，造成刹车盘发生变形。利用百分表对刹车盘表面进行测量，发现左前刹车盘偏摆量达0.02mm，厂家规定在0.05mm以内，因此在正常范围内。而右前刹车盘偏摆量则达到了0.75mm，超出规定范围。然而更换刹车盘、刹车片后发现，踩踏制动踏板车辆刹车时依然存在轻微晃动。利用外径千分尺，在两侧刹车盘距离前轮刹车盘10-15mm位置进行盘厚测量，发现存在0.02mm偏差，能够达到安装标准要求。利用百分表对刹车盘进行重新测量，发现依然存在偏摆量。对前悬架各部件间隙进行测量，均能达到要求。将左右刹车油泵拆下，确定泵能够正常回位，手刹拉杆及拉线也能正常回位，四轮减震器无漏油、卡滞等问题。因此经过分析讨论，结合汽车驾驶习惯和使用情况，确定刹车盘损坏由右前轮机械故障引发。

3.3 机械故障确认

在机械故障确认上，对右前轮开展了进一步检查，确定轴承横纵间隙均符合要求，横拉杆和转向臂球头间隙也符合要求。再次进行新刹车盘的安装后发现，右前轮刹车盘偏摆量依然能够达到0.75mm。对两次更换下来的刹车盘进行检查，将刹车盘在左前轮轴承凸缘上固定，然后利用百分表进行偏摆量测量发现，两只刹车盘偏摆量分别为0.03mm和0.02mm，均符合安装标准。因此可以确定，存在故障的配件为右前轮轴头凸缘。对右前轮轴头凸缘进行测量，发现存在0.04mm的偏摆量。通过对前轮轴承总成进行更换，然后重新进行刹车盘等配件安装，测量后发现右前轮刹车盘偏摆量为0.01mm。试车后发现，汽车制动抖动现象完全消失，最终确定刹车系统故障由配件缺陷引发。结合以往维修经验发现，在对桑塔纳、金杯海狮等汽车刹车系统故障进行维修时，时常出现更换刹车盘无法消除故障现象的问题。在无法确认故障原因的情况下，只有将轴承、轴头凸缘、刹车盘、刹车盘等配件全部更换后才能消除故障[3]。通过此次故障检修发现，原车装配过程中轴头凸缘可能出现偏差量较大的问题。在使用期间，刹车盘与刹车片摩擦接触面并未完全结合，受到磨损、震动等因素的影响，将导致轴头凸缘与刹车盘配合出现问题，造成刹车盘偏摆量超限，因此汽车会因为刹车盘摆动量过大出现抖动问题。

4 汽车刹车系统机械故障的维护保养措施

针对汽车刹车系统机械故障，还要掌握相应的处理措施，同时从故障预防角度加强维护保养，减少汽车刹车系统机械配件发生的损耗，降低汽车故障发生率，继而为汽车安全驾驶提供保障。

4.1 故障处理措施

汽车刹车系统机械故障的发生具有一定的隐蔽性和偶然性，属于棘手的故障，常常难以得到一次性消除。而故障始终存在，将导致汽车使用存在安全隐患，随时可能引发安全事故。因此针对该类故障进行处理，还应做到认真对待，通过详细检查和深入分析确定故障原因，保证故障得到彻底消除。在实际分析的过程中，还应主动了解驾驶员的驾驶习惯，进一步掌握车辆状况，然后有针对性的进行汽车刹车系统性能检测。汽车如果发生制动偏差和制动器故障，通常无法恢复，因此需要立即进行故障处理，对相关配件进行更换，保证汽车制动故障得以消除。在检查过程中，需要确认汽车刹车盘、刹车片等安全部件是否存在问题，确认制动器的磨损情况。依次完成各部件尺寸、精度等参数的检查，能够确定汽车刹车系统各部件能否达到使用要求。针对汽车制动抖动故障，完成刹车盘和刹车片更换后故障得到缓解，需要做好轮毂等配合构件的检测，确定无变形、超差等缺陷问题后，可以确保故障真正得到消除。

4.2 故障预防措施

经过长时间使用，汽车刹车系统机械部件将发生磨损，继而引发故障。为实现故障的预防，还应按照汽车生产厂家规定进行汽车刹车系统维护与保养。具体来讲，就是在汽车达到固定行驶里程和使用时间后到专业检修点进行维护，完成制动、操纵等安全部件检查，并完成紧固、清洁、润滑等操作。针对刹车系统，需按规定定期完成刹车片、刹车油的更换，并对系统进行校对。在定期检查的过程中，需要确认刹车系统刹车油是否能够维持稳定性能，确保刹车油液面高度合理，如果显著下降应进行检查[4]。选择专业维修人员对刹车系统工作状况进行确认，可以保证故障隐患得到及时排除。在刹车油中混有空气的情况下，需要完成剩余油液的清除，然后灌满新的刹车油。对于汽车驾驶人员来讲，还应掌握一定的养护方法，在使用过程中减少急刹车操作，下坡时避免踩刹车不放，在涉水时减速慢行，保持良好驾驶习惯，以便使刹车系统维持良好性能。