论文答辩汽车制动系统故障与维修

上海通用系列制动系统诊断及维修摘要本文首先对上海通用汽车制动系故障的现象、故障原因、故障诊断、故障排查、系统维修进行了介绍；并介绍通用系列的汽车制动系统——ABS，包括ABS的组成、系统维护、故障码的读取与诊断及系统维修；然后通过简要介绍ABS系统诊断的案例，引出制动系故障的诊断与检修的重要性。关键词：通用汽车制动系统 ABS 故障诊断 故障排查 故障检修Shanghai GM Series brake system diagnostic and maintenanceSummaryFirstly, the Shanghai General Motors brake system faults, fault reason, fault diagnosis, troubleshooting, system maintenance was introduced; and introduced universal series of automotive brake systems - ABS, including the ABS composition, system maintenance, faultCode read with diagnosis and maintenance; then outlined the case of ABS system diagnostics, system failure leads to brake the importance of diagnosis and repair.Key words: General Motors ABS braking system fault diagnosis troubleshoot troubleshooting目 录摘要……………………………………………………………………………IABSTRACT…………………………………………………………………II第一章 汽车制动系统的概述 …………………………………………11.1制动系统的概念 ……………………………………………………11.1.1制动系统的概念………………………………………………11.1.2制动系统的功用 ……………………………………………11.1.3制动系统的组成………………………………………………1第二章 上海通用制动系统的故障诊断………………………………12.1制动系统的测试 ……………………………………………………12.1.1制动系统的测试………………………………………………12.1.2制动液的检查…………………………………………………22.1.3制动器软管检查………………………………………………22.1.4警告灯的操作…………………………………………………22.1.5上海通用别克制动系的常见故障与维修……………………3第三章 上海通用制动系统ABS故障诊断与检修…………………33.1制动防抱死系统的结构组成及工作原理 …………………………33.1.1制动防抱死系统概念…………………………………………33.1.2制动防抱死系统组成…………………………………………33.1.3 ABS系统各组成部件的功能…………………………………33.2制动系统ABS故障诊断与检修实例分析 …………………………4结语 …………………………………………………………………………7参考文献 ……………………………………………………………………8致谢……………………………………………………………………………9第一章 汽车制动系统的概述1.1制动系统的概念1.1.1制动系统的概念制动系统是汽车上用以使外界(主要是路面)在汽车某些部分(主要是车轮)施加一定的力，从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置。1.1.2制动系统的功用制动系统作用是：使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车；使已停驶的汽车在各种道路条件下(包括在坡道上)稳定驻车；使下坡行驶的汽车速度保持稳定。对汽车起制动作用的只能是作用在汽车上且方向与汽车行驶方向相反的外力，而这些外力的大小都是随机的、不可控制的，因此汽车上必须装设一系列专门装置以实现上述功能。1.1.3制动系统的组成•包括施加系统、制动灯系统、液压系统、车轮制动系。•施加系统主要由制动踏板、制动连杆、制动助力器组成。•制动灯系统主要由制动开关、电线、制动灯组成。•液压系统主要由制动总泵、液压阀、组合阀、比例阀、计量阀组成。•车轮制动器主要由旋转部分、固定部分和调整机构组成，旋转部分是制动鼓；固定部分包括制动蹄和制动底板；调整机构由偏心支承销和调整凸轮组成用于调整蹄鼓间隙。第二章 上海通用制动系统的故障诊断2.1制动系统的测试2.1.1制动系统的测试必须在干燥、清洁和平整的道路上测试制动器。如果道路湿滑或不清洁，则各个轮胎的附着性能不同，故测试的制动性能不真实。中央凸起的路面也对测试不利，由于重力分布不均匀，车轮有弹跳倾向。在不同车速、轻踩和重踩踏板等条件下测试制动器；但觉不能抱死制动器，使轮胎在路面上滑移。抱死制动器和轮胎在路面上滑移并不表明制动效率高，重踩制动踏板，但保持车轮转动，比将制动器抱死的停车距离短。重踩制动踏板，但保持车轮转动时的轮胎与路面摩擦力比轮胎滑移大。由于重踩制动踏板减速高，故感觉车辆减速快。影响制动性能的外部条件有：1）与路面接触面积和附着力不同的轮胎，将导致制动不均匀。轮胎气压必须相同，左右胎纹深度比须差不多。2）车辆负载不均匀也影响制动性能，重载车轮比其它车轮需要的制动力大。3）车轮错位，特别是在外倾和主倾后倾过大时，会导致制动跑偏。2.1.2制动液的检查要想检查制动液是否泄漏，是发动机怠速运行，将变速杆挂在空挡，然后用恒定的脚力踩住踏板。如果在恒定脚劲作用下踏板逐渐下降，则表明液压系统可能泄露。通过肉眼检查，确认可疑的泄露部位。检查总泵液面。虽然衬片正常磨损液会导致储液罐液面轻微下降，但如果液面过低，则表明系统泄露。液压系统的内部泄露或外部泄露。按如下程序检查总泵。此外，轻微系统泄露也能通过这项测试。如果液面正常，检查真空助力器推杆长度。如果发现推杆长度不正确，则调整更换推杆。按如下程序检查总泵:1)检查总泵铸造壳体是否开裂或总泵周围是否泄漏制动液。只要有一点制动液就表明泄露，潮湿属于正常。2）检查踏板连杆是否卡滞，推杆长度是否不正常。如果这两个零件正常，则拆卸总泵并检查主油缸或活塞密封是否延长或膨胀。如果密封膨胀，则怀疑制动液不合格或污染。若发现制动液污染，必须拆卸所有零件并清洗，更换所有橡胶件。所有管件也必须清洗。2.1.3制动器软管检查液压制动软管每年至少应检查两次。应检查制动器软管外罩是否出现道路损坏、开裂、磨损，是否泄漏或隆起。检查软管敷设和安装是否正常。与悬架部件摩擦的制动器软管很快就会磨损并最终失效。检查时需要一支手电筒和一个镜片。如果在制动器软管上观察到上述任何情况，必须是可调整或更换软管。2.1.4警告灯的操作制动系统采用仪表板组合仪表中的一个“制动”警告灯。当点火开关处于“起动（START）”位置时，“制动（BRAKE）”警告灯应启亮，当点火开关回到“运行（RUN）”位置时熄灭。如下状况将点亮“制动”灯：1）拉紧驻车制动器时。只要拉紧驻车制动器且点火开关处于接通位置，警告灯就会启亮。2）制动液液面过低时。总泵制动液面过低会启亮“制动”灯。3)EBD系统功能失效时。当EBD系统功能失效时，制动灯启亮。2.1.5上海通用别克制动系的常见故障与维修1）故障现象：踩刹车踏板，踏板不升高，无阻力；判断原因：检查制动液是否缺失；制动分泵、管路及接头处是否漏油；总泵、分泵零部件是否损坏。2）故障现象：刹车踏板踩到底，制动效果不好；连续刹车，效果无改善，且踏板逐渐升高；判断原因：制动系统内混有气体。3）故障现象：连续踩刹车，踏板回位升高，制动效果有改善；判断原因：摩擦片与制动鼓间隙过大。4）故障现象：连续踩刹车，踏板位置升高，并有下沉感；判断原因：漏油。5）故障现象：踏板位置很低；再踏，位置不能升高，感觉发硬；判断原因：总泵堵塞。第三章 上海通用制动系统ABS故障诊断与检修3.1制动防抱死系统的结构组成及工作原理3.1.1制动防抱死系统概念ABS（Anti-locked Braking System）防抱死制动系统，它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统，现代汽车上大量安装防抱死制动系统，ABS既有普通制动系统的制动功能，又能防止车轮锁死，使汽车在制动状态下仍能转向，保证汽车的制动方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏，是目前汽车上最先进、制动效果最佳的制动装置。3.1.2制动防抱死系统组成ABS系统主要由传感器、电子控制装置和执行器三个部分组成。3.1.3ABS系统各组成部件的功能车速传感器 ：检测车速，给ECU提供车速信号，用于滑移率控制方式 。轮速传感器 ：检测车轮速度，给ECU提供轮速信号，各种控制方式均采用。减速传感器 ：检测制动时汽车的减速度，识别是否是冰雪等易滑路面，只用于四轮驱动控制系统。制动压力调节器 ：接受ECU的指令，通过电磁阀的动作实现制动系统压力的增加、保持和降低。液压泵 ：受ECU控制，在可变容积式制动压力调节器的控制油路中建立控制油压；在循环式制动压力调节器调节压力降低的过程中，将由轮缸流出的制动液经蓄能器泵回主缸，以防止ABS工作时制动踏板行程发生变化。ABS警告灯 ：ABS出现故障时，由EUC控制将其点亮，向驾驶员发出报警，并由ECU控制闪烁显示故障代码 。ECU ：接受车速、轮速、减速等传感器的信号，计算出车速、轮速、滑移率和车轮的减速度、加速度，并将这些信号加以分析、判别、放大，由输出级输出控制指令，控制各种执行器工作。3.2制动系统ABS故障诊断与检修实例分析3.2.1故障现象：一辆2003年产赛欧SLX-AT轿车，行驶里程2.6万 km。据车主反映，制动时需要将制动踏板踩到很低的位置才会有制动力。检修过程：使发动机原地怠速工作，缓慢踩下制动踏板，踏板会不断下降，快速踩下制动踏板，踏板在较低的位置时才会感觉有制动力，保持施加踏板力，制动踏板会下降，踏板感觉柔软。进行路试。在车速为30 km/h左右时缓慢踩下制动踏板，车辆仍然向前行驶，明显感觉制动效果不良，如果快速踩下制动踏板，车辆可以停住，但是制动踏板位置较低。为了排除制动系统存在空气的可能，进行了制动系统放气，但是未见气泡，而且放气后制动踏板不能回位，这说明制动总泵已经不能建立油压。故障排除：更换制动总泵后路试，故障排除。回顾总结：制动总泵是制动系统的核心部件，它将制动液压缩到每个车轮的制动分泵以实施制动。根据笔者的维修经验，制动总泵出现最多的故障就是活塞(俗称皮碗)密封不良，导致制动压力无法建立或泄压。制动总泵泄压时的常见故障现象有2种。(1)缓慢踩下制动踏板，制动踏板会降到最低位置，制动油压无法建立。路试的表现为：低速行驶时，如果快速踏下制动踏板可以制动，如果缓慢踏下制动踏板则没有制动。(2)进行制动系统放气时，制动踏板降低后无法回位，反复踩踏也无法建立油压，放不出制动液或制动液放出得很少。制动总泵出现故障时，除了总泵自身的问题，制动液也是不可忽视的重要因素。制动液有不同的品牌和级别，即使是同一车型也会由于生产批次和技术改进等原因而使用不同型号的制动液。如果制动液混加或变质，就会使制动总泵很快损坏，或导致制动系统内产生气体。需要注意的是，制动分泵上的放气阀应该位于分泵的最高位置，以保证放气时可以将气体排出。有些车型的左右两侧的分泵装反时也可以安装，但此时排气阀处于分泵的最低位置，气是放不出来的，放出来的只是油。3.2.2故障现象：一辆2004年产别克GL轿车，行驶里程3.2万 km。该车原地踩制动踏板时感觉正常，行驶一段时间后感觉车辆行驶困难。检修过程：举升车辆，发现4个车轮均存在制动拖滞的现象，车轮用手几乎转不动。检查制动踏板的位置未见异常，不存在卡滞等异常情况。因为4个制动分泵同时出现回位不良的可能性非常小，于是笔者认为故障点应该在制动总泵或制动助力器。松开制动总泵与助力器之间的连接螺栓，4个车轮可以转动，这说明故障点在助力器，而不是由于总泵内活塞回位不良导致制动拖滞。故障排除：更换真空助力器，故障排除。3.2.3故障现象：一辆2004年产赛欧SRV-AT轿车，行驶里程5.6万 km，车主反映车辆制动距离过长。检修过程：维修人员试车后发现制动距离明显过长，制动时感觉制动力不足。进行制动系统放气，故障依旧。观察此车的制动盘，已经进行过改装，制动盘换成了带有通风孔的大尺寸制动盘。换回原车配置的制动盘进行路试，制动性能没有明显改善。拆下制动摩擦片，发现摩擦片上的接触痕迹只有几个点。故障排除：拆下制动摩擦片，用细砂纸仔细打磨凸出点，以使制动摩擦片进行快速磨合。车辆使用一段时间后，制动性能明显改善，故障最终排除。回顾总结：制动摩擦片和制动盘是产生制动力的直接部件，它们出现的常见故障包括制动盘翘曲导致制动时车身抖动，制动摩擦片异响，制动摩擦片与制动盘接触不良导致制动力下降等。在实际检修工作中，应该重点检查摩擦片和制动盘是否经过改装以及配件是否合格。3.2.4故障现象：一辆2009年产凯越1.6轿车，行驶5.8万km，右前轮刹车片磨损严重。检修过程：该车来服务站报修，经试车轻踩刹车时，右前轮发出铁磨铁的声音，后将车支起拆下两前轮胎，发现右前刹车片已经磨没，刹车盘磨出一条沟，左前轮刹车片磨掉一半，由此判断，可能是右前轮刹车有罢劲现象，或者是刹车片质量有问题。 该车电脑档案记录45000公里保养时更换刹车片，刹车片质量没有问题，那么刹车片严重磨损可能是罢劲导致的。刹车罢劲就是刹车有不回位现象，轮胎转不动，刹车片抱住刹车盘，这种现象一般由于刹车总泵回油不好，刹车分泵内部上锈活塞被卡住造成，根据上述两种情况，接上油压表检查，证明刹车总泵回油正常，踩刹车时分泵活塞运动也正常。之后把旧刹车盘及片重新装上，经过几次踩刹车检查发现，刹车分泵支架上有一个回位销，在踩刹车时向里走，抬脚时不动，当拆下分泵支架，拔出回位销，看见回位销已经弯曲，原来是前刹车分泵支架变形导致刹车片严重磨损，更换刹车分泵支架，故障排除。故障原因：经询问车主，该车在半年前出过一次事故，右前轮撞在桥墩子上，轮毂撞坏，当时保险公司只给换了轮胎，轮毂，下摆臂。据车主反映，轮毂变形时撞在刹车分泵上，导致刹车支架回位销弯了，定损时，理赔员没有看出来。

1．专业定位 准确， 人才培养目标和模式明确 1.1专业定位准确， 办学思路明确 广州市政府已将汽车制造作为本市经济发展的支柱产业，总的年产量确定为 150万辆，并正在建设以珠三角地区为主体的汽车零部件配套基地，每年将给广州市带来3000亿的国内生产总值。在汽车消费中，买车的钱约占汽车消费的1/3，而汽车服务要占到汽车消费的2/3，维修汽车将是今后市民的主要消费对象，汽车服务已经不再是厂家售后服务的概念，它集合了汽车金融、汽车保险、汽车零配件、汽车“4位一体”的售后服务、汽车维修、汽车中介、汽车美容和防护、汽车专业人才的教育和培训、城市规划、交通管理的社会大系统。 广州市每年总共向社会提供约 2000个大专层次专门技术人才，而在广州市，与汽车相关的从业人员将超过100万。我校就是在这样的大环境下建立的汽车检测与维修技术专业，专业定位在培养现代汽车检测与维修的专门技术人才上，使毕业的学生具有一定专业理论知识，具有较强的现代汽车检测与维修的动手能力，同时能够从事汽车销售、汽车营运及汽车企业管理工作。 本专业始终把服务于广东省汽车工业及其经济发展放在第一位，以市场需求及就业为导向，以产学研结合为人才培养的基本途径，在坚持以人为本和全面推进素质教育的基础上，形成并实践了以职业能力培养为核心，职业技能与素质训练相结合，理论与实践并重，紧密与校外企业的合作，培养具有一定理论知识又有较强实践技能的技术应用型专门人才的办学思路。本专业建设的最终目标是办成全国示范性专业。 1.2 专业建设规划目标明确， 实施方案具体，措施得力，效果显著 本专业根据《广州大学科技贸易技术学院“十五”规划》 ，结合汽车服务和汽车产品市场的发展与竞争的趋势，制定了本专业的“十五发展规划” 。到了 2005年将新增汽车技术服务与营销专业、汽车电子技术专业，并计划于2007年成立车辆工程系，届时汽车专业发展到6 ～ 8个 。到2006年，上述的三个汽车专业将 招生200～240人、在校生将达360人，其中 本专业 的在校生将达195人。 建设与完善现有的校内外实践教学基地，形成本专业系列实验室、系列实训室和系列校内外实习基地。 学校现在主要有人才引入机制、青年骨干教师培养制度、年度考核制度、严谨的教学管理制度、教学竞赛制度等，以保证目标规划的顺利进行。 1.3 人才培养模式符合培养目标的要求 本专业培养德、智、体、美全面发展的，即掌握一定专业理论知识，具有较强的现代汽车检测与维修的动手能力，又熟悉汽车销售、汽车营运及其企业管理的高级复合应用型人才。毕业生在工科大专文化、专业基础知识和现代汽车技术专业知识的基础上，将具有一定的通用机械设计与维修能力、现代汽车检测与维修能力、汽车销售能力和汽运企业管理能力，并将获得中级汽车修理工证书。 根据培养目标，毕业生应有的 知识结构是： 1 ）掌握工科大专文化基础知识； 2 ）掌握本专业知识所需要的基本理论、基本知识和基本技能； 3 ）掌握与现代汽车技术相关的专业知识和实践操作。 汽车ABS技术的发展趋势研究 在汽车防抱死制动系统出现之前，汽车所用的都是开环制动系统。其特点是制动器制动力矩的大小仅与驾驶员的操纵力、制动力的分配调节以及制动器的尺寸和型式有关。由于没有车轮运动状态的反馈信号，无法测知制动过程中车轮的速度和抱死情况，汽车就不可能据此调节轮缸或气室制动压力的大小。因此在紧急制动时，不可避免地出现车轮在地面上抱死拖滑的现象。当车轮抱死时，地面的侧向附着性能很差，所能提供的侧向附着力很小，汽车在受到任何微小外力的作用下就会出现方向失稳问题，极易发生交通事故。在潮湿路面或冰雪路面上制动时，这种方向失稳的现象会更加严重。汽车防抱死制动系统（Anti-lock Braking System简称ABS）的出现从根本上解决了汽车在制动过程中的车轮抱死问题。它的基本功能就是通过传感器感知车轮每一瞬时的运动状态，并根据其运动状态相应地调节制动器制动力矩的大小以避免出现车轮的抱死现象，因而是一个闭环制动系统。 它是电子控制技术在汽车上最有成就的应用项目之一，汽车制动防抱死系统可使汽车在制动时维持方向稳定性和缩短制动距离，有效提高行车的安全性。 一、ABS的工作原理 汽车制动时由于车轮速度与汽车速度之间存在着差异，因而会导致车轮与路面之间产生滑移，当车轮以纯滚动方式与路面接触时，其滑移率为零；当车轮抱死时其滑移率为100％。当滑移率在8％～35％之间时，能传递最大的制动力。制动防抱死的基本原理就是依据上述的研究成果，通过控制调节制动力，使制动过程中车轮滑移率控制在合适的范围内，以取得最佳的制动效果。ABS系统硬件构成主要由传感器（包括轮速传感器、减速度传感器和车速传感器）、电子控制装置、制动压力调节器三大部分组成，形成一个以滑移率为目标的自动控制系统。传感器测量车轮转速并将这一数据传送至电子控制装置上，控制装置是一个微处理器，它根据车轮转速传感器信号来计算车速。在制动过程中，车轮转速可与控制装置中预先编制的理想减速度的特性曲线相比较。如果控制装置判断出车轮减速度太快和车轮即将抱死时，它就发出信号给液压调节器，液压调节器可根据来自控制装置的信号对制动器的卡钳或轮泵的油压进行控制（作用、保持、释放、重新作用）。这一动作，每秒钟能出现10次以上。 二、ABS技术的发展及应用现状 基于制动防抱理论的制动系统首先是应用于火车和飞机上。1936年，德国博世公司（BOSCH）申请一项电液控制的ABS装置专利，促进了ABS技术在汽车上的应用。汽车上开始使用ABS始于1950年代中期福特汽车公司，1954年福特汽车公司在林肯车上装用法国航空公司的ABS装置，这种ABS装置控制部分采用机械式，结构复杂，功能相对单一，只有在特定车辆和工况下防抱死才有效，因此制动效果并不理想。机械结构复杂使ABS装置的可靠性差、控制精度低、价格偏高。ABS技术在汽车上的推广应用举步艰难。直到70年代后期，由于电子技术迅猛发展，为ABS技术在汽车上应用提供了可靠的技术支持。ABS控制部分采用了电子控制，其反应速度、控制精度和可靠性都显著提高，制动效果也明显改善，同时其体积逐步变小，质量逐步减轻，控制与诊断功能不断增强，价格也逐渐降低。这段时期许多家公司都相继研制了形式多样的ABS装置。 进入90年代后，ABS技术不断发展成熟，控制精度、控制功能不断完善。现在发达国家已广泛采用ABS技术，ABS装置已成为汽车的必要装备。北美和西欧的各类客车和轻型货车ABS的装备率已达90％以上，轿车ABS的装备率在60％左右，运送危险品的货车ABS的装备率为100％。ABS装置制造商主要有：德国博世公司（BOSCH），欧、美、日、韩国车采用最多；美国德科公司（DELCO），美国通用及韩国大宇汽车采用；美国本迪克斯公司（BENDIX），美国克莱斯勒汽车采用；还有德国戴维斯公司（TEVES）、德国瓦布科（WABCO）、美国凯尔西海斯公（KELSEYHAYES）等，这些公司的ABS产品都在广泛地应用，而且还在不断发展、更新和换代。 近年来，ABS技术在我国也正在推广和应用，1999年我国制定的国家强制性标准GB12676-1999《汽车制动系统结构、性能和试验方法》中已把装用ABS作为强制性法规。此后一汽大众、二汽富康、上海大众、重庆长安、上海通用等均开始采用ABS技术，但这些ABS装置我国均没有自主的知识产权。 国内研究ABS主要有东风汽车公司、交通部重庆公路研究所、济南捷特汽车电子研究所、清华大学、西安交通大学、吉林大学、华南理工大学、合肥工业大学等单位，虽然起步较晚，也取得了一些成果。在气压ABS方面，国内企业包括东风电子科技股份有限公司、重庆聚能、广东科密等都已形成了一定的生产规模。液压ABS由于技术难度大，国外技术封锁严密，国内企业暂时不能独立生产，但在液压ABS方面也在做自主研发，力图突破国外跨国公司的技术壁垒，已经取得了一些新的进展和突破。如清华大学和浙江亚太等承担的汽车液压防抱死制动系统（ABS）“九五”国家科技攻关课题，在ABS控制理论与方法、电子控制单元、液压控制单元、开发装置和匹配方法等关键技术方面均取得了重大成果。采用的耗散功率理论，避免了传统的逻辑门限值研究方法的局限性，取得了理论上的突破，研发ABS成功且进入产业化、批量生产阶段。其试样在南京IVECO轻型客车上匹配使用全面达到了国家标准GB12676-1999和欧洲法规EECR13的要求。这对振兴我国汽车工业与汽车零部件业具有划时代意义，标志着我国汽车液压ABS国产化已迈出坚实的一步。同时合肥工业大学也研制出国内具有自主知识产权的液压制动电子防抱系统，率先在HF6700轻型汽车上匹配使用获得成功。国内液压ABS技术含量与国外虽有一定的差距，但在政府的大力支持和国内丰富的人力资源配合下，相信国内可以在较短的时间内在ABS技术某些领域赶超国际水平