試論汽車剎車系統(tǒng)機械故障與維護

李友良

摘 要：汽車剎車系統(tǒng)機械故障的排除具有一定難度，不利于系統(tǒng)良好制動效果的實現(xiàn)。基于這種情況，本文結(jié)合汽車剎車系統(tǒng)機械故障排除案例，對汽車剎車系統(tǒng)機械故障分析與判斷問題展開了分析，結(jié)合故障形成機理對故障原因進行了分析和確認，并從故障處理和預防兩方面提出了故障的維護措施，為關(guān)注這一話題的人們提供參考。

關(guān)鍵詞：汽車;剎車系統(tǒng);機械故障

1 引言

作為汽車的重要組成部分，剎車系統(tǒng)能否正常工作，直接關(guān)系到汽車的使用安全。在剎車系統(tǒng)發(fā)生故障時，汽車將存在安全隱患。而實際汽車剎車系統(tǒng)機械故障較為隱蔽，在檢修維護過程中難以確定故障原因，造成故障因無法徹底排除而一再發(fā)生。因此，還應加強汽車剎車系統(tǒng)機械故障研究，以便提出科學維護措施，使汽車故障得到有效排除。

2 汽車剎車系統(tǒng)機械故障現(xiàn)象分析與判斷

一輛捷達在行駛約2800km時發(fā)生制動故障，車速達到60km/h以上后踩制動踏板出現(xiàn)方向盤明顯抖動現(xiàn)象。對制動盤進行更換后，故障消失，但行使約3000km后再次發(fā)生制動抖動故障，在顛簸路面進行制動踏板踩踏車身輕微晃動。結(jié)合剎車系統(tǒng)工作原理可知，汽車采用盤式制動器，剎車系統(tǒng)由剎車油泵、剎車卡鉗、剎車圓盤等部件構(gòu)成。剎車時，駕駛員踩下踏板將向剎車油泵施加壓力，使帶有壓力的液體經(jīng)過管路傳遞至車輪剎車卡鉗活塞上。由剎車油對卡鉗內(nèi)的活塞進行推動，使制動片壓向剎車盤，將剎車盤夾緊，能夠起到制動作用。在剎車盤之間，安裝有ABS防抱死電子設備，通過輪速感應器傳遞的脈沖變動對車輪運行狀況進行掌握，在車輪有可能發(fā)生抱死時向電磁閥發(fā)出指令，利用快速開關(guān)實現(xiàn)剎車控制，達到調(diào)整轉(zhuǎn)速的目標，在控制車輪的同時，達到最大剎車力量[1]。因此在ABS防抱死電子設備發(fā)生故障時，有可能由于無法實現(xiàn)制動方向穩(wěn)定控制造成制動抖動故障的發(fā)生。而采用X431汽車檢測儀對汽車ABS剎車防抱死系統(tǒng)進行檢測，發(fā)現(xiàn)油壓電磁閥、四輪轉(zhuǎn)速等均未出現(xiàn)故障碼，因此可以初步排除剎車系統(tǒng)電子故障，判斷抖動現(xiàn)象由剎車系統(tǒng)機械故障引發(fā)。

3 汽車剎車系統(tǒng)機械故障原因分析與確認

剎車系統(tǒng)制動抖動為常見故障現(xiàn)象，如果由機械故障引起判斷起來相對困難。而制動抖動不僅會影響汽車駕駛舒適性，更會引發(fā)汽車安全事故，因此還要掌握故障現(xiàn)象和形成機理，以便對故障原因進行準確判斷與分析。

3.1 故障發(fā)生機理

剎車時方向盤抖動可能由多種因素引起，但根源在于制動過程中產(chǎn)生了制動力矩波動。而制動力矩來與制動器，發(fā)生的振動主要來源于固定件和旋轉(zhuǎn)件之間的相互作用，另外也可能由輪胎與地面相互作用引起。在剎車系統(tǒng)發(fā)生振動時，能量會從地面經(jīng)過彈性輪胎傳輸至車輪懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，達到一定程度將導致系統(tǒng)產(chǎn)生負阻尼，引發(fā)轉(zhuǎn)向盤擺動。而振動能量大小除了與輪胎特性和地面摩擦系數(shù)有關(guān)，也與懸架系統(tǒng)彈性體震動特性和轉(zhuǎn)向動力學特征參數(shù)有關(guān)。因此在出廠時，需要完成輪胎特性對轉(zhuǎn)向盤擺振影響驗證。除了輪胎，懸架系統(tǒng)彈性體震動特性也將引起制動抖動，在制動力矩波動較大、軸承間隙過大或旋轉(zhuǎn)件不平衡情況下，將導致轉(zhuǎn)向盤和車身均發(fā)生抖動。造成抖動的原因主要分為剎車油泵油壓變動、剎車盤厚度差超限和剎車盤跳動[2]。在剎車油泵油壓變動的情況下，將導致制動力改變，對懸架和車輪產(chǎn)生影響，促使轉(zhuǎn)向盤和車身發(fā)生振動。而剎車盤厚主要由受熱變形、邊緣磨損和表面銹蝕引起，將導致剎車盤與剎車片存在點接觸。剎車盤跳動問題的發(fā)生，與本身精度和輪轂配合安裝精度無法達到要求有關(guān)。

3.2 故障原因分析

為進一步確定故障原因，對汽車剎車盤和剎車片進行拆解檢查，發(fā)現(xiàn)剎車片表面存在分散的金屬雜質(zhì)，剎車盤表面存在發(fā)黑燒蝕現(xiàn)象。了解汽車使用情況后，發(fā)現(xiàn)車輛經(jīng)常走涉水路，高速行駛中駕駛員頻繁踩踏制動踏板，導致剎車盤溫度過高，涉水后迅速降溫，造成剎車盤發(fā)生變形。利用百分表對剎車盤表面進行測量，發(fā)現(xiàn)左前剎車盤偏擺量達0.02mm，廠家規(guī)定在0.05mm以內(nèi)，因此在正常范圍內(nèi)。而右前剎車盤偏擺量則達到了0.75mm，超出規(guī)定范圍。然而更換剎車盤、剎車片后發(fā)現(xiàn)，踩踏制動踏板車輛剎車時依然存在輕微晃動。利用外徑千分尺，在兩側(cè)剎車盤距離前輪剎車盤10-15mm位置進行盤厚測量，發(fā)現(xiàn)存在0.02mm偏差，能夠達到安裝標準要求。利用百分表對剎車盤進行重新測量，發(fā)現(xiàn)依然存在偏擺量。對前懸架各部件間隙進行測量，均能達到要求。將左右剎車油泵拆下，確定泵能夠正?；匚?，手剎拉桿及拉線也能正?；匚?，四輪減震器無漏油、卡滯等問題。因此經(jīng)過分析討論，結(jié)合汽車駕駛習慣和使用情況，確定剎車盤損壞由右前輪機械故障引發(fā)。

3.3 機械故障確認

在機械故障確認上，對右前輪開展了進一步檢查，確定軸承橫縱間隙均符合要求，橫拉桿和轉(zhuǎn)向臂球頭間隙也符合要求。再次進行新剎車盤的安裝后發(fā)現(xiàn)，右前輪剎車盤偏擺量依然能夠達到0.75mm。對兩次更換下來的剎車盤進行檢查，將剎車盤在左前輪軸承凸緣上固定，然后利用百分表進行偏擺量測量發(fā)現(xiàn)，兩只剎車盤偏擺量分別為0.03mm和0.02mm，均符合安裝標準。因此可以確定，存在故障的配件為右前輪軸頭凸緣。對右前輪軸頭凸緣進行測量，發(fā)現(xiàn)存在0.04mm的偏擺量。通過對前輪軸承總成進行更換，然后重新進行剎車盤等配件安裝，測量后發(fā)現(xiàn)右前輪剎車盤偏擺量為0.01mm。試車后發(fā)現(xiàn)，汽車制動抖動現(xiàn)象完全消失，最終確定剎車系統(tǒng)故障由配件缺陷引發(fā)。結(jié)合以往維修經(jīng)驗發(fā)現(xiàn)，在對桑塔納、金杯海獅等汽車剎車系統(tǒng)故障進行維修時，時常出現(xiàn)更換剎車盤無法消除故障現(xiàn)象的問題。在無法確認故障原因的情況下，只有將軸承、軸頭凸緣、剎車盤、剎車盤等配件全部更換后才能消除故障[3]。通過此次故障檢修發(fā)現(xiàn)，原車裝配過程中軸頭凸緣可能出現(xiàn)偏差量較大的問題。在使用期間，剎車盤與剎車片摩擦接觸面并未完全結(jié)合，受到磨損、震動等因素的影響，將導致軸頭凸緣與剎車盤配合出現(xiàn)問題，造成剎車盤偏擺量超限，因此汽車會因為剎車盤擺動量過大出現(xiàn)抖動問題。

4 汽車剎車系統(tǒng)機械故障的維護保養(yǎng)措施

針對汽車剎車系統(tǒng)機械故障，還要掌握相應的處理措施，同時從故障預防角度加強維護保養(yǎng)，減少汽車剎車系統(tǒng)機械配件發(fā)生的損耗，降低汽車故障發(fā)生率，繼而為汽車安全駕駛提供保障。

4.1 故障處理措施

汽車剎車系統(tǒng)機械故障的發(fā)生具有一定的隱蔽性和偶然性，屬于棘手的故障，常常難以得到一次性消除。而故障始終存在，將導致汽車使用存在安全隱患，隨時可能引發(fā)安全事故。因此針對該類故障進行處理，還應做到認真對待，通過詳細檢查和深入分析確定故障原因，保證故障得到徹底消除。在實際分析的過程中，還應主動了解駕駛員的駕駛習慣，進一步掌握車輛狀況，然后有針對性的進行汽車剎車系統(tǒng)性能檢測。汽車如果發(fā)生制動偏差和制動器故障，通常無法恢復，因此需要立即進行故障處理，對相關(guān)配件進行更換，保證汽車制動故障得以消除。在檢查過程中，需要確認汽車剎車盤、剎車片等安全部件是否存在問題，確認制動器的磨損情況。依次完成各部件尺寸、精度等參數(shù)的檢查，能夠確定汽車剎車系統(tǒng)各部件能否達到使用要求。針對汽車制動抖動故障，完成剎車盤和剎車片更換后故障得到緩解，需要做好輪轂等配合構(gòu)件的檢測，確定無變形、超差等缺陷問題后，可以確保故障真正得到消除。

4.2 故障預防措施

經(jīng)過長時間使用，汽車剎車系統(tǒng)機械部件將發(fā)生磨損，繼而引發(fā)故障。為實現(xiàn)故障的預防，還應按照汽車生產(chǎn)廠家規(guī)定進行汽車剎車系統(tǒng)維護與保養(yǎng)。具體來講，就是在汽車達到固定行駛里程和使用時間后到專業(yè)檢修點進行維護，完成制動、操縱等安全部件檢查，并完成緊固、清潔、潤滑等操作。針對剎車系統(tǒng)，需按規(guī)定定期完成剎車片、剎車油的更換，并對系統(tǒng)進行校對。在定期檢查的過程中，需要確認剎車系統(tǒng)剎車油是否能夠維持穩(wěn)定性能，確保剎車油液面高度合理，如果顯著下降應進行檢查[4]。選擇專業(yè)維修人員對剎車系統(tǒng)工作狀況進行確認，可以保證故障隱患得到及時排除。在剎車油中混有空氣的情況下，需要完成剩余油液的清除，然后灌滿新的剎車油。對于汽車駕駛?cè)藛T來講，還應掌握一定的養(yǎng)護方法，在使用過程中減少急剎車操作，下坡時避免踩剎車不放，在涉水時減速慢行，保持良好駕駛習慣，以便使剎車系統(tǒng)維持良好性能。

5 結(jié)論

綜上所述，在汽車剎車系統(tǒng)機械故障分析與判斷的過程中，還應結(jié)合剎車系統(tǒng)工作原理和故障現(xiàn)象進行簡單檢測，實現(xiàn)電子故障和機械故障區(qū)分。在實際進行故障原因判斷時，需要加強故障形成機理分析，并通過系列測量檢測確定故障原因，確保故障得到有效處理和預防，繼而使汽車剎車系統(tǒng)能夠充分發(fā)揮作用，保證汽車行駛安全。

參考文獻：

[1]孫東海.巧妙解決汽車前制動盤剎車抖動故障[J].汽車維修技師，2019（04）：129.

[2]張子康.公路運輸汽車剎車系統(tǒng)故障的維修手段初探[J].山東工業(yè)技術(shù)，2019（07）：41.

[3]陳海洋，金永尚.飛機剎車系統(tǒng)原理及故障淺析[J].中國科技信息，2018（22）：35-36.

[4]修輝平，徐敏.汽車剎車系統(tǒng)故障的維修手段初探[J].科技創(chuàng)新導報，2018，15（15）：89-90.