汽車制動(dòng)系統(tǒng)性能影響因素的分析

郝孟軍 梅容芳 宮濤 劉福華 劉良

周彬宜賓職業(yè)技術(shù)學(xué)院 四川省宜賓市 644003

1 引言

在汽車的行駛過程中，汽車制動(dòng)系統(tǒng)性能與汽車行駛的安全性有著直接的關(guān)系。因此，在對汽車制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行分析過程中，除了對相應(yīng)的制動(dòng)部件進(jìn)行升級(jí)改造外，在日常使用過程中還需要對汽車制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行維修保養(yǎng)。對汽車制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行有效的維護(hù)，能夠極大的增加汽車制動(dòng)系統(tǒng)的使用時(shí)間。

2 汽車制動(dòng)性能的評價(jià)指標(biāo)

2.1 制動(dòng)效率

汽車進(jìn)行正常行駛的過程中，制動(dòng)效率有著非常重要的關(guān)系。汽車在行駛的過程中，遇到障礙物或者其他的突發(fā)情況時(shí)，需要及時(shí)進(jìn)行制動(dòng)，汽車能夠降低行駛的速度，讓車輛停止。對制動(dòng)效率產(chǎn)生影響的原因有：制動(dòng)的距離、力度、減速時(shí)間等。在實(shí)驗(yàn)的過程中，制動(dòng)距離主要是指車輛以50km/h的速度行駛，然后進(jìn)行緊急制動(dòng)，測定車輛的完全停止的間距。根據(jù)車輛的總負(fù)載以及車輛的類型不一樣，車輛在空載和有載時(shí)的制動(dòng)距離也是不一樣的，同時(shí)還與汽車制動(dòng)系統(tǒng)的初始制動(dòng)速度、最大制動(dòng)減速度以及協(xié)調(diào)時(shí)機(jī)也是緊密相連的。制動(dòng)的時(shí)間以及距離的數(shù)值越小，也就表示制動(dòng)性能的效果越高。同時(shí)制動(dòng)力的變化對制動(dòng)距離也有很重要的影響。制動(dòng)力主要是指讓車輛強(qiáng)制降速至完全停止的重要影響。制動(dòng)踏板力需要運(yùn)用制動(dòng)檢測器進(jìn)行檢測。當(dāng)制動(dòng)力超出要求的范圍后，會(huì)增加駕駛的強(qiáng)度，很容易導(dǎo)致駕駛員出現(xiàn)疲勞，這也會(huì)對汽車的行駛安全造成負(fù)面的影響，但是制動(dòng)力越強(qiáng)，車輛進(jìn)行減速的效果就越好。車輛減速的時(shí)間也是對制動(dòng)性能進(jìn)行評價(jià)的重要數(shù)值。

2.2 制動(dòng)效率的恒定性

制動(dòng)性能的恒定性主要是指制動(dòng)器抵抗水和熱阻尼的能力。制動(dòng)效率的水阻尼主要是指制動(dòng)器的表面被水入侵后，在水潤滑的條件下會(huì)發(fā)生摩擦系數(shù)降低的情況。當(dāng)汽車在行駛時(shí)，制動(dòng)鼓、制動(dòng)盤與摩擦片之間，進(jìn)行摩擦?xí)r會(huì)有熱量的出現(xiàn)，摩擦片容易出現(xiàn)干燥的情況。當(dāng)制動(dòng)器浸水后，車輛制動(dòng)5-15 次之后，制動(dòng)器就能夠恢復(fù)到正常的性能。當(dāng)車輛在長距離進(jìn)行行駛時(shí)，在速度下降的過程中持續(xù)進(jìn)行制動(dòng)，手鼓或制動(dòng)盤溫度也會(huì)有極大的增加，導(dǎo)致制動(dòng)性能出現(xiàn)下降，制動(dòng)距離也很難達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，這也是常說的車輛制動(dòng)效率的熱衰退情況，按照國際標(biāo)準(zhǔn)，車輛在一定速度下連續(xù)鎖定15 次，制動(dòng)強(qiáng)度為3m/s的60%。當(dāng)制動(dòng)踏板固定時(shí)，應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)考慮制動(dòng)熱的退化性能。

2.3 制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性

制動(dòng)時(shí)，汽車很容易出現(xiàn)偏離、尾部移動(dòng)、滑動(dòng)測量和轉(zhuǎn)向控制喪失的情況，即制動(dòng)時(shí)的方向穩(wěn)定性。大量交通事故調(diào)查表明，制動(dòng)偏離、尾部移動(dòng)和滑動(dòng)測量是造成交通事故的主要原因。因此，方向穩(wěn)定性在制動(dòng)性能測試中非常重要。測試表明，當(dāng)前軸左右制動(dòng)力的差值比軸載的值大于5%時(shí)，當(dāng)后橋的左右制動(dòng)力之差超出軸重的10%時(shí)，車輛會(huì)發(fā)生制動(dòng)偏差，地面的反作用力與車輪的側(cè)向力是同時(shí)發(fā)生的，輪胎的抓地力會(huì)超出反作用力以及側(cè)向力的綜合時(shí)，車輛會(huì)出現(xiàn)橫向滑動(dòng)的現(xiàn)象。

3 對制動(dòng)性能造成影響的因素

3.1 汽車輪胎

第一，胎壓對制動(dòng)性能的影響。汽車進(jìn)行制動(dòng)的核心就在于輪胎，輪胎的壓力對減速力有著直接的影響。當(dāng)胎壓過低，輪胎與制動(dòng)臺(tái)面之間的接觸面也會(huì)增大，這也讓輪胎在滾動(dòng)時(shí)出現(xiàn)滯后損失，增加滾動(dòng)阻力，車輪阻力也會(huì)極大的增大。當(dāng)胎壓過高時(shí)，輪胎與制動(dòng)臺(tái)面之間的接觸面也會(huì)減少，降低滾動(dòng)阻力，車輪阻力也會(huì)有很大的減少。在進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，胎壓越低，輪胎也會(huì)出現(xiàn)下沉變形的情況，從而讓車輪的半徑發(fā)生變化。對應(yīng)的接觸變形也會(huì)增加，制動(dòng)力檢測值也會(huì)越高。如果胎壓比較大，會(huì)讓車輪的動(dòng)態(tài)半徑有所增加，這時(shí)對制動(dòng)力進(jìn)行檢測的值會(huì)比較低。當(dāng)汽車各個(gè)輪胎的胎壓出現(xiàn)不一樣的情況時(shí)，輪與滾筒表面的最大附著系數(shù)也是不一樣的。在汽車進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，輪胎的一側(cè)會(huì)出現(xiàn)抱死的情況，對制動(dòng)力的平衡造成非常不利的影響。

第二，輪胎與地面摩擦對制動(dòng)性能的影響。更大的輪胎面積和更大的與地面的自然接觸面積可以提高牽引力，但也會(huì)增加制動(dòng)性能要求。摩擦面積越大，制動(dòng)噪音和阻力越大，汽車的噪音和油耗也越大。

第三，輪胎橡膠材料的影響。汽車輪胎主要是由橡膠進(jìn)行制作的，與地面之間的摩擦力也是由橡膠的成分以及質(zhì)量來決定的，汽車輪胎使用的橡膠不一樣，也會(huì)造成汽車制動(dòng)性能的差異。

第四，輪胎花紋對制定性能的影響。汽車輪胎上的花紋能夠有效地提升汽車行駛的安全性。主要是由于輪胎的花紋能夠有效地增加汽車與地面之間的摩擦力，實(shí)現(xiàn)更好的制動(dòng)，讓汽車形式能夠更加的可靠。在摩擦力增加的過程中，汽車在進(jìn)行減速或轉(zhuǎn)彎時(shí)會(huì)有一定的保護(hù)作用。尤其是在下雨的天氣中，輪胎花紋不僅能夠增加與地面的摩擦力，還有相應(yīng)的排水作用。

3.2 制動(dòng)器以及制動(dòng)液的影響

第一，制動(dòng)器。汽車的制動(dòng)器主要是對汽車運(yùn)行進(jìn)行阻礙的部件，運(yùn)用輔助制動(dòng)系統(tǒng)讓汽車減速?，F(xiàn)階段，汽車中所使用的制動(dòng)器大主要是以摩擦式的制動(dòng)器為主。制動(dòng)器的工作面為圓柱形，進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的元件也是常說的制動(dòng)鼓。旋轉(zhuǎn)元件可分為圓盤和滾筒。盤式的制動(dòng)器也被稱之為旋轉(zhuǎn)制動(dòng)盤，其端面也就是其工作面。盤式制動(dòng)器的常見故障包括氣體阻塞、制動(dòng)力較低以及制動(dòng)過程中出現(xiàn)噪音。鼓式的制動(dòng)是對制動(dòng)輪上的制動(dòng)片進(jìn)行按壓來實(shí)現(xiàn)制動(dòng)的。

第二，制動(dòng)液。制動(dòng)液在汽車的制動(dòng)系統(tǒng)中是非常重要的環(huán)節(jié)，在汽車液壓制動(dòng)系統(tǒng)中對制動(dòng)壓力傳遞的液體介質(zhì)就是常說的制動(dòng)液。汽車制動(dòng)液的粘溫性相對較好，凝固點(diǎn)也是比較低的，沸點(diǎn)溫度則是比較高，在使用時(shí)，質(zhì)量不出現(xiàn)較大的變化。

第三，制動(dòng)系統(tǒng)的影響。一是制動(dòng)執(zhí)行器系統(tǒng)施加的力減小，不能滿足相應(yīng)的要求。頻繁使用制動(dòng)系統(tǒng)會(huì)導(dǎo)致傳動(dòng)部件頻繁磨損和過度處理，從而導(dǎo)致制動(dòng)桿與主缸之間的行程距離太小。制動(dòng)踏板的支架以及支架軸之間的磨損對制動(dòng)力也有著很大的影響，也會(huì)讓制動(dòng)踏板以及推桿之間的間隙擴(kuò)大，讓制動(dòng)踏板能夠進(jìn)行自由的運(yùn)動(dòng)，在制動(dòng)踏板進(jìn)行來回按壓，然后松開推力桿的螺栓，減少與推力桿之的間距離。二是制動(dòng)葉輪能夠?qū)嚎s空氣和高壓油的裝置進(jìn)行有效地控制，駕駛員通過壓力桿進(jìn)行控制。由于大型車輛的制動(dòng)力相對較低，因此有許多輔助工具，也是常說的“伺服機(jī)構(gòu)”，如液壓能量方向以及氣動(dòng)輔助制動(dòng)等。伺服機(jī)構(gòu)需要根據(jù)位置以及形式的變化進(jìn)行選擇，但在正常的情況下，可以運(yùn)用壓縮空氣或高壓油來進(jìn)行制動(dòng)控制。三是當(dāng)制動(dòng)總泵出現(xiàn)故障，入主泵出現(xiàn)膨脹或者是磨損的現(xiàn)象，會(huì)降低伺服系統(tǒng)上的油壓。輔助泵工作不夠用力，壓不下摩擦片，制動(dòng)力很低，如果兩者之間的釋放量過大，主缸油井進(jìn)出油口油孔堵塞，主泵壓力桿與活塞之間沒有釋放，防止活塞回油。四是制動(dòng)液管路漏油如果制動(dòng)管路接頭松動(dòng)，也會(huì)出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，造成汽車油壓下降。管道破裂時(shí)也會(huì)發(fā)生漏油。如果管道內(nèi)部堵塞或變平，則油路被堵塞。

4 提升汽車制動(dòng)系統(tǒng)性能的措施

4.1 制動(dòng)失靈及處理

在制動(dòng)失靈的情況下，即使是把制動(dòng)踏板踩到了底部，行駛中的汽車也不能進(jìn)行減速或者停止。造成汽車制動(dòng)出現(xiàn)失靈的原因比較多，例如比較常見的制動(dòng)液的不足、制動(dòng)系統(tǒng)中進(jìn)入空氣、制動(dòng)管路發(fā)生破裂或者接頭松動(dòng)的現(xiàn)象。如果制動(dòng)出現(xiàn)了比較嚴(yán)重的磨損，則制動(dòng)也會(huì)出現(xiàn)失靈的情況。一旦出現(xiàn)了故障，應(yīng)檢查制動(dòng)管路是否有漏油或連接松動(dòng)等情況，發(fā)現(xiàn)問題時(shí)，需要及時(shí)的更換破損管路或把松動(dòng)的接頭進(jìn)行擰緊，及時(shí)檢查制動(dòng)液并及時(shí)添加。如果制動(dòng)管路以及制動(dòng)液沒有問題，則需要及時(shí)的踩下制動(dòng)踏板，并對放氣螺釘上的放油情況進(jìn)行檢查，如果油中有氣泡，則需要進(jìn)行放氣。如果油量不足或缺油，則應(yīng)更換主缸。如果油流又快又強(qiáng)，則應(yīng)更換輪缸密封圈。

4.2 制動(dòng)阻力的故障及排除

在汽車行駛時(shí)抬高制動(dòng)踏板會(huì)使汽車變?nèi)?，使其難以啟動(dòng)，同時(shí)制動(dòng)鼓或制動(dòng)卡鉗也會(huì)產(chǎn)生高熱量。在這種情況下，往往判斷為制動(dòng)拖曳故障。出現(xiàn)故障地原因主要是由于車輪的制動(dòng)器回位出現(xiàn)了彈力減弱或者損壞的情況，制動(dòng)踏板自由運(yùn)動(dòng)、制動(dòng)器凈化、主缸活塞與推桿之間的釋放比較小，制動(dòng)管路也會(huì)由于回油不良而出現(xiàn)堵塞，導(dǎo)致制動(dòng)盤彎曲變形時(shí)油路、制動(dòng)鉗座釋放或制動(dòng)底板出現(xiàn)堵塞，由制動(dòng)器或車輪油缸補(bǔ)償孔被鎖定或活塞回油裝置的彈力減弱的情況，駐車制動(dòng)裝置調(diào)整不當(dāng)或電纜鎖定在真空發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)，制動(dòng)和拖動(dòng)過程中的錯(cuò)誤診斷和故障排除可按以下步驟進(jìn)行：調(diào)整制動(dòng)踏板不合格的自由運(yùn)動(dòng)。如果車輪過熱或運(yùn)輸不靈活，需要對制動(dòng)總泵和真空助力器的工作情況進(jìn)行檢查，如果制動(dòng)總泵活塞停止運(yùn)動(dòng)或者回位彈簧出現(xiàn)損壞的情況，必須及時(shí)更換制動(dòng)總泵。如果真空助力器不能正常工作，請更換助力器組件。如果拖拽后輪制動(dòng)，制動(dòng)底板會(huì)松動(dòng)，需要重新擰緊。如果制動(dòng)回位彈簧的彈性出現(xiàn)變?nèi)趸蛘邤嗔训那闆r，需要進(jìn)行相應(yīng)的更換。

5 結(jié)語

在汽車進(jìn)行駕駛時(shí)，安全是第一位的，汽車的制動(dòng)是非常重要的因素。不僅需要及時(shí)的對汽車輪胎進(jìn)行檢查，要定期的對制動(dòng)器和制動(dòng)液進(jìn)行檢查和更換，確保汽車駕駛的安全性。