某車輛行車制動(dòng)系統(tǒng)間歇性失靈故障分析

曹家垚 馬樹茂

(天津迪安司法鑒定中心，天津 300381)

0 前言

汽車制動(dòng)系統(tǒng)是指為了從技術(shù)上保證汽車的安全行駛，提高汽車的平均速度，在汽車上安裝的制動(dòng)機(jī)構(gòu)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，車輛性能的優(yōu)劣是影響道路交通安全的重要因素之一。在道路交通事故中，50%以上是由汽車制動(dòng)性能失效引起的。因此，為保障行車安全，應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注汽車制動(dòng)性能。本文以某款多用途貨車為例，針對(duì)該款車型存在的制動(dòng)系統(tǒng)間歇性失靈故障進(jìn)行了系統(tǒng)性檢測(cè)及原因分析，結(jié)合故障原因，提出了解決方案，確保車輛行駛安全。

1 故障檢測(cè)

某款多用途貨車被發(fā)現(xiàn)存在制動(dòng)系統(tǒng)間歇性失靈故障，為更好分析故障原因，對(duì)故障進(jìn)行了系統(tǒng)性檢測(cè)。

1.1 制動(dòng)踏板檢測(cè)

在發(fā)動(dòng)機(jī)熄火狀態(tài)下，通過腳踏制動(dòng)踏板來快速檢測(cè)貨車液壓制動(dòng)性能是否正常。在第1次踏板并感覺到阻力時(shí)，該車制動(dòng)踏板行程大于全行程的四分之三；通過3次腳踏制動(dòng)踏板，感覺到踏下與抬起制動(dòng)踏板時(shí)行程自如，未出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象；在保持踏板時(shí)間小于5 s時(shí)，踏板有緩慢向前移動(dòng)的現(xiàn)象。將制動(dòng)踏板推桿銷拆卸，觀察到推桿銷表面光滑，無(wú)變形及缺損情況。經(jīng)檢測(cè)，該車的制動(dòng)踏板狀況良好，符合制動(dòng)踏板技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

1.2 制動(dòng)力傳遞裝置檢測(cè)

通過目測(cè)，該車制動(dòng)油壺內(nèi)油液充足，制動(dòng)油液顏色正常，未觀察到油液出現(xiàn)發(fā)黑現(xiàn)象，也未觀察到制動(dòng)管路有滲漏現(xiàn)象。說明制動(dòng)力傳遞裝置性能正常。

1.3 行車靜態(tài)制動(dòng)檢驗(yàn)

行車靜態(tài)制動(dòng)檢驗(yàn)是指在啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)后，在車輛停止不動(dòng)的情況下，檢驗(yàn)行車制動(dòng)踏板行程是否符合標(biāo)準(zhǔn)，車尾制動(dòng)燈與制動(dòng)踏板響應(yīng)是否同步。經(jīng)檢測(cè)，該車的行車制動(dòng)踏板有效行程大于總行程的四分之三，車尾制動(dòng)燈與制動(dòng)踏板響應(yīng)同步。

1.4 行車動(dòng)態(tài)制動(dòng)檢驗(yàn)

行車動(dòng)態(tài)制動(dòng)檢驗(yàn)是在干燥、平坦的路面上，將車速穩(wěn)定在40～50 km/h區(qū)間，使用MBK-01(Ⅲ)B型便攜式制動(dòng)性能測(cè)試儀進(jìn)行7次測(cè)試，并選取其中5次測(cè)試結(jié)果進(jìn)行分析。該車的5次測(cè)試數(shù)據(jù)見表1。經(jīng)檢驗(yàn)，該車在制動(dòng)性能試驗(yàn)過程中，汽車在整個(gè)減速過程中的制動(dòng)距離、協(xié)調(diào)時(shí)間、平均減速度(MFDD)均符合《機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》(GB 7258—2017)中規(guī)定的制動(dòng)性能參數(shù)。

1.5 真空度測(cè)試

將貨車啟動(dòng)至怠速穩(wěn)定狀態(tài)，利用三通管連接貨車真空助力泵及真空助力器后，裝上真空壓力表對(duì)貨車制動(dòng)系統(tǒng)的真空度進(jìn)行測(cè)量。經(jīng)測(cè)量，該車制動(dòng)系統(tǒng)氣壓真空度值約-71.00 kPa，大于該車的制動(dòng)氣壓真空度最低限值(-66.66 kPa)，該車制動(dòng)氣壓真空度符合限值標(biāo)準(zhǔn)。

表1 車輛制動(dòng)性能的測(cè)試數(shù)據(jù)

1.6 液壓管路檢驗(yàn)

利用升舉機(jī)設(shè)備將貨車升舉起來進(jìn)行檢驗(yàn)，并采用具有下載和存儲(chǔ)功能的記錄儀對(duì)整個(gè)檢驗(yàn)過程進(jìn)行全程錄像。通過檢測(cè)人員用腳反復(fù)踩踏制動(dòng)踏板并加大油液壓力至制動(dòng)踏板阻力最大，踩住制動(dòng)踏板，然后瞬間松開制動(dòng)分泵放氣螺栓，按照左后輪—右后輪—右前輪—左前輪的順序依次排出液壓油。檢驗(yàn)結(jié)果顯示，車輛的左后輪、右后輪和右前輪的出油量均正常，且液壓油呈噴濺狀態(tài)排出，但車輛左前輪在放氣螺栓打開后未見出油，等待約4 s 后，才觀察到液壓油從放氣螺栓出油口處緩慢流出。擰緊放氣螺栓，再次用腳反復(fù)踩踏制動(dòng)踏板加大油液壓力至制動(dòng)踏板阻力最大時(shí)，再次松開制動(dòng)分泵放氣螺栓。此時(shí)，車輛的左后輪、右后輪、右前輪和左前輪的出油量均正常，且液壓油呈噴濺狀態(tài)排出。測(cè)試表明，貨車的制動(dòng)管路系統(tǒng)存在氣阻現(xiàn)象，且與制動(dòng)管路所處的環(huán)境溫度相關(guān)。該現(xiàn)象導(dǎo)致制動(dòng)系統(tǒng)的功能不可靠，難以保證隨時(shí)有效的制動(dòng)性能，不符合《機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件》(GB 7258—2017)標(biāo)準(zhǔn)要求。

2 故障分析

汽車制動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)部存在氣阻現(xiàn)象，會(huì)嚴(yán)重影響汽車的制動(dòng)性能。出現(xiàn)該現(xiàn)象的主要原因是由于車輛制動(dòng)時(shí)產(chǎn)生高溫造成制動(dòng)液大量蒸發(fā)。理論上液壓制動(dòng)系統(tǒng)是密封環(huán)境，但實(shí)際上液壓制動(dòng)系統(tǒng)還是存在細(xì)微的滲漏部位。如果汽車停放時(shí)間較長(zhǎng)，會(huì)出現(xiàn)氣體滲漏進(jìn)入制動(dòng)管路的現(xiàn)象。當(dāng)制動(dòng)系統(tǒng)中存在氣阻，極易造成制動(dòng)系統(tǒng)故障，影響行車安全。

導(dǎo)致氣阻問題產(chǎn)生主要有以下幾方面的原因。① 在夏季天氣炎熱時(shí)，汽車制動(dòng)系統(tǒng)的散熱系統(tǒng)會(huì)受到影響，散熱速度較緩慢，導(dǎo)致制動(dòng)系統(tǒng)無(wú)法有效將剎車產(chǎn)生的熱量散去。隨著剎車次數(shù)增加，累積的熱量會(huì)使制動(dòng)液蒸發(fā)，對(duì)汽車制動(dòng)造成影響。② 制動(dòng)液本身的質(zhì)量不過關(guān)。劣質(zhì)制動(dòng)液的耐高溫性較差，在高溫環(huán)境下，制動(dòng)液極易出現(xiàn)蒸發(fā)現(xiàn)象，在制動(dòng)系統(tǒng)的管路中形成氣阻，對(duì)汽車制動(dòng)造成影響。③ 制動(dòng)液長(zhǎng)期不更換，超出其使用期限。過期的制動(dòng)液會(huì)乳化變質(zhì)，在乳化過程中會(huì)產(chǎn)生氣泡，而這些氣泡集聚在管路中無(wú)法排出，就會(huì)形成氣阻影響油液壓力的正常傳遞，造成制動(dòng)效能下降甚至失靈。

超過規(guī)定使用時(shí)間而仍然使用的制動(dòng)液，車輛在日常駕駛中不會(huì)出現(xiàn)異?，F(xiàn)象，對(duì)行車安全不會(huì)造成太大影響。但是，當(dāng)車輛在下坡路況或山區(qū)道路崎嶇坡度大的路況時(shí)，制動(dòng)系統(tǒng)產(chǎn)生的高溫很可能會(huì)讓剎車油沸騰，進(jìn)而在剎車管路中產(chǎn)生氣泡，嚴(yán)重時(shí)會(huì)影響到剎車系統(tǒng)的正常工作。隨著環(huán)境溫度升高，制動(dòng)液受熱，并在制動(dòng)管路內(nèi)氣化。氣體在制動(dòng)管路內(nèi)逐漸增加，使制動(dòng)輪缸的制動(dòng)力減小，在制動(dòng)時(shí)會(huì)感覺到剎車偏軟。如果管路內(nèi)儲(chǔ)存氣量較多，不僅會(huì)增大制動(dòng)踏板行程，也會(huì)使制動(dòng)失靈。當(dāng)總泵油室制動(dòng)液面下降較明顯或在拆開管路時(shí)空氣進(jìn)入液壓系統(tǒng)，汽車制動(dòng)時(shí)將會(huì)出現(xiàn)剎車偏軟的現(xiàn)象，影響制動(dòng)效果。

3 解決方法

3.1 排除制動(dòng)管路內(nèi)的氣體

發(fā)現(xiàn)液壓管路中有氣體時(shí)，可由兩人配合排除管路中的氣體。排氣時(shí)，應(yīng)按照由遠(yuǎn)至近的原則，對(duì)各分泵進(jìn)行放氣。首先排除后輪制動(dòng)管內(nèi)的氣體，再排除前輪制動(dòng)管內(nèi)的氣體。在進(jìn)行放氣作業(yè)時(shí)，應(yīng)有兩人配合進(jìn)行操作：一人在駕駛室內(nèi)連續(xù)踩動(dòng)制動(dòng)踏板，使踏板位置升高；另一人擰松放氣閥，使管路中的空氣和制動(dòng)液同時(shí)排出。當(dāng)踏板位置降低時(shí)，立即擰緊放氣閥。如此反復(fù)多次，直到塑料管內(nèi)沒有氣泡排出為止時(shí)，擰緊放氣閥并裝好防塵套。按照上述操作方法，可依次對(duì)其他分泵進(jìn)行放氣。

具體的排氣操作可按以下步驟進(jìn)行：① 將制動(dòng)總泵貯液室內(nèi)注滿制動(dòng)液；② 取下分泵的放氣閥上的膠套，將專用橡膠管的一端接在分泵的放氣螺孔上，另一端插入盛有制動(dòng)液的玻璃容器內(nèi)，注意使膠管的下端不高于液面；③ 連續(xù)踩踏制動(dòng)踏板3～4次，將踏板踩下并保持，使踏板停留在踩下的位置，此時(shí)將分泵放氣螺釘松開三分之一圈或二分之一圈，使帶有氣泡的制動(dòng)液經(jīng)由接好的橡膠管流入玻璃容器中。這時(shí)制動(dòng)踏板會(huì)逐漸下降，等踏板不再下降時(shí)，擰緊分泵放氣螺釘，并緩慢松開踏板。如果在分泵放氣螺釘未擰緊前就松開制動(dòng)踏板，則空氣會(huì)被重新吸入液壓制動(dòng)系統(tǒng)。

重復(fù)上述操作步驟，直到橡膠排氣管不再流出含有氣泡的制動(dòng)液為止，取下膠管裝回膠套。排氣操作應(yīng)從后往前推進(jìn)，應(yīng)注意隨時(shí)添加制動(dòng)液至規(guī)定高度，但從分泵中排放出來的制動(dòng)液不宜重復(fù)使用。對(duì)于安裝有加力裝置的液力制動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行排氣時(shí)，應(yīng)在發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)下進(jìn)行，通常是先排除加力器中的空氣，再排除分泵中的空氣。對(duì)于雙管路制動(dòng)系統(tǒng)，應(yīng)分別在制動(dòng)總泵的第1工作腔和第2工作腔進(jìn)行排氣。液壓腳制動(dòng)系統(tǒng)在裝配調(diào)整后，在使用過程中，應(yīng)注意液壓系統(tǒng)的排氣和制動(dòng)液的選用。

3.2 預(yù)防制動(dòng)管路內(nèi)產(chǎn)生氣阻

現(xiàn)代轎車和輕型貨車大多采用液壓制動(dòng)系統(tǒng)，與機(jī)械制動(dòng)相比，液壓制動(dòng)具有壓力傳遞迅速、均勻及穩(wěn)定，制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用安裝方便、摩擦損失小、工作效率高等優(yōu)點(diǎn)。在液壓制動(dòng)系統(tǒng)中，制動(dòng)襯塊對(duì)汽車安全行駛具有重要影響，若制動(dòng)襯塊存在問題，應(yīng)及時(shí)更換。如果襯塊受到磨損，會(huì)將磨擦產(chǎn)生的熱量傳遞給制動(dòng)液，對(duì)制動(dòng)液造成影響。定期更換襯塊可以避免此類故障的發(fā)生。

制動(dòng)液具有優(yōu)良的高溫抗氣阻性。如果使用的制動(dòng)液沸點(diǎn)過低，在高溫時(shí)極易蒸發(fā)，使液壓制動(dòng)系統(tǒng)管路中產(chǎn)生氣阻，導(dǎo)致制動(dòng)失靈。在實(shí)際車輛的使用過程中，可以采取更換制動(dòng)液的方法來預(yù)防制動(dòng)管路內(nèi)產(chǎn)生氣阻，確保汽車制動(dòng)性能良好。

4 結(jié)語(yǔ)

通過對(duì)某款多用途貨車行車制動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)間歇失靈性故障的分析，發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生該故障是由制動(dòng)油管中存在氣阻引起的。通過排除氣阻及更換制動(dòng)液的方法可預(yù)防氣阻故障的發(fā)生，能夠有效解決行車制動(dòng)系統(tǒng)間歇性失靈故障，確保車輛行駛安全。