汽车底盘构造与维修——制动系统维修
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制动系统维修
任务导入
01
检查测量
03
考核评价
05
必备知识
02
任务实施
04
知识拓展
06
目
录
CONTENTS
PART
1
任务导入
(一） 客户报修：制动跑偏
(二） 客户报修：制动性能不良
(三） 客户保修：制动发抖
PART
2
必备知识
引导问题1 为何汽车需要制动系统？
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。制动系统的作用是：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，使已经停驶的汽车在各种道路条件下（包括坡道上）稳定住车。
引导问题2 制动系统是如何工作的？
制动系统的工作原理是将汽车的动能通过摩擦转换成热能，并释放到大气中。制动时，踩下制动踏板，制动主缸向各制动轮缸供油，活塞在油压的作用下，把摩擦材料压向制动盘/鼓实现制动，如图4-1所示。
引导问题3 制动系统的结构是怎样的？
引导问题3 制动系统的结构是怎样的？
1.鼓式制动器的结构和类型
引导问题3 制动系统的结构是怎样的？
（1）摩擦限位式间隙自调装置
引导问题3 制动系统的结构是怎样的？
（2）楔块式间隙自调装置
引导问题3 制动系统的结构是怎样的？
2.鼓式制动器类型
鼓式车轮制动器多为内张双蹄式。按照促动装置的形式，可分为轮缸式、凸轮式和楔块式，如图4-7所示。
引导问题3 制动系统的结构是怎样的？
鼓式制动器按照产生制动力矩不同的分类如图4-8所示。
引导问题3 制动系统的结构是怎样的？
根据制动过程中两制动蹄产生的制动力矩不同，鼓式制动器可分为领从蹄式、双领蹄式、双向双领蹄式、双向从蹄式、单向自增力式和双向自增力式等；根据制动时两制动蹄对制动鼓作用的径向力是否平衡，鼓式制动器又可分为简单非平衡式、平衡式和自动增力式。如图4-9所示。
引导问题3 制动系统的结构是怎样的？
3.盘式制动器的结构和类型
（1）定钳盘式制动器
引导问题3 制动系统的结构是怎样的？
（2）浮钳盘式制动器
引导问题3 制动系统的结构是怎样的？
引导问题3 制动系统的结构是怎样的？
引导问题3 制动系统的结构是怎样的？
4.驻车制动器的结构和类型
引导问题3 制动系统的结构是怎样的？
（1）传统驻车制动系统
引导问题3 制动系统的结构是怎样的？
引导问题3 制动系统的结构是怎样的？
对于4个车轮采用盘式制动器的汽车来说，驻车制动器可采用盘鼓式驻车制动器（图4-18）内置于后轮盘式制动器中和盘式制动器，并通过拉索和连杆等机构固定在盘式制动器上；也可采用盘式集成制动器；有些高档跑车上也采用双制动卡钳，其中一个卡钳为式驻车制动卡钳，如图4-19所示。
引导问题3 制动系统的结构是怎样的？
（2）电子驻车制动系统
常见的电子手刹有拉索式与卡钳式两种。拉索式电子手刹与传统拉索式手刹差别不大，同为制动蹄式，只是把手动的拉索改为电动形式，如图4-20所示；整合卡钳式电子手刹是通过整合在刹车壳体上的电机驱动卡钳压紧制动盘来实现制动，如图4-21所示。
引导问题3 制动系统的结构是怎样的？
5.液压制动传动装置的组成
引导问题3 制动系统的结构是怎样的？
前后独立式双管路液压制动传动装置由双腔制动主缸通过两套独立的管路分别控制前桥和后桥的车轮制动器。这种布置方式结构简单，如果其中一套管路损坏漏油，另一套仍能起作用，但会破坏前后桥制动力分配的比例，主要用于发动机前置后轮驱动的汽车。
交叉式双管路液压制动传动装置由双腔制动主缸通过两套独立的管路分别控制前后桥对角线方向的两个车轮制动器。这种布置方式在任一管路失效时，仍能保持一半的制动力，且前后桥制动力分配比例保持不变，有利于提高制动方向的稳定性。主要用于发动机前置前轮驱动的汽车。
引导问题3 制动系统的结构是怎样的？
（1）液压制动传动装置主要部件
1）带制动主缸的真空助力器
引导问题3 制动系统的结构是怎样的？
引导问题3 制动系统的结构是怎样的？
2）制动主缸
引导问题3 制动系统的结构是怎样的？
3）制动轮缸
引导问题4 汽车防滑控制系统的基本原理是怎样的？
汽车防滑控制系统是防止汽车在制动过程中车轮被抱死滑移和汽车在驱动过程中（特别是起步、加速、转弯等）驱动轮发生滑转现象的控制系统。
1.滑动率对附着系数的影响
汽车在制动过程中，车轮的运动可以划分为三个阶段：纯滚动、边滚边滑、完全拖滑。一般用滑动率S表
征滑动成分在车轮纵向运动中所占的比例。
引导问题4 汽车防滑控制系统的基本原理是怎样的？
式中：v ——车轮中心的纵向速度；
w——车轮的角速度；
r ——车轮的自由滚动半径。
车轮与路面之间的附着系数是随着滑动率而变化的，二者之间的关系如图4-28所示。
引导问题4 汽车防滑控制系统的基本原理是怎样的？
2.防滑控制系统的作用和控制方式
汽车在驱动过程中，驱动轮可能发生滑转，滑转成分在车轮纵向运动中所占的比例用正滑动率来表示，即
完全滑转时，v=0，S=100%，汽车在驱动和制动时的XXXXX -S关系及最佳控制范围如图4-29所示。
引导问题4 汽车防滑控制系统的基本原理是怎样的？
防滑控制系统就是在汽车驱动状态下，将驱动轮滑转率控制在5%～15%的最佳范围内。制动防抱死系统是在汽车制动状态下，将车轮滑动率控制在8%～35%的最佳范围内。在上述最佳范围内，不仅车轮和地面之间的纵向附着系数较大，而且侧向附着系数的值也较大，保证了汽车的方向稳定性。
引导问题5 防抱死制动系统组成和原理是怎样的？
汽车防抱死制动系统（ABS）
引导问题5 防抱死制动系统组成和原理是怎样的？
1.轮速传感器
轮速传感器的功用是检测车轮的旋转速度，并将速度信号输入ECU。目前，常用的轮速传感器主要有电磁式和霍尔式。
（1）电磁式轮速传感器
电磁式轮速传感器主要由传感器头和齿圈两部分组成，它可以安装在车轮上，也可以安装在主减速器或变速器中。如图4-31所示，齿圈随着车轮或传动轴一起转动，齿圈在磁场中旋转时，齿圈齿顶和电极之间的间隙以一定的速度变化，使磁路中的磁阻发生变化，磁通量周期地增减，在线圈的两端产生正比于磁通量增减速度的感应电压，该交流电压信号输送给ECU。
引导问题5 防抱死制动系统组成和原理是怎样的？
（2）霍尔式轮速传感器
霍尔式轮速传感器也是由传感头和齿圈组成。其齿圈的结构及安装方式与电磁式轮速传感器的齿圈相同，传感头由永磁体、霍尔元件和电子电路等组成。传感器的工作原理如图4-32所示，永磁体的磁力线穿过霍尔元件通向齿圈，齿圈相当于一个集磁器。当齿圈位于图4-32（a）所示位置时，穿过霍尔元件的磁力线分散，磁场相对较弱；而当齿圈位于图4-32（b）所示位置时，穿过霍尔元件的磁力线集中，磁场相对较强。齿圈转动时，使得穿过霍尔元件的磁力线密度发生变化，因而引起霍尔元件电压的变化，霍尔元件将输出一毫伏级的准正弦波电压。此信号由电子电路转化成标准的脉冲电压。
引导问题5 防抱死制动系统组成和原理是怎样的？
霍尔式车轮转速传感器克服了电磁式传感器的缺点，其输出信号电压幅值不受转速的影响，频率响应高，抗电磁波干扰能力强。因而，霍尔传感器在ABS中的应用越来越广泛。
引导问题5 防抱死制动系统组成和原理是怎样的？
2.ABS的控制中枢——ECU
ECU是ABS的控制中枢，其功用是接收轮速传感器及其他传感器输入的信号，对这些输入信号进行测量、比较、分析、放大和判别处理，通过精确计算，得出制动时车轮的滑移率、车轮的加速度和减速度，以判断车轮是否有抱死趋势。再由其输出级发出控制指令，控制制动压力调节器去执行压力调节任务。电子控制单元还具有监控和保护功能，当系统出现故障时，能及时转换成常规制动，并以故障灯点亮的形式警告驾驶人。
3.制动压力调节器
根据压力调节器的调压方式，可分为循环式和可变容积式。循环式制动压力调节器是通过电磁阀直接控制轮缸的制动压力；而可变容积式制动压力调节器是通过电磁阀间接改变轮缸的制动压力。
引导问题5 防抱死制动系统组成和原理是怎样的？
（1）循环式制动压力调节器
循环式制动压力调节器由电磁阀、液压泵和电动机等部件组成。调节器直接装在汽车原有的制动管路中，通过串联在制动主缸和制动轮缸之间的三位三通电磁阀直接控制轮缸的压力，可以使轮缸的工作处于常规工作状态、增压状态、减压状态或保某某状态，如图4-33所示。三位是指电磁阀有3个不同位置，分别控制轮缸制动压力的增、减或保某某；三通是指电磁阀上有3个通道，分别通制动主缸、制动轮缸和储液器。
引导问题5 防抱死制动系统组成和原理是怎样的？
引导问题5 防抱死制动系统组成和原理是怎样的？
（2）可变容积式制动压力调节器
可变容积式制动压力调节器主要由电磁阀、控制活塞、液压泵和储能器等组成，是在原液压制动系统中增设一套液压控制装置，控制制动管路中容积的增减，以控制制动压力的变化。可变容积式制动压力调节器有4种不同的工作状态：常规制动状态、轮缸减压状态、轮缸保某某状态和轮缸增压状态，如图4-34所示。
引导问题6 驱动防滑控制系统是怎样工作的？
驱动防滑控制系统简称ASR，有的称为车辆牵引力控制系统，简称TCS或TRC。驱动防滑控制系统的功用是防止汽车在加速过程中打滑，特别是防止汽车在非对称路面或在转向时驱动轮滑转，以保持汽车行驶方向的稳定性、操纵性和维持汽车的最佳驱动力，以及提高汽车的平顺性。典型ABS/SR组成如图4-35所示，主要由轮速传感器、ABS/ASR ECU、制动压力调节器、主副节气门开度传感器、副节气门控制步进电动机等组成。
引导问题6 驱动防滑控制系统是怎样工作的？
ABS/ASR ECU根据驱动轮转速传感器输送的速度信号，计算并判断出车轮与路面间的滑转状态，适时地向其执行机构发出指令，以降低发动机的输出转矩和车轮的转速，从而实现防止驱动轮滑转的目的。ASR的传感器主要是轮速传感器和节气门位置传感器。轮速传感器与ABS共用，而节气门位置传感器则与发动机控制系统共用。
引导问题6 驱动防滑控制系统是怎样工作的？
ASR专用的信号输入装置是ASR选择开关，关闭ASR选择开关，可停止ASR的作用。如在汽车维修中需要将汽车驱动轮悬空转动时，ASR可能对驱动车轮施以制动，影响故障的检查。这时，关闭ASR开关，停止ASR作用，可避免这种影响。
ASR的ECU发出的控制指令有如下3种：控制滑转车轮的制动力；控制发动机输出功率；同时控制发动机输出功率和驱动车轮的制动力。在实际应用的ASR中，绝大多数都是采用调节发动机输出转矩的方式来控制汽车驱动力矩。而调节发动机的输出转矩，通常是利用发动机电子控制装置，通过控制节气门开度和点火提前角的方式来实现。
引导问题7 汽车电子稳定程序控制系统是怎样的？
汽车电子稳定程序控制系统ESP是改善汽车行驶性能的一种控制系统，是ABS和ASR两种系统在功能上的延伸。利用与ABS一起的综合控制，可防止汽车在制动时车轮抱死；利用ASR可阻止汽车在起步时驱动轮滑转（空转）。ESP可以通过有选择性地控制各车轮上的制动力，防止车辆滑移，因此，ESP是一个主动安全系统。
ESP系统在不同的车型中有不同的名称，如奔驰、奥迪称为ESP，宝马称为DSC（Dynamic StabilityControl，即动态稳定性控制），丰田、雷克萨斯称为VSC（Vehicle Stability Control，即汽车稳定性控制系统），三菱称为ASC/AYC（Active Stability Control/Active Yaw Control，即主动稳定控制/主动横摆控制系统），本田称为VSA（Vehicle Stability Assist，即车身稳定性辅助系统），而VOLVO 汽车称为DSTC。（Dynamic Stability and Traction Control，即动态循迹防滑控制系统）。
引导问题7 汽车电子稳定程序控制系统是怎样的？
ESP由传统制动系、传感器、液压调节器、汽车稳定性控制ECU和辅助系统组成，在电脑实时监控汽车运行状态的前提下，对发动机及控制系统进行干预和调控。
引导问题7 汽车电子稳定程序控制系统是怎样的？
在汽车行驶过程中，转向盘转角传感器监测驾驶人转弯方向和角度，车速传感器监测车速、节气门开度，制动主缸压力传感器监测制动力，而侧向加速度传感器和横摆角速度传感器则监测汽车的横摆和侧倾速度。ECU根据这些信息，通过计算后，判断汽车要正常安全行驶和驾驶人操纵汽车意图的差距，然后由ECU发出指令，调整发动机的转速和车轮上的制动力，修正汽车的过度转向或不足转向，以避免汽车打滑、转向过度、转向不足和抱死，从而保证汽车的行驶安全。
引导问题7 汽车电子稳定程序控制系统是怎样的？
当ESP判定为出现不足转向时，将制动内侧后轮，使车辆进一步沿驾驶人转弯方向偏转，从而稳定车辆（图4-37）；当ESP判定为出现过度转向时，ESP将制动外侧前轮，防止出现甩尾，并减弱过度转向趋势，稳定车辆（图4-38）。上述过程中，如果单独制动某个车轮不足以稳定车辆，ESP将通过降低发动机扭矩输出的方式或制动其他车轮来满足需求。
PART
3
检查测量
引导问题8 盘式制动器需要进行哪些检查？
1.制动盘表面和磨损检查
①用工业酒精或经许可的同等制动器清洗剂，清洁制动盘的摩擦面。
②检查制动盘摩擦面是否存在严重锈蚀和/或点蚀、开裂（图4-39）和/或灼斑、严重变蓝。如果制动盘的摩擦表面出现上述一种或几种“制动盘表面状况”，则制动盘需要表面修整或更换。
③使用精度达微米级的千分尺进行测量，测量并记录制动盘摩擦面上所有划痕的深度，如图4-40所示。
引导问题8 盘式制动器需要进行哪些检查？
2.制动盘厚度测量
①用工业酒精或经许可的同等制动器清洗剂，清洁制动盘的摩擦面。
②使用精度达到微米级的千分尺，测量并记录制动盘圆周上均匀分布的4个或更多个点的最小厚度如图4-41所示。在测量的过程中，确保仅在摩擦面内进行测量，且每次测量时千分尺与制动盘外缘的距离相等，约13mm，如图4-42所示
引导问题8 盘式制动器需要进行哪些检查？
③将最小厚度测量值与盘式制动器组件规格相比较。如果制动盘的最小厚度测量值大于表面修整后最小允许厚度规格，则可根据可能出现的表面状况和磨损情况对制动盘进行表面修整；如果制动盘的最小厚度测量值等于或小于表面修整后最小允许厚度规格，则不能对制动盘进行表面修整；如果制动盘的最小厚度测量值等于或低于报废厚度规格，则制动盘需要更换。
引导问题8 盘式制动器需要进行哪些检查？
3.制动盘厚度偏差的测量
①使用精度达到微米级的千分尺，测量并记录制动盘圆周上均匀分布的4个或更多个点的厚度。
②计算所记录的最高和最低厚度测量值之差，得出厚度偏差值。
③将厚度偏差测量值与盘式制动器组件规格相比较。如果制动盘厚度偏差测量值超过规格，则制动盘需要进行表面修整或更换。
引导问题8 盘式制动器需要进行哪些检查？
4.制动盘装配后横向跳动量的测量
①标记制动盘与车轮双头螺栓的相对位置（若尚未标记），如图4-43所示。
②检查轮毂/车桥法兰和制动盘的接合面（图4-44），确保没有异物、锈蚀或碎屑。如果轮毂/车桥法兰和/或制动盘的接合面出现上述状况，应清除轮毂/车桥法兰和制动盘接合面上的锈蚀或污物。否则，可能会导致制动盘装配后横向跳动量（LRO）过大，从而引起制动器脉动。
引导问题8 盘式制动器需要进行哪些检查？
将制动盘从车辆上拆下。
使用轮毂表面修整工具组件或者类似工具，彻底清理轮毂/车桥法兰结合面上的锈蚀或腐蚀物。
使用制动盘表面修整工具组件或者类似工具，彻底清理制动盘结合面上的锈蚀或腐蚀物。用工业酒精或经许可的同等制动器清洗剂，清洁制动盘的摩擦面。
对准拆卸前所做的装配标记，将制动盘安装至轮毂/车桥法兰上。
③使制动盘紧靠轮毂/车桥法兰，并将制动盘锥形垫圈（图4-45）之一和一个带耳螺母安装至位置最高的车轮双头螺栓。
④继续固定住制动盘，并用手紧固带耳螺母。
引导问题8 盘式制动器需要进行哪些检查？
⑤将其余的制动盘锥形垫圈和带耳螺母安装在车轮双头螺柱上，并按照星形顺序手动紧固螺母（图4-46）。
引导问题8 盘式制动器需要进行哪些检查？
⑥按照星形顺序将带耳螺母紧固至规定值，以正确固定制动盘，如图4-47所示。
⑦将轮毂和车轮跳动量量规或同等工具安装至支柱，并放好指示器按钮，使其与制动盘摩擦面以90XXXXX角接触，且距离制动盘外边缘约13mm，如图4-48所示。
引导问题8 盘式制动器需要进行哪些检查？
⑧测量并记录制动盘装配后横向跳动量。
XXXXX转动制动盘，直到千分表读数达到最小，然后将千分表归零。
XXXXX转动制动盘，直到千分表读数达到最大。
XXXXX相对于最接近的车轮双头螺栓或双头螺栓，标记最高点的位置。
XXXXX测量并记录横向跳动量。
⑨将制动盘装配后端面跳动量与盘式制动器组件规格相比较。如果制动盘装配后横向跳动量超过此规格，则对制动盘进行表面修整，以确保准确的平行度；如果制动盘装配后端面跳动量的测量值符合规格，则安装制动钳，并踩几下制动踏板，以便使制动盘固定到位，再拆下制动盘锥形垫圈。
引导问题8 盘式制动器需要进行哪些检查？
5.制动片的检查
①在多个点处测量剩余的制动片厚度（图4-49）。
②将制动片厚度与盘式制动器组件规格比较，如果制动片厚度大于不带制动衬片的制动片的报废厚度，则可继续使用；如果制动片厚度小于不带制动衬片的制动片的 >>>>>>内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。<<<<<< 含电机、泵、蓄电池等部件，它可以产生并储存制动压力，并可分别对4个轮胎的制动力矩进行单独调节。与传统的液压制动器相比，EHB有了显著进步：
六、知识拓展
1 结构紧凑，改善了制动效能。
2 控制方便可靠，制动噪声显著减小。
3 不需要真空装置，有效减轻了制动踏板的打脚现象，提供了更好的踏板感觉。
4 随着模块化程度的提高，在车辆设计过程中，又提高了设计的灵活性，减少了制动系统的零部件数量，节省了车内制动系统的布置空间。
六、知识拓展
EHB的局限性是整个系统仍然需要液压部件，离不开制动液。
EHB是在传统的液压制动器基础上发展而来的。与传统的汽车制动系统有所不同，EHB以电子元件替代部分机械元件，是一个先进的机电一体化系统。EHB用一个综合制动模块取代传统制动器中的压力调节器和ABS模块。这个综合的制动模块由电机、泵、蓄电池等部件组成，它可以产生并储存制动压力，可以对4个车轮的制动力矩进行单独调节。同时，在EHB的电子控制系统中设计相应的程序，通过操纵电控元件来控制制动力的大小及各轴制动力的分配，可以完全实现ABS及ASR等功能。[文章尾部最后500字内容到此结束,中间部分内容请查看底下的图片预览]
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