汽车检测与诊断技术(第4章3).ppt

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1、宋力（2学时）内蒙古工业大学交通运输系汽车检测与诊断技术轿车典型制动系统组成示意图4.4 制动系统检测与故障诊断制动系统检测与故障诊断一一.汽车制动系的基本知识汽车制动系的基本知识二二.车轮制动器车轮制动器三三.驻车制动器驻车制动器四四.制动传动装置制动传动装置五五.ABS、ASR、VSC（ESP）系统）系统六六.ABS的工作原理及作用的工作原理及作用七七.ASR结构与原理结构与原理八八.VSC结构与原理结构与原理主要内容主要内容(第一部分第一部分)一一.汽车制动系的基本知识汽车制动系的基本知识1、功用、功用2、基本组成、基本组成3、分类、分类4、对制动系的要求、对制动系的要求4.4 制动系统

2、检测与故障诊断制动系统检测与故障诊断1、功用、功用使行驶中的汽车减速乃至停车；使行驶中的汽车减速乃至停车；使下长坡的汽车车速稳定；使下长坡的汽车车速稳定；使停驶的汽车可靠驻停。使停驶的汽车可靠驻停。2、基本组成、基本组成行车制动系行车制动系驻车制动系驻车制动系3、分类、分类人力制动系：机械式、液压式人力制动系：机械式、液压式动力制动系：真空液压式、气压式动力制动系：真空液压式、气压式4.4 制动系统检测与故障诊断制动系统检测与故障诊断4、对制动系的要求、对制动系的要求 具有良好的制动效能。具有良好的制动效能。操纵轻便。操纵轻便。制动稳定性好。制动稳定性好。制动平顺性好。制动平顺性好。散热性好。

3、散热性好。对挂车的制动系，还要求挂车的制动作用略早对挂车的制动系，还要求挂车的制动作用略早于主车；挂车自行脱挂时能自动进行应急制动。于主车；挂车自行脱挂时能自动进行应急制动。4.4 制动系统检测与故障诊断制动系统检测与故障诊断鼓式制动器鼓式制动器：旋转元件为制动鼓，工作表面为圆柱面。：旋转元件为制动鼓，工作表面为圆柱面。盘式制动器盘式制动器：旋转元件为制动盘，工作表面为端面。：旋转元件为制动盘，工作表面为端面。二、车轮制动器二、车轮制动器1.鼓式制动器结构鼓式制动器结构1)旋转部分：制动鼓旋转部分：制动鼓2)固定部分：制动底板、制动蹄固定部分：制动底板、制动蹄3)促动装置：制动凸轮或制动轮缸促

4、动装置：制动凸轮或制动轮缸4)定位调整装置：定位调整装置：brake pedalpush rodpush rodbrake master cylinderfuel pipebrake wheel cylinderWheel cylinder pistonbrake drumfriction waferbrake shoecarrying boltshoe retracting springbrake disc鼓式制动器类型鼓式制动器类型按制动蹄促动装置的形式：按制动蹄促动装置的形式：轮缸式车轮制动器和凸轮式轮缸式车轮制动器和凸轮式车轮制动器。车轮制动器。按制动时两制动蹄对制动鼓按制动时两制动蹄

5、对制动鼓作用的径向作用力之间的关作用的径向作用力之间的关系：简单非平衡式、平衡式系：简单非平衡式、平衡式和自增力式。和自增力式。1)非平衡式（领从蹄式）制动非平衡式（领从蹄式）制动器器(动画动画)指制动鼓受来自两制动蹄的指制动鼓受来自两制动蹄的法向力不能互相平衡的制动法向力不能互相平衡的制动器。器。如如AUDI100和和BJ2020的后的后轮。轮。brake shoebrake shoestayboltstayboltbrake drum2)平衡式制动器平衡式制动器指制动鼓受来自两蹄的法向力互相平衡的制动器。指制动鼓受来自两蹄的法向力互相平衡的制动器。a.单向平衡式（双领蹄式）制动器单向平衡式

6、（双领蹄式）制动器b.（动画动画）如如BJ2020的前轮。的前轮。基本结构基本结构结构特点：中心对称结构特点：中心对称调整：偏心支承销和调整凸轮调整：偏心支承销和调整凸轮b.双向平衡式（双向双领蹄式）制动器（双向平衡式（双向双领蹄式）制动器（动画动画）基本结构基本结构结构特点：既是左右对称、又是中心对称。结构特点：既是左右对称、又是中心对称。24.2 车轮制动器车轮制动器c.自增力式制动器自增力式制动器单向自增力式（单向自增力式（动画动画）双向自增力式（双向自增力式（动画动画）Stayboltback up block鼓式制动器检修鼓式制动器检修制动蹄摩擦衬片厚度制动蹄摩擦衬片厚度用游标卡尺或

7、直尺测量制动蹄片的厚度，标准值为用游标卡尺或直尺测量制动蹄片的厚度，标准值为5mm，使，使用极限为用极限为2.5mm。其铆钉与摩擦片表面距离不得小于。其铆钉与摩擦片表面距离不得小于1mm。在未拆下车轮时，制动蹄摩擦片的厚度可从制动底板上的观在未拆下车轮时，制动蹄摩擦片的厚度可从制动底板上的观察孔目测。察孔目测。制动鼓制动鼓检查制动鼓内表面有无烧损、刮痕和凹陷，若不能修磨应更检查制动鼓内表面有无烧损、刮痕和凹陷，若不能修磨应更换新件。换新件。检查制动鼓内表面直径：用游标检查制动鼓内表面直径：用游标 卡尺或专用仪器检查内表面直径，卡尺或专用仪器检查内表面直径，标准值为标准值为180 mm，使用极限

8、，使用极限 为为181 mm。检查制动鼓内表面圆度误差：用检查制动鼓内表面圆度误差：用 仪器测量制动鼓内表面的圆度误仪器测量制动鼓内表面的圆度误 差，使用极限为差，使用极限为0.03 mm，超过，超过 极限应更换新件。极限应更换新件。鼓蹄接触面积检查鼓蹄接触面积检查将后制动鼓摩擦衬片表面打磨干净后，靠在后制动鼓上，检将后制动鼓摩擦衬片表面打磨干净后，靠在后制动鼓上，检查二者的接触面积，应不小于查二者的接触面积，应不小于60%，否则应继续打磨摩擦衬，否则应继续打磨摩擦衬片的表面。片的表面。回位弹簧的检查回位弹簧的检查若弹簧自由长度增加若弹簧自由长度增加5%，则应更换新弹簧。，则应更换新弹簧。kn

9、uckleshim pistonbrake stopPresent stayboltclamp wheel discback moving spring brake disc hub flange2、盘式制动器、盘式制动器 定钳盘式定钳盘式 clampsliding pindolly barbrake disc浮钳盘式浮钳盘式盘式制动器检修盘式制动器检修1)制动盘厚度的检查制动盘厚度的检查 用游标卡尺或千分尺测量，桑塔纳轿车前制动盘标准用游标卡尺或千分尺测量，桑塔纳轿车前制动盘标准厚度为厚度为10mm，使用极限为，使用极限为8 mm，超过极限尺寸时应，超过极限尺寸时应予更换。予更换。2)制动盘

10、端面圆跳动的检查制动盘端面圆跳动的检查制动盘端面圆跳动多大会使制动踏板抖动或使制动衬制动盘端面圆跳动多大会使制动踏板抖动或使制动衬片磨损不均匀。片磨损不均匀。可用百分表检查制动盘的端面圆跳动，应不大于可用百分表检查制动盘的端面圆跳动，应不大于0.06mm。不符合要求可进行机加工修复（加工后的厚。不符合要求可进行机加工修复（加工后的厚度不得小于度不得小于8 mm）或更换。）或更换。3)制动块摩擦片的检查制动块摩擦片的检查若制动块已拆下，可直接用直尺或游标卡尺测量。制若制动块已拆下，可直接用直尺或游标卡尺测量。制动块摩擦片的厚度为动块摩擦片的厚度为14mm，磨损极限为，磨损极限为7mm。若制动块未

11、拆下，可通过检视孔目测。若制动块未拆下，可通过检视孔目测。检查摩擦片磨损是否均匀。检查摩擦片磨损是否均匀。4.制动器间隙的调整制动器间隙的调整一般盘式制动器的制动间隙为自动调整。一般盘式制动器的制动间隙为自动调整。盘式制动器重新装配后，只要连续踩下几次制动踏板，盘式制动器重新装配后，只要连续踩下几次制动踏板，制动间隙即可正常。制动间隙即可正常。三三.驻车制动器驻车制动器1.功用功用车辆停驶后防止滑溜；车辆停驶后防止滑溜；坡道上顺利起步；坡道上顺利起步；行车制动效能失效后临时使用或配合行车制动行车制动效能失效后临时使用或配合行车制动器进行紧急制动。器进行紧急制动。2.分类分类中央制动器中央制动器

12、车轮制动器车轮制动器（驻车制动器动画驻车制动器动画）3.检修检修检查连接机构有无变形、松旷；检查连接机构有无变形、松旷；驻车制动器的摩擦衬片铆钉距表面驻车制动器的摩擦衬片铆钉距表面0.50mm时应更换；时应更换；驻车制动鼓表面磨损起槽超过驻车制动鼓表面磨损起槽超过0.50mm时可对鼓进行修时可对鼓进行修磨，其内径加大不起过磨，其内径加大不起过4mm。4.调整（蹄鼓间隙）调整（蹄鼓间隙）调整拉杆长度调整拉杆长度调拉杆上的调整螺母；调拉杆上的调整螺母；将调整螺母拧紧，蹄鼓间隙减小；反之，则蹄鼓间隙增大。将调整螺母拧紧，蹄鼓间隙减小；反之，则蹄鼓间隙增大。调整完毕后，将锁紧螺母锁紧。调整完毕后，将锁

13、紧螺母锁紧。调整摇臂与凸轮的相对位置调整摇臂与凸轮的相对位置将驻车制动杆向前放松至极限位置；将驻车制动杆向前放松至极限位置；将摇臂从凸轮轴上取下，反时针方向错开一个或数个齿后，将摇臂从凸轮轴上取下，反时针方向错开一个或数个齿后，再将摇臂装于凸轮轴上，并将夹紧螺栓紧固；再将摇臂装于凸轮轴上，并将夹紧螺栓紧固；重新调整拉杆上的调整螺母，直到有合适的驻车制动拉杆行重新调整拉杆上的调整螺母，直到有合适的驻车制动拉杆行程为止。调好后，制动间隙应为程为止。调好后，制动间隙应为0.20.4mm；驻车制动器调好后，完全放松驻车制动杆时，制动器蹄鼓间驻车制动器调好后，完全放松驻车制动杆时，制动器蹄鼓间隙为隙为0

14、.20.4mm。向后拉驻车制动杆时，应有两。向后拉驻车制动杆时，应有两“响响”的自的自由行程，从第三由行程，从第三“响响”时应开始产生制动，第五时应开始产生制动，第五“响响”时汽时汽车应能在规定的坡道上停住。车应能在规定的坡道上停住。5.制动器性能的检查制动器性能的检查 汽车每行驶汽车每行驶12000km左右时，应对驻车制动器的性能左右时，应对驻车制动器的性能进行检查。驻车制动器应满足以下性能：进行检查。驻车制动器应满足以下性能：在空载状态下，驻车制动装置应能保证车辆在坡度为在空载状态下，驻车制动装置应能保证车辆在坡度为20%（总质量为整备质量的（总质量为整备质量的1.2倍以下的车辆为倍以下的

15、车辆为15%）、）、轮胎与路面间的附着系数轮胎与路面间的附着系数0.7的坡道上正、反两个方的坡道上正、反两个方向保持固定不动的时间应向保持固定不动的时间应5min；拉紧驻车制动器，空车平地用二档应不能起步；拉紧驻车制动器，空车平地用二档应不能起步；驻车制动器操纵杆的工作行程不能超过全行程的驻车制动器操纵杆的工作行程不能超过全行程的3/4；放松驻车制动操纵杆，变速器处于空档，支起一支驱放松驻车制动操纵杆，变速器处于空档，支起一支驱动轮，制动鼓应能用手转动且无摩擦声。动轮，制动鼓应能用手转动且无摩擦声。1.功用功用 将驾驶员或其他动动力源的作用传到制动器，同时控将驾驶员或其他动动力源的作用传到制动

16、器，同时控制制动器的工作，从而获得所需要的制动力矩。制制动器的工作，从而获得所需要的制动力矩。2.分类分类(1)按传力介质不同：液压式、气压式按传力介质不同：液压式、气压式(2)按制动管路数：单回路、双回路按制动管路数：单回路、双回路四、制动传动装置四、制动传动装置1)、液压式制动传动装置、液压式制动传动装置 基本组成和工作原理基本组成和工作原理2).真空助力式真空助力式结构组成结构组成工作原理工作原理24.4 制动传动装置制动传动装置五、ABS、ASR、ESP系统1.1.三种系统的发展情况三种系统的发展情况（1）80年代：ABS由于其卓越的安全性能，成为 当时高档轿车的标志性标志性配置。（2

17、）90年代以后：安装ABS已经非常的普遍，包 括国内的一些经济型经济型轿车。（3）目前现状：ASR、ESP系统成为高档轿车的 标志性标志性配置。（4）今后的发展：随着对安全性能要求的不断提高，ASR、ESP系统的安装也会变的非常普遍普遍。2 2、3 3种系统的对比种系统的对比.传感器：传感器：ABS：轮速ASR：轮速、节气门（主、副）ESP：方向盘转向角、侧向加速度侧向加速度、横摆横摆 率率、轮速、制动液压力.执行器ABS：制动压力调节器ASR：制动压力调节器+ASR制动压力调节器（ABS/ASR）、副节气门驱动装置ESP：在ASR的基础上增加了选择电磁阀.ABS、ASR、ESP 共用一个控制

18、单元，ASR 控制单元是在ABS控制单元功能上的延伸延伸，ESP控制单元是在ASR控制单元的基础上的延伸延伸。3 3、3 3种系统的控制原理种系统的控制原理.ABS.ABS控制原理：控制原理：其控制过程是：常规制动常规制动 保压保压 减压减压 增压增压。一般循环频率在610610次次/S（20次/S）。.ASR的控制原理有高压蓄能器、隔离电磁阀，只对驱动轮控制。.ESP的控制原理有高压蓄能器、隔离电磁阀，对单个轮控制。一般情况下能达到150200150200次次/S/S4.附着力F、附着系数 附着力的大小与汽车本身的一些因素有关：车轮载荷、胎面花纹、轮胎气压、路面粗糙度、车轮载荷、胎面花纹、轮

19、胎气压、路面粗糙度、潮湿程度、行驶速度、车轮偏转角潮湿程度、行驶速度、车轮偏转角等。当法向力G一定时，附着力的大小由附着系数的大小来决定。附着系数附着系数的大小与汽车运动过程中的滑移滑移率率与滑转率滑转率有着密切的关系。5.车轮四种运动状态由图可见，在滑移率为20左右时，纵向附着系数最大，制动时能获得的地面制动力也最大，汽车的制动效能最高，横向附着系数也比较大，制动时汽车的转向控制性能较好，方向稳定性也较高。第一节 现代汽车制动系统原理与作用6.滑移与滑转曲线及分析1)汽车的滑动（滑移、滑转）滑移滑移：制动过程中，车速大于轮速。滑移率滑移率：车轮的滑移速度与车速的百分比。滑转滑转：加速过程中，

20、轮速大于车速。滑转率滑转率：车轮滑转速度与车轮速度的百分比。（1）横向附着系数横向附着系数 汽车行驶的稳定性稳定性 如：侧滑、甩尾 汽车转向性能转向性能（方向 的稳定性）如：转向失控（2）纵向附着系数纵向附着系数 汽车的制动性能制动性能 如：制动距离加长 汽车的驱动性能驱动性能 如：动力性下降2)横向附着系数与纵向附着系数第一节 现代汽车制动系统原理与作用 前轮抱死：侧滑、失去转向前轮抱死：侧滑、失去转向后轮抱死：侧滑（甩尾）后轮抱死：侧滑（甩尾）（a）前轮抱死：侧滑、失去转向（前轮抱死：侧滑、失去转向（b）后轮抱死：侧滑（甩尾）后轮抱死：侧滑（甩尾）7、前后轮制动力调节的作用汽车侧滑时的运动

21、状况图（a）表示前轴侧滑，即前轮抱死后轮滚动，惯性力Fj的方向与汽车侧滑方向相反，即Fj能起到阻止前轴侧滑的作用。图（b）表示后轴侧滑，即后轮制动抱死而前轮滚动，惯性力Fj的方向与汽车侧滑方向一致，于是惯性力加剧了后轴的侧滑，汽车将急剧转弯而甩尾。第一节 现代汽车制动系统原理与作用点击图片动画演示六、ABS的工作原理及作用1.ABS的工作原理2.ABS的制动调节过程第一节 现代汽车制动系统原理与作用第一节 现代汽车制动系统原理与作用3.电磁式转速传感器第一节 现代汽车制动系统原理与作用第一节 现代汽车制动系统原理与作用4.ABS控制总体图5.ABS对附着系数的控制原理制动时，把滑移率S控制在2

22、0%左右。6.ABS系统的作用（1）缩短制动距离（除雪地和沙石路面）（2）提高制动时的汽车的方向稳定性（3）提高制动时的转向控制能力七、ASR结构与原理1驱动力取决于两个方面一是发动机输出扭矩和功率，二是路面附着系数。2汽车防滑转电子控制ASR功能：防止汽车在起步，加速时和滑溜路面行驶时驱动轮打滑，特别是防止汽车在非对称路面或转弯时驱动轮的空转，以保持汽车行驶方向的稳定性，操作性和维持汽车最佳驱动力以及提高汽车的平顺性。作用：当车轮出现滑转时，通过对滑转车轮施加制动力或控制发动机的动力输出来抑制车轮的滑转。以避免汽车牵引力和行驶稳定性下降。3ASR的优点汽车起步，行驶中驱动轮可提供最佳驱动力与

23、无ASR相比，提高了汽车的动力性，特别是在附着系数较小的路面上，起步、加速性能和爬坡能力较佳。能保持汽车的方向稳定性和前轮驱动汽车的转向控制能力。减少了轮胎的磨损和发动机油耗。4ASR控制驱动轮最佳滑移率常用控制方式发动机输出转矩的控制：l调节喷油量l调整点火时间l调整进气量驱动轮进行制动控制（一般作为调整进气量，改变发动机输出转矩方式补充）差速器进行控制可变锁止差速器摩擦片式自锁差速器电子控制防滑差速器。目前主要有湿式差速器的防滑控制和主动防滑控制差速器两种。变速器控制：通过传动比来改变传递到驱动轮上的驱动转矩。离合器控制：通过操作机构减弱离合器接合程度。综合控制：一是同时控制发动机输出功率

24、和车轮的制动力；二是差速锁与发动机输出功率的综合控制。总结：）前五项一般不作为单独控制方式使用。）汽车行驶过程中，路面滑溜情况千差万别，驱动力的状态也是不断变化，综合控制系统将根据发动机的状况和车轮滑转的实际情况采取相应的控制。5ASR控制系统的组成（1）ASR的传感器轮速传感器、车速传感器。（和ABS共用）节气门开度传感器（2）ASR的ECU（和ABS共用）（3）ASR的执行机构（ASR制动压力源是蓄压器，通过电磁阀来调节驱动车轮制动压力大小）1）制动压力调节器单独方式：ASR制动压力调节器和ABS制动压力调节器结构上各自分开组合方式：ASR制动压力调节器和ABS制动压力调节器结构上各自共用

25、2）节气门驱动装置 由步进电动机和传动机构组成，并根据ASR控制器输出的控制脉冲转动规定的转角，通过传动机构带动辅助节气门转动。6.ASR系统的作用（1）能得到最佳的驱动力（2）前驱汽车得到了良好的转向控制能力（3）后驱汽车得到了行驶的稳定性八、ESP系统结构与原理（一）转弯极限时汽车的不稳定性当前胎或后胎的抓地力达到极限（最大附着极限），汽车转向的稳定就受到极大的影响。粗略讲：高速时驱动轮先达到抓地极限。中速时从动轮易先达到抓地极限。前轮胎首先达到抓地极限而引起侧滑称为“漂出”（通过减速和向内的旋转运动来抑制）后轮胎首先达到抓地极限而引起侧滑，会出现“回旋”、“甩尾”（通过减速和向外的旋转运

26、动来抑制）（二）VSC结构和基本组成（1）传感器：方向盘转向传感器、侧向加速度传感器、横摆率传感器、转速传感器、制动液压传感器、节气门位置传感器。（2）ECU：有两个处理器（3）执行器用于告知驾驶员失稳的侧滑指示灯和VSC蜂鸣器。液压控制装置：包括）供能部分，由液压泵和蓄压器组成。）制动总泵和制动助力器部分。）选择电磁阀部分，当VSC、TRC、ABS工作时，它关闭制动总泵液压油，并把液压油送到控制电磁阀。）控制电磁阀部分，当VSC、TRC、ABS工作时，它增加或降低每个车轮分泵的液压，以控制每个车轮的制动力。（三）VSC控制原理当前轮侧滑时，通过制动内后轮，以得到向内转的运动，然后对四个车轮进

27、行制动，使车速降到某一水平来平衡旋转运动，使转向在转弯力的范围内进行。当后轮侧滑时，外前轮被制动，以产生向外的运动，确保汽车的稳定性。（四）VSC工作原理（1）通过传感器检测汽车状态和驾驶员操作。（2）根据（1）来估算汽车失稳的程度（侧滑的程度）（3）根据（2）来计算恢复汽车稳定所需的旋转运动和减速，并相应控制每一车轮的制动力和发动机的动力输出。此外，在车辆高速拐弯出现失控现象之前，通过侧滑指示灯闪烁和VSC蜂鸣器发声来告知驾驶员。制动执行器柱塞式助力泵波纹 软管式蓄压器助力泵马达氮气波纹软管制动液助力泵马达氮气波纹软管蓄压器蓄压器制动液 制动力与旋转动量的变化关系制动力与旋转动量的变化关系 转向不足控制ESP功能抵消转向不足(当前轮失去抓地力)当前轮侧滑而失去抓地力出现漂出现象时，制动内后轮，以保证向左转动，并降低车速平衡旋转运动，抑制不足转向，防止方向失控。转向过度控制ESP功能抵消转向过度(当后轮失去抓地力)后轮侧滑而失去抓地力出现右旋现象时，外前轮被制动，保证向左转动，抑制过度转向防止翻车。（五）ESP系统的作用探测和分析车况（是否存在不稳定的行驶趋不稳定的行驶趋势势），并警告驾驶员汽车出现危险行驶，防患于未然。对过度转向过度转向或不足转向不足转向特别敏感汽车制动力的检测汽车制动力的检测左右轮制动力 轮缸油压 踏板踏力