情境描述
李小姐驾驶一辆使用两年多的桑塔纳2000GSi 轿车来到维修车间,向维修顾问反应她的车辆近期在行驶中制动力不足,踩一次制动踏板不能减速。连续踩几脚,踏板能升高,但制动效果仍不见好转。我们作为维修技工,需要根据维修手册,使用诊断检测仪器,参考相关资料排除故障,并在最终检验合格后交付前台。
相关知识
一、制动系的功能
制动系统,简称制动系,其功能为按照需要使汽车减速或在最短离内停车;下坡行驶时保持车速稳定;使停驶的汽车可靠驻停。
为了保证汽车安全行驶,提高汽车的平均行驶车速,以提高运输生产率,在各种汽车上都设有专用的制动机构。这样的一系列专门装置即称为制动系统。
二、制动系的组成
制动系的组成如图4-1所示。
图4-1 制动系的组成
为完成汽车制动系的作用,现代汽车上一般设有以下几套独立的制动系。
1)行车制动系
用于使行驶中的车辆减速或停车,制动器安装在全部的车轮上,通常由驾驶员用脚操纵。
2)驻车制动系
用于使停驶的汽车驻留原地,通常由驾驶员用手操纵。
3)应急制动、安全制动和辅助制动系
应急制动装置是用独立的管路控制车轮的制动器,作为备用系统,其作用是当行车制动装置失效的情况下保证汽车仍能实现减速或停车。安全制动装置是当制动气压不足时起制动作用,使车辆无法行驶。辅助制动装置是为了下长坡时减轻行车制动器的磨损而设,其中利用发动机排气制动应用最广。
汽车上设置有彼此独立的制动系统,它们起作用的时刻不同,但它们的组成却是相似的,一般由以下四个组成部分:
供能装置:包括供给、调节制动所需能量及改善传能介质状态的各种部件,如气压制动系中的空气压缩机、液压制动系中人的肌体。
控制装置:包括产生制动动作和控制制动效果的各种部件,如制动踏板等。
传动装置:将驾驶员或其他动力源的作用力传到制动器,同时控制制动器的工作,从而获得所需的制动力矩,包括将制动能量传输到制动器的各个部件,如制动主缸、制动轮缸等。
制动器:产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力的部件。
特别提示
较为完善的制动系还包括制动力调节装置、报警装置及压力保护装置等。
三、制动系的工作原理
以一定速度行驶的汽车,具有一定的动能。要使它减速或停车,路面必须强制地对汽车车轮产生一个阻止汽车行驶的力——制动力。这个力的方向与汽车行驶的方向相反。制动就是将汽车的动能强制地转化为热能,扩散于大气中。
制动力是如何产生的呢?
如图4-2所示是制动系的工作原理,在此借助该图简要说明制动力的形成过程。
图4-2 制动系的工作原理
1—制动踏板;2—主缸推杆;3—主缸活塞;4—制动主缸;5—油管;6—制动轮缸;7—轮缸活塞;8—制动鼓;9—摩擦片;10—制动蹄;11—制动底板;12—支承销;13—制动蹄回位弹簧
动画4-1 行车制动
动画4-2 驻车制动
行车制动系由车轮制动器和液压传动机构两部分组成。车轮制动器的旋转部分是制动鼓8,它固定于轮毂上,与车轮一起旋转。固定部分是制动蹄10 和制动底板11 等。制动蹄上铆有摩擦片,其下端套在支承销上,上端用回位弹簧拉紧压靠在轮缸6 内的活塞上。支承销和轮缸都固定在制动底板上,制动底板用螺钉与转向节凸缘(前桥)或桥壳凸缘(后桥)固定在一起。制动蹄靠液压轮缸使其张开。
不制动时,制动鼓的内圆柱面与摩擦片之间保留一定间隙,制动鼓可以随车轮一起旋转。制动时,驾驶员踩下制动踏板,主缸推杆便推动制动主缸内的活塞7 前移,迫使制动液经管路进入轮缸,推动轮缸的活塞向外移动,使制动蹄克服回位弹簧的拉力绕支承销转动而张开,消除制动蹄与制动鼓之间的间隙后压紧在制动鼓上。此时,不旋转的制动蹄摩擦片对旋转的制动鼓就产生一个摩擦矩,其方向与车轮的旋转方向相反。制动鼓将此力矩传到车轮后,由于车轮与路面的附着作用,车轮即对路面作用一个向前的圆周力Fμ,与此相反,路面会给车轮一个向后的反作用力,这个力就是车轮受到的制动力FB。各车轮制动力的总和就是汽车受到的总的制动力。放松制动踏板,在回位弹簧的作用下,制动蹄与制动鼓的间隙又得以恢复,从而解除制动。
四、制动系的类型
1)按制动系的功用分类
按功能的不同汽车制动系可以分为行车制动系、驻车制动系以及应急制动、安全制动和辅助制动系。
2)按制动系的制动能源分类
按照制动能源分类,汽车制动系又可以分为人力制动系、动力制动系和伺服制动系。人力制动系是以驾驶员的肌体作为唯一制动能源的制动系,动力制动系是完全由发动机的动力转化而成的气压或液压形式的势能进行制动的制动系,伺服制动系是兼用人力和发动机动力进行制动的制动系。
五、对制动系的要求
为保证汽车能在安全的条件下发挥出高速行驶的能力,制动系必须满足下列要求:
(1)具有良好的制动效能——迅速减速直至停车的能力。
(2)操纵轻便——操纵制动系所需的力不应过大。
(3)制动稳定性好——制动时,前、后车轮制动力分配合理,左、右车轮上的制动力矩基本相等,使汽车制动过程中不跑偏、不甩尾。
(4)制动平顺性好——制动力矩能迅速而平稳地增加,也能迅速而彻底地解除。
(5)散热性好——连续制动时,制动鼓和制动蹄上的摩擦片因高温引起的摩擦系数下降要小;水湿后恢复要快。
(6)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。
六、制动器
制动器是制动系中用以产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力的部件,一般制动器都是通过对其中的固定元件、旋转元件施加制动力矩使后者的旋转角速度降低,同时依靠车轮与路面的附着作用,产生路面对车轮的制动力使汽车减速。
凡利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩的制动器都称为摩擦制动器,除各种缓速装置以外,行车、驻车及第二制动系所用的制动器几乎都属于摩擦制动器。
旋转元件固装在车轮或半轴上,将制动力矩直接分别作用于两侧车轮上的制动器称为车轮制动器。根据摩擦副中旋转元件结构形式的不同,汽车上所用的车轮制动器可分为鼓式制动器和盘式制动器两种,如图4-3所示。它们的区别在于前者的摩擦副中旋转元件为制动鼓,其工作表面为圆柱面;后者的旋转元件则为圆盘状的制动盘,以端面为工作表面。
图4-3 制动器的类型
动画4-3 制动原理及制动蹄受力简图
1.鼓式制动器
1)鼓式制动器的结构
简单的鼓式车轮制动器由旋转部分、固定部分、促动装置和定位调整装置组成。
(1)旋转部分。旋转部分多为制动鼓。制动鼓通常为浇铸件,对于受力小的制动鼓也可用钢板冲压而成,如图4-4所示。
图4-4 制动鼓和制动蹄
(2)固定部分。固定部分是制动底板和制动蹄。制动底板固装在车桥的凸缘盘上,通过支承销与制动蹄相连。制动蹄常用钢板冲压后焊接而成或由铸铁或轻合金烧铸,采用T 型截面,以增大刚度,摩擦片采用黏接或铆接的方式固定于制动蹄上,如图4-4所示。
(3)促动装置。促动装置的作用是对制动蹄施加力使其向外张开。常用的促动装置有制动凸轮和制动轮缸,如图4-5所示。
图4-5 制动器的促动装置
(4)定位调整装置。制动蹄在不工作时,其摩擦片与制动鼓之间应有合适的间隙,此间隙一般在0.25~0.5mm 之间。间隙过小易造成制动解除不彻底,但间隙过大又将使制动踏板行程过大,以致驾驶员操作不便,同时也会推迟制动器起作用的时刻。但是在制动过程中,摩擦片的不断磨损必将导致此间隙逐渐增大。因此,各种形式的制动器均设有检查、调整此间隙的装置。
特别提示
定位调整装置的作用是保持和调整制动蹄和制动鼓间正确的相对位置。
2)鼓式制动器的工作原理
(1)制动器的工作过程
汽车行驶中不需要制动时,制动踏板处于自由状态,制动主缸无制动液输出,制动蹄在回位弹簧的作用下压靠在轮缸活塞上,制动鼓的内圆柱面与摩擦片之间保留一定间隙,制动鼓可以随车轮一起旋转。
制动时,驾驶员踩下制动踏板,主缸推杆便推动制动主缸内的活塞前移,迫使制动液经管路进入制动轮缸,推动轮缸的活塞向外移动,使制动蹄克服回位弹簧的拉力绕支承销转动而张开,消除制动蹄与制动鼓之间的间隙后压紧在制动鼓上。此时,不旋转的制动蹄摩擦片对旋转的制动鼓就产生一个摩擦力矩,其方向与车轮的旋转方向相反。
放松制动踏板,在回位弹簧的作用下,制动蹄与制动鼓的间隙又得以恢复,从而解除制动。
动画4-4 鼓式制动器结构与原理
特别提示
为了掌握车轮制动器的工作过程,此处应观看课件或拆卸的实物。
(2)制动蹄的增势和减势
如图4-6所示,汽车前进时制动鼓的旋转方向如箭头所示。在制动过程中,两制动蹄在相等的促动力FS 作用下,分别绕各自的支承点向外偏转紧压在制动鼓上。同时旋转的制动鼓对两蹄分别作用法向反力N1 和N2,以及相应的切向反力T1 和T2,T1 作用的结果使得制动蹄1 在制动鼓上压得更紧,则N1 变得更大,这种情况称为“助势”作用,相应的制动蹄被称为“领蹄”。与此相反,T2 作用的结果使得制动蹄2 有放松制动鼓趋势,即N2 和T2 有减小的趋势,这种情况称为“减势”作用,相应的制动蹄被称为“从蹄”。
图4-6 领、从蹄式制动器示意图
1—领蹄;2—从蹄;3、4—支承点;5—制动鼓;6—制动轮缸
动画4-5 领从蹄式制动器工作原理
通过以上的分析,可得出这样的结论:虽然制动蹄1、2 所受的促动力相等,但由于T1和T2 的作用方向相反,使得两制动蹄所受到的法向反力N1 和N2 不相等,且N1>N2,相应的T1>T2。因此,两个制动蹄作用到制动鼓上的法向力不相等,对制动鼓所施加的制动力矩也不相等。
因为制动蹄对制动鼓的作用力不相等,所以两制动蹄的法向力之和只能由车轮轮毂轴承的反力来平衡,这样对轮毂轴承造成了附加径向载荷,轴承的寿命缩短。为解决这个问题,出现了各种不同的鼓式制动器。
3)鼓式制动器
鼓式车轮制动器按其制动蹄促动装置的形式可分为轮缸式车轮制动器和凸轮式车轮制动器。根据制动时两制动蹄对制动鼓的径向作用力之间的关系,鼓式制动器可分为简单非平衡式制动器、平衡式制动器和自增力式制动器。
(1)非平衡式制动器。制动鼓受来自两制动蹄的法向力不能互相平衡的制动器称为非平衡式制动器。非平衡式车轮制动器的工作过程如图4-7所示,其结构特点是两制动蹄的支承点都位于蹄的下端,而促动装置的作用点在蹄的上端,共用一个轮缸张开,且轮缸活塞直径是相等的。其性能特点是汽车前进或倒车制动时,各有一个“领蹄”和“从蹄”。领、从蹄对制动鼓的法向作用力不相等,而这个不平衡的法向作用力只能由车轮的轮毂轴承来承担。
(2)平衡式制动器。制动鼓受来自两蹄的法向力互相平衡的制动器称为平衡式制动器。
① 单向平衡式制动器。单向平衡式制动器的结构如图4-7所示,其结构特点是两制动蹄各用一个单向活塞制动轮缸,且前、后制动蹄与其轮缸、调整凸轮零件在制动底板上的布置是中心对称的,两轮缸用油管连接。其性能特点是前进制动时两蹄均为“领蹄”,有较强的增力;倒车制动时两蹄均为“从蹄”,制动力较小。
图4-7 单向平衡式车轮制动器的结构
② 双向平衡式制动器。双向平衡式制动器的结构如4-8 所示,其结构特点是制动蹄、制动轮缸、回位弹簧均成对地对称布置,两制动蹄的两端采用浮式支承,且支点在周向位置浮动,用回位弹簧拉紧。其性能特点是汽车前进或倒车中制动时,两个制动蹄均为“领蹄”,均有较强的增力,制动效果好,蹄片磨损均匀。
(3)自增力式制动器。
① 单向自增力式制动器。单向自增力式制动器的结构如图4-9所示。制动蹄1 和制动蹄2 的下端分别浮支在浮动的顶杆两端。制动器只在上方有一个支承销4。不制动时,两制动蹄上端均由各自的回位弹簧拉靠在支承销上。
图4-8 双向平衡式车轮制动器的结构
图4-9 单向自增力式制动器的结构
1—制动蹄;2—制动蹄;3—制动鼓;4—支承销;5—轮缸;6—顶杆
汽车前进制动时,单活塞式轮缸只将促动力1SF 加于制动蹄1,使其上端离开支承销,整个制动蹄绕顶杆左端支承点旋转,并压靠在制动鼓上。显然,制动蹄1 是“领蹄”,并且在促动力1SF、法向合力N1、切向(摩擦)合力T1 和沿顶杆轴线方向的S1 作用下处于平衡状态。由于顶杆是浮动的,自然成为制动蹄2 的促动装置,而将与力S1 大小相等、方向相反的促动力FS2 施于制动蹄2 的下端,故制动蹄2 也是“领蹄”。
② 双向自增力式制动器。
双向自增力式制动器的结构如图4-10所示。前进制动时,两制动蹄在促动力FS 的作用下张开压力制动鼓,此时两蹄的上端均离开支承销,沿图中箭头方向旋转的制动鼓对两制动蹄制动产生摩擦力矩,带动两制动蹄沿旋转方向转过一个不大的角度,直到后制动蹄又顶靠到支承销上为止。此时,前制动蹄为“领蹄”,但其支承为浮动的推杆。制动鼓作用在前制动蹄的摩擦力和法向力的一部分对推杆形成一个推力S,推杆又将此推力完全传到后制动蹄的下端。后制动蹄在推力S 的作用下也形成“领蹄”,并在轮缸液压促动力FS 的共同作用下进一步压紧制动鼓。推力S 比促动力FS 大得多,从而使后制动蹄产生的制动力矩比前制动蹄更大。
图4-10 双向自增力式制动器的结构
1—前制动蹄;2—顶杆;3—后制动蹄;4—制动轮缸;5—支承销
倒车制动时,作用过程与此相反,与前进制动时具有同等的自增力作用。
总结:以上介绍的各类型制动器各有利弊。就制动效能而言,在基本结构参数和轮缸工作压力相同的条件下,自增力式制动器居榜首,以下依次为双向平衡式制动器、单向平衡式制动器、非平衡式制动器。但就制动效能的稳定性而言,自增力式车轮制动器对摩擦系数的依赖性最大,因而其制动效能的稳定性最差,非平衡式车轮制动器制动效能的稳定性居中,平衡式车轮制动器的制动效能稳定性最好。
2.盘式制动器
1)盘式制动器的类型
盘式制动器根据其固定元件的结构形式可分为钳盘式制动器和全盘式制动器。
钳盘式制动器的固定元件为制动钳,制动钳中的制动块由工作面积不大的摩擦块与其金属背板组成,每个制动器中有2~4 块。钳盘式制动器按制动钳固定在支架上的结构形式可分为定钳盘式制动器和浮钳盘式制动器两种,图4-11所示为定钳盘式制动器。
全盘式制动器的固定元件的金属背板和摩擦片都做成圆盘形,因而其制动盘的全部工作面可同时与摩擦片接触。全盘式制动器由于制动钳的横向尺寸较大,主要应用在重型车上。
2)盘式车轮制动器的基本结构和工作原理
以钳盘式制动器为例说明。
(1)基本结构。钳盘式制动器的基本结构如图4-11所示,其旋转元件是制动盘,它和车轮固装在一起旋转,以其端面为摩擦工作表面。其固定元件是制动块、导向支承销、轮缸及活塞,它们均安装于制动盘两侧的钳体上,总称为制动钳。制动钳用螺栓与转向节或桥壳上的凸缘固装,并用调整垫片来调整制动钳与制动盘之间的相对位置。
图4-11 钳盘式制动器基本结构
1—转向节或桥壳凸缘;2—调整垫片;3—活塞;4—制动块;5—导向支承销;6—钳体;7—轮辐;8—回位弹簧;9—制动盘;10—轮毂凸缘
(2)工作原理。如图4-12所示,制动时,油液被压入内、外两轮缸中,经液压作用的活塞朝制动盘方向移动,推动制动块紧压制动盘,产生摩擦力矩而制动。在此过程中,轮缸槽内的矩形橡胶密封圈的刃边在摩擦力的作用下产生微量的弹性变形,如图4-12(a)所示。
解除制动时,液压系统压力消除,密封圈恢复到初始位置,活塞和制动块依靠密封圈的弹力和弹簧的弹力回位,如图4-12(b)所示。由于矩形密封圈刃边的变形量微小,在不制动时,摩擦片与制动盘之间的间隙每边只有0.1mm 左右,足以保证制动的解除。
动画4-6 定钳盘式制动器的工作原理
动画4-7 浮钳盘式制动器的结构
图4-12 活塞密封圈的工作情况
1—活塞;2—矩形橡胶密封圈;3—轮缸
3)典型盘式制动器
以桑塔纳轿车的前轮盘式制动器为例进行介绍,如图4-13所示,该制动器为浮钳盘式制动器。它由制动盘、内外摩擦块、制动钳壳体、制动钳支架、前制动轮缸等组成。
图4-13 桑塔纳轿车的前轮盘式制动器
1—制动钳体;2—紧固螺栓;3—导向销;4—防护套;5—制动钳支架;6—制动盘;7—固定制动块;8—消声片;9—防尘套;10—活动制动块;11—密封圈;12—活塞;13—电线导向夹;14—放气螺钉;15—放气螺钉帽;16—报警开关;17—电线夹
制动盘固定在轮毂上,夹在内外摩擦衬块中间,与前轮一起转动。制动钳通过螺栓(兼作导向销)与制动钳支架相连(支架固定于转向节凸缘上),钳体可沿螺栓相对于制动盘做轴向移动,轮缸布置在制动钳的内侧。固定支架上有导轨,通过两根特制弹簧安装内、外制动块,内、外制动块可沿导轨做轴向移动。
浮钳盘式制动器的工作原理如图4-14所示。制动时,来自制动主缸的制动液通过油道进入制动轮缸,推动活塞及其内侧制动块向左移动,并压到制动盘上,于是制动盘给活塞一个向右的反作用力P2,使得活塞连同制动钳体沿导向销向右移动,直到制动盘左侧的外侧制动衬块也压到制动盘上。此时,两侧的制动衬块都压在制动盘上,夹住制动盘使其制动。
视频4-1 制动盘检测
视频4-2 制动卡钳复位
图4-14 浮钳盘式制动器工作原理
1—制动钳体;2—导向销;3—制动盘;4—制动盘
4)盘式制动器的特点
(1)盘式制动器的优点如下:
① 散热能力强,热稳定性好。受热后,制动盘只在径向膨胀,不会影响制动间隙。
② 抗水衰退能力强。受水浸后,在离心力作用下会很快甩干,摩擦衬片上的剩水也由于压力高而容易挤出,一般仅需要1~2 次制动后即可恢复正常。
③ 制动时的平顺性好。
④ 结构简单,维修方便。
⑤ 制动间隙小,便于自动调节。
(2)盘式制动器的不足之处如下:
① 制动时无助势作用,故要求管路液压较高。
② 防污性差,制动衬片磨损较快。
任务实施
一、制动器的拆装与检修
1.主要内容及目的
(1)熟悉鼓式车轮制动器的组成。
(2)掌握动力转向器的拆装方法。
(3)掌握鼓式车轮制动器的检修及间隙的调整。
2.技术标准及要求
(1)按正确的操作步骤进行拆装与检查。
(2)有关技术参数必须符合维修技术标准要求。
(3)操作规范,安全文明作业。
3.实训设备与器材
带鼓式制动器的汽车1 部,游标卡尺1 把,维修工具1 套,制动液1 瓶。
4.操作步骤及工作要点
下面以丰田佳美轿车为例进行讲解。
1)鼓式制动器的组成
鼓式制动器(后制动器)的组成,如图4-15所示。
图4-15 鼓式制动器的组成
◆:不可重得使用零件
2)鼓式制动器的拆卸
(1)取下检测孔塞,从检测孔检查制动蹄摩擦衬层的厚度,如图4-16所示。最小厚度应大于1mm,否则,应更换制动蹄。
图4-16 制动蹄摩擦衬层的厚度检测(www.xing528.com)
(2)卸下制动鼓,若难以卸下,可用金属丝将自动调整杆挑开,再用螺钉旋具(俗称螺丝刀)转动调整装置,减小制动蹄被调整装置张紧的力度,如图4-17所示。
图4-17 制动鼓的拆卸
(3)拆下回位弹簧、压紧弹簧、支撑弹簧,拆下前、后制动蹄片,如图4-18所示。
图4-18 弹簧和制动蹄片的拆卸
(4)从制动分泵上拆下制动器油管,并用容器接住制动液,如图4-19所示。
图4-19 制动器油管的拆卸
(5)拆卸并分解制动分泵,制动分泵的组成零件有2 个护罩、2 个活塞、2 个皮碗、1个弹簧,如图4-20所示。
图4-20 制动分泵的组成
3)鼓式制动器零件的检修
(1)制动蹄摩擦衬层的检测,如图4-21所示。摩擦衬层的厚度不能小于1mm,不能有不均匀磨损现象,否则,应予以更换。如果不得不更换任何一个制动蹄片,则需要更换左、右两轮的全部蹄片。
图4-21 制动蹄摩擦衬层的检测
(2)制动鼓检测。制动鼓内表面即摩擦面如有划痕或磨损起槽,可用车床将其打磨,一次打磨深度为0.5mm,打磨后内径不能超过标准内径2mm(有些标有MAX,这就是极限尺寸)
(3)检查制动蹄与制动鼓之间的贴合情况,如图4-22所示。
图4-22 制动鼓的检测
① 在制动鼓摩擦面上用白粉笔均匀涂抹一层,将制动蹄在制动鼓内贴合转1 周。
② 检查制动蹄表面与制动鼓的接触面积(制动蹄表面的白色部分),应占整个摩擦面的90%以上。否则,应打磨制动蹄摩擦表面。用砂纸或锯片打磨白色部分,再进行贴合试验,重复进行,直至符合要求。
③ 将制动蹄中间部分约10mm 宽的地方横向打磨,进行贴合试验,该位置应不白(即未与制动鼓接触)。这样有利于在使用中提高制动蹄与制动鼓的接触面积。
(4)检查制动分泵活塞及缸筒,如有划痕或磨损严重,应予更换。另外,在装配时,应更换新的皮碗。
4)鼓式车轮制动器的安装
(1)在制动分泵活塞、皮碗上涂一层锂-皂基乙二醇黄油,组装好制动分泵,如图4-23所示。
图4-23 制动分泵的组装
(2)将制动分泵安装在底板上并连接好制动油管。
(3)在底板与制动蹄片的接触面上及调紧装置螺栓的螺纹和尾端涂抹高温黄油,如图4-24所示。
图4-24 调紧装置涂黄油的位置
(4)将调整装置装到后制动蹄片上,装上后制动蹄片(同时装好驻车制动装置),然后装上前制动蹄片,装好支撑弹簧。
(5)将后制动蹄的手制动器操纵杆前后拉动,检验调整装置能否回转(即回位),如图4-25所示,若不能则应检验后制动蹄的安装是否正确。然后将调整装置的长度尽可能调至最短,装上制动鼓。
图4-25 调紧装置自动回转的检验
(6)制动蹄片与制动鼓间隙的调整。用螺钉旋具从调节孔调节调整螺栓,使制动鼓用手不能转动,再用螺钉旋具慢慢放松至制动鼓可用手转动,但有点阻力为宜。
(7)装配好车轮。
5)排除制动液中的空气
(1)将制动总泵的油杯加满制动液。
(2)一人将制动踏板连续踩下数次,直至踏板一次比一次增高,到踩不下去为止,然后用力踩住不放。
(3)另一人拧松该制动鼓内侧的制动液放气螺钉,应有制动液流出(油液用容器接住),该制动液不应有气泡,应有力地冲出,否则应将制动液放气螺钉拧紧,然后松开制动踏板。
(4)不断重复(2)(3)步骤,直至流出的制动液没有气泡且有力地冲出,拧紧制动放气螺栓。
(5)按相同的方法由远到近对其余车轮的空气进行排除。
二、盘式车轮制动器的拆装
1.主要内容及目的
(1)熟悉盘式车轮制动器的组成。
(2)掌握动力转向器的拆装方法。
(3)掌握盘式车轮制动器的检测与调整。
2.技术标准及要求
(1)按正确的操作步骤进行拆装与检查。
(2)有关技术参数必须符合维修技术标准要求。
(3)操作规范,安全文明作业。
3.实训设备与器材
带盘式制动器的汽车1 部,游标卡尺1 把,磁力表座、百分表1 套,维修工具1 套,制动液1 瓶。
4.操作步骤及工作要点
下面以丰田佳美轿车为例进行讲解。
1)盘式制动器的组成
盘式制动器的组成如图4-26所示。
视频4-3 盘式制动器的拆卸
视频4-4 盘式制动器的安装
图4-26 盘式制动器的组成
◆ 不可重复使用零件
2)制动器摩擦衬块的更换
(1)通过泵体上的检测孔,检查摩擦衬块衬层的厚度,如图4-27所示。衬层最小厚度为1mm。如厚度不符合要求,则应更换。
图4-27 检查摩擦衬块衬层的厚度
(2)拧松制动分泵下部的装配螺栓,吊起制动分泵,如图4-28所示。
图4-28 拧松装配螺栓,吊起制动分泵
(3)拆出以下零件:2 块制动器摩擦衬块、4 块消声垫片、1 块摩擦衬块磨损指示板、4块摩擦衬块支撑板,如图4-29所示。
图4-29 制动器一组零件的拆卸
(4)装配新的摩擦衬块,如图4-30所示。装配时应注意,磨损指示板应装在内摩擦衬块上,且摩擦衬块磨损指示板的面应朝上。另外,在内消声垫片的两面抹上盘式制动器黄油。
图4-30 新摩擦衬块的装配
3)制动分泵的拆装
(1)从制动分泵上拆下软管,用容器接排出的制动液。
(2)拆下制动分泵上、下2 个装配螺栓,拆下制动分泵及摩擦衬块,如图4-31所示。
图4-31 制动分泵的拆卸
(3)用螺钉旋具拆下活塞防尘罩,如图4-32所示。
图4-32 活塞防尘罩的拆卸
(4)用压缩空气从制动分泵进油口将活塞吹出,如图4-33所示。应让活塞掉在废布料或类似材料上,避免活塞表面划伤而影响密封性。
图4-33 制动分泵活塞的拆卸
(5)用螺钉旋具拆出活塞密封件,如图4-34所示。
图4-34 活塞密封件的拆卸
(6)用制动液清洗缸套、活塞,更换新的密封件。检查缸套、活塞是否有明显的磨损、损伤,如有则应更换。
(7)在密封圈、活塞、防尘罩、导向销表面涂一层锂-皂基乙二醇黄油,如图4-35所示。
图4-35 涂黄油的部位
(8)将密封件、活塞、防尘罩装入制动分泵。
(9)装好摩擦衬块,再装好制动分泵。
(10)连接好软管。
(11)进行排空气,并检查制动液是否有泄漏现象。
4)制动器零件的检修
(1)摩擦衬块衬层厚度检测。用直尺测量衬层厚度,如图4-36所示。最小厚度应大于1mm。否则,应予更换。另外,如有严重的不均匀磨损,也应更换。
图4-36 摩擦衬块衬层厚度的检测
(2)制动盘磨损检修。制动盘如磨损起槽,则应卸下。再在光磨机上光磨或用车床车削,一次光磨深度为0.5mm。,要左、右车轮同时光磨。光磨后制动盘的厚度不能小于标准厚度2mm。有些制动盘标有MIN,表示允许磨损的最小厚度。
(3)测量制动盘端面跳动。如图4-37所示,将磁力表座吸附在车架上,用百分表抵压在距制动盘外缘10mm 处,制动盘转动1 周以上,读取百分表指针摆动的数值,在规定的范围内最大偏摆应小于0.15mm。否则,应首先检查轴承的轴向间隙。如均无异常,则应光磨制动盘。如光磨后还不行,应更换制动盘。
图4-37 制动盘端面跳动的测量
视频4-5 制动块的检测
知识拓展
碳纤维制动盘
碳纤维制动盘被广泛用于竞赛用汽车上,例如F1 赛车上。它能够在50m的距离内将汽车的速度从300km/h 降低到50km/h,此时制动盘的温度会升高到900℃以上,制动盘会因为吸收大量的热能而变红。碳纤维制动盘能够承受2500℃的高温,而且具有非常优秀的制动稳定性。虽然碳纤维制动盘具有性能卓越的减速性能,但是目前在量产的汽车上使用碳纤维制动盘并不实际,因为碳纤维制动盘的性能在温度达到800℃以上时才能达到最好。也就是说,必须在行驶了数千米之后,汽车的制动装置才能进入最佳工作状态,这对于大多数只是短途行驶的车辆并不适用。另外,碳纤维制动盘的磨损速度很快,制造成本也非常高。
故障案例
1.制动失效
1)现象
汽车在行驶中使用制动时不能减速,连续踩下制动踏板时各车轮不起制动作用。
2)原因
(1)制动主缸(总泵)内无制动油液或缺少制动油液。
(2)制动主缸或轮缸内皮碗破损或踏翻。
(3)制动油管破裂或插头漏油。
(4)某机械连接部位脱开。
3)诊断
(1)连续踩下制动踏板不升高,同时感到无阻力,应先检查主缸是否缺油,再检查油管和插头有无破损之处,如有应修理或更换。
(2)若无漏油之处,应检查各机械连接部位有无脱开,如有应修复。
(3)若主缸推杆防尘套处严重漏油,大多是主缸皮碗严重损坏或踏翻所致;若车轮制动鼓边缘有大量油液,则是轮缸皮碗损坏或顶翻所致。
2.制动反应迟缓
1)现象
汽车行驶中,将制动踏板踩到底后不能立即停车,制动减速度小,制动距离长。
2)原因
(1)制动主缸油液不足或变质;主缸阀门损坏。活塞与缸壁磨损严重,配合松旷;补偿孔和旁通孔堵塞。
(2)制动鼓磨损失圆、过薄、变形或有沟槽;制动蹄摩擦片有油污、硬化或铆钉外露;制动鼓与制动蹄接触面积过小;制动间隙过大。
(3)制动管路中渗入空气,油路不畅通,制动油液变质。
3)诊断
(1)制动踏板位置踩下很低,制动效果差;连续数次踩下踏板后,踏板高度才渐升起,并有弹性感。这主要是管路中有空气,应予排除。
(2)踩下踏板,位置高度正常,但制动效果差。这大多是车轮制动鼓失圆,制动蹄接触不良、硬化、油污或铆钉外露等因素所致,应予以检修排除。
(3)连续踩下踏板,踏板位置能升高,但不能保持,有下沉感觉。这说明制动系统中有漏油处或主缸关闭不严,应检修。
(4)连续踩下踏板,踏板位置高度升高,制动效果好转。这可能是踏板自由行程太大,或制动间隙过大,或主缸回油阀关闭不严所致。应调整踏板自由行程或制动间隙,必要时检查主缸回油阀,若有损坏应更换。
(5)连续数次踩下踏板,踏板位置不能升高。这一般是制动主缸补偿孔或旁通孔堵塞所致,应检查疏通;或油液质量差,易受热蒸发导致严重亏缺。
3.制动跑偏
1)现象
汽车制动时,左、右车轮制动力不等或制动生效时间不-致,导致汽车偏向制动力较大或制动作用较早一侧行驶的现象,紧急制动时出现扎头或甩尾现象。
2)原因
(1)左、右车轮制动间隙大小不一致,或接触面积相差太大,或摩擦片材料、质量不一样。
(2)左、右制动鼓内径相差过多,或回位弹簧拉力相差太大,或轮胎气压高低不一样。
(3)个别车轮摩擦片有油污、硬化或铆钉外露,或轮缸内活塞运动不灵活,皮碗发胀或油管堵塞,或制动鼓失圆,单边管路凹瘪或有气阻。
(4)车架变形,或前轴外移,或前、后轴不平行,或两前钢板弹簧弹力不一样。
3)诊断
(1)汽车行驶中使用制动,若汽车向左偏斜,即为右轮制动性能差;反之则为左轮制动性能差。
(2)制动停车后,察看轮胎在路面上的拖印情况,拖印短或没有拖印的车轮即为制动有故障的车轮。
(3)查出有故障的车轮后,先检查该车轮制动管路是否漏油,轮胎气压是否充足,如果正常,检查制动间隙是否合乎规定,不符合时予以调整,与此同时,排除轮缸里的空气。若仍无效,应拆下制动鼓,按原因逐-检查各件,特别是制动鼓的尺寸和精度等。
(4)经上述检修后,若各车轮拖印基本符合要求,但制动仍跑偏,则故障不在制动系,此时应检查车架或前轴的技术状况,如果出现忽左忽右的跑偏现象,则应检查是否有前束或直、横拉杆球头销是否松旷。
4.制动拖滞
1)现象
在行车制动中,当抬起制动踏板时,全部或个别车轮仍有制动作用,致使车辆起步困难,行驶阻力大,制动鼓发热。
2)原因
(1)制动踏板没有自由行程或回位弹簧过软、折断。
(2)踏板轴锈滞、发卡而回位困难。
(3)主缸或制动轮缸皮碗、皮圈发胀,活塞变形或被污物黏住。
(4)主缸活塞回位弹簧过软或折断。
(5)制动间隙过小,制动蹄回位弹簧过软、失效,制动蹄在支承销上不能自由转动。
(6)制动管路凹瘪、堵塞,导致回油不畅。
(7)制动油液太脏、黏度太大,回油困难。
3)诊断
(1)汽车行驶-段路程后,用手抚摸各制动鼓,若全部发热,说明故障在制动主缸;若个别车轮发热,则故障在该车轮制动轮缸。
(2)若故障在制动主缸,应先检查踏板自由行程。如果无自由行程,一般为主缸推杆与活塞的间隙过小或没有间隙,应调整。如果自由行程符合标准,则应拆下主缸储油室加油螺塞,踩下踏板慢慢回位,看其回油状况。若不回油,则为回油孔堵塞;若回油缓慢,则为皮碗、皮圈发胀或回位弹簧无力,或是油液太脏、黏度太大。此时,应检查油液清洁度。若油液清洁、黏度适当,则应检查主缸,同时检查踏板回位弹簧是否良好无损,必要时进行修理或更换。
(3)若故障在制动轮缸,可顶起有故障的车轮,旋松制动轮缸放气螺钉,如果制动液随之急速喷出,车轮也立即旋转自如,说明管路堵塞,轮缸不能回油,此时应疏通油管。如果旋转车轮仍有拖滞,可检查制动间隙和回位弹簧,若正常,应拆下并检验制动轮缸,必要时应更换活塞、皮碗。
5.制动噪声
1)现象
汽车制动时发出“哽哽”的噪声。
2)故障原因和排除方法
(1)若制动蹄摩擦片磨损超过极限,蹄片铁或铆钉直接与制动鼓(制动盘)接触,或制动蹄摩擦片松动或回位弹簧折断,则更换不合格的制动零件。
(2)若制动盘或制动鼓破裂、磨出沟痕,则更换制动盘或制动鼓。
(3)若摩擦片硬化或破裂,则打磨或更换摩擦片。
(4)若制动蹄弯曲、变形或破碎,则更换损伤的制动蹄。
(5)若制动盘表面铁锈过多,则清洁制动盘周围铁锈。
(6)若制动卡钳有飞边或生锈,则清洁制动钳上的飞边或铁锈。
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