汽车检测技术课件 任务四 检测汽车制动性能

汽车检测技术认识汽车检测站1CONTENT检测汽车动力性能2检测汽车经济性能3检测汽车制动性能4检测汽车操纵性能5检测汽车平顺和通过性能6检测汽车前照灯和车速表7检测汽车环保性能8检测汽车制动性能任务4学习目标01能够描述汽车制动性能的评价指标02能够理解汽车的制动过程03能够分析提高制动性能的措施04能够运用检测设备完成汽车制动性能的检测05能够对检测结果进行分析判定学习任务描述

某科鲁兹轿车行驶4万公里，出现制动性能下降，导致制动距离过长。汽车制动效能不良严重时可能出现制动时丧失定向行驶能力，引发交通事故。汽车的制动性能是指汽车在行驶中强制降低车速以至停车且维持方向稳定的能力，以及在一定坡道上可靠停驻的能力。那么如何解决这一问题？我们首先要进行汽车制动性能的检测。检测汽车制动性能引导问题1：哪些原因会导致汽车制动效能不良？

当发现汽车制动效能不良时，主要的故障原因可能有：制动液不足；制动踏板行程故障；液压传动装置故障；制动器故障。

1.制动液不足故障分析制动液是汽车液压制动系统中传递制动压力的介质，如果制动管路有泄漏导致制动液不足，制动液长期没有更换而变质，制动管路中有空气或者管壁积垢太厚，都会导致制动效能不良。

2.制动踏板行程故障分析在规定的制动踏板行程内，如果制动踏板自由行程过大，则工作行程就偏小，在制动时，不能使制动蹄完全张开，摩擦片与制动盘（鼓）没有完全接触，造成制动效能不良。检测汽车制动性能引导问题1：哪些原因会导致汽车制动效能不良？

3.液压传动装置故障分析液压传动装置主要包括制动主缸、制动轮缸和真空助力器。制动主缸介于制动踏板与管路之间，用于将制动踏板传来的机械力转换为液压力，制动轮缸固定在制动底板上，用于将制动主缸传来的液压力转换为使制动蹄张开的机械力。如果制动主缸或制动轮缸中制动液不足、活塞磨损、皮碗损坏，都会使液压力降低，不能使制动蹄完全张开，从而导致制动效能不良。

4.制动器故障分析摩擦片磨损过度、摩擦片与制动鼓之间的间隙不当，或者制动鼓散热不良，在高温下热衰退而使摩擦系数下降，都会导致制动效能不良。检测汽车制动性能引导问题2：汽车制动力是怎样产生的？

1.地面制动力汽车在良好路面上制动时，车轮受力情况如图4-1所示。由于制动器制动力矩对车轮的作用，使地面对车轮产生一个与汽车行驶方向相反的切相反作用力称为地面制动力，单位为N。它的大小取决于制动器内制动摩擦片与制动鼓（盘）间的摩擦力及轮胎与地面间的摩擦力（附着力）。由力矩平衡分析可以得到：图4-1制动时轮胎的受力情况检测汽车制动性能引导问题2：汽车制动力是怎样产生的？

2.制动器制动力制动器制动力是为克服制动器摩擦力矩而在轮胎周缘所需施加的切向力，用表示，单位为N。制动器制动力取决于制动器的摩擦力矩和车轮半径。对于结构型式、尺寸和摩擦副材料一定的车轮制动器，与制动踏板力成正比，大小为：3.地面制动力、制动器制动力与附着力的关系地面制动力、制动器制动力及地面附着力之间的关系如图4-2所示，车轮作减速滚动时，车轮滚动时的地面制动力等于制动器制动力，其值不能超过地面附着力。即：=≤；汽车只有具有足够的制动器制力，又能提供足够的地面附着力时，才能获得足够的地面制动力。检测汽车制动性能引导问题2：汽车制动力是怎样产生的？图4-2制动过程中地面制动力、制动器制动力和附着力的关系检测汽车制动性能引导问题3：汽车制动性能的评价指标有哪些？

汽车的制动性能评价指标包含制动效能、制动效能的稳定性和制动时方向的稳定性。

1.制动过程分析汽车的制动过程分析如图4-3所示，它反映出制动过程中制动踏板力与制动减速度及制动时间的关系。（1）驾驶员反应时间；（2）制动系统协调时间；（3）制动持续时间；（4）制动释放时间。图4-3汽车制动减速度与制动时间的简化关系曲线图检测汽车制动性能引导问题3：汽车制动性能的评价指标有哪些？

2.制动效能制动效能是指汽车迅速降低行驶速度直至停车的能力，是制动性能最基本的评价指标。按照我国GB7258-2017《机动车安全技术条件》规定，制动效能的评价指标是制动距离、制动减速度和制动力。（1）制动距离制动距离是指车辆在规定的初速度下踩制动踏板时，从驾驶员的脚接触到制动踏板时起至车辆完全停住时止，车辆所驶的距离S。它包括了制动协调时间和以最大减速度持续制动时间内汽车驶过的距离。制动距离是评价汽车制动性能最直观的参数，用制动距离来评价汽车的制动性能具有一定的准确度，而且重复性较好。检测汽车制动性能引导问题3：汽车制动性能的评价指标有哪些？

（2）制动减速度制动减速度反映了制动时汽车速度降低的速率。制动减速度是一个确定值，制动初速度对减速度的影响不大。可采用速度分析仪、制动减速度仪测出上式中相关参数后再计算出充分发出的平均减速度。制动减速度是一个整车性能参数，它反映不出各轮的制动力及分配情况。（3）制动力质量一定的汽车，制动力越大制动减速度越大，制动距离越短，对前后轴制动力的合理分配以及前后轴平衡制动力差提出要求。在检测了制动力大小、制动力合理分配及平衡制动力差的同时，还要检验制动协调时间。检测汽车制动性能引导问题3：汽车制动性能的评价指标有哪些？

3.制动效能的稳定性制动效能的稳定性包含抗热衰退性能和抗水衰退性能。（1）抗热衰退性能抗热衰退性能是指汽车高速行驶制动、短时间重复制动或下长坡连续制动时制动效能的热稳定性。汽车下长坡制动及汽车高速行驶制动的情况下，制动器的工作温度不断上升，可达300℃以上，制动器的摩擦系数下降，摩擦力矩显著下降，汽车的制动效能显著降低。制动效能的热衰退性和制动器摩擦副材料以及制动器结构有关。（2）抗水衰退性能汽车涉水后，由于制动器被水浸湿，制动效能会降低，称为制动效能的水衰退现象。汽车涉水后，应多踩压制动踏板几次，使制动蹄与制动鼓间因摩擦而产生的热量，使制动器迅速干燥，使制动效能恢复正常。检测汽车制动性能引导问题3：汽车制动性能的评价指标有哪些？

4.制动时方向的稳定性汽车制动时的方向稳定性，通常用制动时汽车按给定轨迹行驶的能力来评价，即汽车制动时维持直线行驶或预定弯道行驶的能力。制动时方向不稳定就会引起制动跑偏、制动侧滑、失去转向能力等故障。（1）制动跑偏制动跑偏是指制动时汽车自动向左或向右偏离正常轨迹行驶的现象。制动时汽车跑偏的主要原因有两个：①汽车左、右车轮，特别是前轴左、右车轮制动器的制动力不相等。造成左右转向轮制动力不等的原因主要有：两侧车轮的制动蹄片接触情况不同；同轴两侧车轮制动蹄、鼓间隙不一致；两侧车轮的胎压不一致或胎面磨损不均；前轮定位参数失准；左右轴距不相等。②制动时悬架导向机构与转向系统在运动上相互干涉。检测汽车制动性能引导问题3：汽车制动性能的评价指标有哪些？

（2）制动侧滑制动侧滑是指汽车制动时汽车的某轴或多轴发生横向滑动的现象，它直接影响汽车的操纵稳定性。汽车发生制动侧滑的原因是制动时侧向力超过了侧向附着力。汽车制动时，车轮滑移率增大，附着系数减小，侧滑的可能性就增大。车轮完全抱死拖滑时，滑移率达100％，附着系数几乎为零，稍有侧向力就会导致车轮沿侧向力方向滑动。分析表明：制动时若后轴比前轴先抱死拖滑，就可能发生后轴侧滑。若前、后轴同时抱死，或者前轴先抱死而后轴抱死或不抱死，则能防止汽车后轴侧滑，但是汽车丧失转向能力。严重的跑偏必然侧滑，对侧滑敏感的汽车也有跑偏的趋势。通常，跑偏时车轮印迹重合，侧滑前后印迹不重合。（3）失去转向能力失去转向能力是指制动时汽车不再按原来弯道行驶，而沿切线方向驶出；或者直线行驶时，转动转向盘汽车仍按直线行驶的现象。失去转向能力的原因是转向轮抱死失去控制方向的能力。检测汽车制动性能引导问题4：国标中对汽车制动效能的检测标准是什么？

根据GB7258-2017《机动车运行安全技术条件》的要求，汽车制动效能的检测标准分为行车制动效能检测标准和驻车制动效能检测标准。1.行车制动性能检测标准（1）制动力百分比要求汽车在制动试验台上测出的制动力应符合表4-1所示的要求。检测汽车制动性能引导问题4：国标中对汽车制动效能的检测标准是什么？机动车类型制动力总和与整车重量的百分比轴制动力与轴荷a的百分比

空载满载前轴b后轴b乘用车、其他总质量不大于3500kg的汽车≥60%≥50%≥60%c≥20%c铰接客车、铰接式无轨电车、汽车列车≥55%≥45%————其他汽车≥60%≥50%≥60%c≥50%ea用平板制动检验台检测乘用车、其他总质量小于或等于3500kg的汽车时应按左右制动轮制动力最大时刻所分别对应的左右轮动态论荷之和计算。b机动车（单车）纵向中心线中心位置以前的轴为前轴，其他轴为后轴；挂车的所有车轴均按后轴计算；用平板制动试验台测试并装轴制动力时，并装轴可视为一轴。c空载和满载状态下测试均应满足此要求。d对质量小于或等于整备质量的1.2倍的专项作业车应大于或等于50%。e满载测试时后轴制动力百分比不作要求；空载用平板制动试验台检验时应大于或等于35%；总质量大于3500kg的客车，空载用反力滚筒式制动试验台测试时应大于或等于40%，用平板制动检验台时应大于或等于30%。检测汽车制动性能引导问题4：国标中对汽车制动效能的检测标准是什么？（2）制动力平衡要求在制动力增长全过程中检测得左、右轮制动力差的最大值，与全过程中检测得该轴左、右轮最大制动力中较大者之比，对新注册车和在用车应分别符合如表4-2所示要求。

前轴后轴

轴制动力大于等于该轴轴荷60%时制动力小于该轴轴荷60%时新注册车≤20%≤24%≤8%在用车≤24%≤30%≤10%表4-2台式检验制动力平衡要求检测汽车制动性能引导问题4：国标中对汽车制动效能的检测标准是什么？

（3）制动协调时间汽车的制动协调时间，对液压制动的汽车应小于等于0.35s，对气压制动的汽车应小于等于0.60s；汽车列车和铰接客车、铰接式无轨电车的制动协调时间应小于等于0.80s。（4）车轮阻滞力进行制动力检验时，汽车、汽车列车各车轮的阻滞力均应小于等于车轮负荷的10%。（5）合格判定要求当采用制动检验台检测汽车、汽车列车行车制动性能时，检验结果必须同时满足上述四个条件，方为合格。2.驻车制动性能检测当采用制动检验台检测汽车和三轮摩托车驻车制动装置的制动力时，机动车需空载，乘坐一名驾驶员，使用驻车制动装置，驻车制动力的总和应大于等于该车在测试状态下整车重量的20%，但总质量为整备质量1.2倍以下的机动车应大于等于15%。检测汽车制动性能引导问题5：用什么设备检测汽车制动性能？它是怎么工作的？

汽车制动性能检测有台试法和路试法两种。路试法须在道路试验中进行，采用五轮仪和制动减速度仪检测汽车制动性能。因为中等职业学校教学因素等原因。在这里我们不学习路试法检测汽车制动性能。

1.台试法概述台试法使用制动试验台进行检测，与路试法相比，台试法具有迅速、准确、经济、安全，不受自然条件的限制、检测可重复性好、能定量指示出各车轮的制动力等优点。台式法根据测试原理的不同，可分为反力式和惯性式两类；根据检验台支撑车轮形式不同可分为滚筒式和平板式两类；根据检测参数不同可分为测制动力式、测制动距离式、测制动减速度式和综合式四种；根据检验台的测量、指示装置、传递信号的不同可分为机械式、液力式和电气式三类。目前国内汽车综合性能检测站所用制动检验设备多为反力式滚筒制动检验台和平板式制动检验台。检测汽车制动性能引导问题5：用什么设备检测汽车制动性能？它是怎么工作的？

2.反力式滚筒制动检验台（1）反力式滚筒制动检验台的结构反力式滚筒制动检验台的结构简图如图4-4所示，实物如图4-5所示。它由结构完全相同的左右两套对称的车轮制动力测试单元和一套指示、控制装置组成。每一套车轮制动力测试单元由框架（多数试验台将左、右测试单元的框架制成一体）、驱动装置、滚筒组、测量装置、举升装置等构成。图4-4反力式制动检验台结构简图图4-5反力式滚筒制动检验台实物图检测汽车制动性能引导问题5：用什么设备检测汽车制动性能？它是怎么工作的？

驱动装置：驱动装置由电动机、减速器和传动链条等组成。滚筒组：滚简组由四个滚筒组成，左右各一对独立设置，每个滚筒的两端分别用滚筒轴承与轴承座支承在框架上，且保持两滚筒轴线平行。测量装置：测量装置由测力杠杆和测力传感器组成。举升装置：举升装置由举升器、举升平板和控制开关组成。指示与控制装置：指示装置有电子式与电脑式两种，控制指示面板分三部分：数据窗口、状态指示灯、操作按键。检测汽车制动性能引导问题5：用什么设备检测汽车制动性能？它是怎么工作的？

（2）反力式滚筒制动检验台的工作原理进行车轮制动力检测时，被检汽车驶上制动试验台，车轮置于主、从动滚筒之间，放下举升器（或压下第三滚筒，装在第三滚筒支架下的行程开关被接通）。通过延时电路起动电动机，经减速器、链传动和主、从动滚筒带动车轮低速旋转，待车轮转速稳定后驾驶员踩下制动踏板。车轮在车轮制动器的摩擦力矩作用下开始减速旋转。此时电动机驱动的滚筒对车轮轮胎周缘的切线方向作用制动力以克服制动器摩擦力矩，维持车轮继续旋转。与此同时车轮轮胎对滚筒表面切线方向附加一个与制动力方向反向等值的反作用力，在反作用力矩作用下，减速机壳体与测力杠杆一起朝滚筒转动相反方向摆动如图4-6所示，测力杠杆一端的力或位移量经传感器转换成与制动力大小成比例的电信号。从测力传感器送来的电信号经放大滤波后，送往A/D转换器转换成相应数字量，经计算机采集、贮存和处理后，检测结果由数码显示或由打印机打印出来。打印格式或内容由软件设计而定。一般可以把左、右轮最大制动力、制动力和、制动力差、阻滞力和制动力－时间曲线等一并打印出来。检测汽车制动性能引导问题5：用什么设备检测汽车制动性能？它是怎么工作的？

由于制动力检测技术条件要求是以轴制动力占轴荷的百分比来评判的，对总质量不同的汽车来说是比较客观的标准。为此除了设置制动检验台外，还必须配置轴重计或轮重仪，有些复合式滚筒制动试验台装有轴重测量装置。其称重传感器（应变片式）通常安装在每一车轮测试单元框架的4个支承脚处。图4-6制动力测试原理图检测汽车制动性能引导问题5：用什么设备检测汽车制动性能？它是怎么工作的？

GB7528-2017《机动车安全运行技术条件》中定义制动协调时间是从驾驶员踩下制动踏板的瞬间作为起始计时点，为此，在制动测试过程中必须由驾驶员通过套装在汽车制动踏板上的脚踏开关向试验台指示、控制装置发出一个“开关”信号，开始时间计数，直至制动力与轴荷之比达到标准规定值的75％时瞬间为止。这段时间历程即为制动协调时间，通常可以通过检验台的电脑执行相应程序来实现。目前，采用的反力式滚筒制动检验台对具有防抱死（ABS）系统的汽车制动系的制动性能，还无法进行准确的测试。主要原因是这些试验台的测试车速较低，一般不超过5km/h，而汽车制动防抱死系统均在车速10～20km/h以上起作用，所以在上述试验台上检测车轮制动力时，车辆的防抱死系统不起作用，只能相当于对普通的液压制动系统的检测过程。检测汽车制动性能引导问题5：用什么设备检测汽车制动性能？它是怎么工作的？

有的反力式滚筒制动试验台可以选择每一车轮制动力测试单元的滚筒旋转方向。两个测试单元的滚筒既可同向正转、同向反转，也可以一正一反旋转。具有这种功能的试验台可以检测多轴汽车（如三轴汽车的中轴和后轴，其间设有轴间差速器）的制动力。测试时使左、右车轮制动测试单元的滚筒转动方向一正一反，只采集正转时的制动力数据，这样可以省去试验台前、后设置自由滚筒装置。这是因为驱动轴内有轮间差速器的作用，当左、右车轮反向等速旋转时差速器壳与主减速器将不会转动。所以当被检测轴的车轮被滚筒带动时，另一在试验台外的驱动轴将不会被驱动。而对于装有轴间差速器的双后轴汽车可在一般的反力式滚筒制动台上逐轴测试每车轴的车轮制动力。检测汽车制动性能引导问题5：用什么设备检测汽车制动性能？它是怎么工作的？

3.平板式制动试验台（1）基本结构平板式制动试验台如图4-7所示，是一种新型的制动检测设备，它利用汽车低速驶上平板后突然制动时的惯性力作用，来检测制动效果。属于一种动态惯性式制动试验台，除了能检测制动性能外，还可以测试轮重、前轮侧滑和汽车的悬架性能，又是一种综合性试验台。图4-7平板式制动试验台检测汽车制动性能引导问题5：用什么设备检测汽车制动性能？它是怎么工作的？

这种试验台结构比较简单，主要由几块测试平板、传感器和数据采集系统等组成。小车线一般由四块制动-悬架-轴重测试用平板及一块侧滑测试板组成。数据采集系统由力传感器、放大器、多通道数据采集板等组成。这种试验台结构简单、运动件少、用电量少、日常维护工作量小，提高了工作可靠性。测试过程与实际路试条件较接近，能反映车辆的实际制动性能，即能反映制动时轴荷转移带来的影响，以及汽车其他系统（如悬架结构、刚度等）对汽车制动性能的影响。该试验台不需要模拟汽车转动惯量，较容易将制动试验台与轮重仪、侧滑仪组合在一起，使车辆测试方便且效率高。但这种试验台存在测试操作难度较大（测试重复性主要处决于车况及驾驶员踩制动踏板快慢）、对不同轴距车辆适应性差，占地面积大、需要助跑车道等缺点。检测汽车制动性能引导问题5：用什么设备检测汽车制动性能？它是怎么工作的？

（2）基本原理汽车在设计上为满足汽车行驶时的制动要求，提高制动稳定性，减少制动时后轴车轮侧滑和汽车甩尾，前轴制动力一般占50～70%左右，后轴制动力设计相对较少。除此以外还充分利用汽车制动时惯性力导致车辆重心前移轴荷发生变化的特点，使前轴制动力可达到静态轴重的140%，上述制动特性只有在道路试验时才能体现，在滚筒反力式检验台上，由于受设备结构和检验方法的限制，前轴最大制动力是无法测量出来的。平板制动检验台是一种低速动态检测车辆制动性能的设备，其检测原理基于牛顿第二定理“物体运动的合外力等于物体的质量乘以加速度”，即制动力等于质量乘（负）加速度。检测时只要知道轴荷与减速度即可求出制动力。从理论上讲制动力与检测时车速无关,与刹车后的减速度相关。检测汽车制动性能引导问题5：用什么设备检测汽车制动性能？它是怎么工作的？

检验时汽车以5～10km/h（或按出厂说明允许更高）速度驶上平板，置变速器于空档并紧急制动。汽车在惯性作用下，通过车轮在平板上附加与制动力大小相等方向相反的作用力，使平板沿纵向位移，经传感器测出各车轮的制动力、动态轮重并由数据采集系统处理计算出轮重、制动、及悬架性能的各参数值，并显示检测结果，测试原理如图4-8所示。图4-8平板式制动试验台原理图检测汽车制动性能引导问题5：用什么设备检测汽车制动性能？它是怎么工作的？

（3）过程分析在车辆挂空挡驶上台面时，台面水平方向的测力传感器检测车辆当前轴空挡滑行阻力，称重传感器同步检测当前车轴的载荷，即可计算出车辆空挡滑行阻力与荷重之百分比。车辆行驶上台板后实施制动，此时前轴因为轴荷前移而制动力与轴荷均迅速增加（如图4-9（a）所示），同时后轴轴荷减少，制动增长相对前轴较小；前轴轴荷达到最大后，前桥向上反弹，轴荷减小，后桥轴荷增加；经几个周期振荡后前后桥轴荷处于稳定（如图4-9（b）所示）。图4-9平板式制动试验台检测过程曲线检测汽车制动性能引导问题6：实施检测汽车制动性能需要哪些工具、设备和材料？

1.工具：反力式滚筒制动检验台；2.设备：雪佛兰科鲁兹轿车。检测汽车制动性能引导问题7：该怎样检测汽车制动性能呢？

1.检测前准备工作（1）检测试验台的准备①检查试验台滚筒清洁程度，应无泥、水、油等杂物，否则应清除干净。②使滚筒在无负荷状态下运转，检查仪器运转状况。③检查各指示灯及操纵开关工作是否正常。④检查各种连接导线有无损伤，各连接插头是否