Transcript 第三章汽车底盘的检测与诊

第3章 汽车底盘检测与诊断
• 3.1 传动系统检测与故障诊断
• 3.2 转向系统检测与故障诊断
• 3.3 车轮平衡度检测
• 3.4 制动系统检测与故障诊断
• 3.5 悬架装置检测与故障诊断
第3章 汽车底盘检测与诊断
• 教学要求：本章主要应掌握汽车底盘各组
成系统的性能检测与故障诊断方法。其重
点是让学生了解检测设备的结构组成，理
解检测设备的工作原理及底盘各组成系统
的故障原因，掌握检测设备的使用方法及
底盘各组成系统的故障诊断与排除方法。
3.1 传动系统检测与故障诊断
• 传动系统是汽车底盘的主要组成部分，一
般由离合器、变速器、传动轴及万向节、
主减速器、差速器和半轴等构成，其作用
是把发动机输出的动力传递给驱动轮。
3.1 传动系统检测与故障诊断
发动机
车轮
离合器
半轴
变速箱
差速器
传动轴
主减速器
3.1 传动系统检测与故障诊断
3.1 传动系统检测与故障诊断
3.1 传动系统检测与故障诊断
汽车传动系统布置图（全驱动）
3.1 传动系统检测与故障诊断
3.1 传动系统检测与故障诊断
• 1.离合器
•
①功用
②工作原理
3.1 传动系统检测与故障诊断
• 根据GB7258一2004《机动车运行安全技术条
件》，汽车传动系统应满足如下要求：
• ⑴ 离合器
• 1）机动车的离合器应接合平稳，分离彻底，工作
时不允许有异响、抖动或不正常打滑等现象。
• 2）踏板自由行程应符合整车技术条件的有关规定。
• 3）离合器彻底分离时，踏板力不应大于 300N
（拖拉机运输机组不应大于 350N），手握力不
应大于 200N。
3.1 传动系统检测与故障诊断
• 离合器滑转检测
• 离合器滑转（俗称打滑）使发动机动力不能有效
地传递至驱动轮，汽车动力性下降，摩擦片磨损
严重，汽车起步困难，同时也影响汽车的正常行
驶；加速时，车速不能随发动机转速的提高而迅
速上升；负载上坡传递大转矩时，打滑更为明显，
严重时会烧损摩擦片。
• 使用离合器频闪测定仪可对离合器打滑进行检测。
3.1 传动系统检测与故障诊断
图4-6 离合器打滑频闪测定仪
1-卡环 2-透镜 3-框架 4-闪光灯 5-护板 6、9、11、12、18-隔板 7-电阻器 8、
10-电容器 13-二极管 14-支持器 15-套座 16-变压器 17-开关 19-导线 20-传
3.1 传动系统检测与故障诊断
• 离合器打滑测定仪的基本工作原理是频闪原理，
即：如果在精确的确定时刻，相对转动零件的转
角照射一束短暂（约1／5000 s）的频率与转动零
件的旋转频率相同的光脉冲时，由于人们的视觉
暂留现象，似乎觉着零件静止不动。
• 该仪器由发动机火花塞的高压电极输入电脉冲信
号，火花塞每跳火一次，闪光灯就亮一次，闪光
频率与发动机转速成正比，离合器不打滑时，传
动轴上设定点会与闪亮点同步动作，传动轴似乎
处于不转动状态；否则，轴上设定点转速会滞后
于闪亮点动作，这说明离合器存在打滑现象。
3.1 传动系统检测与故障诊断
• 离合器打滑测定仪的使用方法 :
• 检测时，在传动轴上作一标记点，变速器应挂入
直接档并踩下加速踏板，使车轮原地运转，必要
时可给试验台滚筒增加负荷或使用行车制动器，
以增加驱动轮和传动系的负荷。将闪光灯发出的
光亮点投射到传动轴上的标记点。若离合器不打
滑，传动轴上标记点与光亮点同步，使人感到传
动轴并不旋转；若离合器打滑，则传动轴上标记
点与光亮点不同步，传动轴转速比发动机转速低，
光脉冲每次照射点均位于上次照射点的前部，使
人感觉着传动轴慢慢向相反方向转动，显然其转
动的快慢即可反映离合器打滑的严重程度。
3.1 传动系统检测与故障诊断
• 2.手动变速器
•
①功用
②工作原理(1)
工作原理(2)
工作原理(3)
工作原理(4)
工作原理(5)
3.1 传动系统检测与故障诊断
Doublestage gear-driven sketch map
• 变速原理 ：换挡原理
3.1 传动系统检测与故障诊断
Forward block
Back block
gear-driven steering relation
• 变向原理
四挡齿轮接合齿圈
第二轴二挡齿轮
fourth gear jointing
second shaft second 第二轴一挡
annulus
四挡同步器锁环fourth
gear
齿轮second 倒挡齿轮接合齿圈
back action gear
第二轴四挡齿轮 synchronizer lock ring
shaft first
二挡齿轮接 gear
jointing annulus
second shaft
合齿圈
第二轴三挡齿轮
第二轴倒挡齿轮
fourth gear
second gear
second shaft
second shaft
jointing
third gear
back action
接合套
annulus
gear
jointing
suite
五挡齿轮接合齿圈fifth
gear jointing annulus第二轴五挡齿轮
second fifth gear
五挡同步器锁环fifth
synchronizer lock
ring
接合套jointing suite
六挡同步器锁环sixth
synchronizer lock
ring
接合套
jointing
suite
接合套
jointing
suite
花键毂
spline
hub
第一轴齿轮接合齿圈
first gear jointing
annulus
第一轴常啮合传动齿轮
first shaft mesh driven
gear
第二轴
Second
shaft
第一轴
first shaft
中间轴倒挡齿轮
middle shaft
back action
gear
中间轴middle shaft
倒挡中间齿轮 back
action middle gear
到挡轴back action
shaft
中间轴常啮合传动齿轮
middle shaft mesh driven
gear
中间轴五挡齿轮
middle shaft
fivth gear
中间轴二挡齿轮
middle shaft
second gear
中间轴四挡齿轮
middle shaft
fourth gear
中间轴三挡齿轮
middle shaft
third gear
中间轴一挡齿轮
middle shaft
first gear
三轴变速器three
shaft
transmission
3.1 传动系统检测与故障诊断
• 根据GB7258一2004《机动车运行安全技术条
件》，汽车传动系统应满足如下要求：
• 1）换档时齿轮应啮合灵便，互锁、自锁和倒档锁
装置应有效，不允许有乱档和自行跳档现象；运
行中应无异响；换档杆及其传动杆件不应与其它
部件干涉。
• 2）在换档杆上应有驾驶员在驾驶座位上即可容易
识别变速器和分动器档位位置的标志。若换档杆
上难以布置，则应布置在换档杆附近易见部位。
3.1 传动系统检测与故障诊断
• 3）有分动器的机动车，应在档位位置标牌
或产品使用说明书上说明连通分动器的操
作步骤。
• 4）如果电动汽车是通过改变电机旋转方向
来实现倒车行驶，且前进和倒车两个行驶
方向的转换仅通过驾驶员的一个操作动作
来完成，应通过设计保证只有在车辆静止
或低速时才能够实现转换。
3.1 传动系统检测与故障诊断
•
•
•
•
•
•
手动变速器常见故障及诊断
⑴变速器漏油
⑵变速器跳档
⑶变速器乱档
⑷变速器换档困难
⑸变速器异响
3.1 传动系统检测与故障诊断
• ⑴变速器漏油
• 故障现象
• 变速器盖、侧盖、轴承盖、一、二轴回油
螺纹或油封处有明显漏油痕迹。
3.1 传动系统检测与故障诊断
• ⑵变速器跳档
• 故障现象
• 汽车在行驶中，变速杆自动跳回空档，此
现象多发生在重载加速或爬坡时。
• 故障原因
• 变速器跳档的根本原因是换档啮合副在传
递动力时，产生的轴向力大于自锁装置的
锁止力与齿面摩擦力之和，导致啮合副脱
离啮合位置。
3.1 传动系统检测与故障诊断
• ⑶变速器乱档
• 故障现象
•
在离合器彻底分离的情况下，要挂档挂
不上或要摘档摘不下；有时要挂某档，结
果挂在别的档位上；有时同时挂上两个档。
• 故障原因
•
变速器乱档的根本原因是操纵杆与选档
装置的档位不对应。
3.1 传动系统检测与故障诊断
• ⑷变速器换档困难
• 故障现象
• 变速器不能顺利地挂入档位，挂档时往往
伴有齿轮撞击声。
• 故障原因
•
变速器换档困难的根本原因是汽车换档
时待啮合齿的圆周速度不相等，或拨叉轴
移动时的阻力过大。
3.1 传动系统检测与故障诊断
• ⑸变速器异响
• 故障现象
• 变速器在工作过程中发出干磨、撞击、振
动等不正常的响声。
• 故障原因
• 变速器异响的根本原因是由于轴承磨损松
旷和齿轮啮合失常或润滑不良所致。
3.1 传动系统检测与故障诊断
• 3.自动变速器
3.1 传动系统检测与故障诊断
• 电液控自动变速器基本原理
• 功用：
•
基本原理（1）
•
基本原理（2）
•
基本原理（3）
•
基本原理（4）
•
基本原理（5）
3.1 传动系统检测与故障诊断
选档杆的档位情况
P：驻车档
R：倒档
N：空档
D：前进档
2：高速发动机制动档
L：低速发动机制动档
3.1 传动系统检测与故障诊断
• 液力偶合器的结构、组成
包括主动的泵轮、从动的涡轮和工作介质ATF油。
3.1 传动系统检测与故障诊断
• 液力偶合器的工作原理
– 以一对风扇为例进行说明。
3.1 传动系统检测与故障诊断
• 4.万向传动装置
• ①功用
• ②工作原理
•
3.1 传动系统检测与故障诊断
组成
• 万向节
• 传动轴
• 中间支承
3.1 传动系统检测与故障诊断
• 根据GB7258一2004《机动车运行安全技术
条件》，汽车传动系统应满足如下要求：
• 传动轴在运转时不允许发生振抖和异响，
中间轴承和万向节不允许有裂纹和松旷现
象。发动机前置后驱动的客车的传动轴在
车厢地板的下面沿纵向布置时，应有防止
传动轴滑动连接（花键或其它类似装置）
脱落或断裂等故障而引起危险的防护装置。
3.1 传动系统检测与故障诊断
万向传动装置常见故障及诊断
⑴汽车起步时或在行驶中改变车速时有撞击声
• 现象：汽车起步时，车身发抖并伴有撞击声；当改变
车速时，响声加大。
• 原因：
– 十字轴及滚针轴承磨损过度、松旷；
– 传动轴与滑动叉配合花键磨损过度、松旷；
– 紧固螺栓松动等。
3.1 传动系统检测与故障诊断
⑵汽车行驶时有异响
• 现象：汽车起步时无异响，但行驶时有异响，且车速
越快，响声越大，脱档滑行时也有异响。
• 原因：
– 中间支承位置不当；
– 中间支承轴承磨损过大；
– 中间支承橡胶垫损坏；
– 万向节装配过紧。
3.1 传动系统检测与故障诊断
⑶汽车行驶时有异响并伴随车身抖振
• 现象：汽车行驶时有异响，且随着车速的提高，响声
加大，严重时车身抖振。
• 原因：
– 传动轴弯曲变形；
– 传动轴不平衡；
– 中间支承部件损坏严重。
3.1 传动系统检测与故障诊断
• 5.驱动桥
• ①功用
• ②工作原理
• 工作原理
驱动桥的组成
包括主减速器、差速器、半轴、桥壳等。
⑴. 主减速器
⑵. 差速器
14.1
⑶. 半轴
驱动桥的功用、组成和分类
⑷. 桥壳
3.1 传动系统检测与故障诊断
• 根据GB7258一2004《机动车运行安全技术
条件》，汽车传动系统应满足如下要求：
• 驱动桥壳、桥管不允许有变形和裂纹，驱
动桥工作应正常且不允许有异响。
3.1 传动系统检测与故障诊断
•
•
•
•
驱动桥常见故障及诊断
⑴．驱动桥漏油
故障现象
驱动桥加油口螺塞、放油口螺塞、油封处
或各接合面处有明显的漏油痕迹。
3.1 传动系统检测与故障诊断
•
•
•
•
•
•
故障原因
①加油口或放油口螺塞松动；
②油封损坏或油封与轴径不同轴；
③油封轴径因磨损而出现槽沟；
④各结合平面的平面度误差过大或密封垫片损坏；
⑤两结合平面的紧固螺钉拧紧方法不符合要求或
松动；
• ⑥通气孔堵塞；
• ⑦桥壳有铸造缺陷或裂纹。
3.1 传动系统检测与故障诊断
• ⑵驱动桥过热
• 故障现象
• 汽车行驶一定里程后，用于触模驱动桥中部，有无法忍受
的烫手感觉。
• 故障原因
• 驱动桥过热的根本原因是驱动桥工作时其摩擦阻力过大。
其具体原因如下：
• ① 齿轮油不足、变质或规格不符合要求；
• ② 轴承装配过紧；
• ③ 齿轮啮合间隙过小；
• ④ 油封过紧；
• ⑤ 止推垫片与主减速器从动齿轮背面间隙太小。
3.1 传动系统检测与故障诊断
• ⑶驱动桥异响
3.2 转向系统检测与故障诊断
3.2 转向系统检测与故障诊断
steering handle
deflector
steering knuckle arm
Left knuckle
cardan
joint
transmission
shaft
steering shaft
steering lever
main pull rod
for turning
Right knuckle
adder type arm
slide rod for
turning
3.2 转向系统检测与故障诊断
Absorber for
turning
redirector
steering wheel
nutted rod
Safety steering wheel
knuckle
knuckle arm
wheel
3.2 转向系统检测与故障诊断
3.2 转向系统检测与故障诊断
•
•
•
•
•
主要定位参数
⑴前轮外倾
⑵前轮前束
⑶主销后倾
⑷主销内倾
3.2 转向系统检测与故障诊断
• 1、外倾（Camber）：从汽车正前方看，
汽车车轮的顶端向内或向外倾斜一个角度，
称为车轮的外倾。通常情况下汽车的侧倾
角为外倾。用偏离垂直线所倾斜的角度来
表示，如果顶端向外倾斜则称为正外倾角，
如果向内倾斜则称为负外倾角。
3.2 转向系统检测与故障诊断
3.2 转向系统检测与故障诊断
• 外倾的作用是为了增加汽车直线行驶的安
全性。当具有外倾角时，可使车轮在转向
时偏移量减小，所以能减少转向力；另外，
由于车轮外倾，在垂直载荷作用下产生一
施加于轴心上的分力，使车轮向内压在轴
承上，以防止车轮甩脱。
3.2 转向系统检测与故障诊断
• 2、 前束(Ｔoe)：从汽车的正上方向下看，
由轮胎的中心线与汽车的纵向轴线之间的
夹角称为前束角。轮胎中心线前端向内收
束的角度为正前束角，反之为负前束角。
总前束值等于两个车轮的前束值之和，即
两个车轮轴线之间的夹角。
3.2 转向系统检测与故障诊断
• 前束的作用是消除车轮外倾造成的不良后
果.车轮外倾使前轮有向两侧张开的趋势,由
于受车桥约束，不能向外滚开，导致车轮
边滚边滑，增加了磨损，有了前束后可使
车轮在每瞬间的滚动方向都接近于正前方，
减轻了轮毂外轴承的压力和轮胎的磨损。
3.2 转向系统检测与故障诊断
• ３、主销后倾角（Kingpin caster angle）：
从汽车的侧面看，主销轴线（或车轮转向
轴线）从垂直方向向后或向前倾斜一个角
度称为主销后倾或前倾。在纵向垂直平面
内，主销轴线与垂线之间的夹角，称为主
销后倾角。向垂线后面倾斜的角度称为正
后倾角，向前倾斜的角度称为负后倾角。
通常汽车行驶过程中，主销后倾角应为正
值。主销后倾角的获得一般是在安装时，
通过悬架元件相互位置来保证的。
3.2 转向系统检测与故障诊断
• 主销后倾的作用是当汽车直线行驶偶然受
外力作用而稍有偏转时，主销后倾将产生
车轮转向反方向的力矩使车轮自动回正，
可保证汽车直线行驶的稳定性。后倾角越
大车速越高，稳定力矩越大，但后倾角不
宜过大,否则在转向时会导致转向沉重,主销
后倾角是在前桥连同悬架安装到车架时而
形成的.
3.2 转向系统检测与故障诊断
• ４、 主销内倾角（Kingpin inclination
angle）：从汽车的正前方看，主销（或转
向轴线）的上端略向内倾斜一个角度，称
为主销内倾。在汽车的横向垂直平面内,主
销轴线与垂线之间的夹角称为主销内倾角。
3.2 转向系统检测与故障诊断
• 主销内倾角的作用，是使车轮在受外力偏
离直线行驶时，前轮会在侧力作用下自动
回正。另外，主销内倾还可减少前轮传至
转向机构上的冲击，并使转向轻便。但内
倾角不宜过大，否则在转向时,会使轮胎磨
损加快,主销内倾角一般在前轴制造时形成。
3.2 转向系统检测与故障诊断
• 其它定位参数
１、 推力线(Thrust line):汽车后轮总前束的夹角的平分线
就称为汽车的推进线。
２、 推力角（Thrust angle）：推进线与几何中心线之间
的夹角称为推进角。
3、左横向偏置角（Left Lateral offset）：左侧前后轮中心
的连线与推进线之间的夹角称为左横向偏置角。当左后轮
比左前轮更向外偏时，此状态下规定左横向偏置为正值，
反之，当左前轮比左后轮更向外偏时，此状态下规定左横
向偏置为负值。如果汽车的规格值中，汽车的前后轴距已
经知道，则左横向偏置既可以用角度值来表示，也可以转
换成长度值来表示。
3.2 转向系统检测与故障诊断
3.2 转向系统检测与故障诊断
一、车轮定位
1、车轮定位的目的
保证汽车的操纵稳定性、方向稳定性及最小的轮
胎磨损，并在各种路况下保证这些要求的实现。
磨损、变形、损坏会使定位参数发生变化，从而
导致严重事故。更换球销、摆臂、横拉杆等零件后对
车轮定位参数进行调整也是必须的。
车轮定位就是对悬架及转向系各部件进行调整，
以达到原设计功能。且只有电脑四轮定位才是快捷、
准确的定位方法。
3.2 转向系统检测与故障诊断
2、车轮定位基准
几何中心线和推力线重合
① 车轮中心线：
指轮胎上对车轮轴垂直的中心线。
②几何中心线：
指车身纵向中心平面和过前后
两车轴水平面的交线。
③推力线：
指后轮总前束的角平分线 。
3.2 转向系统检测与故障诊断
3、定位基准的优缺点
①几何中心线定位
②推力线定位。
③四轮定位：就是几何中心线和推力线重合
的定位。
3.2 转向系统检测与故障诊断
４、什么时候进行四轮定位？
① 直线行驶困难：（转向沉重、发抖、跑偏、不
自动复位）驾驶时车感飘浮、颠颤、摇摆等不
正常的驾驶感觉。行驶中转向盘不正或行车方
向的跑偏现象出现。
② 轮胎出现不正常磨损：（单边磨损、波状磨损、
块状磨损、偏磨等）。
③ 汽车更换悬架系统或转向系统有关部件。
④ 前部经碰撞事故维修后。
3.2 转向系统检测与故障诊断
5、四轮定位的检测项目
主销后倾角
主销内倾角
后轮外倾角
轮距、轴距
推力角
横向偏位
轮轴偏移等
转向轮前束值／角及前张角
转向20°时的前张角
转向轮轮外倾角
后轮前束值／角
轨迹宽度偏差
轴距偏差
轴偏位
3.2 转向系统检测与故障诊断
二、车轮定位的概念及作用
1、主销后倾角γ
的分析：
① 定义：转向节主销
轴线或假想的主销轴
线（某些独立悬架的
汽车无实际主销）在
纵向平面内向后倾斜，
与铅垂线所形成的夹
角称为主销后倾角。
3.2 转向系统检测与故障诊断
② 主销后倾分为：有正后倾、零和负后倾。
3.2 转向系统检测与故障诊断
③ 主销后倾作用
a) 行驶中的方向跑偏能
自动回正，但转向时
费力。回正原理图示
b) 不影响轮胎磨损
c) 动力转向的车，后倾
大
d) 过小易偏摆（摆振），
高速摆振
e) 胎压低后可减小后倾
（起后倾作用）
3.2 转向系统检测与故障诊断
④
a)
b)
c)
调整：
双叉臂调偏心凸轮
有撑杆的调撑杆头
下控制臂等长时后倾、外倾都变，先后再
外。
3.2 转向系统检测与故障诊断
2、主销内倾角β
①主销内倾角β定义：
转向节主销轴线或假想
的主销轴线在横向平面
内向内倾斜，与铅垂线
所形成的夹角称为主销
内倾角。
3.2 转向系统检测与故障诊断
2、主销内倾角β的分析
3.2 转向系统检测与故障诊断
②内倾角β的作用
(1)偏置最小，操纵省力。偏置小，回跳、跑偏
小。
(2)自动回正
(3)过小不回正，低速偏摆（摆振）
(4)左右不等，驱动跑偏。
3.2 转向系统检测与故障诊断
③包容角内、
外倾角的总
和。转向节
弯曲，包容
角变化。
3.2 转向系统检测与故障诊断
④偏矩：主销线与地面交点和胎中心线与地
交点的距离。也称摩擦半径，有正负零之分。
• 负偏距的作用：若前轮的制动器制动力不等，
左轮大与右轮（F1>F2）,会产生制动跑偏，
车身偏向是图示的X方向。
此时两边不等的制动力，作用在负偏距
R上，F1使左轮向A方向偏转， F2使右轮向B
方向偏转，两方向效果综合后，使车身偏向
图示的Y方向。即Y、X方向相反，但X>Y，则
可减小制动跑偏的趋势。
3.2 转向系统检测与故障诊断
3.2 转向系统检测与故障诊断
3、车轮外倾角α
①外倾角α的定义：
转向轮安装时并非垂直于路面，
而是向外倾斜一个角度，车轮
中心平面与铅垂线的夹角称为
外倾角。即汽车在横向平面内，
车轮几何中心线与地面铅垂线
的夹角。有
• 零外倾
• 正外倾：铅垂线外侧
• 负外倾：铅垂线内侧
3.2 转向系统检测与故障诊断
②正外倾角的作用
• 减低作用于转向节上的负荷。
• 防止车轮滑脱。（分力F2）
• 重载时防止内倾（重载时内倾）
• 减小转向操纵力（偏矩小）
• 减少磨损（全面接触）
• ③负外倾角的作用
如图
• 转向时，如有正外倾，则离心力使外轮外倾
加大，加大磨损变形。横向稳定性差，不足
转向加大，即增横向稳定和减小胎磨损。
• 配合负前束
3.2 转向系统检测与故障诊断
4、前束：
①前束定义：
前轮前束是以推力线与几何中心线重合作为参考
直线，左右轮胎的中心线与其的夹角。有总前束
和单独前束之分。如图
• 后轮总前束的角平分线为推力线。
• 正前束引起车轮内滚而悬架（车轴）使其外移，
因而产生侧向外移力，胎外侧磨成羽毛状。
• 从动轮受阻力外滚增大正前束；驱动轮增大负前
束。
第一节车轮定位及检测
②前束的作用
消除由于外倾角所产生的轮胎侧滑。因为车轮外
倾角作用使车轮顶部朝外倾斜 当车辆向前行驶时，
车轮要朝外滚动，从而产生侧滑，会造成轮胎磨
损。所以，前束作用是消除由于外倾角所产生的
轮胎侧滑。
3.2 转向系统检测与故障诊断
5、前展
• 定义：汽车转向时内外轮的
转角差。内侧大于外侧，由
转向梯形保证。β>α
• 无前展：汽车直行时两轮平
行，转弯时左右轮转动量相
同，则两前轮转动中心不在
一个交点上，内轮滚动而侧
滑、胎磨损严重。
• 梯形臂变形则前展变化
3.2 转向系统检测与故障诊断
• 三、转向系统检测的原理
• 目前常用的四轮定位仪有拉线式、光学式、
电脑拉线式、电脑光学式和电脑蓝牙式等
多种，而光学又包括：激光、PSD及CCD。
3.2 转向系统检测与故障诊断
• 1、激光：
• 激光是一种新型光源，它是作为测量系统
的光源应用于四轮定位仪，由于激光都是
以垂直的直线输出的，因此决定了激光产
品束度的测量范围较小。因光点与刻度的
关系，存在人为误差，而且激光很容易受
外界干扰，因此用激光做光源应用于四轮
定位仪并不是一种较好的选择。
3.2 转向系统检测与故障诊断
• 2、PSD：
• PSD又称光电位置传感器。我们知道，几乎所有的外国四
轮定位都不使用，只有韩国的机器在大量使用，它的工作
原理是：当PSD的受光面某一位置存在光照的情况下，其
输出电流会有相应变化，从而可以得到光照位置，它是一
种模拟（DC/AC转换，会有数据丢失）器件。虽然通过使
用一些特殊的技术可以在一定程度上避免这些问题，但从
原理上限制它只能测量单一光点却是改变不了的。PSD只
能使用在工业环境里，就是说PSD的温度漂移严重并且受
环境光线的影响。温度变化可以使其输出的零位变化几十
毫伏，光线的影响使系统取值不稳定，这两项叠加在一起，
便使PSD失去了测量精度，这点是PSD的杀手。
3.2 转向系统检测与故障诊断
• 3、CCD：
• CCD是一种半导体器件的结构的名称（又称光电
藕合器件），它分为线阵CCD和面阵CCD两种。
它是20世纪70年代初发展起来的新型半导体集成
光电器件，它是在一块硅面上集成了数千个各自
独立的光敏元，当光照射到光敏面上时，受光光
敏元将聚集光电子，通过移位的方式，将光量输
出，产生光位置和光强的信息，因此CCD具有测
量精度高、无温度系数、使用寿命长等特点。
3.2 转向系统检测与故障诊断
• 四、电脑光学式四轮定位仪
• 电脑式四轮定位仪由主机、前后车轮检测
传感器、传感器支架、转盘、刹车锁、转
向盘锁及导线等零部件构成，图为电脑式
四轮定位仪主机外形图。
3.2 转向系统检测与故障诊断
图4-33 四轮定位仪外形及安装图
a) 四轮定位仪外形 b) 四轮定位仪安装在地沟旁 c）四轮定位
3.2 转向系统检测与故障诊断
八
束
测
量
系
统
3.2 转向系统检测与故障诊断
• 1、对被检车辆的基本要求
• 在检测汽车的前轮定位时，被检车辆应满足以下
要求：
• 1）前后轮胎气压及胎面磨损基本一致；
• 2）前后悬架系统的零部件完好、不松旷，减振器
性能良好、不漏油；
• 3）转向系统调整适当，不松旷；
• 4）汽车前后高度与标准值的差不大于5mm。
• 5）制动系统正常。
3.2 转向系统检测与故障诊断
• 2、检测步骤
•
a)把传感器支架安装在轮辋上，再把传感器
（定位校正头）安装到支架上，并按使用说明书
的规定进行调整；
•
b)开机进入测试程序，输入被检汽车的车型和
生产年份；
•
c)轮辋变形补偿，转向盘位于直行位置，使每
个车轮旋转一周，即可把轮辋变形误差输入电脑；
•
d)降下第二次举升量，使车轮落到平台上，把
汽车前部和后都向下压动4～ 5次，使其作压力弹
跳；
3.2 转向系统检测与故障诊断
• e)用刹车锁压下制动踏板，使汽车处于制动状态；
•
f)把转向盘左转至电脑发出“OK”声，输人左转角度；
然后把转向盘右转至电脑发出“OK”声，输入右转角度；
•
g)把转向盘回正，电脑屏幕上显示出后轮的前束及外倾
角数值；
•
h)调正转向盘，并用转向盘锁锁住转向盘使之不能转动；
•
i)把安装在四个车轮上的定位校正头的水平仪调到水平
线上，此时电脑屏幕上显示出转向轮的主销后倾角、主销
内倾角、转向轮外倾角和前束的数值。
3.2 转向系统检测与故障诊断
• j)调整主销后倾角、车轮外倾角及前束，调整方
法可按电脑屏幕提示进行；若调整后仍不能解决
问题，则应更换有关零部件；
• k)进行第二次压力弹跳，将转向轮左右转动，把
车身反复压下后，观察屏幕上的数值有无变化，
若数值变化应再次进行调整；
• l)若第二次检查未发现问题，则应将调整时松开的
部位紧固；
• m)拆下定位校正头和支架，进行路试，检查四轮
定位检测调整效果。
3.2 转向系统检测与故障诊断
• 3、注意事项
• 四轮定位仪是精密检测设备，操作人员在使用前
须经专门培训，并认真阅读使用说明书。一般说
来，在四轮定位仪的使用过程中应注意以下事项：
• 1）使用前，检查四轮定位仪所配附件是否与使用
说明书上列出的清单相符，设备安装时要遵循使
用说明书所提出的各项要求；
• 2）对于光学式四轮定位仪中的投影仪（或投光器）
应细心维护，并经常进行调整；传感器是电脑式
四轮定位仪的重要元件，使用前要进行校正，以
保证测试精度；
3.2 转向系统检测与故障诊断
• 3）传感器应正确地安装在传感器支架上，在不使
用时应妥善保管，避免受到损坏；电测类传感器
应在接线完毕后再通电，以避免带电接线引起电
磁振荡而损坏；
• 4）移动四轮定位仪时，应避免使其受到振动，否
则可能使传感器及电脑受到损坏；
• 5）四轮定位仪应半年标定一次，标定时应使用购
买时所带专用标定器具，并按规定程序进行标定；
• 6）在检测四位定位前，须进行车轮传感器偏摆补
偿，否则会引起大的测量误差。
3.2 转向系统检测与故障诊断
• 五、转向盘自由转动量和转向力检测
• 转向盘自由转动量，是指汽车转向轮保持
直线行驶位置静止不动时，轻轻左右晃动
转向盘所测得的游动角度。转向盘的转向
力，是指在一定行驶条件下，作用在转向
盘外缘的圆周力。这两个参数主要用来诊
断转向轴和转向系中各零件的配合状况。
3.2 转向系统检测与故障诊断
• １．转向盘自由转动量检测
图4-34 简易转向盘自由转动量检测仪
a) 检测仪的安装 b) 检测仪
1-指针 2-夹臂 3-刻度盘 4-弹簧 5-连接板 6-固定螺钉
3.2 转向系统检测与故障诊断
• 测量时，应使汽车的两转向轮处于直线行
驶位置不动，轻轻向左（或向右）转动转
向盘至空行程一侧的极端位置（感到有阻
力），调整指针指向到刻盘零位。然后，
再轻轻转动转向盘至另—侧空行程极端位
置，指针所指示的刻度即转向盘自由转动
量。
3.2 转向系统检测与故障诊断
• ２．转向盘转向力检测
3.2 转向系统检测与故障诊断
• 测量时，把转向测量仪对准被测转向盘中心，调
整好三只伸缩爪的长度，使之与转向盘牢固连接
后，转动操纵盘的转向力通过底板、力矩传感器、
连接叉传递到被测转向盘上，使转向轮偏转实现
汽车转向。此时，力矩传感器把转向力矩转变成
电信号，定位杆内端所连接的光电装置将转向角
的变化转化为电信号。这两种信号输送至主机箱
后，由装在其内的微机自动完成数据采集、转角
编码、运算、分析、存储、显示并打印出所测结
果。
3.2 转向系统检测与故障诊断
• ３．诊断参数标准
• 根据国家标准GB7258—2004《机动车运行安全
技术条件》的规定，机动车转向盘的自由转动量
和转向力应符合以下要求：
• ⑴ 转向盘自由转动量 机动车方向盘的最大自由
转动量不允许大于：
• ① 最高设计车速不小于100㎞/h的机动车为20°；
•
② 三轮汽车为45°；
•
③ 其它机动车为30°。
3.2 转向系统检测与故障诊断
• ⑵ 转向盘转向力 机动车在平坦、硬实、干
燥和清洁的水泥或沥青道路上行驶，以10
㎞/h的速度在5 s之内沿螺旋线从直线行驶
过渡到直径为24 m的圆周行驶，施加于方
向盘外缘的最大切向力不应大于245 N。
3.2 转向系统检测与故障诊断
六、侧滑检测
（一）侧滑
1、定义：侧滑是指车轮胎面在前进过程中的横向
滑移现象。
2、侧滑的原因：
• 车轮定位不准(车轮前束和车轮外倾角 )
• 车轮抱死滑移
3、侧滑的影响
• 轮胎磨损
• 降低附着系数，影响制动、驱动、转向
3.2 转向系统检测与故障诊断
4、侧滑检测的目的
侧滑试验台检测汽车的侧滑量，目的是保证前束
和外倾配合得当，使车轮无侧滑
5、前束引起的侧滑
有前束无外倾，两轮内滚，由于前轴（悬架）的
约束车轮被外推，车轮对地面产生向外的侧向力，
如有滑板则外移，前束正侧滑、负前束负侧滑
（内滑），前轮滚动为正，后轮滚动为负。
3.2 转向系统检测与故障诊断
前
束
引
起
的
侧
滑
动
画
演
示
单击图片动画演示
3.2 转向系统检测与故障诊断
6、 车轮外倾引起的侧滑
外倾两轮外滚，由于约束被拉回，车轮对地面的
作用力向内，如有滑板，内移，负外倾，外移，
轮前后滚动方向不变。
3.2 转向系统检测与故障诊断
正
外
倾
引
起
的
侧
滑
动
画
演
示
单击图片动画演示
3.2 转向系统检测与故障诊断
7、车轮外倾＋前束配合结果
a) 外倾与前束合格，侧滑合格。
b) 侧滑合格，不一定外倾前束合格
c) 侧滑不能保证前束外倾具体数值，车轮定位可
测
d) 前进无，后退大
合格
e) 前进内滑、后退仍为内
外倾引起
f) 前进内、后退外
前束引起
3.2 转向系统检测与故障诊断
（二） 侧滑试验台的结构和原理
侧滑是前轮外倾与前轮前束共同作用的结果，汽
车通过只能横向移动的滑板，观察前轮外倾和前
束对滑板的横向推动作用。
3.2 转向系统检测与故障诊断
• 侧滑试验台：滑板下滚轮和导向机构。左右滑
•
•
•
•
•
•
动，前后限位。长有500、800、1000mm,侧滑1mm
为m/km。结构如图：
双摇臂机构使两板等量内外移，共用回位装置。
锁止装置使其不动。
测量装置：电位计、差动变压器、自整角电机。
诊断参数：m/km、极值：５m/km
单滑板试验台：能单独测量单轮侧滑。
双滑板试验台：也能反映单轮侧滑。
3.2 转向系统检测与故障诊断
3.2 转向系统检测与故障诊断
图4-23 前束引起的侧滑
图4-24外倾引起的侧滑
3.2 转向系统检测与故障诊断
• 侧滑量Sc为 :
L  L
Sc 
2
习题
• 1、转向轮定位值包括
、
、
和
四个参数。
• 2、汽车转向轮定位的检测方法有
和
两种。
• 3、侧滑量反映转向轮
与
相互配
合的综合结果。二者匹配情况理想时，侧
滑量为
，汽车行驶时转向轮处于纯滚
动状态。
习题
•
•
•
•
1、检测前轮侧滑量的目的是什么?
2、侧滑试验台的检测原理是什么?
3、前轮侧滑量的诊断参数标准是什么？
4、简述滑板式侧滑试验台的基本结构、工
作原理和使用方法。
• 5、简述微机式四轮定位仪的基本结构、工
作原理和使用方法。
3.2 车轮平衡检测与故障诊断
• 一、车轮平衡度的基本知识
• １．车轮静不平衡
• 静平衡的车轮，其重心与旋转中心重合；
静不平衡的车轮，其重心与旋转中心不重
合，由于静不平衡质量的存在，车轮在旋
转时产生离心力。
车
轮
静
不
平
衡
示
意
图
3.2 车轮平衡检测与故障诊断
• 离心力F的大小为：
F  mr
•
•
•
•
2
m——不平衡点质量（㎏）；
ω ——车轮旋转角速度，ω＝2πn/60（rad / s）；
n——车轮转速（r / min）；
r——不平衡点质量离车轮旋转中心的距离（m）。
3.2 车轮平衡检测与故障诊断
• ２．车轮动不平衡
重心与旋转中心对称，质量分布对车轮中
心面对称为动平衡。如不对称则产生力矩
不为零。不平衡力矩使车轮对主销力矩加
大而摆振。
车轮平衡示意图
3.2 车轮平衡检测与故障诊断
• 车轮不平衡原因
• ① 轮毂、制动鼓（盘）加工时定心定位不
准、加工误差大、非加工面铸造误差大、
热处理变形、使用中变形或磨损不均匀。
• ② 轮胎螺栓质量不等及轮辋质量分布不均
匀或径向、端面圆跳动太大。
3.2 车轮平衡检测与故障诊断
• ③ 轮胎质量分布不均匀、尺寸或形状误差大、使
用中变形或磨损不均匀、使用翻新胎或垫、补胎。
• ④ 并装双胎的充气嘴未相隔180°安装，单胎的
充气嘴未与不平衡点标记相隔180°安装。
• ⑤ 轮毂、制动鼓（盘）、轮胎螺栓、轮辋、内胎、
衬带、轮胎等拆卸后重新组装成车轮时，累计的
不平衡质量或形位偏差太大，破坏了原来的平衡。
3.2 车轮平衡检测与故障诊断
• 二、车轮平衡机检测原理
动不平衡：不平衡力矩作用于两支承处，图示位置。
NR受压向上，Nｔ向下，可在NR下装传感器和Nｔ上
装传感器，传感器受力最大时，频闪灯（指示位置
的二极管发亮）,１２点钟位置加平衡块。
①
N1-N2+F1+F2=0
②
N1c－F1a－F2(a+b)＝0
F1=m1ω2r
求出m１
N1=0
N2=0
F1=0
F2=0
车
轮
平
衡
仪
测
量
原
理
3.2 车轮平衡检测与故障诊断
•
•
•
•
三、车轮平衡机的类型
１．车轮平衡机的类型
1）按功能可分为车轮静平衡机和车轮动平衡机。
2）按测量方式可分为离车式车轮平衡机和就车
式车轮平衡机。
• 3）按平衡机转轴的支承方式可分为软式车轮平
衡机和硬式车轮平衡机
3.2 车轮平衡检测与故障诊断
• ２．车轮平衡机的检测原理
• ⑴ 离车式车轮平衡机的检测原理
• 在离车式车轮平衡机中，目前应用最多的
是硬式两面测定车轮动平衡机。该平衡机
主要由驱动机构、转轴与支承装置、机箱、
制动装置和防护罩等构成。其中：驱动机
构由电动机、传动装置构成，驱动转轴旋
转使安装在其上的车轮达到所要求的平衡
转速；
3.2 车轮平衡检测与故障诊断
图4-44 离车式车轮平衡机
1-显示与控制装置 2-防护罩 3-转轴
图4-45 车轮在平衡机上的安
装
a-边缘至机箱距离
3.2 车轮平衡检测与故障诊断
• ⑵ 就车式车轮平衡机的检测原理
• 就车式车轮动平衡机由驱动装置、测量装
置、指示与控制装置、制动装置等构成，
并
• 装在手推小车上。其中：驱动装置由电
• 动机和由其驱动的转轮构成，电动机驱
• 动转轮旋转时，可将转轮贴紧车轮的胎
• 面，带动其旋转；
3.2 车轮平衡检测与故障诊断
图4-46 就车式车轮平衡机
3.2 车轮平衡检测与故障诊断
图4-47 就车式车轮平衡机结
构原理图
图4-48静不平衡测量原理
1-底座 2-可调支杆 3-传感磁
头4-车轮 5-传感器
3.2 车轮平衡检测与故障诊断
• 测量装置由传感磁头、可调支杆和底座构成，测
试时，传感磁头可吸附在独立悬架下臂或非独立
悬架的转向节处，通过可调支杆可将不平衡车轮
旋转时产生的振动传给底座，装在底座中的传感
元件将振动转化成电信号，指示与控制装置由频
闪灯和不平衡度表或数字显示屏构成，在接收到
传感元件传来的电信号后，不平衡度表根据其强
弱指示出不平衡量的大小，频闪灯用于测出车轮
不平衡点的位置。
习题
•
•
•
•
1. 术语解释
车轮静不平衡 车轮动不平衡
2. 填空题
⑴ 离车式车轮平衡机主要
由
、
、
、
•
和
等构成。
• ⑵ 就车式车轮动平衡机
由
、
、
、
•
等构成，并装在手推小车上。
3.3 悬架装置检测与故障诊断
一、悬架的基本知识
1. 基本组成
• 弹性元件：缓和冲击，并承受、传递垂直载荷。
• 减振器：衰减振动。
• 导向机构：传递侧向力、纵向力，并保证车轮相
对
车身的正确运动关系。
• 横向稳定器：防止车身横向过度倾斜。
3.3 悬架装置检测与故障诊断
landscape orientation distance rod
Stabilizer for
landscape
orientation
absorber
elastic cell
longitudinal direction distance rod
2. 功用
• 连接车身和车轮，以传力。
• 缓和冲击、衰减振动，使乘坐舒适，具有良好的平顺性。
• 具有良好的操纵稳定性。
与悬架的刚度、
簧载质量有关
•转向不侧倾
•加速不后坐
•制动不点头
3、悬架的种类
1. 非独立悬架：与整体式车桥配用。
2. 独立悬架：与断开式车桥配用。
independent suspension
4、悬架原理
合适的n=1~1.6Hz。
1
c
n＝ 2π M
M变化，要求c也变化。
5.汽车上常用的弹性元件包括钢板弹簧、螺旋弹簧、扭
杆弹簧和气体弹簧等。
⑴钢板弹簧
由多片长度不等的
弹簧钢片叠加而成，
广泛应用于非独立
悬架。
⑵螺旋弹簧
广泛应用于独立悬架，由于只能承受垂直载荷，必须
装有减振器和导向机构。
动画
⑶扭杆弹簧
扭杆弹簧具有预应力，安装时左右扭杆不能更换。
swing
pole
⑷气体弹簧
分为空气弹簧和油气弹簧两种。空气弹簧又有囊式和
膜式两种形式。
6.减振器
⑴减振器的基本原理
• 阻尼的产生
要求：
• 压缩行程阻尼力小，以便利用弹性元件缓冲。
• 伸张行程阻尼力大，以便迅速减振。
• 振动过大时，避免阻尼过多增加。
piston rod
⑵双向作用筒式减振器
①基本结构
②工作原理
• 压缩行程
• 伸张行程
working cylinder
oil seal
piston
boot
Present
seat
promote
oil storage
Circulate
valve
base valve
compensation
valve
pecking motor
microprocessor
valve handle
throttle
valve
sensor
source of power
power unit
3.3 悬架装置检测与故障诊断
•
•
•
•
二、悬架装置工作性能的检测方法
1. 经验法
2. 按压车体法
3. 试验台检测法
3.3 悬架装置检测与故障诊断
• 1. 经验法
• 经验法是通过人工进行外观检视的方法，
主要从外部检查悬架装置的弹簧是否有裂
纹，弹簧和导向装置的连接螺栓是否松动，
减振器是否漏油、缺油和损坏等项目。
3.3 悬架装置检测与故障诊断
• 2. 按压车体法
• 按压车体法既可以人工按压车体，也可以
用试验台的动力装置按压车体。通过按压
使车体上下运动，观察悬架装置减振器和
各部件的工作情况，凭经验判断是否需要
修理或更换减振器和其他部件。
3.3 悬架装置检测与故障诊断
图4-74 车体按压试验台
1-支架 2-凸轮 3-杆 4、8-光脉冲测量装置 5-汽车保险杠 6-水平导轨 7-垂直导轨
9-电动机
3.3 悬架装置检测与故障诊断
• 3. 试验台检测法
• 悬架装置检测台能快速检测、诊断悬架装
置的工作性能，并能进行定量分折。根据
激振方式不同，悬架装置检测台可分为跌
落式和共振式两种类型。其中，共振式悬
架装置检测台根据检测参数的不同，又可
分为测力式和测位移式两种类型。
3.3 悬架装置检测与故障诊断
• ⑴ 跌落式悬架装置检测台
图5-75 跌落式悬架检测台
1-举升机构 2-测量装置
3.3 悬架装置检测与故障诊断
• 检测时，先通过举升机构将汽车举起—定
高度，然后突然松开支撑机构，让车辆落
下产生自由振动。然后用测量装置测量车
体振幅或者用压力传感器测量车轮对台面
的冲击压力，对振幅或压力分析处理后，
评价汽车悬架装量的工作性能。
3.3 悬架装置检测与故障诊断
• ⑵ 共振式悬架装置检测台
图5-76 共振式悬架检测台
1-蓄能飞轮 2-电动机 3-凸轮 4-激振弹簧 5-台面 6-测量装置
3.3 悬架装置检测与故障诊断
• 检测时，先通过检测台的电动机、偏心轮、蓄能
飞轮和弹簧组成的激振器，迫使检测台台面及其
上面的被检汽车悬架装置产生振动，然后在开机
数秒后断开电机电源，从而由蓄能飞轮产生扫频
激振。由于电机的频率比车轮固有频率高，因此
蓄能飞轮逐渐降速的扫频激振过程总可以扫到车
轮固有振动频率处，从而使台面与汽车系统产生
共振，通过检测激振后振动衰减过程中力或位移
的振动曲线，求出频率和衰减特性，便可判断悬
架装置减振器的工作性能。
3.3 悬架装置检测与故障诊断
• 三、诊断参数标准
• GBl8565—2001《营运车辆综合性能要求
和检验方法》中规定：对于最大设计车速
大于等于100 km/h、轴载质量小于等于
1500㎏的载客汽车，应用悬架检测台按规
定的方法进行悬架特性检测。受检车辆的
车轮接地性指数，应不小于40％，同轴左
右轮接地性指数之差不得大于15％。
习题
• ⑴悬架装置的工作性能有哪些检测方法？
• ⑵简述共振式悬架装置检测台的基本结构、
工作原理和使用方法。
• ⑶简述悬架装置工作性能的诊断参数标准。
轿车典型制动系统组成示意图
3.4 制动系统检测与故障诊断
主要内容(第一部分)
一. 汽车制动系的基本知识
二. 车轮制动器
三. 驻车制动器
四. 制动传动装置
五. ABS 、ASR、VSC（ESP）系统
六. ABS的工作原理及作用
七. ASR结构与原理
八. VSC结构与原理
3.4 制动系统检测与故障诊断
• 一. 汽车制动系的基本知识
•
•
•
•
1、功用
2、基本组成
3、分类
4、对制动系的要求
3.4 制动系统检测与故障诊断
1、功用
• 使行驶中的汽车减速乃至停车；
• 使下长坡的汽车车速稳定；
• 使停驶的汽车可靠驻停。
2、基本组成
• 行车制动系
• 驻车制动系
3、分类
• 人力制动系：机械式、液压式
• 动力制动系：真空液压式、气压式
3.4 制动系统检测与故障诊断
4、对制动系的要求
① 具有良好的制动效能。
②操纵轻便。
③制动稳定性好。
④制动平顺性好。
⑤散热性好。
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。
二、车轮制动器
• 鼓式制动器：旋转元件为制动鼓，工作表面为圆柱面。
• 盘式制动器：旋转元件为制动盘，工作表面为端面。
1. 鼓式制动器结构
1) 旋转部分：制动鼓
2) 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
4) 定位调整装置：
push rod
brake
pedal
brake master
cylinder
fuel
pipe
brake
wheel
cylinder
Wheel
cylinder
piston
brake
drum
push
rod
friction
wafer
brake shoe
shoe retracting
spring
brake disc
carrying bolt
鼓式制动器类型
• 按制动蹄促动装置的形式：
轮缸式车轮制动器和凸轮式
车轮制动器。
• 按制动时两制动蹄对制动鼓
作用的径向作用力之间的关
系：简单非平衡式、平衡式
和自增力式。
1) 非平衡式（领从蹄式）制动
器(动画)
• 指制动鼓受来自两制动蹄的
法向力不能互相平衡的制动
器。
• 如AUDI100和BJ2020的后
轮。
brake shoe
brake shoe
staybolt
brake drum
staybolt
2) 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。
a. 单向平衡式（双领蹄式）制动器
（动画）
如BJ2020的前轮。
–
–
–
基本结构
结构特点：中心对称
调整：偏心支承销和调整凸轮
24.2
车轮制动器
b. 双向平衡式（双向双领蹄式）制动器（动画）
– 基本结构
– 结构特点：既是左右对称、又是中心对称。
c. 自增力式制动器
• 单向自增力式（动画）
• 双向自增力式（动画）
Staybolt
back up
block
鼓式制动器检修
• 制动蹄摩擦衬片厚度
– 用游标卡尺或直尺测量制动蹄片的厚度，标准值为5mm，使
用极限为2.5mm。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
察孔目测。
• 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
换新件。
– 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，
标准值为Φ180 mm，使用极限
为Φ181 mm。
– 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
差，使用极限为0.03 mm，超过
极限应更换新件。
• 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
查二者的接触面积，应不小于60%，否则应继续打磨摩擦衬
片的表面。
• 回位弹簧的检查
– 若弹簧自由长度增加5%，则应更换新弹簧。
clamp
2、盘式制动器
wheel disc
定钳盘式
Present staybolt
brake stop
back moving spring
piston
brake disc
shim
hub flange
knuckle
clamp
浮钳盘式
sliding pin
brake disc
dolly bar
盘式制动器检修
1) 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
厚度为10mm，使用极限为8 mm，超过极限尺寸时应
予更换。
2) 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
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
0.06mm。不符合要求可进行机加工修复（加工后的
厚度不得小于8 mm）或更换。
3) 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
动块摩擦片的厚度为14mm ，磨损极限为7mm。
• 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。
4. 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。
• 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。
三. 驻车制动器
1. 功用
• 车辆停驶后防止滑溜；
• 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
器进行紧急制动。
2. 分类
• 中央制动器
• 车轮制动器
• （驻车制动器动画）
3. 检修
• 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0.50mm时应更换；
• 驻车制动鼓表面磨损起槽超过0.50mm时可对鼓进行
修磨，其内径加大不起过4mm。
4. 调整（蹄鼓间隙）
• 调整拉杆长度
– 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。
调整完毕后，将锁紧螺母锁紧。
• 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；
– 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0.2~0.4mm；
– 驻车制动器调好后，完全放松驻车制动杆时，制动器蹄鼓间
隙为0.2~0.4mm。向后拉驻车制动杆时，应有两“响”的自
由行程，从第三“响”时应开始产生制动，第五“响”时汽
车应能在规定的坡道上停住。
5. 制动器性能的检查
汽车每行驶12000km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：
• 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1.2倍以下的车辆为15%）、
轮胎与路面间的附着系数≥0.7的坡道上正、反两个方
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；
• 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
动轮，制动鼓应能用手转动且无摩擦声。
四、制动传动装置
1. 功用
将驾驶员或其他动动力源的作用传到制动器，同时控
制制动器的工作，从而获得所需要的制动力矩。
2. 分类
(1) 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
1)、液压式制动传动装置
基本组成和工作原理
2). 真空助力式
①结构组成
②工作原理
五、ABS 、ASR、VSC（ESP）系统
1. 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配置。
（2）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轿车。
（3）目前现状： ASR、VSC系统成为高档轿车的
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、VSC系统的安装也会变的非常普遍。
2、3种系统的对比
⑴. 传感器：
ABS：轮速
ASR：轮速、节气门（主、副）
VSC：方向盘转向角、侧向加速度、横摆
率、轮速、制动液压力
⑵.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
VSC：在ASR的基础上增加了选择电磁阀
⑶.ABS、ASR、VSC
共用一个控制单元，ASR 控制单元
是在ABS控制单元功能上的延伸，VSC控制
单元是在ASR控制单元的基础上的延伸。
3、3种系统的控制原理
⑴. ABS控制原理：
传感器
ECU
执行器
行驶车辆
其控制过程是：常规制动→ 保压→ 减压→ 增压。
一般循环频率在6—10次/S（20次/S）。
⑵.ASR的控制原理
有高压蓄能器、隔离电磁阀，只对驱动
轮控制。
⑶.VSC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150—200次/S
4. 附着力Fφ、附着系数φ
F  G  
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、
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。
附着系数的大小与汽车运动过程中的滑移
率与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：制动过程中，车速大于轮速。
滑移率：车轮的滑移速度与车速的百分比。
S 
  w
  rw
 100% 
 100%


滑转：加速过程中，轮速大于车速。
滑转率：车轮滑转速度与车轮速度的百分比。
w  
rw  
Sd 
 100% 
 100%
w
rw
第一节 现代汽车制动系统原理与作用
2)横向附着系数与纵向附着系数
（1）横向附着系数
① 汽车行驶的稳定性
如：侧滑、甩尾
② 汽车转向性能（方
向 的稳定性）
如：转向失控
（2）纵向附着系数
① 汽车的制动性能
如：制动距离加长
② 汽车的驱动性能
如：动力性下降
7、前后轮制动力调节的作用
（a）前轮抱死：侧滑、失去转向（b）后轮抱死：侧滑（甩尾）
前轮抱死：侧滑、失去转向
后轮抱死：侧滑（甩尾）
汽车侧滑时的运动状况
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
六、ABS的工作原理及作用
1.
A
B
S
的
工
作
原
理
点击图片动画演示
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.
A
B
S
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20%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。
3．ASR的优点
•
•
•
汽车起步，行驶中驱动轮可提供最佳驱动
力与无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。
4．ASR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：
 调节喷油量
 调整点火时间
 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：
１）前五项一般不作为单独控制方式使用。
２）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。
5．ASR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
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、VSC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
①用于告知驾驶员失稳的侧滑指示灯和VSC蜂
鸣器。
②液压控制装置：
包括１）供能部分，由液压泵和蓄压器组成。
２）制动总泵和制动助力器部分。
３）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。
４）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
助力泵马达
氮气
氮气
波纹软管
波纹软管
制动液
制动液
蓄压器
制动力与旋转动量的变化关系
VSC功能抵消转向不足(当前轮失去抓地
力)
转向不足控制
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。
VSC功能抵消转向过度 (当后轮失去
抓地力)
转向过度控制
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）VSC系统的作用
探测和分析车况（是否存在不稳定的行驶趋
势），并警告驾驶员汽车出现危险行驶，
防患于未然。
对过度转向或不足转向特别敏感
汽车制动力的检测
• 左右轮制动力
•
轮缸油压
踏板踏力
主要内容(第二部分)
一.汽车制动性能诊断参数和标准
（一）路试检验制动性能
（二）台试检验制动性能
二.汽车制动性能的检测方法
（一）路试制动性能检验方法
（二）台式制动性能检验方法
3.4 制动系统检测与故障诊断
测制动力、制动力差、制动协调时间。
汽
车
制
动
过
程
T2—从踏板开始动作至制动力达到
75%所需时间称制动协调时间。
3.4 制动系统检测与故障诊断
一.汽车制动性能诊断参数和标准
• 根据国家标准GB7258—2004《机动车运行
安全技术条件》的规定，汽车制动性能的
评价指标主要包括：制动距离、制动时间、
制动减速度和制动力。
3.4 制动系统检测与故障诊断
• （一）路试检验制动性能
• 机动车行车制动性能和应急制动性能检验
应在平坦、硬实、清洁、干燥且轮胎与地
面间的附着系数不小于0.7的水泥或沥青路
面上进行；检验时发动机应脱开。
• 路试时，可以检测制动距离和跑偏量，也
可以检测制动减速度、制动协调时间和跑
偏量。
3.4 制动系统检测与故障诊断
• 1. 行车制动性能检验
• ⑴ 用制动距离检验行车制动性能
• 制动距离：是指机动车在规定的初速度下
急踩制动时，从脚接触制动踏板（或手触
动制动手柄）时起至机动车停住时止，机
动车驶过的距离。
3.4 制动系统检测与故障诊断
• ⑵ 用充分发出的平均减速度检验行车制动性能
• 充分发出的平均减速度FMDD：
V V
FMDD 
25.92( Se  Sb )
2
b
2
e
3.4 制动系统检测与故障诊断
式中：
FMDD——充分发出的平均减速（m/s2）；
V0——制动初速度（km/h）；
Vb——0.8 V0时试验车辆的速度（km/h）；
Ve——0.1 V0时试验车辆的速度（km/h）；
Sb——在速度V0和Vb之间车辆驶过的距离（m）；
Se——在速度V0和Ve之间车辆驶过的距离（m）。
3.4 制动系统检测与故障诊断
• 制动协调时间：是指在急踩制动时，从脚
接触制动踏板（或手触动制动手柄）时起
至机动车减速度（或制动力）达到机动车
充分发出的平均减速度（或所规定的制动
力）的75％时所需的时间。
3.4 制动系统检测与故障诊断
⑶. 制动跑偏量
制动跑偏由左右不对称因素引起：左右制动力、地面制动
力、轮胎气压、悬架刚度、左右载荷。
侧滑：
制动时车辆横向滑移现象。
车轮抱死时车轮与地面横向附着力为零。
汽车受横向作用时侧向滑动。
前轮抱死后轮未抱死时，整车会以后轴中心发生偏转，
但车重心在S点前面，惯性力Fi有回转作用，但弯道方向失
控。
后轮抱死时以前轴中点S偏移，惯性力加剧侧滑。
3.4 制动系统检测与故障诊断
• (4)行制动性能检验时的制动踏板力或制动气压应符合以下
要求：
• ① 满载检验时
•
气压制动系：气压表的指示气压≤额定工作气压；
• 液压制动系：踏板力， 乘用车≤500N；
•
其它机动车≤700N。
• ② 空载检验时
•
气压制动系：气压表的指示气压≤600kPa；
•
液压制动系：踏板力
乘用车≤400N；
•
其它机动车≤450N。
3.4 制动系统检测与故障诊断
• 2. 驻车制动性能检验
• 在空载状态下，驻车制动装置应能保证机动车在坡度为20
％（对总质量为整备质量的1.2倍以下的机动车为15％）、
轮胎与路面间的附着系数不小于0.7的坡道上正、反两个
方向保持固定不动，其时间不少于5min。对于允许挂接挂
车的汽车，其驻车制动装置必须能使汽车列车在满载状态
时能停在坡度为12％的坡道（坡道上轮胎与路面间的附着
系数不应小于0.7）上。
• 检验时操纵力应符合下列规定：手操纵时，乘用车不应大
于400N，其它机动车不应大于600N；脚操纵时，乘用车
不应大于500N，其它机动车不应大于700N。
3.4 制动系统检测与故障诊断
（二）台试检验制动性能
台试主要检测制动力、制动协调时间和
左右轮制动力差。
3.4 制动系统检测与故障诊断
制动器制动力是克服制动器摩擦力矩而在轮缘
上施加的切向力。Fu·r＝Tu
Fu＝Tu/r
地面制动力：地面对车轮的摩擦力
Fxb＝Fz·φ＜ Tu/r
一、复习：
Fz――地面垂直力
φ――附着系数
Fu可增大，但Fxb不会无限增加。车轮对地面的
附着力Fφ＝Fz·φ。
Fxb≤Fφ
ф=0.65-0.8
3.4 制动系统检测与故障诊断
二.汽车制动性能的检测方法
（一）路试制动性能检验方法
• 1. 用接触式五轮仪检测制动性能
• 在道路试验中检测汽车整车性能时，经常
要使用五轮仪，可以测出车辆行驶的距离、
时间和速度。当五轮仪用于检测汽车制动
性能时，能测出制动初速度、制动距离和
制动时间。
3.4 制动系统检测与故障诊断
• ⑴ 五轮仪的结构和工作原理
•
五轮仪一般由传感器和记录仪两部分组
成，并附带一个脚踏开关。传感器部分与
记录仪部分由导线相连接。脚踏开关带有
触点的一端套在制动踏板上，另一端插接
在记录仪上。
•
传感器部分的作用是把汽车行驶的距离
变成电信号。它一般由充气车轮、传感器、
支架、减振器和连接装置等组成
3.4 制动系统检测与故障诊断
图4-50 五轮仪传感器部分
1-下臂 2-调节机构 3-固定板 4-上臂 5-手把 6-活节头 7-立架 8-减振器
9-支架 10-充气车轮 11-传感器
3.4 制动系统检测与故障诊断
图4-52 WLY—5型微机五轮仪面板图
a）上面板 b）后面板
3.4 制动系统检测与故障诊断
• 2. 用非接触式五轮仪检测制动性能
• 非接触式五轮仪以计算机为核心部件配以相应的
I/O接口及外设，不需要与路面接触或设置任何测
量标志，它由传感器和记录仪两部分组成。其传
感器部分主要由一个光学系统和电池组成。这种
传感器采用光电头相关滤波技术，工作时，安装
在车身上的光电探测器（简称光电头）照射路面，
由于路面图像的移动使光电池输出宽带随机信号，
其主频与车速成正比关系，通过空间滤波器将与
车速成正比的主频检出，送入记录仪部分进行速
度运算和距离计算。
3.4 制动系统检测与故障诊断
• 记录仪部分主要由单板机、微型打印机、
控制器、显示器等组成。它们的作用是计
算、处理传感器输送的信号和脚踏开关输
送的开关信号，并显示或打印试验曲线及
检测结果。
• 非接触式五轮仪因其测量精度高、传感器
安装方便（通过吸盘和支架安装），所以，
目前在汽车性能检测中得到了广泛的应用。
3.4 制动系统检测与故障诊断
图4-53 非接触式五轮仪传感器
1-物镜 2-反射光束 3-受光元件 4-前置放大器 5-接线柱
6-光栅 7-支架 8-反射镜 9-灯泡 10-面镜
3.4 制动系统检测与故障诊断
• 3. 用制动减速度仪检测制动性能
• 制动减速度也是评价制动性能的重要诊断参数之
一。制动减速度按测试、取值和计算方法的不同，
可分为制动稳定减速度、平均减速度和充分发出
的平均减速度三种。
• 制动减速度仪（以下简称为减速度仪）也称为制
动仪，以检测制动稳定减速度和制动时间为主，
用于整车道路试验。该种仪器小巧轻便，便于携
带，不用五轮做传感器，并且对制动初速度和路
面不平度要求也不高，因而使用较为方便。
3.4 制动系统检测与故障诊断
• ⑴ 减速度仪的结构与工作原理
• 目前使用的减速度仪已多为微机式智能化
仪器，一般由仪器部分和传感器部分两部
分组成，并附带一个脚踏开关。仪器部分
和传感器部分既可以制成整体式，装在一
个壳体内；也可以制成分体式，两者用导
线相连接。国产QTZ型微机减速度仪为整
体式，主要由电源、A/D转换器、8080A单
板机、LED显示器和滑块式传感器等组成
3.4 制动系统检测与故障诊断
图4-63 QTZ型微机减速度仪框图
3.4 制动系统检测与故障诊断
图4-64 QTZ型微机减速度仪外形图
1-充电插座 2-熔丝 3-电源开关 4-脚踏开关插座 5-电压显示表头
6-水平仪气泡 7-LED 8-操作键 9-脚踏开关 10-可调支架
3.4 制动系统检测与故障诊断
• 汽车制动时，由于惯性的作用，传感器产
生随制动减速度变化而变化的电压信号，
经A／D转换器将这一模拟信号转变成微机
能接受的数字信号后，输入到8080A单板机
中进行存储及数据处理，测量结果由LED显
示。
3.4 制动系统检测与故障诊断
• （二）台式制动性能检验方法
• 按测试原理不同，可分为反力式和惯性式
• 按试验台支撑车轮形式不同，可分为滚筒
式和平板式
• 按试验台同时能测车轴数不同，可分为单
轴式、双轴式和多轴式三类
• 目前国内车辆性能检测站多采用单轴反力
式滚筒制动试验台
3.4 制动系统检测与故障诊断
1、基本结构：
由电机、减速器、驱动滚筒、测量、举升、
测量与指示装置组成。
⑴、驱动装置：减速器轴与主滚筒同轴，
壳浮动，壳上装测力臂。
⑵、滚筒装置：主、副滚筒同轴，表面有
保证附着系数的材料（沟槽、粗砂）ф=0.650.8。
⑶、举升装置：方便车辆进出。
3.4 制动系统检测与故障诊断
⑷、测量装置：制动时，主动齿轮受到滚筒齿
轮的反作用力使主（驱）动齿轮与变速器壳一起
反转（箱体浮动又偏心安装）壳体上刃口使杠杆
移动，杠杆使电位计（自整角电机、差动变压器）
信号变化。
⑸、指示与控制：
１）传感器信号放大后送经计算机显示打印，
３秒后指示电机停转，防止剥伤轮胎。
２）可指示制动力差，左右制动力大小，拖
滞力。
3.4 制动系统检测与故障诊断
反
力
式
制
动
试
验
台
3.4 制动系统检测与故障诊断
传感器
齿轮
滚筒 齿轮
蜗轮和蜗杆
电机
3.4 制动系统检测与故障诊断
2、工作原理：
电机驱动蜗杆－蜗轮－齿轮－滚筒转动。
驱动力F1、F2，刹车时F1′、F2′反作用到
滚筒，筒作用到齿轮，前体受力摆动，杠杆
力作用到传感器。
3.4 制动系统检测与故障诊断
滚
筒
试
验
台
受
力
情
况
3.4 制动系统检测与故障诊断
滚筒试验台检测受力问题：
检测时，滚筒带动车轮转动，车轮在滚筒上
的受力情况如上图示。其中，N1、N2分别为滚
筒的支撑反力，F1、F2分别为滚筒对车轮的摩
擦力，G为轮重力（车轮所受载荷），Mr为制动
阻力矩，R是车轮半径，角α称为安置角。图中
的Fx代表来自非测试车轮的水平约束力，此处
我们暂设Fx=0。
3.4 制动系统检测与故障诊断
滚筒试验台检测受力问题：
根据力学平衡原理，可以得出：
（N1-N2）sinα+(F1+F2)cosα=0（＝Fx）
(N1+N2)cosα-(F1-F2)sinα=G
以及
（F1+F2）R=Mr
由以上各式可得到：
N2-N1=（F1+F2）cotα=(Mr/R)cotα
3.4 制动系统检测与故障诊断
滚筒试验台检测受力问题：
上式说明，后滚筒承受的压力较前滚筒为
大。而且制动力越大，安置角α越小（例如
车轮直径较大），N2与N1的差别就越大（N2
增大而N1减小）。分析表明，当α较小而制
动力大到一定程度，有可能出现N1=0，这意
味着车轮开始脱离前滚筒，进入一种不稳定
的状态，如下图示，会影响测试结果的准确
性。
滚筒试验台检测受力问题：
根据力学平衡原理可列出下列关系式：
联立上式解得：
车轮制动时，试验台所能测出的最大制动力受轮
胎与滚筒间附着力的限制。附着力Fφ的大小为：
受安置角α、附着系数φ和水平推力F（与非测
试车轮的水平约束力）等三个因素影响，当安置角
α、附着系数φ和水平推力F增加时，试验台所能提
供的附着力相应增大。而安置角α与被测车轮的直
径D、试验台的结构参数、滚筒中心距L、滚筒直径d
有关。当D、d、减小，L增大时，会使安置角α增大。
为了防止测试制动力时整车滑移，希望受
检测车轮不脱离前滚筒，即N1＝0，且F＝0，
则可推得sin α－ φ cos α＝0，即tan α
＝ φ。若滚筒附着系数按0.7计，则相应的
安置角α约为35°左右。 α应大于35°
因为：
分母总是大于1的，F φ＜ φG， φ小于1，
F φ必小于G。
3.4 制动系统检测与故障诊断
3、诊断参数标准：
•
•
•
制动力：制动力与轴重的百分比。空车：
≥60％。
制动力差：左右制动力差，与该轴上左、
右轮制动力百分比，前轴不大于20％，
后轴不大于24％。
车轮阻滞力：不大于轴荷的5％。
3.4 制动系统检测与故障诊断
4、缺点：
•
•
•
•
制动时车速低，ABS不起作用。
无惯性前移，前轴制动力失准。
车轮大小与安置角有关，影响精度。
不能测方向稳定性（侧滑、跑偏）
习题
• 1. 术语解释
• 充分发出的平均减速度（FMDD）、 制动
协调时间、制动完全释放时间、制动距离
• 2. 简答题
• 简述反力式滚筒制动试验台的基本结构、
工作原理和使用方法。
• 简述反力式滚筒制动试验台的优缺点。
• 简述制动性能的诊断参数标准。