李鵬程，呂艷妮，劉炳森，徐廷全

（廣汽乘用車有限公司，廣東 廣州 510700）

制動(dòng)系統(tǒng)是保障行車安全的核心功能部件，制動(dòng)液是傳遞制動(dòng)力的介質(zhì)，其密封性是保障制動(dòng)力有效傳遞的關(guān)鍵因素。制動(dòng)液一旦發(fā)生泄漏，會(huì)直接降低制動(dòng)力傳遞效率，拉長(zhǎng)制動(dòng)距離，甚至引發(fā)制動(dòng)失效。此外，制動(dòng)液泄漏故障頻發(fā)，雖然現(xiàn)象明顯，但原因錯(cuò)綜復(fù)雜。為快速解析制動(dòng)液泄漏問(wèn)題，本文結(jié)合PDCA（Plan、Do、Check、Act，計(jì)劃、執(zhí)行、檢查、處理）循環(huán)、FTA（Fault Tree Analysis，故障樹分析）方法從多個(gè)角度查找制動(dòng)液泄漏根本原因。

1 制動(dòng)液泄漏故障

1.1 制動(dòng)系統(tǒng)組成

制動(dòng)系統(tǒng)主要由制動(dòng)踏板、真空助力器帶儲(chǔ)液罐總成、BCS（Brake Control System，制動(dòng)控制系統(tǒng)）、制動(dòng)硬管、制動(dòng)軟管、卡鉗組成[1]，如圖1所示。

圖1 制動(dòng)系統(tǒng)布局

制動(dòng)時(shí)，踏板力經(jīng)過(guò)真空助力器放大后，將制動(dòng)液從主缸經(jīng)BCS液壓模塊、制動(dòng)硬管、制動(dòng)軟管壓入四輪卡鉗，并持續(xù)加壓，使卡鉗壓緊四輪，達(dá)到制動(dòng)效果；或者由BCS 控制制動(dòng)液從制動(dòng)主缸經(jīng)BCS 液壓模塊、制動(dòng)硬管、制動(dòng)軟管壓入四輪卡鉗，向四輪施加壓力，實(shí)現(xiàn)ABS（Antilock Brake System，防抱死制動(dòng)系統(tǒng)）、TCS（Traction Control System，循跡控制系統(tǒng)）的功能。

1.2 故障確認(rèn)

車輛日常使用中，當(dāng)出現(xiàn)以下3種現(xiàn)象時(shí)，需及時(shí)檢查制動(dòng)液是否泄漏：（1）制動(dòng)踏板偏軟，制動(dòng)距離明顯變長(zhǎng)；（2）儀表板中制動(dòng)故障燈亮起，并出現(xiàn)文字提示“制動(dòng)液不足”；（3）檢查發(fā)動(dòng)機(jī)艙制動(dòng)液量時(shí)，發(fā)現(xiàn)制動(dòng)液位突然下降。

如果確認(rèn)車輛存在制動(dòng)液泄漏故障，則需進(jìn)一步排查泄漏點(diǎn)。可根據(jù)制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布局、制動(dòng)液管路走向，逐點(diǎn)進(jìn)行排查，重點(diǎn)關(guān)注制動(dòng)管路連接點(diǎn)、易產(chǎn)生外傷部位，具體步驟如下：

（1）目視檢查，確認(rèn)各管路接頭、制動(dòng)管路本身是否存在由于破裂導(dǎo)致的泄漏痕跡，圖2中管路接頭處出現(xiàn)了泄漏；

圖2 接頭處制動(dòng)液泄漏

（2）施壓檢查，首先啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)使車輛怠速運(yùn)轉(zhuǎn)（如果采用集成式制動(dòng)控制器，只需啟動(dòng)電源，不需要發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)），然后踩下制動(dòng)踏板，觀察管路各處是否出現(xiàn)制動(dòng)液滲透。

2 故障分析

2.1 排查范圍

確認(rèn)故障與泄漏位置后，進(jìn)一步分析泄漏原因。在拆解故障件前，需充分把握故障現(xiàn)象，包括靜態(tài)和動(dòng)態(tài)故障現(xiàn)象。利用FTA 工具與5WHY（連續(xù)提問(wèn)）分析法[2]，從人、機(jī)、料、法、環(huán)5 個(gè)方面逐條分析，提出可能原因并按照PDCA 循環(huán)進(jìn)行驗(yàn)證，層層推進(jìn)，找到問(wèn)題的根本原因，從源頭解決問(wèn)題，以防再發(fā)。

由于制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成熟穩(wěn)定，關(guān)鍵參數(shù)業(yè)內(nèi)均已標(biāo)準(zhǔn)化，因此故障分析優(yōu)先考慮零件單品故障、工藝方法及設(shè)備因素，之后再分析產(chǎn)品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)，同時(shí)考慮變化點(diǎn)管理、環(huán)境因素等。故障解析過(guò)程按照從觀察測(cè)量項(xiàng)到破壞檢測(cè)的順序，可提高解析效率。FTA各解析項(xiàng)如圖3所示。

圖3 制動(dòng)液泄漏FTA

2.2 故障件分析

故障件是問(wèn)題分析的關(guān)鍵。泄漏位置處相關(guān)零件是重點(diǎn)分析對(duì)象，主要包括制動(dòng)硬管、安裝支架、硬管管夾、車身鈑金孔等。在故障現(xiàn)象基礎(chǔ)上，結(jié)合各零件關(guān)鍵特殊特性，對(duì)故障件進(jìn)行外觀檢查、精度測(cè)量、性能測(cè)試等。需注意故障件的檢測(cè)順序，由靜態(tài)到動(dòng)態(tài)，先目視再測(cè)量，把握故障現(xiàn)象、裝配狀態(tài)后再進(jìn)行拆解分析，故障件的解析順序如圖4所示。

圖4 故障件解析順序

根據(jù)日常經(jīng)驗(yàn)，制動(dòng)液泄漏故障的常見故障件不良問(wèn)題及解決對(duì)策見表1，將故障件分為單品不良、綜合不良兩方面。

表1 故障件不良問(wèn)題及解決對(duì)策

2.3 工藝分析

在對(duì)泄漏位置處相關(guān)零件的單品精度的分析基礎(chǔ)上，進(jìn)一步進(jìn)行工藝分析，涉及工序、相關(guān)設(shè)備、作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等。制動(dòng)管路裝配過(guò)程中，接頭擰緊時(shí)往往伴隨零件跟轉(zhuǎn)，所以需要重點(diǎn)關(guān)注擰緊工序，保證上下工序的轉(zhuǎn)動(dòng)方向一致，不出現(xiàn)逆時(shí)針跟轉(zhuǎn)，否則直接導(dǎo)致力矩衰減。設(shè)備分析需重點(diǎn)關(guān)注設(shè)備力矩保證能力、力矩一致性，包括電槍的點(diǎn)檢狀態(tài)、實(shí)際打緊力矩值以及電槍的擰緊速度。在確認(rèn)工序、設(shè)備的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步檢查工序保證能力、作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)遵守率。常見工藝不良問(wèn)題及解決對(duì)策見表2。

表2 常見工藝不良

2.4 結(jié)構(gòu)分析

排除單品不良、工藝問(wèn)題后，進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析。制動(dòng)硬管與BCS 液壓模塊、制動(dòng)主缸及制動(dòng)軟管之間通過(guò)密封接頭連接，常用密封結(jié)構(gòu)有JASO（Japanese Automotive Standards Organization，日本汽車標(biāo)準(zhǔn)組織）、ISO （International Organization for Standardization，國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織），如圖5、6 所示，主要通過(guò)硬管蘑菇頭錐形面與接頭錐形面接觸實(shí)現(xiàn)密封，其性能穩(wěn)定，廣泛應(yīng)用于汽車行業(yè)。JASO、ISO 兩種密封接頭的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)見表3，在分析產(chǎn)品結(jié)構(gòu)時(shí)，可對(duì)照兩種標(biāo)準(zhǔn)檢查所用零件的參數(shù)、公差是否符合要求，找出差異進(jìn)行驗(yàn)證。如果密封接頭各參數(shù)設(shè)計(jì)不合理，會(huì)導(dǎo)致錐形面接觸不良，無(wú)法形成一圈完整的線接觸或面接觸，使密封效果達(dá)不到要求。

表3 密封接頭主要結(jié)構(gòu)參數(shù)

圖5 密封接頭結(jié)構(gòu)（JASO）

圖6 密封接頭結(jié)構(gòu)（ISO）

2.5 其他因素分析

對(duì)于制動(dòng)液泄漏故障，除考慮以上各因素外，還需重點(diǎn)關(guān)注各變化點(diǎn)。例如，作業(yè)人員是否有變化，包括人員狀態(tài)、人員作業(yè)熟練度等；作業(yè)環(huán)境是否有變化，包括溫濕度、作業(yè)空間、作業(yè)時(shí)間等。圖7中由于環(huán)境濕度增加導(dǎo)致管夾卡接力不足，使制動(dòng)硬管脫出。做好變化點(diǎn)記錄和管理，從分析變化點(diǎn)入手可以提高故障解析效率。

圖7 管夾受潮變軟導(dǎo)致硬管脫出

3 方案驗(yàn)證

針對(duì)制動(dòng)液泄漏故障，按照上述步驟逐項(xiàng)分析驗(yàn)證，找到根本原因，制定相應(yīng)的改進(jìn)方案，并對(duì)改進(jìn)效果進(jìn)行驗(yàn)證，即按照PDCA 循環(huán)，首先制定故障解析方案，之后針對(duì)可疑點(diǎn)逐項(xiàng)驗(yàn)證，驗(yàn)證通過(guò)后進(jìn)行批量試制測(cè)試及可靠性測(cè)試，當(dāng)批量驗(yàn)證通過(guò)后可按計(jì)劃實(shí)施改進(jìn)，同時(shí)遺留問(wèn)題會(huì)進(jìn)入下一輪PDCA循環(huán)。

此外，對(duì)于故障問(wèn)題需要舉一反三，開展橫向檢查，包括其他車型、其他工廠是否存在類似問(wèn)題，最終將故障問(wèn)題納入重點(diǎn)問(wèn)題管理清單，形成技術(shù)積累，從源頭防止再發(fā)。

4 應(yīng)用實(shí)例

某車型左后兩段制動(dòng)硬管的接頭處出現(xiàn)漏液故障。根據(jù)上述解析思路，首先確認(rèn)故障現(xiàn)象，檢測(cè)發(fā)現(xiàn)接頭處力矩有衰減，此為漏液的直接原因，然后制定解析方案，利用FTA 列出導(dǎo)致力矩衰減的可能原因，對(duì)FTA 中各因素進(jìn)行單品故障分析、工藝分析和結(jié)構(gòu)分析，初步確定單品故障和工藝不合理為重點(diǎn)考慮因素。

針對(duì)單品故障，按照表1 中可能出現(xiàn)的故障原因逐條檢查，檢查過(guò)程采用圖4 中測(cè)試驗(yàn)證思路；針對(duì)工藝不合理問(wèn)題，按照表2中各項(xiàng)檢測(cè)內(nèi)容逐條排查。

通過(guò)以上兩方面檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，制動(dòng)硬管走向超差、電槍轉(zhuǎn)速過(guò)快導(dǎo)致接頭處力矩不穩(wěn)定，在路試過(guò)程中出現(xiàn)力矩衰減，最終引起制動(dòng)液泄漏。問(wèn)題原因確認(rèn)后制定相應(yīng)的改進(jìn)措施，并對(duì)改進(jìn)后效果進(jìn)行測(cè)試，通過(guò)驗(yàn)證后進(jìn)行批量測(cè)試和應(yīng)用。

在車輛故障解決過(guò)程中，PDCA 循環(huán)與5WHY分析法貫穿全過(guò)程，二者是解析問(wèn)題的基礎(chǔ)工具。

5 結(jié)束語(yǔ)

制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)成熟穩(wěn)定，出現(xiàn)制動(dòng)液泄漏故障時(shí)首先關(guān)注單品不良及生產(chǎn)工藝方面問(wèn)題，之后確認(rèn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)問(wèn)題，對(duì)照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)檢查設(shè)計(jì)參數(shù)，通過(guò)整個(gè)步驟快速解決制動(dòng)液泄漏問(wèn)題。

汽車制動(dòng)液管路分布復(fù)雜，涉及的零件多，制動(dòng)液泄漏原因查找不易，分析過(guò)程中需全面把握故障現(xiàn)狀，分層次抓住細(xì)微因素，可利用FTA、魚骨圖等質(zhì)量分析工具列出相關(guān)因素，抓住主要矛盾，找到根本原因，通過(guò)PDCA 循環(huán)完成整個(gè)故障解析流程。針對(duì)故障問(wèn)題及對(duì)策，形成重點(diǎn)問(wèn)題清單、檢測(cè)基準(zhǔn)，并舉一反三應(yīng)用到全車型。