汽車制動系統(tǒng)的原理

汽車機械基礎(chǔ)第六組

王天豹一、定義、作用汽車制動系是指在汽車上設(shè)置的一套（或多套）能由駕駛員控制的、能產(chǎn)生與汽車行駛方向相反外力的專門裝置。制動系統(tǒng)的作用是：①使行駛中的汽車按照駕駛員的要求進行強制減速甚至停車；②使下坡行駛的汽車速度保持穩(wěn)定。

③使已停駛的汽車在各種道路條件下(包括在坡道上)穩(wěn)定駐車；二、制動系組成汽車制動系一般至少有兩套獨立的制動裝置。它們是：①行車制動裝置（腳制動裝置），在行車中使用。一般它的制動器安裝在汽車的全部車輪上。②駐車制動裝置（手制動裝置），主要用于停車后防止汽車滑溜。它的制動器可裝在變速器或分動器之后的傳動軸上，又稱為中央制動器。上述兩套裝置是各種汽車基本的制動裝置。較完善的制動系還具有制動力調(diào)節(jié)裝置、報警裝置、壓力保護裝置和防抱死裝置(ABS)等附加裝置。制動系中每套制動裝置都是由產(chǎn)生制動作用的制動器和制動傳動機構(gòu)組成。制動器通常采用摩擦式。2.按制動傳動機構(gòu)的制動力源分(1)人力式制動系統(tǒng)。單靠駕駛員施加于制動踏板和手柄上的力作為制動力源的傳動機構(gòu)。其中又分為液壓式和機械式兩種，機械式僅用于駐車制動。(2)動力式制動系統(tǒng)。利用發(fā)動機的動力作為制動力源，并由駕駛員通過踏板或手柄加以控制的傳動機構(gòu)。其中又分為氣壓式、真空氣壓式、空氣液壓式。(3)伺服制動系統(tǒng)。兼用人力和發(fā)動機動力進行制動的制動系統(tǒng)稱為伺服制動系統(tǒng)或助力制動系統(tǒng)。3.按制動傳動機構(gòu)的布置形式分(1)單回路制動系。傳動裝置采用單一的氣壓或液壓回路，當(dāng)制動系中有一處漏氣（油）時，整個制動系統(tǒng)失效。(2)雙回路制動系。所有行車制動器屬于兩個彼此隔絕的回路。因而，其中一個回路失效，還能利用另一回路獲得一定的制動力，從而提高了汽車制動的可靠性和安全性。四、制動裝置的基本機構(gòu)和工作原理行駛中的汽車，具有一定的功能。要使它按需減速停車，路面必須對車輪產(chǎn)生一個阻止汽車行駛的力，即制動力。這個力的方向與汽車行駛的方向相反。制動的實質(zhì)就是將汽車的動能強制地轉(zhuǎn)化為熱能，擴散于大氣中。一般制動系的基本結(jié)構(gòu)與工作原理，可用一種簡單的液壓行車制動系的結(jié)構(gòu)和工作原理示意圖來說明。1.基本結(jié)構(gòu)它由車輪制動器和液壓傳動機構(gòu)兩部分組成。（1）制動傳動機構(gòu)由制動踏板1、推桿2、制動主缸4和油管5組成。2.工作原理制動系統(tǒng)的一般工作原理是，利用固定部分和旋轉(zhuǎn)部分之間的相互摩擦來阻止車輪的轉(zhuǎn)動或轉(zhuǎn)動的趨勢。(1)在不制動時，摩擦片9的外圓面與制動鼓8的內(nèi)圓面之間有一定間隙，使車輪能自由旋轉(zhuǎn)。(3)解除制動時，放松制動踏板，在回位彈簧13的作用下，制動蹄10回到原位。同時蹄鼓間隙得到恢復(fù)，因而制動作用被解除。五、對制動系的要求1.制動性能好（制動距離小）評價汽車制動性能的主要指標(biāo)是：制動距離、制動減速度、制動力和制動時間。實際使用中，常以制動距離來間接衡量整車的制動性能。如在水平良好路面上車速為30km/h制動時，要求滿載轎車和輕型貨車的制動距離不大于7m,中型貨車不大于8m,重型貨車不大于12m。室內(nèi)測試以汽車制動力的大小來判斷汽車的制動性能。2.制動穩(wěn)定性好汽車的前、后軸制動力分配合理，左右輪上制動力矩基本相等，制動時不跑偏和側(cè)滑。3.操縱輕便即操縱制動系統(tǒng)所需的力不應(yīng)過大。對于人力液壓制動系，最大踏板力不大于500N（轎車）和700N（貨車）。踏板行程貨車不大于150mm，轎車不大于120mm。4.制動可靠性好制動系各零部件工作可靠，采用雙回路系統(tǒng)。制動系統(tǒng)應(yīng)設(shè)有必要的安全設(shè)備和報警裝置。5.制動熱穩(wěn)定性好制動器摩擦片的抗熱衰退性能力要高，受熱恢復(fù)快。6.制動水穩(wěn)定性好摩擦片浸水后恢復(fù)摩擦系數(shù)的能力要好。7.對掛車的制動要求掛車的制動作用略早于主車，掛車自動脫掛時能自動進行應(yīng)急制動。1）液壓張開式BJ2020型汽車后輪采用的液壓張開式制動器，由旋轉(zhuǎn)部分、固定部分、張開機構(gòu)和定位調(diào)整機構(gòu)組成。A.結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)特點是兩制動蹄的支撐點都位于蹄的一端，兩支撐點與張開力作用點的布置都是軸對稱式；輪缸中兩活塞的直徑相等。2.平衡式制動器如果制動器兩蹄均為領(lǐng)蹄（助勢蹄）或均為從蹄（減勢蹄），則兩蹄施加給制動鼓的兩個法向力互相平衡，這種制動器成為平衡式制動器。其中只有在前進制動時兩蹄為助勢的，稱為單向助勢平衡式（單向雙領(lǐng)蹄式）制動器。無論在前進或倒駛制動時，兩蹄均為助勢的稱為雙向助勢平衡式（雙向雙領(lǐng)蹄式）制動器。在前進制動時兩蹄為減勢的，稱為單向減勢平衡式（雙從蹄式）制動器。1）單向雙領(lǐng)蹄式2）雙向自增力式制動器雙向自增力式制動器的結(jié)構(gòu)不同于單向自增力式之處主要是采用雙活塞式制動輪缸4，可向兩蹄同時施加相等的促動力FS。制動鼓正向(如箭頭所示)旋轉(zhuǎn)時，前制動蹄為第一蹄，后制動蹄為第二蹄；制動鼓反向旋轉(zhuǎn)時則情況相反。由圖可見，在制動時，第一蹄只受一個促動力FS而第二蹄則有兩個促動力FS和S，且S＞FS。考慮到汽車前進制動的機會遠多于倒車制動，且前進制動時制動器工作負荷也遠大于倒車制動，故后蹄的摩擦片面積做得較大。鉗盤式制動器過去只用作中央制動器，但目前則愈來愈多地被各級轎車和貨車用作車輪制動器。全盤式制動器只有少數(shù)汽車(主要是重型汽車)采用為車輪制動器。這里只介紹鉗盤式制動器。鉗盤式制動器又可按鉗體固定在支架上的結(jié)構(gòu)形式分為固定鉗盤式和浮動鉗盤式兩類。1.固定鉗盤式跨置在制動盤1上的制動鉗體5固定安裝在車橋6上，它不能旋轉(zhuǎn)也不能沿制動盤軸線方向移動，其內(nèi)的兩個活塞2分別位于制動盤1的兩側(cè)。制動時，制動油液由制動總泵(制動主缸)經(jīng)進油口4進入鉗體中兩個相通的液壓腔中，將兩側(cè)的制動塊3壓向與車輪固定連接的制動盤1，從而產(chǎn)生制動。這種制動器存在著以下缺點：油缸較多，使制動鉗結(jié)構(gòu)復(fù)雜；油缸分置于制動盤兩側(cè)，必須用跨越制動盤的鉗內(nèi)油道或外部油管來連通，這使得制動鉗的尺寸過大，難以安裝在現(xiàn)代化轎車的輪輞內(nèi)；熱負荷大時，油缸和跨越制動盤的油管或油道中的制動液容易受熱汽化；若要兼用于駐車制動，則必須加裝一個機械促動的駐車制動鉗。這些缺點使得定鉗盤式制動器難以適應(yīng)現(xiàn)代汽車的使用要求，故現(xiàn)在已少用。2.浮動鉗盤式制動鉗體2通過導(dǎo)向銷6與車橋7相連，可以相對于制動盤1軸向移動。制動鉗體只在制動盤的內(nèi)側(cè)設(shè)置油缸，而外側(cè)的制動塊則附裝在鉗體上。制動時，液壓油通過進油口5進入制動油缸，推動活塞4及其上的摩擦塊向右移動，并壓到制動盤上，并使得油缸連同制動鉗體整體沿銷釘向左移動，直到制動盤右側(cè)的摩擦塊也壓到制動盤上夾住制動盤并使其制動。聲音傳感器式系統(tǒng)在制動摩擦塊的背板上裝有一小彈簧片，其端部到制動盤的距離剛好為摩擦片的磨損極限，當(dāng)摩擦片磨損到需更換時，彈簧片與制動盤接觸發(fā)出刺耳的尖叫聲，警告駕駛員需要維修制動系統(tǒng)。一、單回路制動系二、雙回路制動系為了提高汽車行駛的安全性，現(xiàn)代汽車的行車制動系都采用了雙回路制動系。目前采用雙回路液壓制動系的幾乎都是伺服制動系或動力制動系。但是，在某些微型或輕型汽車上，為使結(jié)構(gòu)簡單，仍采用雙回路人力液壓制動系。前后軸對角線方向上的兩個車輪共用一套管路，在任一管路失效時，剩余總制動力都能保持在正常值的50%，且前后軸制動力分配比值保持不變，有利于提高制動穩(wěn)定性。這種布置形式多用于發(fā)動機前置，前輪驅(qū)動的轎車上。一個車橋一套管路，這種布置形式最為簡單，可與單輪缸鼓式制動器配合使用，其缺點是當(dāng)一套管路失效時，前后橋制動力分配的比值被破壞。這種布置多用于發(fā)動機前置，后輪驅(qū)動汽車。串列雙腔制動主缸對應(yīng)于雙回路制動系，制動主缸常用串列雙腔制式。目前國內(nèi)轎車及大多數(shù)國外轎車都采用等徑制動主缸，即制動主缸前后兩腔的缸徑相同，而某些國外轎車上裝用了異徑制動主缸，即制動主缸前后兩腔的缸徑不相等。由上述可見，雙回路液壓制動系統(tǒng)中任一回路失效時，主缸仍能工作，只是所需踏板行程加大，將導(dǎo)致汽車的制動距離增長，制動效能降低。演講完畢，謝謝觀看！內(nèi)容總結(jié)汽車機械基礎(chǔ)。③使已停駛的汽車在各種道路條件下(包括在坡道上)穩(wěn)定駐車。上述兩套裝置是各種汽車基本的制動裝置。一般制動系的基本結(jié)構(gòu)與工作原理，可用一種簡單的液壓行車制動系的結(jié)構(gòu)和工作原理示意圖來說明。制動系統(tǒng)的一般工作原理是，利用固定部分和旋轉(zhuǎn)部分之間的相互摩擦來阻止車輪的轉(zhuǎn)動或轉(zhuǎn)動的趨勢。對于人力液壓制動系，最大踏板力不大于500N（轎車）和700N（貨車）。如果制動器兩蹄均為領(lǐng)蹄（助勢蹄）或均為從蹄（減勢蹄），則