汽车制动系统.doc

1、第二十四章 汽车制动系统 本 章 要 点 基本要求： 掌握汽车制 动系统的功用、 组成、种类、工作原理和要求；掌握鼓式车轮制动器、盘式车轮制动器的结构和工作原理；了解人力制动系统的布置和工作原理及制动主缸、制动轮缸的功用、构造和工作原理；熟悉真空助力伺服制动系统、真空增压伺服制动系统的结构和工作原理；了解动力制动系统的结构和工作原理；掌握车轮防抱死装置（ABS）的构造和工作原理；了解辅助制动系的类型、结构和工作原理。 重点：鼓式 车轮制动器，盘式车轮制动器，车轮防抱死装置（ABS）的结构形式和工作原理。 难点：鼓式 车轮制动器、盘式车轮制动器的结构和工作原理、车轮防抱死装置（ABS）的结构形式

2、和工作原理。 第一节 概 述 制动系统 -汽车上用以使外界(主要是路面)在汽车某些部分(主要是车轮)施加一定的力，从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置。 制动系统 作用：使行驶 中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车；使已停驶的汽车在各种道路条件下(包括在坡道上)稳定驻车；使下坡行驶的汽车速度保持稳定。 1制动系统的工作原理 工作原理：利用与车身(或车架)相连的非旋转元件和与车轮(或传动轴) 相 连的旋 转元件之间的相互摩擦来阻止车轮的转动或转动的趋势。当驾驶员踏下制动踏板，使活塞压缩制动液时， 轮缸活塞在液压的作用下将制动蹄片压向制动鼓，使制 动鼓减小转动速度，或保持不动。

3、2制动系统的组成 一般由制动操纵（驱动）机构和制动器两个主要部分组成。 (1) 制动操纵 机构 产生制动动作、控制制动效果并将制动能量传输到制动器的各个部件，如图中的制动踏板 1、推杆 2、主缸活塞 3、制动主缸 4、油管 5、制动轮缸 6、轮缸活塞 7 等。 (2) 制动器 产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力(制动力)的部件。如图中的制动鼓 8、摩擦片 9、制动蹄 10、制动底板 11、支承销 12、制 动蹄回位弹簧 13 等。 制动操纵机构主要有以下四个基本组成部分： 1)供能装置 包括供给、调节制动所需能量以及改善传能介质状态的各种部件。其中，产生制动能量的部分称为制动能源。 人的肌体亦可

4、作为制动能源。 2)控制装置 包括产生制动动作和控制制动效果的各种部件。制动踏板机构-即是最简单的一种控制装置。 3)传动 装置包括将制动能量传输到制动器的各个部件，制动主缸 4 和制动轮缸 6。 4)制动 器产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力(制动力)的部件，其中也包括辅助制动系中的缓速装置。 较为完善的制动系还具有制动力调节装置以及报警装置、压力保护装置等。 3制动系统的类型 (l)按制动系统 的功用分类 1)行车 制动系使行驶中的汽车减低速度甚至停车的一套专门装置。它是在行车过程中经常使用的。 2)驻车 制动系使已停驶的汽车驻留原地不动的一套装置。 3)第二制 动系（应急制动系）在行车制动

5、系失效的情况下，保证汽车仍能实现减速或停车的一套装置。在许多国家的制动法规中规定，第二制动系也是汽车必须具备的。 4)辅助制 动系在汽车下长坡时用以降低车速或保持车速稳定，但不能将车辆紧急制停的一套装置。山区用汽车还应具备此装置。 制动力矩和制动力的大小可以在驾驶员的控制下，在一定范围内逐渐变化的制动，称为渐进制动。 行车制动系必须能实现渐进制动，驻车制动系则无此必要。 按国际标准化组织(IS0)规定的定义，第二制动 系的作用必须是渐进的。 (2)按制动系统 的制动能源分类 1)人力制 动系以驾驶员的肌体作为唯一的制动能源的制动系。 2)动力制 动系完全靠由发动机的动力转化而成的气压或液压形式

6、的势能进行制动的制动系。 3)伺服制 动系兼用人力和发动机动力进行制动的制动系。 (3)按照制动能量的 传输方式分类 制动系又可分为机械式、液压式、 气压式和电磁式等。同时采用两种以上传能方式的制动系，可称为组 合式制动系。 (4)按照制动管路的布置方式分类 1)单回路制 动系其传动装置采用单一的气压或液压回路的制动系。这种制动系中，只要有一处损坏而漏气(油)，整个系统即行失效。 2)双回路制 动系所有行车制动器的气压或液压管路分属于两个彼此隔绝的回路。 这样，即使其中一个回路失效， 还能利用另一回路 获得较原先为小的制动力。我国自 1988 年 1 月 1 日开始， 规定所有汽 车必须采用双

7、圆路制动系。 第二节 制 动 器 汽车上常用的制动器都是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。 目前各类汽车所用的摩擦制动器可分为鼓式和盘式两大类。 鼓式的摩擦副中的旋转元件为制动鼓，其工作表面为圆柱面。 盘式的旋转元件则为圆盘状的制动盘，以端面为工作表面。 车轮制动 器-旋转元件固装在 车轮或半轴上，即 制动力矩直接分别作用于两侧车轮上的制动器。一般用于行车制动，也有兼用于第二制动(或应急制动)和驻车制动的。 中央制动 器-旋转元件固装在 传动系的传动轴上，其 制动力矩须经过驱动桥再分配到两侧车轮上的制动器。一般只用于驻车制动和缓速制动。 一、鼓式制

8、动器 内张型鼓式制动器-制动鼓以内圆柱面为工作表面，(应用广泛)。 外束型鼓式制动器-制动鼓的工作表面则是外圆柱面(极少数汽车用作驻车制动器) 。 内张型鼓式制动器都采用带摩擦片的制动蹄作为固定元件。位于制 动鼓内部的制动蹄在一端承受促动力时，可绕其另一端的支点向外旋转，压靠到制动鼓内圆面上， 产生摩擦力矩(制动力矩)。凡对蹄端加力使蹄转动的装置，统称为制动蹄促动装置。 制动器以液压制动轮缸作为制动蹄促动装置，故称为轮缸式制动器。此外，还有用凸轮促动装置的凸轮式制动器和用楔促动装置的楔式制动器等。 (一)轮缸式制 动器 1领从蹄式制动器 沿箭头方向看去，制动蹄 1 张开时的旋转方向与制动鼓的旋

9、转方向相同。具有这种属性的制动蹄称为领蹄。 制动蹄 2 张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向相反。具有这种属性的制动蹄称为从蹄。 在制动鼓正向旋转和反向旋转时，都有一个领蹄和一个从蹄的制动器即称为领从蹄式制动器。 等促动力制动器-两蹄所受促动力相等的领从蹄制动器。 领蹄具有“增势”作用。 从蹄具有“减势”作用。 非平衡式制动器-制动鼓所受来自两蹄的法向力不能互相平衡的制动器。 虽然领蹄和从蹄所受促动力相等，但制动鼓所受法向反力 FN1 和 FN2 却不相等，且 FN1FN2，相应 地 FT1FT2，故两制动蹄对制动鼓所施加的制动力矩不相等。一般说来，领蹄制动力矩约为从蹄制动力矩的 22.5 倍。

10、倒 车制动时效果不变。 由于领蹄和从蹄所受的法向反力不等，在两蹄摩擦片工作面积相等的情况下，领蹄摩擦片上的单位压 力较大，加上前 进制动机会多，故前蹄磨损较快，为使两蹄磨损均匀，通常领蹄片比从蹄片长。也有的 轮 缸活塞前小后大，使蹄片的张开力不等，从而达到均匀磨损。 制动蹄采用浮式支承。 制动蹄可以自动定心，保证有可能与制动鼓全面接触。 该行车制动器可兼充驻车制动器。 2单向双领蹄式和双向双领蹄式制动器 单向双领蹄式制动器-在制动鼓正向旋转时，两蹄均为领蹄的制动器。 用一个单活塞式制动轮缸，且两套制动 蹄、 轮缸、支承 销和调整凸 轮等，在制动底板上的布置是中心对称的。 双向双领蹄式制动器-无

11、论是前进制动还是倒车制动，两制动蹄都是领蹄的制动器。 制动底板上的所有固定元件，如制动蹄、制 动轮缸、回位弹簧等，都是成 对的，而且是既按轴对称，又按中心 对称布置 。两制动蹄的两端都采用浮式支承，且支点的周向位置也是浮动的。 3双从蹄式制动器 前进制动时两制动蹄均为从蹄的制动器。 这种制动器与双领蹄式制动器结构很相似，二者的差异只在于固定元件与旋转元件的相对运动方向不同。虽然双从蹄式制动器的前进制动效能低于双领蹄式和领从蹄式制动器，但 其效能对摩擦系数变化的敏感程度较小，即具有良好的制动效能稳定性。 双领蹄、双向双领蹄、双从蹄式制动器的固定元件布置都是中心对称的。如果间隙调整正确，则其制动鼓

12、所受两蹄施加的两个法向合力能互相平衡，不会对轮毂轴承造成附加径向载荷。因此，这三种制 动器都属于平衡式制动器。 4单向和双向自增力式制动器 (1)单向自增力式制 动器 第二蹄也是领蹄。第二蹄的制动力矩必然大于第一蹄的制动力矩。 在制动鼓尺寸和摩擦系数相同的条件下，单向自增力式制动器的前进制动效能不仅高于领从蹄式制动器，而且高于双领蹄式制动器。倒车时整个制动器的制动效能比双从蹄式制动器的效能还低。 第一制动蹄 1 和第二制动蹄 6 的上端被各自的制动蹄回位弹簧 2 拉拢，并以铆于腹板上端两侧的夹板 3 的内凹弧面支靠着支承销 4。两蹄下端以凹入的平面分别浮支在可调顶杆两端的直槽底面上，并用拉紧弹

13、簧 8 拉紧。 受法向力 较大的第二蹄摩擦片的面积做得比第一蹄的大，使两蹄的单位压力相近。 (2)双向自增力式制动器 制动鼓正向和反向旋转时均能借蹄鼓间的摩擦起自增力作用。它的结构不同于单向自增力式之处主要是采用双活塞式制动轮缸 4，可向两蹄同时施加相等的促动力 FS。 在制动时，第一蹄只受一个促动力 FS，而第二蹄 则 有两个促动力 FS 和 FS，且 FSFS。考虑到汽车 前进制动的机会远多于倒 车制动，且前进制动时制动器工作负荷也远大于倒车制动，故后制动蹄 3 的摩擦片面积做得较大。 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，自增力式制动器由于对摩擦助势作用利用得最为充分而居首位，以下依次为双领蹄式、领从蹄式，双从蹄式。