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1、中国矿业大学China university of mining and technologyChina University of Mining and Technology科研训练题 目： 客车制动系统 学 院: 机电工程学院 专 业: 机械设计 班 级: 机自09-1班 姓 名: 翟宇佳 学 号: 03090895 指导老师 杨金勇 老师 一、汽车制动系统简介汽车制动系是用于使行驶中的汽车减速或停车，使下坡行驶的汽车的车速保持稳定以及使已停驶的汽车在原地（包括在斜坡上）驻留不动的机构。汽车制动系直接影响着汽车行驶的安全性和停车的可靠性。随着高速公路的迅速发展和车速的提高以及车流密度的日益
2、增大，为了保证行车安全，停车可靠，汽车制动系的工作可靠性显得日益重要。也只有制动性能良好，制动系工作可靠的汽车，才能充分发挥其动力性能。汽车制动系至少应有行车制动装置和驻车制动装置。行车制动装置用于使行驶中的汽车强制减速或停车，并使汽车在下段坡时保持适当的稳定车速。驻车制动装置用于使汽车可靠而无时间限制地停住在一定位置甚至在斜坡上，它也有助于汽车在坡路上起步。二、汽车制动系统的组成任何制动系统都有以下四个基本组成部分：1）功能装置：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零件，其中生产制动能量的部分称为制动能源。2）控制装置：包括产生制动动作和控制动作和效果的各种部件，制动踏板机构即
3、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。如制动主缸和制动轮缸。4）制动器：产生阻碍车辆运动或运动趋势的力的部件，其中也包括辅助制动系中的缓速装置。较为完善的制动系统还具有制动力调节装置，压力保护装置等。三、汽车制动系统的类型1）按制动系统的功用分类（1）行车制动系统使行驶中的汽车减低速度甚至停车的一套专门装置。（2）驻车制动系统使已停驶的汽车驻留原地不动的一套装置。（3）第二制动系统在行车制动系统失效的情况下保证汽车仍能实现减速或停车的一套装置。（4）辅助制动系统在汽车下长坡时用以稳定车速的一套装置。2）按制动系统的制动能源分类（1）人力制动系统以驾驶员的肌
4、体作为唯一制动能源的制动系统。（2）动力制动系统完全依靠发动机动力转化成的气压或液压进行制动的制动系统。（3）伺服制动系统兼用人力和发动机动力进行制动的制动系统。按照制动能量的传输方式，制动系统又可分为机械式、液压式、气压式和电磁式等。同时采用两种传能方式的制动系统可称为组合式制动系统，如气顶液制动系统。四、汽车制动系统的功用汽车制动系必须具备如下基本功能： 在行车过程中能以适当的减速度使汽车降低到所需值（包括零值）； 使汽车在下坡行驶时保持适当的稳定速度； 使汽车可靠地在原地（包括在斜坡上）停驻。因此，制动系中至少应有两套独立的制动装置行车制动装置和驻车制动装置。前者用以保证第一项功能，并在
5、坡道不长的情况下保证第二项功能；后者则主要保证第三项功能，并有助于汽车在坡道上起步。五、详细介绍几种制动系统5-1 空气制动器概述重型汽车采用压缩空气与油液作为制动能源。压缩空气是经过压缩的空气，所占的空间比处于大气状态下的正常形态要小。压缩空气在汽车领域有很多用途。压缩空气在汽车气压制动器中的应用原理比较简单。压缩空气被吸入一个包含有活塞的气缸。压缩空气使活塞移动，直到所遇阻力与压缩空气所发的力相等为止。例如,图中活塞的面积为10cm2，压缩空气的压力为10/cm2。压缩空气在活塞上所形成的总压力为1010即100/cm2，其效果与液力是相似的。注意，作用于活塞的空气数量对所形成的力并无影响
6、。这里唯一的决定因素是空气压力与气压所作用的活塞面积。 空气制动系统有两种型式，一个是气顶油式，另一个为全空气式。 对于气顶油式制动系统，当司机踩下制动踏板时，压缩空气通过双腔制动阀送入气动伺服制动器，由此将气压能转换为液压能，并将制动液送入制动分泵。气动伺服制动器的输出功率决定于其活塞的截面积。 对于全空气制动系统，由发动机驱动的压缩机给贮气筒提供压缩空气，只使用压缩空气作为制动的源功率。因此，全空气制动系统需要有压缩机、贮气筒、制动/弹簧室与阀门。制动力由阀门控制，这样用小的制动操纵力就可以产生很大的制动功率。 由于空气可以压缩，即使有小泄漏，也不至于影响到制动器性能。 气压制动系统不需要
7、更换制动液，也不需要进行放气处理。气压制动系统一般用于大中型公共汽车与重型卡车。5-1-1 气顶油式系统气顶油式系统布置（如下图）：气顶油式系统工作原理图（如下图）5-1-2 全空气式系统全空气式系统布置（如下图）全空气式系统工作原理 ： 当司机踩下制动踏板时，双腔制动阀动作，贮气筒的压缩气加到继动阀的检修口。 当压缩空气加到继动阀的继动活塞上部时，继动活塞向下运动，如图所示排气口闭合，进气阀开启。与从贮气筒来的压缩气合在一起通过出气口流向后轮制动气室。 当司机轻踩制动踏板并保持时，加给制动气室的压缩气作用于继动活塞的底面，继动活塞的上部与底部受力相同。此时，由于内置的弹簧力，继动活塞会稍稍向
8、上运动。于是进气阀关闭，继动阀中无气流通过。 当司机松开制动踏板时，检修口的压缩气在双腔制动阀处放入大气。继动阀的继动活塞向上运动，进气阀关闭，排气口开启。加到制动气室的空气经过排气口排到大气中。 5-2 防抱死制动系统 ABS在制动器有故障或路面湿滑的情况下进行汽车制动很容易产生打滑现象。制动打滑会减小制动力，增加制动距离，侧向打滑会使车头调转并失去转向控制能力，因而造成事故。因此采用ABS系统来防止制动中车轮抱死和打滑以保证：1. 稳定性在湿滑路面上行驶时，ABS可防止车轮过度打滑，使汽车不会飘移或驶下路面。2. 操纵性当汽车减速通过弯道时，ABS可以减小因车轮抱死造成的打滑，保证转向稳定
9、。3. 最佳制动距离ABS通过减少因车轮抱死造成的打滑能够提供最佳的制动距离，保证良好的制动能力。防抱死制动系统(A.B.S)在紧急制动时可以自动调节加给制动器的气压，防止车轮抱死，最大限度地利用可用牵引力。ABS通过在制动中防止车轮抱死，使汽车能够保持稳定并具有转向能力。通过最佳利用可用牵引力，ABS还可以使制动距离得到缩短。安装ABS时，还可以加装一个防滑调节( ASR)系统。在起动加速时ASR可自动防止驱动轮打滑。ASR还可以将驱动扭矩传给具有最大牵引力的车轮。5-2-1 ABS工作原理：1-空气压缩机; 2-带有卸荷阀的干燥器; 3-再生储气筒; 4-四回路保护阀; 511-前制动储气
10、瓶; 512-后制动储气瓶; 513-驻车制动储气瓶; 6-气压传感器; 7-电子双针气压表; 8-气压过低报警灯; 9-脚制动阀; 10-气压调节阀; 11-前制动气室; 1211-前轮盘式制动器;1212-后轮盘式制动器; 13-双向阀; 14-继动阀; 15-双向阀; 16-后储能弹簧制动气室; 17-气压传感器; 18-电子气压表; 19-手制动阀;20-继动阀; 21-双向阀; 22-气压开关; 23-驻车指示灯; 24-排气制动电磁阀; 25-排气制动操纵缸; 26-电磁阀; 27-减压阀; 28-齿圈; 29-车轮转速传感器; 30-电子控制单元; 31-ABS指示灯; 32-A
11、SR指示灯; 33-ASR制动阀; 34-放水阀; 35-系统测试接口 (1)充气压缩空气通过发动机上的空压机1产生,经过带有卸荷阀的干燥器2进入再生储气筒3和四回路保护阀4。当气压超过四回路保护阀4的开启压力时,压缩空气通过四回路保护阀进入前制动储气筒511和后制动储气筒512,压缩空气被引到气压传感器6中,压缩空气从前、后制动储气筒出来,分别进入脚制动阀9的进气口11、12,电磁阀26和继动阀14也从后制动储气筒512取气。当气压达到规定值时,气压传感器6内的欠压保护开关关闭,气压过低报警灯8灭。另一方面,压力通过气压传感器6转换成电压信号,再通过电子双针气压表7转换成指针的位置,通过肉眼
12、读出。其它设备的充气在前后制动回路充气结束后才开始,顺序由四回路保护阀控制。驻车制动回路的压力信号通过气压传感器17取出,由电子气压表18读出。压缩空气从驻车制动储气筒513出来,通过管路输送到手制动阀19和继动阀20。空气悬架、排气制动电磁阀24和ASR制动阀33直接从四回路保护阀中取气。系统充气直至达到卸荷压力,集成在干燥器2上的卸荷阀打开,从空压机出来的压缩空气被连接到大气,而空压机则继续工作。同时,再生储气筒内的压缩空气通过连接管反过来进入干燥器,经过干燥器滤芯由排水口排出,从而把干燥器内积聚的水分吹走,再生储气筒内的压缩空气因而排空,直至气压下降到卸荷压力以下,卸荷阀关闭,空压机出来
13、的压缩空气又经过干燥器进入再生储气筒和四回路保护阀,进入下一个工作循环。再生储气筒必须和干燥器一起使用,其作用是储存少量的压缩空气,以在卸荷阀卸荷的同时把干燥器滤芯内的水分吹走。 (2)行驶车辆行驶时前制动气室11和后储能弹簧制动气室16的行车制动缸是没有压力的,来自驻车制动储气瓶的压缩空气经过手制动阀19通至继动阀20,后者开启使压缩空气经过双向阀21向后储能弹簧制动气室16的驻车制动缸充气。当气压达到一定值时,储能弹簧被压缩,后制动钳回位,驻车制动解除,车辆处于行驶状态,气压开关22关闭,驻车指示灯23灭。同时,来自四回路保护阀的压缩空气经过手制动阀19通至双向阀21。(3)制动(1)行车
14、制动。通过踏下制动踏板操纵脚制动阀9,制动气压供给到前、后制动回路。前制动气室11直接充气。来自脚制动阀的压缩空气经过双向阀13通至继动阀14的控制端口,作为一个控制信号,该气压使继动阀的排气口关闭,进而将继动阀的进气口打开,来自后制动储气筒的压缩空气通过继动阀14、双向阀15和气压调节阀10进入后储能弹簧制动气室的行车制动缸,达到/快充0目的。当后储能弹簧制动气室的行车制动缸气压上升到与继动阀的控制气压相等时,继动阀的进气门关闭,使制动气压不再上升,从而达到与制动踏板行程同步。前制动气室11和后储能弹簧制动气室16分别控制前轮盘式制动器1211和后轮盘式制动器1212的制动钳动作,车辆制动。
15、抬起制动踏板操纵脚制动阀9,充满在前制动气室11上的压缩空气通过脚制动阀排入大气(根据实际需要,可以通过快放阀完成/快放0功能),加在继动阀14的控制端口上的压缩空气通过脚制动阀排入大气,继动阀的排气口打开,后储能弹簧制动气室的行车制动缸内的压缩空气通过继动阀14迅速排入大气,达到/快放0目的,从而快速解除行车制动。(2)驻车制动。通过操纵手制动阀19至/驻车制动0位置,加在双向阀21上的气压撤消,加在继动阀20的控制端口上的压缩空气通过手制动阀排入大气,继动阀的排气口打开,后储能弹簧制动气室16的驻车制动缸内的压缩空气通过继动阀20迅速排入大气,气压开关22闭合,车辆被储能弹簧产生的制动力所制动,驻车指示灯23亮。通过操纵手制动阀19至/行驶0位置,来自驻车制动储气瓶的压缩空气经过手制动阀19通至继动阀20,后者开启使压缩空气经过双向阀21向后储能弹簧制动气室16的驻车制动缸充气。当气压达到一定值时,储能弹簧被压缩,后制动钳回位,驻车制动解除,车辆处于行驶状态,气压开关22关闭,驻车指示灯23灭。(3)排气制动。需要进行排气制动时,通电打开电磁阀24,来自贮气筒的压缩空气
