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1、0 前言 汽车制动系统是汽车上用以使外界(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。其作用是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。对汽车起制动作用的只能是作用在汽车上且方向与汽车行驶方向相反的外力，而这些外力的大小都是随机的、不可控制的，因此汽车上必须装设一系列专门装置以实现上述功能。1汽车制动系的概述制动系的功用是使汽车以适当的减速度降速行驶直至停车，在下坡行驶时使汽车保持适当的稳定车速，使汽车可靠地停在原地或坡道上。制动系至少有行车
2、制动装置和驻车制动装置。前者用来保证第一项功能和在不长的坡道上行驶时保证第二项功能，而后者则用来保证第三项功能。除此之外，有些汽车还设有应急制动和辅助制动装置。应急制动装置利用机械力源(如强力压缩弹簧)进行制动。在某些采用动力制动或伺服制动的汽车上，一旦发生蓄压装置压力过低等故障时，可用应急制动装置实现汽车制动。同时，在人力控制下它还能兼作驻车制动用。辅助制动装置可实现汽车下长坡时持续地减速或保持稳定的车速，并减轻或者解除行车制动装置的负荷。行车制动装置和驻车制动装置，都由制动器和制动驱动机构两部分组成。防止制动时车轮被抱死，有利于提高汽车在制动过程中的方向稳定性和转向操纵能力，缩短制动距离，
3、所以近年来制动防抱死系统(ABS)在汽车上得到很快的发展和应用。此外，含有石棉的摩擦材料，因存在石棉有致癌公害问题已被逐渐淘汰，取而代之的是各种无石棉型材料并相继研制成功1。1.1汽车制动系统的分类(1) 按制动系统的作用 制动系统可分为行车制动系统、驻车制动系统、应急制动系统及辅助制动系统等。用以使行驶中的汽车降低速度甚至停车的制动系统称为行车制动系统；用以使已停驶的汽车驻留原地不动的制动系统则称为驻车制动系统；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制动系统称为应急制动系统；在行车过程中，辅助行车制动系统降低车速或保持车速稳定，但不能将车辆紧急制停的制动系统称为辅助制动系统
4、。上述各制动系统中，行车制动系统和驻车制动系统是每一辆汽车都必须具备的。(2)按制动操纵能源 制动系统可分为人力制动系统、动力制动系统和伺服制动系统等。以驾驶员的肌体作为唯一制动能源的制动系统称为人力制动系统；完全靠由发动机的动力转化而成的气压或液压形式的势能进行制动的系统称为动力制动系统；兼用人力和发动机动力进行制动的制动系统称为伺服制动系统或助力制动系统2。(3)按制动能量的传输方式 制动系统可分为机械式、液压式、气压式、电磁式等。同时采用两种以上传能方式的制动系称为组合式制动系统。（4）安回路多少分 单回路制动系双回路制动系。1.2 制动系统的组成制动系统是由制动器和制动驱动机构组成的。
5、制动器是指产生阻碍车辆运动或运动趋势的力的部件，其中也包括辅助系统中的缓冲装置。而制动驱动机构主要包括供能装置、控制装置、传动装置，其中供能装置是指包括供给、调节制动所需能量以及改善传能介质状态的各种部件，其产生制动能量的部分称为制动能源，人的肌体也可作为制动能源；控制装置是指包括产生制动动作和控制制动效果的各种部件，如制动踏板、制动阀等；传动装置是指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等； 较为完善的制动系统还具有制动力调节装置、报警装置、压力保护装置等附加装置。制动系统的组成如下图所示：图1-2汽车制动系的组成2 制动器制动器是制动系统中用以产生阻碍车辆运动或运动趋势
6、的部件。它按照结构可分为鼓式制动器和盘式制动器；按安装位置可分为车轮制动器和中央制动器，其中车轮制动器可用于行车制动和驻车制动，中央制动器只用于驻车制动和缓速制动。2.1 鼓式制动器鼓式制动器有内张行和外束型两种。前者的制动鼓以内圆柱面为工作面，在汽车上应用广泛；后者制动鼓的工作面则是外圆柱面，目前只有极少数汽车用做驻车制动器。制动器以液压制动轮缸作为制动促动装置的称为轮缸式制动器。此外，还有用凸轮制动促动装置的凸轮式制动器和用楔促动装置的楔式制动器。2.1.1 轮缸式制动器（1）领从蹄式制动器其特点是两个制动蹄各有一个支点，一个蹄在轮缸促动力作用下张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向一致，称为
7、领蹄；另一个蹄张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向相反，称为从蹄。领蹄在摩擦力的作用下，蹄和鼓之间的正压力较大，制动作用较强。从蹄在摩擦力的作用下，蹄和鼓之间的正压力较小，制动作用较弱。北京BJ2023型汽车的后轮制动器即为领从蹄式制动器。该制动器由前制动蹄、后制动蹄、制动底板、制动轮缸、制动蹄限位装置、制动蹄间隙调整装置等构成。其中，汽车前进时前制动蹄为领蹄，摩擦片面积（包角）较大，后制动蹄为从蹄，摩擦片面积较小。 图2-1北京BJ2023型汽车后轮制动器上海桑塔纳轿车后轮制动器也是领从蹄式制动器。其制动蹄下端的支承方式为浮式支承，具有间隙自调机构，该制动器也同时作为驻车制动器，所以还带有一套
8、驻车制动的操纵机构。（2）双领蹄和双向双领蹄式制动器汽车前进时两个制动蹄均为领蹄的制动器称为双领蹄式制动器。双领蹄式制动器的结构特点是，每一制动蹄都用一个单活塞制动轮缸促动，固定元件的结构布置是中心对称式。双向双从蹄式制动器使用了两个双活塞轮缸，无论汽车前进还是倒车，都是双领蹄式制动器，故称双向双领蹄式制动器。图6双向双领蹄式制动器图1.制动轮缸 2.制动蹄 3.活塞 4.制动鼓（3）双从蹄式制动器汽车前进时两个制动蹄均为从蹄的制动器为双从蹄式制动器。图8 双从蹄式制动器示意图1.支承销 2.制动蹄 3.制动轮缸 4.制动鼓左右两侧车轮的双领蹄式制动器若对调安装，便都成为在制动鼓正向旋转时两蹄
9、均为从蹄的双从蹄式制动器。当然，这只是说，这两种制动器的原则差异只在于固定元件与旋转元件的相对运动方向不同，实际上无论是双领蹄还是双从蹄式制动器，都必须有防止左右装错的结构措施。显然，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。但其制动效能对摩擦因数变化的敏感程度较小，即具有良好的制动效能稳定性。（4）单向和双向自增力式制动器 1）单向自增力式制动器罗马尼亚产的布切奇113N型货车前轮就是单向自增式制动器，其特点是两个制动蹄只有一个单活塞的制动轮缸，第二制动蹄的促动力来自第一制动蹄对顶杆的推力，两个制动蹄在汽车前进时均为领蹄，但倒车时能产生的制动力很小。图9 单向自增力式制动器2
10、）双向自增力式制动器日本丰田皇冠轿车后轮制动器就属于双向自增力式制动器，其特点是两个制动蹄的上方有一个双活塞制动轮缸，轮缸的上方还有一个制动蹄支承销，两制动蹄的下方用顶杆相连。无论汽车前进还是倒车，都与自增力式制动器相当，故称双向自增力式制动器。 图2-5双向自增式制动器实物以上介绍的各种轮缸式制动器各有利弊。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，一下依次为双领蹄式、领从蹄式和双从蹄式。但蹄毂之间的摩擦因数是一个不确定的因素，随制动鼓和摩擦片的材料、温度和表面状况（如是否沾水、沾油，是否有烧结现象）的不同，可在很大范围
11、内变化。自增力式制动器的效能对摩擦因数的依赖最大，因而其效能的稳定性最差。此外，在制作过程中，自增力式制动器制动力矩的增长在某些情况下显得过于急速。双向自增力式制动器多用于轿车后轮，原因之一是便于兼充驻车制动器。单向自增力式制动器只用于中、轻型汽车的前轮，因倒车制动时对前轮制动器效能要求不高。双从蹄式制动器的制动效能虽然最低，但却具有最良好的效能稳定性，因而还是有少数华贵轿车为保证制动可靠性而采用；双领蹄式、双向双领蹄式和双从蹄式等具有两个轮缸的制动器，最适合布置双回路制动系统；领从蹄式制动器发展最早，其效能和效能稳定性均居中游，具有结构简单等优点，故目前仍相当广泛地用于各种汽车。（5）轮缸式
12、制动器间隙的调整制动器间隙是指在不制动时，制动鼓和制动蹄摩擦片之间的间隙。制动器间隙过小，不能保证完全解除制动，此间隙过大，制动器反应时间过长，直接威胁到行车安全。制动器在使用过程中，随着摩擦片的磨损，制动器间隙会变大，要求制动器必须有检查和调整间隙的可能。制动间隙的调整有手动调整和自动调整两种方法。1）手动调整装置 一般在制动鼓板外边开有一个检查孔，以便用塞尺检查摩擦片与制动鼓之间的间隙（制动间隙）是否符合规定值，否者要用下列的方法进行调整： 转动调整凸轮和带偏心轴颈的支承销。凸轮固定在制动底板上，支承销固定在制动蹄上，沿图中箭头所示方向转动调整凸轮时，通过支承销将制动蹄向外顶，制动器间隙将
13、减小。图2-6凸轮调整制动器间隙 转动调整螺母。有些制动器轮缸两端的端盖制成调整螺母，用一字螺丝刀拨动调整螺母的齿槽，使螺母转动，带螺杆的可调支座便向内或向外作轴向移动，使制动蹄上端靠近或远离制动鼓，制动间隙减小或增大。间隙调整好以后，用锁片插入调整螺母的齿槽中，固定螺母位置。图2-6用调整螺母调整制动器间隙示意图 调整可调顶杆长度。可调顶杆由顶杆体、调整螺钉和顶杆套组成。顶杆套一端具有带齿的凸缘，套内制有螺纹，调整螺钉借螺纹旋入顶杆套内。拨动顶杆套带齿的凸缘，可使调整螺钉沿轴向移动，从而改变了可调顶杆的总长度，调整了制动器间隙。此调整方式仅适用于自增力式制动器。图2-7改变顶杆长度调整制动器
14、间隙的示意图2）自动调整装置现在很多汽车的制动器都装有制动器间隙自动调整装置，它可以保证制动器间隙始终处于最佳状态，不必经常人工检查和调整。 摩擦限位式间隙自调装置。用以限定不制动时制动蹄内极限位置的限位摩擦环装在轮缸活塞内，限位摩擦环是一个有切口的弹性金属环，压装入轮缸后与缸壁之间的摩擦力可达400550N。如果制动器间隙过大，活塞向外移动靠在限位环上仍不能正常制动，活塞将在油压作用下克服制动环与缸壁间的摩擦力继续向外移动，摩擦环也被带动外移，解除制动时，制动器复位弹簧不可能带动摩擦环回位，也即活塞的回位受到限制，制动器间隙减小。摩擦限位式间隙自调装置也可以装在制动蹄上，其工作原理与装在轮缸
15、内的摩擦限位环相似。图2-8带摩擦限位环的轮缸 楔块式间隙自调装置。上海桑塔纳、奥迪100型轿车以及红旗CA7220型轿车后轮制动器的间隙调整，均采用楔块式自调装置。图2-9楔块式间隙自调装置 阶跃式间隙自调装置。由于摩擦副磨损或者是制动受鼓热膨胀而造成过大变形时，一次调准式自调式装置将不加区别地一律随时加以补偿，这就会造成“调整过头”。而为了避免“调整过头”，许多制动器采用了阶跃式间隙自调装置。这样的制动器在装车后要进行多次（可能达20次以上）制动动作，才能消除所累积的过量间隙。应当指出：制动器工作时，摩擦所产生的热绝大部分传给了制动鼓，使其温度升高。制动器升温后将膨胀而使制动器间隙增大，制动效能降低。为了减少温升，应当使制动鼓有较大的热容量，因此制动鼓都是具有足够大的质量。有些汽车的制动鼓外表面还铸有若干肋片，以增加散热面积和刚度。2.1.2 凸轮式制动器目前，所有国产汽车和部分外国汽车的气压制动系统中，都采用凸轮促动的车轮制动器，而且大部分设计成领从蹄式。凸轮促动的双向自增力式制动器只宜用做中央制动器。凸轮式制动器是用凸轮取代制动轮缸对两制动蹄起促动作用，通常利用气压使凸轮转动。如东风E
