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1、中国汽车工程研究院 制动系统基础知识 安泽军 2009-8-28 中国汽车工程研究院 目录 概述 制动系统的原理、功用 制动系统的分类及组成 制动系统的设计要求 制动系统的设计计算及评价 制动力调节装置 应急制动与剩余制动 制动系统设计流程 实例匹配 中国汽车工程研究院 汽车应具备的三个最基本的机能： 转弯减速停车 概述 行驶 制动系统 中国汽车工程研究院 目录 概述 制动系统的原理、功用 制动系统的分类及组成 制动系统的设计要求 制动系统的设计计算及评价 制动力调节装置 应急制动与剩余制动 制动系统设计流程 实例匹配 中国汽车工程研究院 1.制动踏板 2.推杆 3.主缸活塞 4. 制动主缸
2、5.油管 6.制动轮缸 7.轮 缸活塞 8.制动鼓 9.摩擦片 10.制 动蹄 11.制动底板 12.支承销 13. 制动蹄回位弹簧 制动系统的一般工作原理是，利用与悬架(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。 可用右图所示的一种简单的液压制动系 统示意图来说明制动系统的工作原理。 一个以内圆面为工作表面的金属制动鼓 固定在车轮轮毂上，随车轮一同旋转。在固定不 动的制动底板上，有两个支承销，支承着两个弧 形制动蹄的下端。制动蹄的外圆面上装有摩擦片 。制动底板上还装有液压制动轮缸，用油管5与 装在车架上的液压制动主缸相连通。主
3、缸中的活 塞3可由驾驶员通过制动踏板机构来操纵。 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 。 制动系统的工作原理 中国汽车工程研究院 制动系统是汽车装设的全部制动和减速系统的 总称，其功能是： 1、使行驶中的汽车减低速度或停止行驶 2、使下坡行驶的汽车保持车速稳定 3、使已停驶的汽车在原地(包括在斜坡上)驻留不动 制动系统的功用 中国汽车工程研究院 目录 概述 制动系统的原理、功用 制动系统的分类及组成 制动系统的设计要求 制动系统的设计计算及评价 制动力调节装置 应急制动与剩余制动 制动系统设计流程 实例匹配
4、 中国汽车工程研究院 制动系统的分类 制动系统 按制动系统的作用分 行车制动系统驻车制动系统 应急制动系统 辅助制动系统 每车必备的两个系统 中国汽车工程研究院 制动系统的分类 按制动操纵能源分 人力制动系统 动力制动系统 伺服制动系统 中国汽车工程研究院 制动系统的分类 按制动能量的传输方式分 机械式 液压式 气压式 电磁式 组合式 中国汽车工程研究院 1.前轮盘式制动器 2.制动总泵 3.真空 助力器 4.制动踏板机构 5.后轮鼓式制 动器 6.制动组合阀 7.制动警示灯 轿车制动系统一般由制动操纵机构和制动 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
5、能量传输到制动器的各个部件，如图 中的2、3、4、6，以及制动轮缸和制动管 路。 (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。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，称为摩擦制动器。它 有鼓式制动器和盘式制动器两种结构型式 。 轿车典型制动系统的组成 中国汽车工程研究院 1. 1. 带制动主缸的真空助力器总成带制动主缸的真空助力器总成2. 2.制动踏板制动踏板 3. 3.车轮车轮 4. 4.轮速传感器轮速传感器 5. 5. 制动管路制动管路 6. 6. 制动轮缸制动轮缸 7.ABS7.ABS控制器控制器 7 1 2 3 4 5 6
6、XX制动系统的结构简图 中国汽车工程研究院 XX制动系统原理图 中国汽车工程研究院 一般制动器都是通过其中的固定元件对旋转元件施加 制动力矩，使后者的旋转角速度降低，同时依靠车 轮与地面的附着作用，产生路面对车轮的制动力以 使汽车减速。凡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成为摩擦制动器 。目前汽车所用的摩擦制动器可分为鼓式和盘式两 大类。 重要参数：制动效能因数、能量容量和磨损特性。 制动器 中国汽车工程研究院 制动器的分类 中国汽车工程研究院 凸轮式制动器 楔式制动器 轮缸式制动器 促动装置 中国汽车工程研究院 双向双领蹄式 自增力式 双向自增力式 领从蹄式双领蹄
7、式双从蹄式 根据制动蹄摆动方向与鼓的转动方向分 中国汽车工程研究院 1.领蹄 2.从蹄 3、4.支点 5.制动鼓 6.制动轮缸 领从蹄式制动器 中国汽车工程研究院 图1 定钳盘式制动器 1.制动盘 2.活塞 3.摩擦块 4.进油口 5.制动钳体 6.转向节 图2 浮动钳盘式制动器 1.制动盘 2.制动钳体 3.摩擦块 4.活塞 5.进油口 6.导向销 7.转向节 钳盘式制动器 中国汽车工程研究院 钳盘式制动器相与鼓式制动器比较有以下优点： 热稳定性较好 水稳定性较好 制动稳定性好 制动力矩与汽车前进和后退行驶无关 在输出同样大小制动力矩的条件下，盘式制动器的质量和尺寸比鼓式的要小。 盘式的摩擦
8、衬块比鼓式的摩擦衬片在磨损后更易更换，结构也较简章维修保养容易。 制动盘与摩擦衬块间的间隙小(0.050.15mm)，缩短了油缸活塞的操作时间，并使制 动驱动机构的力传动比有增大的可能。 制动盘的热膨胀不会引起制动踏板行程损失，使间隙自动调整装置的设计简化 优缺点比较 中国汽车工程研究院 钳盘式制动器的缺点如下 ： 1、制动器效能因数低，需大大增加控制力； 2、摩擦块使用寿命短； 3、密封性差，易受尘粒磨蚀和水分锈蚀； 4、用于后轮时较难解决驻车制动问题； 5、精密件多，价格昂贵。 优缺点比较 中国汽车工程研究院 目录 概述 制动系统的原理、功用 制动系统的分类及组成 制动系统的设计要求 制动
9、系统的设计计算及评价 制动力调节装置 应急制动与剩余制动 制动系统设计流程 实例匹配 中国汽车工程研究院 1.1 标准和法规方面； 1.2 制动效能方面； 1.3 工作可靠； 1.4 制动效能的热稳定性好； 1.5 制动效能的水稳定性好； 1.6 制动时的操纵稳定性好； 1.7 制动踏板和手柄的位置应符合人机工程学的要求； 1.8 作用滞后的时间要尽可能地短； 1.9 制动时不应产生振动和噪声； 1.10 与悬架、转向装置不产生运动干涉，在车轮跳动或汽车转向时不会引起自 行制动； 1.11 制动系中应有报警装置以便能及时发现制动驱动机件的故障和功能失效； 1.12 能全天候使用； 1.13 制
10、动系统的构件应使用寿命长，制造成本低，对摩擦材料的选择应考虑到 环保要求。 制动系统的设计要求 中国汽车工程研究院 前后车轮制动管路各成独立的回路系统，即一轴对一轴的分路型式。 特点：管路布置最为简单，成本较低。在各类汽车上都有采用，但在货车 上有得最广泛。 这一分路方案若后轮制动管路失效，则一旦前轮抱死就会失去转向能力。 对于前驱动的轿车，当前软轮管路失效而仅由后轮制动时，制动效能将 显著降低并小于正常情况的一半，对于轿车，由于后桥负荷小于前轴， 则过大的踏板力会使后轮抱死导致汽车甩尾。 制动管布置型式 H型 中国汽车工程研究院 前后轮制动管路呈对角边接的两个独立的回路系统，即前轴的一侧 车
11、轮制动器与后桥的对侧后轮制动器同属一个回路。特点是结构也很简 单，一回路失效时仍能保持50%的制动效能，并且制动力的分配系数和同 步附着系数没有变化，保证了制动时与整车负荷的适应性。此时前后各 有一侧车轮有制动作用使制动力不对称，导致前轮将朝制动起作用车轮 的一侧绕主销转动，使汽车失去方向稳定性。所以具有这种分路方案的 汽车，其主销偏移距应取负值。这样，不平衡的制动力使车轮反向转动 ，改善了汽车的方向稳定性。 X型 中国汽车工程研究院 每侧前制动器的半数轮缸与全部后制动器轮缸构 成一个独立的回路；而两前制动器的另半数轮缸构成 另一个回路。可看成是一轴对半个轴的的分路型式。 HI型 中国汽车工程
12、研究院 两个独立的回路分别为两侧前轮制动器的 半数轮缸和一个后轮制动器所组成，即半个轴 与一个轮与一轮对另一轮的型式。 LL型 中国汽车工程研究院 两个独立的回路均由每个前后制动器的半数缸所组成，即前后半个轴 对前后半个轴的分路型式。 HI，LL，HH型的结构均较复杂。LL型与HH型在任一回路失效时，前 后制动力比值均与正常情况下相同，且剩余总制动力可达正常值的50%左 右。HI型单用回路时剩余总制动力较大，但此时与LL型 一样，在紧急制 动时后轮极易先抱死。 HH型 中国汽车工程研究院 目录 概述 制动系统的原理、功用 制动系统的分类及组成 制动系统的设计要求 制动系统的设计计算及评价 制动
13、力调节装置 应急制动与剩余制动 制动系统设计流程 实例匹配 中国汽车工程研究院 地面对前后车轮的法向反作用力 在分析前、后轮制动器制动力分配比之前，首先 了解地面作用于前、后车轮的法向反作用力。 中国汽车工程研究院 1 地面制动力 2 制动器制动力 中国汽车工程研究院 地面制动力首先取决与制动器制动力，但同时受到地面附着条件的限制 。 地面制动力、制动器制动力与附着力的关系 中国汽车工程研究院 不同路面所需制动力 制动器制动力 制动力分配系数 同步附着系数 制动系统设计计算及简单评价 中国汽车工程研究院 在附着系数为的路 面上，前、后车轮同 时抱死的条件是：前 、后轮制动器制动力 之和等于附着
14、力；并 且前、后轮制动器制 动力 分别 等于各自的附着力， 即： 理想前后制动力分配 中国汽车工程研究院 中国汽车工程研究院 理想前后制动力分配曲线和实际分配曲线 中国汽车工程研究院 满载利用附着系数与制动强度的关系曲线 前后轴利用附着系数与制动强度的关系曲线 中国汽车工程研究院 空载利用附着系数与制动强度的关系曲线 中国汽车工程研究院 目录 概述 制动系统的原理、功用 制动系统的分类及组成 制动系统的设计要求 制动系统的设计计算及评价 制动力调节装置 应急制动与剩余制动 制动系统设计流程 实例匹配 中国汽车工程研究院 制动力调节装置分类 感 载 比 例 阀 比 例 阀 限 压 阀 感 载 限
15、 压 阀 惯 性 限 压 阀 惯 性 比 例 阀 A B S 系 统 制动力调节装置 中国汽车工程研究院 将后促动管路压力加以控制，使前后 促动管路压力的实际分配特性曲线在不同 程度上接近于相应的理想分配特性曲线。 制动调节装置作用： 制动力调节装置 中国汽车工程研究院 进油 出 油 P1 P2 限压阀 中国汽车工程研究院 工作原理 限压阀串联于液 压或气压制动管 路中。当前、后 促动管路压力P1 和P2由零同步增 长到一定值后即 自动将P2限定在 一定值不变。 0 2 4 6 8 10 0246810P1 P2 Ps AB 线 I线（满载） I线（空载） 限压阀 中国汽车工程研究院 适用特点 限压阀用于重心高度与轴距的比值较大的 轻型汽车上，因为这种汽车在制动时，其后 轮垂直载荷向前轮转移得较多，其理想的促 动压力分配特性曲线后段的斜率较小，与限 压阀特性线AB相近。 =
