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1、第二十三章 汽车制动系 231 概说 几个概念 : 1.制动:使行驶中的汽车减速甚至停车,使下坡 行驶的汽车的速度保持稳定,以及使已 停驶的汽车保持不动。 2.制动力:可控制的对汽车进行制动的外力。 3.制动系:这样一系列专门用于制动的装置称 为制动系。 制动系工作原理示意图 一般制动系的工作原理 4.制动器:对车轮施加制动力矩(摩擦 力矩M)以阻碍其转动的 部件。 5.行车制动系:用以使行驶中的汽车 减低速度甚至停车的 制动系。 6.驻车制动系:用以使已停驶的汽车 驻留原地不动的另一套 装置。 7.辅助制动系:下坡时用以稳定车速。 8.制动装备:装设在车辆上的各种制 动系总称。 制动系包括以
2、下四个基本组成部分 : 供能装置、控制装置、传动装置、制动器 (另有些制动系附加有制动力调节装置等)。 1.按制动能源分类 人力制动系 动力制动系 伺服制动系 2.按制动能量的传输方式 机械式 液压式 气压式 电磁式 3.按回路来分 单回路 双回路 232 制动器 摩擦制动器: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 动器均称为摩擦制动器(包括鼓式和盘 式两种)。 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。 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、鼓式制动器 制动蹄(
3、固定元件)制动鼓内圆面上 。 制动器 轮缸式制动器:以液压制动轮缸作 为制动蹄促动装置。 凸轮式制动器 楔式制动器 (一)轮缸式制动器 1.领从蹄式 等促动力制动器的制动蹄受力示意图 领从蹄制动器:这种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:凡两蹄所受促动力相等的领从 蹄制动器都可称为等促动力制动器。 以上图为例: T1与Fs同向N1、T1,领蹄“增势”。 T2与Fs力矩反向N2,T2,从蹄“减势 ”。 N1N2,T1T2,故制动力矩不相等。领 蹄制动力矩约为从蹄制动力矩的22.5倍。 制动器的调整 : 摩擦片与制动鼓之间应保有合
4、适的间隙 :0.250.50mm。 调整类型 局部调整:调整凸轮。 全面调整:除靠转动调整凸 轮以外,还要转动支承销。 支承销轴颈是偏心的。支承 尾端面上打有标记,指明偏 心轴颈轴线偏移方向。将支 承销朝箭头方向转动,各处 (特别是摩擦片下端处)的 间隙即行减小。 桑塔纳鼓式制动器 奥迪100型轿车后轮制动器 2.双领蹄式和双向双领蹄式制动器 双领蹄式:制动鼓正向旋转时,两蹄均为领 蹄。但倒车制动时,两蹄则都变成从蹄。 双向双领蹄式:无论制 动鼓正向反向旋转,两蹄 均为领蹄。制动底板上所 有固定元件都是成对,且 既按轴对称,以按中心对 称布置。 3.双从蹄式制动器 将左右两侧车轮的双领蹄式制动
5、器若 对调安装,便都成为在制动鼓正向旋转时 两蹄均为从蹄的双从蹄式制动器。 平衡式制动器:固定元件均为中心对称, 且制动鼓所受两蹄施加的 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。 4.单向和双向自增力式制动器 单向自增力式制动器 双向自增力式制动器 特点:无论制动鼓正向和反向旋转时均能借蹄鼓 摩擦起自增力作用。 制动效能的综合比较(基本结构参数 和轮缸工作压力相同情况下): 自增力式双领蹄式领从蹄式双从蹄式 (二)凸轮式制动器:自学 (三)楔式制动器:自学 东风EQ1090E型汽车前轮制动器 凸轮式制动器 二、盘式制动器 盘式制动器 钳盘式制动器:由制动盘和制动 钳组成。
6、 全盘式制动器:制动盘的全部工 作面可同时与摩 擦片接触。 (一)钳盘式制动器 1.定钳盘式制动器 活塞密封圈的工作情况 注:极限摩擦力的密封圈极限变形量,应等 于制动器间隙为设定值时的完全制动所需 活塞行程(0.1mm左右)。 2.浮钳盘式制动器 桑塔纳盘式制动器 桑塔纳盘式制动器工作原理 DBA盘式制动器 : 若浮钳盘式制动器在兼充行车和驻车制动 器的情况下,不用加设驻车制动钳,只须在行 车制动钳油缸附近加装一些用以推动油缸活塞 的驻车制动机械传动零件即可。 (二)全盘式制动器:略。 盘式与鼓式的比较 : 优点:1)无摩擦助势作用,效能稳定; 2)浸水后效能降低较少,且经一两次制动 后即可
7、恢复; 3)尺寸和质量较小; 4)制动盘沿厚度方向热膨胀量极小; 5)较容易实现间隙自动调整。 不足之处:1)效能较低; 2)兼充驻车制动时结构较鼓式复杂 , 因而在后轮上的应用受到限制 。 233 人力制动系 一、机械制动系 机械制动系主要用于驻车制动。 包括控制装置和传动装置。主要由杠 杆、拉杆、轴、摇臂等机械零件组成 。 其制动器可以是同行车制动系 共用的车轮制动器,也可以是专设的 中央制动器。 奥迪100型轿车制动系布置图 作用在传动轴上的驻车制动器 桑塔纳驻车制动示意图(车轮制动 ) 二、人力液压制动系 1.人力液压制动系基本原理 : 驾驶员控制力制动踏板机构制动主缸 油管制动轮缸制
8、动器工作 制动系的几个数据: 踏板全行程150mm(轿)180mm(货) 踏板工作行程50%60%全行程 踏板力350N(轿)550N(货) 2.制动液 目前使用的制动液大部分是植物制动液, 50%左右蓖麻油50%左右溶剂(丁醇、酒精、 甘油等)配成。现市场上又出现较多的合成制 动液,今后必将取代植物制动液。 对制动液的要求: 高温下不易汽化; 低温下有良好的流动性; 不会使与之经常接触的金属件腐蚀,橡胶件 发生膨胀、变硬和损坏; 起良好的润滑作用; 吸水性差而溶水性良好。 3.制动主缸 主要结构:储液室、补偿孔、旁通孔、主缸推 杆、橡胶密封圈、星形垫片、六个轴向小孔(活 塞)、皮碗、回位弹簧
9、、出油阀门、回油阀门。 制动过程:推杆推动活塞皮碗后移皮 碗盖住旁通孔主缸内液压开始建立液 压略为升高,克服弹簧的预紧力而推开出 油阀门制动液送至各轮缸。 撤除踏板力后,各 自在回位弹簧作用下回 位,管路中的制动液借 其压力推开回油阀门流 回主缸。(管路液压保 持在0.050.1Mpa范围 内) 制动主缸工作示意图 制动踏板自由行程 不制动时,推杆的球头与活塞之间 保有一定间隙,主要为了保证活塞在回 位弹簧作用下退到与挡圈接触的极限位 置,使皮碗不致堵住旁通孔,制动时, 为了首先消除这一间隙所需的踏板行程 ,称为制动踏板自由行程。 微、轻型车的制动踏板自由行程的 大致范围是520mm。 思考题
10、:制动踏板的自由行程 该如何调整? 4.制动轮缸 有双活塞与单活塞之分。 制动过程:制动液自油管接头和进 油孔进入 活塞外移 通过顶块推动制动蹄 。 双活塞制动轮缸和单活塞制动轮缸 234 动力制动系 制动能源空气压缩机造成的气 压能或油泵造成的液 压能。 动力制动系分类:气压制动系、气 顶液制动系、全液压 动力制动系。 一、汽车气压制动系 东风EQ1090E型汽车制动系示意图 (一)气压制动回路 工作过程:驾驶员踩下制动踏板拉杆 带动制动阀拉臂下端左移上端以 销轴为支点往下压制动阀上下两 腔的进气口分别与本腔出气口相通 压缩空气进入前、后制动气室 促动制动器进入工作。 放松制动踏板制动阀使制
11、动 气室通大气以解除制动。 (二)供能装置 气压制动系的供能装置主要包括:储 气筒、调压阀及安全阀、进排气滤清器、 管道滤清器、油水分离器、空气干燥器、 防冻器、多回路压力保护阀等。 空压机缷荷装置与调压阀工作原理示意图 空压机及调压阀 (三)控制装置 包括:制动阀、手动制动阀、快放阀与继 动阀(加速阀)、梭阀 单腔制动阀工作示意图 双腔制动阀结构及工作原理示意图 东风EQ1090E型汽车制动阀 (四)制动气室 单从气压系统而言,制动气室是执 行装置,其作用是将输入的气压能转换 成机械能而输出。但从整个制动系看来 ,制动气室还是属于传动装置,其输出 的机械能还要传到制动凸轮之类的促动 装置,使
12、制动器产生制动力矩。 制动气室工作示意图 二、气顶液制动系与全液压动力制动系 (一)气顶液制动系 其供能装置和控制装置都是气压式,传动装 置则是气压液压组合式的,气压能通过互相 串联的制动气室和液压主缸转换为液压能。 (二)全液压动力制动系 与气压制动系的不同之处:气压制动系不设 回路,液压制动系在解除制动时由轮缸经液压制 动阀的低压油液必须通过回油管路加以回收。 235 伺服制动系 伺服制动系人力液压制动系动力伺服制动系 按输出力作用部位 和操纵方式 助力式(直接操纵式) 增压式(间接操纵式) 按伺服能量形式 气压伺服式:气压能 真空伺服式:真空能(负气压 能) 液压伺服式:液压能 一、增压
13、式伺服制动系 (一)真空增压伺服制动系 供能装置:真空源、真空单向阀、真空罐 控制装置:控制阀 传动装置:伺服气室 真空增压器:辅助缸、真空伺服气室、控制阀 工作原理:踩下制动踏板制动主缸中输出液 辅助缸 制动轮缸 控制阀真空伺服气室工作腔通 真空罐或大气辅助缸 跃进NJ1061A型汽车真空增压 伺服制动系示意图 真空增压器工作示意图 (二)气压增压伺服制动系 略。 二、助力式伺服式制动系 (一)真空助力伺服式制动系 (直接操纵真空伺服) 真空助力器:由真空伺服气室和控制阀组成 。 桑塔纳真空助力器放大 (二)气压助力伺服制动系 略 。 236 制动力调节装置 制动力FBFG 前轮先抱死滑移,
14、后轮滚动制动过程 中不能转向 后轮先抱死滑移,前轮滚动制动过程 中受到侧向干扰易甩尾 应尽量避免制动时后轮先抱死滑移。设 计目标:前后车轮制动到同步滑移。条 件是:前后轮制动力之比等于前后轮对 路面的垂直载荷之比。 因前后轮载荷之比会经常变化,如果前 后轮制动力矩(制动力)的比值可以随 时调节到等于变化着的前后附着力之比 ,则在任何附着条件下,汽车都可能制 动到前后轮同步濒临滑移。 前后促动管路压力分配特性 制动力调节装置 : 1.限压阀:p1、p2由0同步增加到一定值后, 自动将p2限制在该值不变。 2.比例阀: p1、p2 同步增加到一定值ps后, 自动对p2的增长加以节制,使 p2的 增
15、量小于p1的增量。 3.感载阀:感应载荷变化,自动改变调节起 始点。 4.惯性阀:与感载阀类似,但其调节作用起 始点控制压力值ps取决于惯性力。 5.制动防抱死装置:即ABS。 限压阀及其静特性 比例阀的结构原理及静特性 皇冠轿车比例阀 液压感载阀静特性 液压感载比例阀及其感载控制机构 奥迪100型轿车感载比例阀 传感器感应信号控制器(电控单元) 压力调节器 奥迪100和200型轿车防抱死装置 示意图 237 辅助制动系 作用:在不使用或少使用行车制动系的条件下 , 使车辆速度降低或保持稳定,但不能 将 车辆紧急制停,这种作用称为缓速作 用。 辅助制动系中用以产生制动力矩对车辆起缓速 作用的部件称为缓速器。 产生缓速作用的方法: 1.发动机缓速 2.牵引电动机缓速 3.液力缓速 4.电磁缓速 5.空气动力缓速