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1、第五章 汽车制动系,5.1 概述 5.2 液压制动系统工作原理 5.3 制动器 5.4 制动系统传动装置 5.5 驻车制动(手制动) 5.6 辅助制动系统 5.7 制动力分配调节装置 5.8 汽车防滑控制系统 5.9 电子制动系统线控电子楔式制动器(EWB) 5.10 制动系统维修,5.1 概述,5.1.1 制动系统的历史 最原始的制动控制只是驾驶员操纵一组简单的机械装置向制动器施加作用力，这时的车辆的质量比较小，速度比较低，机械制动虽已满足车辆制动的需要，但随着汽车自质量的增加，助力装置对机械制动器来说已显得十分必要。这时，开始出现真空助力装置。1932年生产的质量为2860 kg的凯迪拉克
2、V16车四轮采用直径419.1 mm的鼓式制动器，并有制动踏板控制的真空助力装置。林肯公司也于1932年推出V12轿车，该车采用通过四根软索控制真空加力器的鼓式制动器。 到了20世纪80年代后期，随着电子技术的发展，世界汽车技术领域最显著的成就就是防拒制动系统(ABS)的实用和推广。,下一页,返回,5.1 概述,5.1.2 制动系统的现状 日前，车辆防抱制动控制系统(ABS)已发展成为成熟的产品，并在各种车辆上得到厂广泛的应用，但是这些产品基本都是基于车轮加、减速门限及参考滑移率方法设计的。方法虽然简单实用，但是其调试比较困难，不同的车辆需要不同的匹配技术，在许多不同的道路上加以验证;从理论上
3、来说，整个控制过程车轮滑移率不是保持在最佳滑移率上，并未达到最佳的制动效果。 5.1.3 制动系统的发展 今天，ABS/ASR已经成为欧美和日本等发达国家汽车的标准设备。车辆制动控制系统的发展主要是控制技术的发展。,上一页,下一页,返回,5.1 概述,一方面是扩大控制范围、增加控制功能;另一方面是采用优化控制理论，实施伺服控制和高精度控制。经过厂100多年的发展，汽车制动系统的形式已经基本固定下来。随着电子，特别是大规模、超大规模集成电路的发展，汽车制动系统的形式也将发生变化。 5.1.4 制动系统分类和组成 1.制动系统的分类 1)按制动系统的作用分类 制动系统可分为行车制动系统、驻车制动系
4、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;,上一页,下一页,返回,5.1 概述,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。 2)按制动操纵能源分类 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。人力制动系统又分为人力机械制动系统和人力液压制动系统两种。人力机械制动系统应用于
5、轿车的手制动。人力液压制动系统(如图5-1-1)主要由制动踏板、制动主缸、制动轮缸和油管等构成。,上一页,下一页,返回,5.1 概述,其工作过程是:踩下制动踏板，制动主缸中产生的高压油液通过油管传到各个轮缸，从而产生制动作用。 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，如图5-1-2所示。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，如图5-1-3所示。 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。4)按制动系统通道方式 (1)四通道对应于双制动管路的H型(前后)或X型(对角)两种布置形式，四通道(如
6、图5-1-4所示)也有两种布置形式。,上一页,下一页,返回,5.1 概述,(2)三通道 四轮大多为三通道系统如图5-1-5所示，各制动轮缸的制动管路中各设置一个制动压力调节分装置(为通道)，而三通道系统都是对两前轮的制动压力进行单独控制，对两后轮的制动压力按低选原则一同控制。(3)双通道 如图5-1-6所示，双通道在按前后布置的双管路制动系统的前后制动管路中各设置一个制动压力调节分装置，分别对两前轮和两后轮进行一同控制。两前轮可以根据附着条件进行高选和低选转换，两后轮则按低选原则一同控制。(4)单通道,上一页,下一页,返回,5.1 概述,所有单通道如图5-1-7所示都是在前后布置的双管路制动系
7、统的后制动管路中设置一个制动压力调节装置，对于后轮驭动的汽车只需在传动系中安装一个转速传感器。 2.制动系统组成 任何制动系都具有以下四个基本组成部分。 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。人的肌体可作制动能源。 控制装置，包括产生制动动作和控制制动效果的各种部件。如图5-2-1，制动踏板1就是控制装置。 传动装置，包括将制动能量传输到制动器的各个部件。如图5-2-1，制动主缸4,制动轮缸6及制动管路5等是传动装置。,上一页,下一页,返回,5.1 概述,制动器，是产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力(制动力)的部件，包括辅助制动系中的缓速装置。汽车上常用的制动器都是
8、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。 3.制动系统的基木功能 汽车紧急制动时，在尽可能短的距离内将车速降为零。 汽车下长坡时，将车速限制在一定安全值内，并保持稳定。 汽车在坡道驻停时，应使汽车可靠的驻留在原地不动。,上一页,返回,5. 2 液压制动系统工作原理,5.2.1 基本的制动原理在汽车车轮上作用一个与汽车行驶方向或趋势相反的力矩，如图5-2-1所示，使路面产生阻碍车轮转动和汽车行驶的阻力。制动蹄对制动鼓产生摩擦力矩Mu ;摩擦力矩使车轮对路面产生向前的力Fu，同时路面给车轮一个向后的力Fb，Fb是路面给车轮的制动力
9、。制动力越大，汽车的减速度越大。影响制动力的因素有:摩擦力矩Mu和路面附着条件。 当你踩下制动踏板时，机构会通过液压把你脚上的力量传递给车轮。但实际上要想让车停下来必须要一个很大的力量，这要比人腿的力量大很多。所以制动系统必须能够放大腿部的力量。,下一页,返回,5. 2 液压制动系统工作原理,5.2.2制动原理基础 1.杠杆作用 制动踏板能够利用杠杆作用放大人腿部的力量如图5-2-2所示，然后把这个力量传递给液压系统。 制动系统踏板等于杠杆是用来增大作用力，制动动器踏板就是一个很好的例子。在典型的制动踏板中，踏板臂是杠杆，销轴是支点，力施加在脚踏板上，如图5-2-3所示。 2.液压作用 液压系
10、统的基本原理:作用在一点的力被不能压缩的液体传递到另一点，这种液体通常是油。图5-2-4是最简单的液压系统。,上一页,下一页,返回,5. 2 液压制动系统工作原理,图5-2-5两个活塞(红色)装在充满油(蓝色)的玻璃圆桶中，之间由一个充满油均导管连接，如果你施一个向下的力给其中一个活塞(图5-2-4中左边的活塞)，那么这个力可以通过管道内的液压油传送到第二个活塞。由于油不能被压缩，所以这种方式传递力矩的效率非常高，儿乎100%的力传递给厂第二个活塞。 3.摩擦作用摩擦力是一个物体在另一个物体上滑动的相互阻力。要厂解其中的原因，我们可以分析如图5-2-7所示的例子。两个物体的接触面是用相同材料做
11、成的，但其中一个较另一个重，所以不难看出哪一边较难推动。 如图5-2-8摩擦力与材料表面关系，如果给材料表面的压力越大，那么咬合的锯齿就越多，其阻力也越大，所以重的物体就更难推动。,上一页,下一页,返回,5. 2 液压制动系统工作原理,在我们厂解真实的汽车制动系统之前我们先来看一个被简化厂的制动系统模型。当踩下制动踏板时，在踏板处通过杠杆原理把制动力放大厂3倍，如图5-2-9，再通液压机构驭动活塞把制动力又放大厂3倍。放大以后的制动力推动活塞移动，活塞推动蹄片带动刹车卜钳紧紧地夹住制动碟，由蹄片与制动碟产生的强大摩擦力，让车减速。这就是简单的制动模型。通过它我们就可以理解制动系统的基本原理厂。
12、,上一页,返回,5. 3 制动器,汽车制动器中有两种形式，鼓式制动器和盘式制动器，图5-3-1为制动器结构示意图。盘式、鼓式制动器是轿车及轻型汽车上常见的制动器，鼓式制动器是大型货车、客车的常见制动器。 5.3.1 鼓式制动器 典型的鼓式制动器主要由底板、制动鼓、制动蹄、轮缸(制动分泵)、回位弹簧、定位销等零部件组成。 图5-3-4所示的鼓式制动器为后轮鼓式制动器，它是一个典型的轮缸式非平衡式制动器。 1.轮缸式制动器 1）领从蹄式制动器领从蹄式制动器，如图5-3-5所示沿汽车前进时制动鼓旋转方向看去，,下一页,返回,5. 3 制动器,制动蹄1的支撑点3在其前端，制动轮缸6所施加的促动力作用于
13、其后端，因而该制动蹄张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向相同。具有这种属性的制动蹄称为领蹄。图5-3-6为领从蹄式制动器受力分析图。其中: 制动蹄张开的旋转方向与制动鼓的旋转方向相同为领蹄，领蹄(左)具有“助势”作用。 制动蹄张开的旋转方向与制动鼓的旋转方向相反为从蹄，从蹄(右)具有“减势”作用。 其危害:磨损不均。 2)单向双向双领蹄式制动器 在制动鼓正向旋转时，两蹄均为领蹄的制动器。如图5-3-7为单向双向双领蹄式制动器。,上一页,下一页,返回,5. 3 制动器,3)双向双领蹄式制动器 无论是前进制动还是倒车制动，两制动蹄都是领蹄的制动器，如图5-3-8所示为双向双领蹄式制动器。 4)双从蹄
14、式制动器 前进制动时两制动蹄均为从蹄的制动器，如图5-3-9所示为双从蹄式制动器。 5)单向自增式制动器 如图5-3-10所示为单向双向自增力式制动器第一制动蹄1和第二制动蹄4的下端分别浮支在浮动的顶杆5的两端。6)双向自增力式制动器双向自增力式制动器的结构原理如图5-3-11所示。其特点是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。,上一页,下一页,返回,5. 3 制动器,2.凸轮式制动器 日前，所有国产商用汽车及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，而且大多设计成领从蹄式结构。制动时，制动调整臂在制动气室的推杆作用下，带动凸轮轴转动，使得两制动蹄压到制动鼓上而
15、制动，如图5-3-12所示。 如图5-3-13所示为凸轮式制动器受力分析，左、右制动蹄1, 2在凸轮6的作用下，压向制动鼓5，制动鼓5对制动蹄1, 2产生摩擦作用。在摩擦力的作用下，左制动蹄1有离开凸轮6的趋势，致使凸轮6对制动蹄1的压力有所减弱;右制动蹄2有向凸轮6的趋势，致使凸轮6对右制动蹄2的压力有所增强。,上一页,下一页,返回,5. 3 制动器,由于左制动蹄1有领蹄作用，右制动蹄2有从蹄作用，又有凸轮6对左制动蹄1促动 力较小，对右制动蹄2促动力较大这一情况，所以，左、右制动蹄片1, 2的制动效果是接近的。 5.3.2 盘式制动器 盘式制动器(图5-3-15)摩擦副中的旋转元件是以端面
16、工作的金属圆盘，被称为制动盘。其固定元件则有多种结构型式，大体分两类。一是工作面积不大的摩擦块与其金属背块组成的制动块，每个制动器有24个。这些制动块及其促动装置都装在横跨制动盘两侧的夹钳形支架中，总称为制动钳。这种由制动盘和制动钳组成的制动器称为盘式制动器;另一类固定元件的金属背板和摩擦片也呈圆盘形。,上一页,下一页,返回,5. 3 制动器,使用这种固定元件，因而其制动盘的全部工作面可同时与摩擦片接触的制动器称为全盘式制动器。前者越来越多被各级轿车和货车使用;后者只在少数汽车(主要是重型汽车)上使用。 盘式制动器与传统的鼓式制动器比较，有以下优点。 散热条件好，因此制动稳定性好，抗热衰退性强。 尺寸和质量小。 盘式制动器分为一下几种： 1)按制动钳的结构分 盘式器分为定钳盘式和浮钳盘式两类。 (1)定钳盘式制动器 如图5-3-16所示，跨置在制动盘1上的制动钳体5固定安装在车桥6上，它不能旋转也不能沿制动盘轴线方向移动，其内的两个活塞2分别位于制动盘1的两侧。,上一页,下一页,返回,
