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1、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统称为制动系统。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。 一、制动系统概述 1.制动系可分为如下几类： (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。上述各制动系统
2、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) 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。 (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。 2.制动系统的一般工作原理 制动系统的一般工作原理是，利用与车身(或车架)相连的非旋转元件和与车轮(或传动轴)相连的旋
3、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。 图D-ZD-01制动系统工作原理示意图 1.制动踏板 2.推杆 3.主缸活
4、塞 4.制动主缸 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 3.轿车典型制动系统的组成 右图给出了一种轿车典型制动系统的组成示意图，可以看出，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
5、种结构型式。 图D-ZD-02 轿车典型制动系统组成示意图 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 二、制动器鼓式制动器 1. 概述 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。 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称为车轮制动器。旋转元件固装在传动系的传动
6、轴上，其制动力矩经过驱动桥再分配到两侧车轮上的制动器称为中央制动器。 2领从蹄式制动器 增势与减势作用 右图为领从蹄式制动器示意图，设汽车前进时制动鼓旋转方向(这称为制动鼓正向旋转)如图中箭头所示。沿箭头方向看去，制动蹄1的支承点3在其前端，制动轮缸6所施加的促动力作用于其后端，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。与此相反，制动蹄2的支承点4在后端，促动力加于其前端，其张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向相反。具有这种属性的制动蹄称为从蹄。当汽车倒驶，即制动鼓反向旋转时，蹄1变成从蹄，而蹄2则变成领蹄。这种在制动鼓正向旋转和反向旋转时，都有一个领蹄和
7、一个从蹄的制动器即称为领从蹄式制动器。 图D-ZD-03领从蹄式制动器示意图 l.领蹄 2.从蹄 3、4.支点 5.制动鼓 6.制动轮缸 图D-ZD-04领从蹄式制动器受力示意图 如右图，制动时两活塞施加的促动力是相等的。制动时，领蹄1和从蹄2在促动力FS的作用下，分别绕各自的支承点3和4旋转到紧压在制动鼓5上。旋转着的制动鼓即对两制动蹄分别作用着法向反力N1和N2，以及相应的切向反力T1和T2，两蹄上的这些力分别为各自的支点3和4的支点反力Sl和S2所平衡。可见，领蹄上的切向合力Tl所造成的绕支点3的力矩与促动力FS所造成的绕同一支点的力矩是同向的。所以力T1的作用结果是使领蹄1在制动鼓上压
8、得更紧从而力T1也更大。这表明领蹄具有“增势”作用。相反，从蹄具有“减势”作用。故二制动蹄对制动鼓所施加的制动力矩不相等。倒车制动时，虽然蹄2变成领蹄，蹄1变成从蹄，但整个制动器的制动效能还是同前进制动时一样。 在领从式制动器中，两制动蹄对制动鼓作用力N1和N2的大小是不相等的，因此在制动过程中对制动鼓产生一个附加的径向力。凡制动鼓所受来自二蹄的法向力不能互相平衡的制动器称为非平衡式制动器。 3单向双领蹄式制动器 在制动鼓正向旋转时，两蹄均为领蹄的制动器称为双领蹄式制动器，其结构示意图如右图所示。 双领蹄式制动器与领从蹄式制动器在结构上主要有两点不相同，一是双领蹄式制动器的两制动蹄各用一个单活
9、塞式轮缸，而领从蹄式制动器的两蹄共用一个双活塞式轮缸；二是双领蹄式制动器的两套制动蹄、制动轮缸、支承销在制动底板上的布置是中心对称的，而领从蹄式制动器中的制动蹄、制动轮缸、支承销在制动底板上的布置是轴对称布置的。 图D-ZD-05双领蹄式制动器受力示意图 1. 制动轮缸 2.制动蹄 3.支承销 4.制动鼓 4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称为双向双领蹄式制动器，图5-42是其结构示意图器。与领从蹄式制动器相比，双向双领蹄式制动器在结构上有三个特点，一是采用两个双活塞式制动轮缸；二是两制动蹄的两端都采用浮式支承，且支点的周向位置也是浮动的；三是制动底板上
10、的所有固定元件，如制动蹄、制动轮缸、回位弹簧等都是成对的，而且既按轴对称、又按中心对称布置。 图D-ZD-06双向双领蹄式制动器示意图 1.制动轮缸 2.制动蹄 3.制动鼓 右图是一种双向双领蹄式制动器的具体结构。在前进制动时，所有的轮缸活塞8都在液压作用下向外移动，将两制动蹄6和11压靠到制动鼓1上。在制动鼓的摩擦力矩作用下，两蹄都绕车轮中心O朝箭头所示的车轮旋转方向转动，将两轮缸活塞外端的支座7推回，直到顶靠到轮缸端面为止。此时两轮缸的支座7成为制动蹄的支点，制动器的工作情况便同图5-41所示的制动器一样。 倒车制动时，摩擦力矩的方向相反，使两制动蹄绕车轮中心O逆箭头方向转过一个角度，将可
11、调支座10连同调整螺母9一起推回原位，于是两个支座10便成为蹄的新支承点。这样，每个制动蹄的支点和促动力作用点的位置都与前进制动时相反，其制动效能同前进制动时完全一样。 图D-ZD-07 双向双领蹄式制动器 5双从蹄式制动器 前进制动时两制动蹄均为从蹄的制动器称为双从蹄式制动器，其结构示意图见图5-44。这种制动器与双领蹄式制动器结构很相似，二者的差异只在于固定元件与旋转元件的相对运动方向不同。虽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，但其效能对摩擦系数变化的敏感程度较小，即具有良好的制动效能稳定性。 双领蹄、双向双领蹄、双从蹄式制动器的固定元件布置都是中心对称的。如果间隙
12、调整正确，则其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。因此，这三种制动器都属于平衡式制动器。 图D-ZD-08 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 6单向自增力式制动器 单向自增力式制动器的结构原理见右图。第一制动蹄1和第二制动蹄2的下端分别浮支在浮动的顶杆6的两端。 汽车前进制动时，单活塞式轮缸将促动力FS1加于第一蹄，使其上压靠到制动鼓3上。第一蹄是领蹄，并且在各力作用下处于平衡状态。顶杆6是浮动的，将与力S1大小相等、方向相反的促动力FS2施于第二蹄。故第二蹄也是领蹄。作用在第一蹄上的促动力和摩擦力通过顶杆传到第二蹄
13、上，形成第二蹄促动力FS2。对制动蹄1进行受力分析可知，FS2FS1。此外，力FS2对第二蹄支承点的力臂也大于力FS1对第一蹄支承的力臂。因此，第二蹄的制动力矩必然大于第一蹄的制动力矩。倒车制动时，第一蹄的制动效能比一般领蹄的低得多，第二蹄则因未受促动力而不起制动作用。 图D-ZD-09单向自增力式制动器 1.第一制动蹄 2. 支承销 3. 制动鼓 4. 第二制动蹄 5. 可调顶杆体 6.制动轮缸 右图为一种单向自增力式制动器的具体结构。第一蹄1和第二蹄6的上端被各自的回位弹簧2拉拢，并以铆于腹板上端两侧的夹板3的内凹弧面支靠着支承销4。两蹄的下端分别浮支在可调顶杆两端的直槽底面上，并用弹簧8
14、拉紧。受法向力较大的第二蹄摩擦片的面积做得比第一蹄的大，使两蹄的单位压力相近。 在制动鼓尺寸和摩擦系数相同的条件下，单向自增力式制动器的前进制动效能不仅高于领从蹄式制动器，而且高于双领蹄式制动器。倒车时整个制动器的制动效能比双从蹄式制动器的效能还低。 图D-ZD-10单向自增力式制动器 1.第一制动蹄 2.制动蹄回位弹簧 3.夹板 4.支承销 5.制动鼓 6.第二制动蹄 7.可调顶杆体 8.拉紧弹簧 9.调整螺钉 10.顶杆套 11.制动轮 7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5-47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。它的结构不同于单向自增力
15、式之处主要是采用双活塞式制动轮缸4，可向两蹄同时施加相等的促动力FS。制动鼓正向(如箭头所示)旋转时，前制动蹄1为第一蹄，后制动蹄3为第二蹄；制动鼓反向旋转时则情况相反。由图可见，在制动时，第一蹄只受一个促动力FS而第二蹄则有两个促动力FS和S，且SFS。考虑到汽车前进制动的机会远多于倒车制动，且前进制动时制动器工作负荷也远大于倒车制动，故后蹄3的摩擦片面积做得较大。 图D-ZD-11双向自增力式制动器示意图 1. 前制动蹄 2.顶杆 3.后制动蹄 4.轮缸 5.支撑销 图D-ZD-12双向自增力式制动器实物 右图所示的制动器即属于双向自增力式制动器。不制动时，两制动蹄和的上端在回位弹簧的作用下浮支在支承销上，两制动蹄的下端在拉簧的作用下浮支在浮动的顶杆两端的凹槽中。汽车前进制动时，制动轮缸(图中未画出)的两活塞向两端顶出，使前后制动蹄离开支承销并压紧到制动鼓上，于是旋转着的制动鼓与两制动蹄之间产生摩擦作用。由于顶杆是浮动的，前后制动蹄及顶杆沿制动鼓的旋转方向转过一个角度，直到后制动蹄的上端再次压到支承销上。此时制动轮缸促动力进一步增大。由于从蹄受顶杆的促动力大于轮缸的促动力，从蹄上端不会离开支承销。汽车倒车制动时，制动器的工作情况与上述相反。 8凸轮式制动器 目前，所有国产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。 图D
