第二十四章汽车制动系.ppt

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1、1 行车制动装置 : 脚制动系 驻车制动装置 ： 手制动系 辅助制动装置 ： 一、制动系的功用 二、制动系的类型 1、按功用分类 在紧急情况下，两套制动系统可同时使用，以增加汽车的 制动效果。 2 2、按动力来源制动系统可分为 3.按传能介质不同 机械式 液压式 气压式 电磁式 组合式 4.按传动机构单回路、双回路、多回路 3 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 旋转元件之间的相互摩擦 来阻止车轮的转动

2、或转动 的趋势。 三、制动系的工作原理 4 5 五、制动系的基本组成 1、供能装置： 2、控制装置： 3、传能装置： 4、制动器 人体 踏板 主缸、轮缸 6 对制动系的要求: 1、良好的制动性能： 在水平干燥的混凝土路上以30公里/小时的初速度从完全制动到停 车时，制动距离应保证；轻型货车及轿车不大于7米；中型货车不大 于8米；重型货车不大于12米。停车制动的坡度：轻型汽车不小于25% ，中型汽车不小于20%。 2、操纵轻便： 要求施于踏板上的力不大于200-300牛；紧急制动时，不超过700 牛。施于手制动杆的力不大于250-350牛。 3、制动稳定性好 汽车的前、后轴制动力分配合理，左右轮

3、上制动力矩基本相等， 制动时不跑偏和侧滑。制动时，制动力应逐渐迅速增加；解除时，制 动作用应迅速消失。 4、制动可靠性好 制动系各零部件工作可靠，采用双回路系统。制动系统应设有必 要的安全设备和报警装置。 5、制动器散热好 6、避免自行制动 7、对挂车的制动系要求：要求挂车的制动作用略早于主车，挂车自行脱 挂时能自动进行应急制动。 7 制动鼓 制动底板 制动轮缸 调整凸轮 . 偏心支承销 有鼓式制动器和和盘式制动器两大类。 8 鼓式制动器结构 9 领从蹄式制动器 结构特点： 两蹄上端共用一个 双活塞分泵，下端分别 用偏心销轴支撑。 领 蹄 从 蹄 从蹄： 促动力使制动蹄张开时的旋转方向与制动鼓

4、的旋转方 向相反的制动蹄。 领蹄： 促动力使制动蹄 张开时的旋转方向与 制动鼓的旋转方向相 同的制动蹄。 领从蹄式制动器： 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。 10 等促动力制动器： 凡两蹄所受促动力相等的领从蹄式制动器都称为等促 动力制动器。 增势及减势原理： 左端蹄在促动力Fs 作用下，压向制动毂，产 生摩擦力FT1，FT1和Fs所 造成的绕支点的力矩方向 相同，FT1使制动蹄进一 步向制动毂压紧，制动力 增大，这表明领蹄具有“ 增势”作用，该蹄称为“增 势蹄”。与此相反，FT2 则右端蹄有放松制动鼓， 使制动力减小，故从蹄具 有“减势”作用，该蹄称为 “减势蹄

5、” 11 工作特点： 两蹄对鼓的压紧力， 领蹄大于从蹄。 领蹄与从蹄使用 寿命不同。 非平衡式制动器： 凡制动鼓所受 来自两蹄的法向力 不能互相平衡的制 动器，均属于非平 衡制动器。 制动器间隙的调整： 局部调整：转动调整凸轮或制动轮缸上的调整螺母 全面调整：凸轮或调整螺母+偏心销轴。 12 双领蹄式和双向双领蹄式制动器 定义： 在制动鼓正向旋转时，两蹄均为领蹄的制动器。 结构特点： 两制动蹄各用一个单活塞 轮缸促动。 两套制动蹄、轮缸、支承 销和调整凸轮等是中心对称布 置的。 工作特点： 前进制动时，两蹄都是领 蹄，倒车制动时，两蹄都变成 从蹄。 双领蹄式制动器 13 定义： 制动鼓正反方向

6、旋转两蹄均为领蹄的制动器。 结构特点： 采用双活塞式制动轮缸。 两制动蹄两端都采用浮式 支承，且支点的周向位置也是 浮动的。 制动底板上所有固定元件 既按轴对称，又按中心对称布 置。 双向双领蹄式制动器 14 单向和双向自增力式制动器 单向自动增力式制动器 结构特点： 两蹄下端分别浮支在顶 杆两端。 制动蹄只在上方有一支 承销。 只有一个单活塞轮缸。 工作特点： 第一蹄由轮缸促动，第二 蹄是由顶杆促动。 前进制动时，第二蹄制动 力矩大于第一蹄制动力矩。 倒车制动时，第一蹄制动 力矩小，第二蹄无制动力矩。 15 双向自增力式制动器 结构特点： 两蹄下端分别浮支在顶 杆两端。 制动蹄只在上方有一支

7、 承销。 采用双活塞轮缸。 工作特点： 前进制动时，后制动蹄制动 力矩大于前制动蹄制动力矩。 倒车制动时，前制动蹄制动 力矩大于后制动蹄制动力矩。 16 （4）各种轮缸式制动器相比较 1)各种轮缸式制动器各有利弊，就制动效能而言，在基 本结构参数相同的条件下，自增力式制动器对摩擦助势的效 果利用最为充分，产生的制动力矩最大，依次是双领蹄式、 领从蹄式、双从蹄式制动器。 2）自增力式制动器的构造较复杂，两制动蹄对制动鼓的 法向力和摩擦力是不相等的，属于非平衡式制动器；在制动 过程中，自增力式制动器的制动力矩增长急促，制动平顺性 差。此外，由于是靠摩擦增力，对摩擦系数的依赖性很大， 一旦制动器沾水

8、、沾油后制动效能明显下降，制动性能不稳 定。双向自增力式制动器多用于轿车后轮，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的要求不高。 17 3）领从蹄式制动器虽然制动效能较低，但有结构简单 ，制造成本低、制动效能受摩擦系数的影响相对较小、制 动较平顺等优点，目前使用仍较广泛。 4）双领蹄式制动器的制动效能、制动稳定性及平顺性 都介于两者之间，其特有优点是具有两个对称的轮缸，最 宜布置双回路制动系统。 5）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 18 2、凸轮式制动器 一

9、般用于气压制动系。其结构见下图。 19 20 21 3、楔式制动器 可以用于机械式、液压式、气压式制动系其结构见下图。 柱塞 制动底板 轮缸活塞 制动楔 制动楔复位弹簧 22 分类： 钳盘式制动器 a、定钳盘式制动器 b、浮钳盘式制动器 全盘式制动器 二、盘式制动器 1、钳盘式制动器 23 1）定钳盘式制动器 24 25 定钳盘式制动器结构简图 26 2）浮钳盘式制动器 27 28 （2）全盘式制动器 在重型和超重型汽车上，要求有更大的制动力，为此采 用了全盘式制动器；其固定元件和旋转元件都是圆盘型。 29 （3）盘式制动器与鼓式制动器相比 1）优点： a.一般无摩擦助势作用，因而制动力与行驶

10、方向无关； b.浸水后效能降低较少，而且只须经一两次制动即可恢复正常 ； c.在输出制动力矩相同的情况下，尺寸和质量一般较小； d.较容易实现间隙自动调整； e.散热良好、热稳定性好。 2）缺点： a.效能较低，故用于液压制动系统时所需制动促动管路压力较 高，一般要用伺服装置。 b.兼用于驻车制动时，需要加装的驻车制动传动装置较鼓式制 动器复杂，因此在后轮上的应用受到限制 30 操纵杆 手柄弹簧 齿板 棘爪 摇臂 传动杆 凸轮拉臂 凸轮 调整杆 调整螺栓调整螺套 弹簧 调整螺母 31 3、复合制动器 32 鼓式驻车制动器 一汽奥迪100轿车后轮制动器 驻车制动杠杆 平头销 驻车制动推杆 33

11、34 4、中央制动器 中央制动器多采用蹄鼓式制动器，它可采用高制动效 能的自动增力式制动器，其外廓尺寸小，易调整，防泥沙 性能好，停车后没有制动热负荷的影响，故应用较广。 35 36 后轮制动器 前轮制动器 油 管 前制动轮缸 后制动轮缸 制动主缸 1、单回路液压制动管路 人力液压制动系统基本组成和回路 37 优点：当其中一套管路损坏时，另一套仍可以正常工作， 保证汽车制动系的工作可靠性。 当一套管路失效时，另一套管路仍 能保持一定的制动效能。制动效能低于 正常时的50。其缺点是当一套管路失 效时，前后桥制动力分配的比值被破坏 。这种布置多用于发动机前置，后轮驱 动汽车。 制动主缸 38 一套

12、管路失效时，另一套管路使对角制 动器保持一定的制动效能，为正常时的50 。且前后轴制动力分配比值保持不变，有利 于提高制动稳定性。这种布置形式多用于发 动机前置，前轮驱动的轿车上。 制动主缸 39 1、结构 串联双腔制动主缸 40 补偿孔 旁通孔 后腔储油室 前腔储油室 推杆 缸体 后腔活塞 前腔活塞主皮碗主皮碗 皮碗 限位套 回位弹簧 膜片 贮油室盖 41 2、工作情况 （1）不工作时 补偿孔与旁通孔均 保持开放，推杆与活塞 之间有一间隙。 （2）踏下踏板时 后腔活塞前移主皮碗盖遮住旁通孔，后腔封闭，液压建立 油液被压入前制动轮缸 迫使第二活塞前移主皮碗盖遮住旁通孔，前腔封闭， 液压建立，向

13、后制动轮缸输液。 （3）撤除踏板力后 制动踏板机构、主缸前后腔活塞和轮缸活塞，在各自的 复位弹簧作用下复位，管路中的制动液借其压力推开回油阀 门流回主缸。于是解除制动。 42 （4）迅速放下踏板时 由于油液的粘性和管路阻力，油液不能及时流回主缸并 填充因活塞右移而让出的空间，因而在旁通孔开启之前，进 油腔的油液便从密封皮碗与缸壁之间的间隙流入各自的压油 腔。同时，贮油室油液经补偿孔进入进油腔，这样在活塞回 位过程中避免空气侵入主缸。 （5）当有一管路损坏时 若与前腔连接的制动管路损坏漏油时，则在踩下制动踏板 时只有后腔中能建立液压，前腔中无压力。此时在液压差作用 下，前腔活塞迅速前移到前缸活塞

14、前端顶到主缸缸体上。此后 ，后腔工作腔中液压方能升高到制动所需的值。 若与后腔连接的制动管路损坏漏油时，则在踩下制动踏板 时，起先只是后腔（第一）活塞前移，而不能推动前腔（第二 ）活塞，因后缸工作腔中不能建立液压。但在后缸活塞直接顶 触前缸活塞时，前缸活塞前移，使前缸工作腔建立必要的液压 而制动。 43 3、双活塞制动轮缸 进油孔 顶块 防护罩 支承盖 活塞 皮圈 缸体 调整轮 放气螺钉 调整轮锁片 44 4、单活塞制动轮缸 橡胶护罩 进油管接头 放气阀 调整螺钉 防护罩 活塞 缸体 皮碗 45 四、真空助力器 橡胶阀门 膜片座 控制阀 柱塞 后壳体 前壳体 膜片 反作用盘 主缸推杆 膜片回位

15、弹簧 密封套 导向螺栓 控制阀 大气阀座 过滤环 控制阀推杆 调整叉 真空管 外界 空气 踏板 压力 46 47 真空助力器工作过程图 48 五、真空增压器 真空增压器利用真空能对制动主缸输出的油液进行增压 。其控制装置是用制动踏板机构通过主缸输出的液压操纵的 。真空增压器用于间接操纵式伺服制动系统中。 49 50 51 52 24.4 气压制动系 原理： 鼓式制动器结构以发动机的动力驱动空气压缩机 作为制动器制动的唯一能源，而驾驶员的体力仅作为控制能源 的制动系统称之为气压制动系统。一般装载质量在8000kg以上 的载货汽车和大客车都使用这种制动装置。 一、气压制动回路 由发动机驱动的空气压

16、缩机（以下简称空压机）1将压缩空 气经单向阀4首先输入湿储气罐6，压缩空气在湿储气罐内冷却 并进行油水分离之后，分成两个回路：一个回路经储气罐14、 双腔制动阀3的后腔通向前制动气室2，另一个回路经储气罐17 、双腔制动阀3的前腔和快放阀13通向后制动气室10。当其中 一个回路发生故障失效时，另一个回路仍能继续工作，以维持 汽车具有一定的制动能力，从而提高了汽车行驶的安全性。 53 1.空气压缩机 2.前制动气室 3.双腔制动阀 4.储气罐单向阀 5.放水阀 6.湿储气罐 7.安全阀 8.梭阀 9.挂车制动阀 10.后制动气室 11.挂车分离开关 12.接头 13.快放 阀 14.主储气罐（供

17、前制动器） 15.低压报警器 16.取气阀 17.主储气罐（供后制动 器） 18.双针气压表 19.调压器 20.气喇叭开关 21.气喇叭 气压制动回路 54 气压制动回路动画演示 55 二、空气压缩机及调压阀 1、空压机 （1）功用：产生制动所用的压缩空气； （2）种类：单缸式和双缸式； （3）结构：活塞式。 2、调压阀 功用：调节供气管路中压缩空气的压力，使之保持在规定的压 力范围内。 三、双回路压力保护阀 功用：双回路制动系中，空气压缩机产生的压缩空气经双回路 保护阀分别向各回路的储气筒充气，当一条回路损坏时漏气时 ，压力保护阀能保证另一条完好的管路继续充气。 56 57 58 59 6

18、0 四、制动阀 1、功用：用以控制由储气筒进入制动气室的压缩空气量，并 有随动作用。 2、型式： 串列双腔活塞式 并列双腔膜片式 3、CA1091型汽车串 列双腔活塞式制动阀 B2 A2 H A1 B1 C G E F 下腔阀门 下腔大活塞 下腔小活塞 上腔阀门 上腔活 塞弹簧 推杆 平衡弹簧 上腔 活塞 下腔小活塞 回位弹簧 结构 61 工作过程 气制动阀的随 动作用是靠平衡弹 簧来保证的；制动 阀的平衡位置是指 进排气阀均关闭， 且前后制动气室的 气压保证稳定状态 。 每次平衡过程，平 衡弹簧下端面的位 置相同。 62 63 64 五、继动阀与快放阀 对于轴距较长的载货汽车，制动阀距制动气

19、室较远， 如果制动气室的充气与放气都要经过制动阀，则将使 制动的产生与解除过于迟缓，不利于汽车的及时制动 和制动后的及时加速。 为此，不少汽车在制动阀与制 动气室之间装有继动阀与快放阀，使制动气室内的气 压更快地建立与撤除 1、继动阀：缩短由储气筒到制动气室充气路程。 2、快放阀：解除制动时，可直接将制动气室的压 缩空气排入大气。 65 66 67 六、双通单向阀 在两管路对同一装置供气的情况下，为防止两管路气压不等 ，互相充气而影响用气装置的工作，常采用双通单向阀。 七、制动气室 1、功用：将输入的气压转换成机械能再输出，使制动器产生 制动作用。 2、分类： 单制动气室：活塞式、膜片式。 复

20、合制动气式：多用活塞式。 68 69 70 71 72 轿 车 后 轮 驻 车 制 动 系 示 意 图 73 24、4 辅助制动系 原因：汽车在坡度较大的道路上长距离下坡行驶时，需要不断 进行制动，以使车速不至过高。但频繁地使用行车制动，不仅 会使制动器的摩擦片过度磨损，还会使制动器发生热衰退，出 现刹车失灵的情况。若采用辅助制动系统，则能避免这种情况 的发生。 辅助制动系统能够降低车速或保持车速稳定，但不能将车 辆紧急制停。 一、辅助制动有以下几种： 排气制动、液力减速、电力减速、空气动力减速等，其中最常 用的是排气制动。 74 喷油泵 停油控制气缸 加速 踏板 排气管 碟形阀 碟阀工作气缸

21、 踏钮开关阀 储气罐 二、排气制动应用 矿山或山区公路上行驶的汽车； 在行车密度很高，交通情况复杂的城市街道上行驶的汽车； 在冰雪泥泞等滑溜路面上行驶的越野车； 在高速公路上行驶的汽车。 三、排气制动原理图 75 76 24.5 制动力调节装置 原因： 既要使汽车得到最大的制动力,又要保持行驶方向的稳 定性,必须使汽车前后轮制动到同步滑移.而车轮的最大制动 力与垂直载荷成正比,而在实际使用中垂直载荷是不断变化 的.在一些汽车上采用各种压力调节装置,来调节前后制动器 的输入压力,改变前后轮制动力分配,从而获得最高的制动性 能. 常用种类: 限压阀 比例阀 感载阀 惯性阀 了解四个阀 的作用即可

22、77 一、限压阀 功用：当前、后制动管路压力P1和P2由0同步增长到一定值后 ，即自动将P2限制在该值不变，以防止后轮抱死。 三、感载阀 功用：随汽车实际装载质量而改变满载和空载下的理想油压分 配及特性曲线。 二、比例阀 功用：当油压达到一定的值后，让输出与输入的油压按一定比 例增加，使实际油压分配曲线更接近理想曲线。 四、惯性阀 功用：用于调节液压系统的制动力。 78 79 80 81 82 83 84 24.6 防抱死系统与驱动防滑系统 一、制动防抱死系统（ABS） 1、 ABS概述 在汽车制动时，如果车轮抱死滑移，车轮与路面间的侧向 附着力将完全消失。如果只是前轮(转向轮)制动到抱死滑移

23、而 后轮还在滚动，汽车将失去转向能力。如果只是后轮制动到抱 死滑移而前轮还在滚动，即使受到不大的侧向干扰力，汽车也 将产生侧滑(甩尾)现象。这些都极易造成严重的交通事故。 因此，汽车在制动时不希望车轮制动到抱死滑移，而是希 望车轮制动到边滚边滑的状态。由试验得知，汽车车轮的滑动 率在1520时，轮胎与路面间有最大的附着系数。所以为 了充分发挥轮胎与路面间的这种潜在的附着能力，目前在某些 高级轿车、大客车和重型货车上装备了防抱死制动系统 (Antilock Brake System)，简称ABS。 85 2、ABS的优点 （1）增加了汽车制动时的稳定性。 汽车在制动时，如果前轮先抱死，驾驶员将无

24、法控 制汽车的行驶方向，这是非常危险的；倘若后轮先抱死 ，则会出现侧滑、甩尾，甚至使汽车整个调头等严重事 故。ABS系统可以防止车轮制动时被完全抱死，提高了汽 车行驶的稳定性。 （2）能缩短制动距离。 这是因为在同样紧急制动的情况下，ABS系统可以将 滑移率控制在20左右，从而可获得最大的纵向制动力 。需要说明的是，当汽车在积雪路面上制动时，若车轮 抱死，则车轮前的楔状积雪可阻止汽车的前进。在此条 件下，装有ABS系统的汽车，其制动距离可能更长。 86 3、 ABS的分类 按照控制通道数目的不同，ABS系统分为四通道、三通道 、双通道和单通道四种形式，而其布置形式却多种多样。 （4） 使用方便

25、，工作可靠。 ABS系统的使用与普通制动系统的使用几乎没有区别，制动 时只要把脚踏在制动踏板上，ABS系统就会根据情况自动进入工 作状态，如遇雨雪路滑，驾驶员也没有必要用一连串的点刹车 方式进行制动，ABS系统会使制动状态保持在最佳点。 （3）改善了轮胎的磨损状况。 事实上，车轮抱死会加剧轮胎磨损，而且轮胎胎面磨耗 不均匀，使轮胎磨损消耗增大。 87 四通道ABS 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ABS也有两种布置形式，见下图。为了对四个车轮 的制动压力进行独立控制，在每个车轮上各安装一个转速传 感器，并在通往各制动轮缸的制动管路中各设置一个制动压 力调节分装

26、置(通道)。由于四通道ABS可以最大程度地利用每 个车轮的附着力进行制动，因此汽车的制动效能最好。但在 附着系数分离(两侧车轮的附着系数不相等)的路面上制动时 ，由于同一轴上的制动力不相等，使得汽车产生较大的偏转 力矩而产生制动跑偏。因此，ABS通常不对四个车轮进行独立 的制动压力调节 。 88 (2) 三通道ABS 四轮ABS大多为三通道系统，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 ，其布置形式见下图。所示的按对角布置的双管路制动系统中， 虽然在通往四个制动轮缸的制动管路中各设置一个制动压力调节 分装置，但两个后制动压力调节分装置却是由电子控制

27、装置一同 控制的，实际上仍是三通道ABS。由于三通道ABS对两后轮进行一 同控制，对于后轮驱动的汽车可以在变速器或主减速器中只设置 一个转速传感器来检测两后轮的平均转速。 89 (3) 双通道ABS 下图所示的双通道ABS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。 由于双通道ABS难以在方向稳定性、转向操纵能力和制动 距离等方面得到兼顾，因此目前很少被采用。 90 (4) 单通道ABS 所有单通道ABS都是在前后布置的双管路制动系统的后制 动管路中设置一个制动压力调节装置，对于后轮驱动的汽车 只需在传动系中安装一个转速传感器

28、，见下图。由于前制动 轮缸的制动压力未被控制，前轮仍然可能发生制动抱死，所 以汽车制动时的转向操作能力得不到保障。但由于单通道ABS 能够显著地提高汽车制动时的方向稳定性，又具有结构简单 、成本低的优点，因此在轻型货车上得到广泛应用。 91 1.前轮速度传感器 2.制动压力调节装置 3.ABS电控单元 4.ABS警告灯 5.后轮速度传感器 6.停车灯开关 7.制动主 缸 8.比例分配阀 9.制动轮缸 10.蓄电池 11.点火开关 4、ABS系统的结 构与工作原理 （1）ABS系统的结构 由传感器、电控单元和 执行器三部分组成。 92 （2）ABS系统的工作原理 常规制动（升压）过程 轮缸 柱塞

29、 电控 单元 电 动 机 液压泵 主缸 线圈 电磁阀 轮速传感器 轮缸减压过程 93 轮缸保压过程轮缸增压过程 94 二、驱动防滑系统（ASR） 1、作用： 防止汽车在起步、加速，特别是在非对称路面或转弯时产 生驱动轮滑转，以提高汽车在驱动过程中的方向稳定性、转向 控制能力和加速性能。 2、优点： （1） 汽车起步、行驶中驱动轮可提供最佳驱动力； （2） 能保持汽车的方向稳定性和前轮驱动汽车的转向控制能 力； （3） 减少了轮胎的磨损与发动机的油耗。 3、驱动防滑系统的控制方式 （1）对发动机输出转矩进行控制 （2）对驱动轮进行控制 （3）对可变差速器进行控制 95 1、叙述简单非平衡式制动器

30、的结构及增势和减 势原理。 2、说出蹄式制动器的结构及调整，制动器间隙 过大或过小的危害是什么？ 3、叙述气压制动系统中串联双腔制动控制阀的 结构和工作过程？ 4、叙述串联双腔制动主缸的结构及工作原理。 5、叙述真空助力器和真空增压器的结构及工作 原理。 96 小 结 制动器原理就是利用旋转件与 固定件的摩擦产生摩擦力矩 制动蹄 制动鼓 促动装置 制动盘 制动钳 鼓式制动器 盘式制动器 理解领蹄 和从蹄的 含义 97 广泛用于驻车制动系 用于行车制动系 机械式 液压式 真空助力器 制动主缸 制动轮缸 人力制动系 伺服制动系 理解排气辅助制动系的工作原理 98 气压制动系 控制阀 原理、制动回路与 液压制动系的区别 串列双腔控制阀 结构 作用 ABS ASR 优点、分类、工作情况 优点和分类 99