制动系统 7-制动力调节装置

1、第第5 5节节 制动力调节装置制动力调节装置5.1 5.1 概述概述制动蹄对制动鼓产生摩擦力矩制动蹄对制动鼓产生摩擦力矩M；磨擦力矩使车轮对路面产生向前磨擦力矩使车轮对路面产生向前的力的力F，同时路面给车轮一个向，同时路面给车轮一个向后的力后的力FB。FBFG制动力制动力FB必须满足：必须满足：F 车轮与地面的附着力车轮与地面的附着力 G汽车对路面的垂直载荷汽车对路面的垂直载荷轮胎与路面的附着系数轮胎与路面的附着系数当最大制动力当最大制动力FB超过附着力超过附着力F时，时，车轮就完全停止旋转（抱死），车轮就完全停止旋转（抱死），作纯滑移。作纯滑移。5.1 5.1 概述概述o获得良好的制动稳定性

2、获得良好的制动稳定性 避免前轮或后轮单独抱死滑移。避免前轮或后轮单独抱死滑移。o获得最大的制动效能获得最大的制动效能 前后制动轮的制动力都要接近最大值。前后制动轮的制动力都要接近最大值。车轮抱死后果：车轮抱死后果：q汽车前轮单独抱死滑移，将使汽车失去操纵不能转向；汽车前轮单独抱死滑移，将使汽车失去操纵不能转向；q汽车后轮单独抱死滑移，将使汽车失去稳定，发生甩尾现象。汽车后轮单独抱死滑移，将使汽车失去稳定，发生甩尾现象。 汽车前后车轮能够制动到同步滑移。汽车前后车轮能够制动到同步滑移。5.1 5.1 概述概述前后轮同步滑移的条件：前后轮同步滑移的条件：前后制动力之比等于前后车轮对路面的垂前后制动

3、力之比等于前后车轮对路面的垂直载荷之比。直载荷之比。212121GGGGFFBBFB1前轮制动力；前轮制动力；FB2后轮制动力；后轮制动力；G1前轮对路面的垂直载荷；前轮对路面的垂直载荷；G2后轮对路面的垂直载荷；后轮对路面的垂直载荷； 轮胎与路面的附着系数。轮胎与路面的附着系数。5.1 5.1 概述概述行车制动时，由于汽车惯性力的作用，前轮载荷增加，后轮载荷减少。行车制动时，由于汽车惯性力的作用，前轮载荷增加，后轮载荷减少。前后轮载荷之比发生变化，同步滑移条件亦发生变化。前后轮载荷之比发生变化，同步滑移条件亦发生变化。理想的前后轮促动管路压力分配特性理想的前后轮促动管路压力分配特性理想的制动

4、力矩变化：理想的制动力矩变化：汽车前后轮制动力矩的比值应该随汽车前后轮制动力矩的比值应该随车轮载荷变化。车轮载荷变化。 在确定制动器形式的条件下，汽车在确定制动器形式的条件下，汽车制动力矩的大小取决于制动管路的制动力矩的大小取决于制动管路的压力。压力。理想的前后促动管路压力分理想的前后促动管路压力分配曲线随汽车质量、重心高配曲线随汽车质量、重心高度不同而不同度不同而不同, 应尽量避免在应尽量避免在制动时后轮先抱死滑移。制动时后轮先抱死滑移。5.1 5.1 概述概述促动管路压力调节装置促动管路压力调节装置:让实际让实际的促动管路压力分配曲线更接的促动管路压力分配曲线更接近理想曲线。近理想曲线。5

5、.2 5.2 限压阀和比例阀限压阀和比例阀限压阀：限压阀：串联在后促动管路中，在后促动管路增加到一定的压力后，串联在后促动管路中，在后促动管路增加到一定的压力后，自动限制促动管路压力不再升高，避免后轮抱死。自动限制促动管路压力不再升高，避免后轮抱死。汽车满载情况下：汽车满载情况下：当当P1=P2=Ps时，前后轮同步抱死；时，前后轮同步抱死；P1P2时，总是前轮先抱死。时，总是前轮先抱死。5.2 5.2 限压阀和比例阀限压阀和比例阀比例阀：采用承压面积不等的异径比例阀：采用承压面积不等的异径T T形结构，形结构，串联在制动回路的后促动串联在制动回路的后促动管路中，当前后促动管路的压力管路中，当前

6、后促动管路的压力P1与与P2同步增长到一定值同步增长到一定值Ps后，对后，对p2的增长加以限制，减小其增量。的增长加以限制，减小其增量。 适合应用在理想促动力分配曲线中段的斜率较大的汽车，以便提高后轮附着适合应用在理想促动力分配曲线中段的斜率较大的汽车，以便提高后轮附着利用率，获得更大的后轮制动力。利用率，获得更大的后轮制动力。5.3 5.3 感载阀感载阀 感载阀在汽车不同载荷情况下，前后管路的压力重新分配的转折点感载阀在汽车不同载荷情况下，前后管路的压力重新分配的转折点不断变化，能更好适应汽车在不同装载情况下对管路压力分配的要不断变化，能更好适应汽车在不同装载情况下对管路压力分配的要求。求。

7、5.3 5.3 感载阀感载阀作用在活塞上的轴向力是可变的。感载弹簧一端与阀体上杠杆相连，一端钩在后作用在活塞上的轴向力是可变的。感载弹簧一端与阀体上杠杆相连，一端钩在后轴上。当汽车装载量增加时，后悬架载荷增加，后轮向车身靠近，活塞上推力增轴上。当汽车装载量增加时，后悬架载荷增加，后轮向车身靠近，活塞上推力增大，阀门开度减小或关闭。反之相反。大，阀门开度减小或关闭。反之相反。1.1.感载比例阀感载比例阀车身车身比例阀比例阀后悬架后悬架控制臂控制臂旋塞旋塞阀体阀体调节螺钉调节螺钉导向杆导向杆感载感载弹簧弹簧摆臂摆臂活塞活塞球阀球阀比例阀比例阀弹簧弹簧顶杆顶杆5.2 5.2 感载阀感载阀2.2.感载

8、限压阀感载限压阀阀盖阀盖阀体阀体阀门阀门预紧预紧弹簧弹簧作用杆作用杆活塞活塞推杆推杆作用在阀门作用在阀门3 3上的预紧力大小随推杆上的预紧力大小随推杆7 7的行程变化，推杆的行程变化，推杆7 7连接在车架上，其行连接在车架上，其行程随汽车载荷的变化而变化，载荷小预紧力大，限压阀起作用的油压也低。程随汽车载荷的变化而变化，载荷小预紧力大，限压阀起作用的油压也低。感载阀预紧弹簧感载阀预紧弹簧4 4的控制信号，一般来自于后悬架的变形量。的控制信号，一般来自于后悬架的变形量。5.3 5.3 惯性阀惯性阀1.1.惯性限压阀惯性限压阀阀阀体体惯性球惯性球阀阀门门阀阀阀阀盖盖PS不仅与汽车总质量（或实际装载

9、质量）有关，并且与汽车制动减不仅与汽车总质量（或实际装载质量）有关，并且与汽车制动减速度有关速度有关.当制动压力当制动压力P1P1增高到增高到PsPs后，汽车减速度足够大，惯性球向前的惯性力克服后，汽车减速度足够大，惯性球向前的惯性力克服球的重力沿斜面向下分力，沿斜面上滚，阀门弹簧可推动阀门向前靠近阀球的重力沿斜面向下分力，沿斜面上滚，阀门弹簧可推动阀门向前靠近阀座，关闭液流通道，座，关闭液流通道，P1P1增加，增加，P2=PsP2=Ps。5.3 5.3 惯性阀惯性阀2.2.惯性比例阀惯性比例阀惯性球惯性球阀体阀体T T形活塞形活塞阀针阀针阀座阀座托盘托盘汽车制动时，若减速度不大，惯性球汽车制

10、动时，若减速度不大，惯性球6 6在重力作用下滚向下方，由托盘托住，在重力作用下滚向下方，由托盘托住，后轮的进油道是通的；减速度增大到某一值后，惯性力使球往前滚，将通向后后轮的进油道是通的；减速度增大到某一值后，惯性力使球往前滚，将通向后轮的油道堵死，丢后轮限压。减速度进一步加大，由于轮的油道堵死，丢后轮限压。减速度进一步加大，由于T T形活塞，后轮管路油形活塞，后轮管路油压增长小于前轮的。压增长小于前轮的。5.4 5.4 制动防抱死系统（制动防抱死系统（ABSABS）滑动率：滑动率：滑动成分在车轮纵滑动成分在车轮纵向运动中所占的比例。向运动中所占的比例。z：纵向附着系数，车轮纵纵向附着系数，车

11、轮纵向力与法向载荷之比；向力与法向载荷之比；c：侧向附着系数，车轮侧侧向附着系数，车轮侧向力与法向载荷之比。向力与法向载荷之比。制动时理想的滑动率在制动时理想的滑动率在10%到到30%之间，此时轮胎与路之间，此时轮胎与路面之间有最大的纵向附着系面之间有最大的纵向附着系数和较大的侧向附着系数。数和较大的侧向附着系数。1.ABS1.ABS作用作用5.4 5.4 制动防抱死系统制动防抱死系统2.ABS2.ABS的基本组成和工作原理的基本组成和工作原理基本组成：基本组成：轮速传轮速传感器感器制动压制动压力调节力调节器器 电子控电子控制器制器（ECU） 通过检测和控制车轮的滑移率，以获得最大的制动力与汽

12、车侧向稳定性。通过检测和控制车轮的滑移率，以获得最大的制动力与汽车侧向稳定性。5.4 5.4 制动防抱死系统制动防抱死系统3.ABS3.ABS的分类及其布置形式的分类及其布置形式1）按汽车制动系统分类）按汽车制动系统分类（1）液压制动系统）液压制动系统ABS；（2）气压制动系统）气压制动系统ABS；（3）气顶液制动系统）气顶液制动系统ABS。2）按）按ABS中控制管路中控制管路(通道通道)数目分类：数目分类：（1）四通道）四通道ABS （2）三通道）三通道ABS （3）双通道）双通道ABS （4）单通道）单通道ABS5.4 5.4 制动防抱死系统制动防抱死系统3.ABS3.ABS的分类及其布置

13、形式的分类及其布置形式1) 1) 四通道四通道ABSABS可以最大程度利用每个车轮的附着力进行制动，制动效能最好。但在附着系可以最大程度利用每个车轮的附着力进行制动，制动效能最好。但在附着系数分离（两侧车轮的附着系数不同）的路面，由于同一轴上的制动力不等，数分离（两侧车轮的附着系数不同）的路面，由于同一轴上的制动力不等，汽车产生较大的偏转力矩而产生制动跑偏，不常用。汽车产生较大的偏转力矩而产生制动跑偏，不常用。5.4 5.4 制动防抱死系统制动防抱死系统3.ABS3.ABS的分类及其布置形式的分类及其布置形式2) 2) 三通道三通道ABSABS对两前轮的制动压力进行单独控制，对两后轮的制动压力

14、按低选原则一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。汽车在紧急制动时，会导致前轮附着力比后轮附着力大很多。同控制。汽车在紧急制动时，会导致前轮附着力比后轮附着力大很多。对前轮进行单独控制，可充分利用两前轮的附着力对汽车进行制动。此对前轮进行单独控制，可充分利用两前轮的附着力对汽车进行制动。此时的制动力不平衡对汽车行驶的方向稳定性影响很小，而且可通过转向时的制动力不平衡对汽车行驶的方向稳定性影响很小，而且可通过转向操纵对此不利影响修正。操纵对此不利影响修正。5.4 5.4 制动防抱死系统制动防抱死系统3.ABS3.ABS的分类及其布置形式的分类及其布置形式3) 3)

15、 双通道双通道ABSABS比例阀比例阀左图制动管路对角布置，两前轮独立控制，前管路压力通过比例阀按一左图制动管路对角布置，两前轮独立控制，前管路压力通过比例阀按一定比例减压后传给对角后轮；右图是在前后制动管路中各设置一个制动定比例减压后传给对角后轮；右图是在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；压力调节分装置分别对两前轮和两后轮进行一同控制；双通道双通道ABS系统难以在方向稳定性、转向操纵能力和制动距离等方面得系统难以在方向稳定性、转向操纵能力和制动距离等方面得到兼顾，因而很少被采用。到兼顾，因而很少被采用。5.4 5.4 制动防抱死系统制动防抱死系统3.

16、ABS3.ABS的分类及其布置形式的分类及其布置形式4) 4) 单通道单通道ABSABS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器，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器，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。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。不能保障转向操纵能力，但能提高汽车制动时的方向稳定性，且结构简不能保障转向操纵能力，但能提高汽车制动时的方向稳定性，且结构简单、成本低。因此在轻型货车上使用广泛。单、成本低。因此在轻型货车上使用广泛。5.4 5.4 制动防抱死系统制动防抱死系统4.ABS4.ABS部件结构及工作原

17、理部件结构及工作原理1)1)车轮转速传感器（简称轮速传感器）车轮转速传感器（简称轮速传感器）一般为电磁感应式轮速传感器。它可以安装在车轮上，也可以安装在主减速器一般为电磁感应式轮速传感器。它可以安装在车轮上，也可以安装在主减速器或变速器中。或变速器中。5.4 5.4 制动防抱死系统制动防抱死系统4.ABS4.ABS部件结构及工作原理部件结构及工作原理1)1)车轮转速传感器（简称轮速传感器）车轮转速传感器（简称轮速传感器）轮速传感器由永久磁铁、轮速传感器由永久磁铁、磁极、线圈和齿圈组成。磁极、线圈和齿圈组成。齿圈在磁场中旋转时，齿齿圈在磁场中旋转时，齿圈齿顶和电极之间的间隙圈齿顶和电极之间的间隙

18、以一定的速度变化，使磁以一定的速度变化，使磁路中的磁阻发生变化，磁路中的磁阻发生变化，磁通量周期地增减，在线圈通量周期地增减，在线圈的两端产生正比于磁通量的两端产生正比于磁通量增减速度的感应电压，该增减速度的感应电压，该交流电压信号输送给电子交流电压信号输送给电子控制器。控制器。5.4 5.4 制动防抱死系统制动防抱死系统4.ABS4.ABS部件结构及工作原理部件结构及工作原理2)2)电控单元电控单元ECU是是ABS的控的控制中枢，接收来制中枢，接收来自轮速传感器的自轮速传感器的感应电压信号，感应电压信号，计算出车轮速度，计算出车轮速度，并与参考车速进并与参考车速进行比较，得出滑行比较，得出滑

19、动率动率S及加减速度，及加减速度，并将这些信号加并将这些信号加以分析，对制动以分析，对制动压力调节器发出压力调节器发出控制指令。控制指令。5.4 5.4 制动防抱死系统制动防抱死系统4.ABS4.ABS部件结构及工作原理部件结构及工作原理2)2)制动压力调节器制动压力调节器制动压力调节器的制动压力调节器的功用是接收来自功用是接收来自ECUECU的控制指令，的控制指令，控制制动压力的增、控制制动压力的增、减，是减，是ABSABS的执行的执行器器。由电磁阀、由电磁阀、液压泵和电动机等液压泵和电动机等部件组成。部件组成。直接装在汽车制动直接装在汽车制动管路中，通过串联管路中，通过串联在制动主缸和制动在制动主缸和制动轮缸之间的三位三轮缸之间的三位三通电磁阀直接控制通电磁阀直接控制轮缸的压力。轮缸的压力。5.4 5.4 制动防抱死系统制动防抱死系统4.ABS4.ABS部件结构及工作原理部件结构及工作原理2)2)制动压力调节器制动压力调节器常规制动常规制动，ABS不工作，不工