第十五章制动系

第十五章 制动系统BrakingSystem第十五章制动系主要内容及重点主要内容：制动系统的基本原理及类型制动器制动传动机构制动动力学重点：制动器制动动力学第十五章制动系§15.1 制动系的基本原理及类型

BasicPrincipleandCategory一、功用及类型（一）功用

使高速行驶的汽车、拖拉机强制减速并迅速停车；下坡行驶时限制车速；

协助或实现转向；使汽车、拖拉机可靠地停放原地，在坡道上停车，防止其在斜坡上滑溜。第十五章制动系（二）类型按功用分：行车制动系统驻车制动系统辅助制动系统按制动能源分：人力制动系统动力制动系统伺服制动系统第十五章制动系类型（续）按传动机构的类型分：机械式液压式气压式按制动回路数：单回路式双回路式第十五章制动系二、制动系统的基本原理及要求（一）制动系统的工作原理（二）对制动系统的要求第十五章制动系（一）制动系统的基本组成制动踏板制动主缸制动油管制动鼓制动轮缸摩擦片制动蹄支承销回位弹簧第十五章制动系（二）制动系统工作原理车辆前进方向制动力轮对地面的摩擦力轮子旋转方向制动器对轮子的摩擦力矩第十五章制动系工作原理演示第十五章制动系（三）制动系性能要求1、良好的制动性能2、操纵轻便3、制动稳定性好4、制动平顺性好5、制动器散热好最佳制动状态：临界状态ABS,EDB第十五章制动系§15.2 制动器(Brake)一、鼓式制动器组成：旋转部分：制动鼓固定部分：制动底板 制动蹄张开机构：轮缸定位调整：调整凸轮 偏心支承销制动鼓制动底板制动轮缸调整凸轮偏心支承销制动蹄第十五章制动系一、制动器的类型按用途分：行车制动器和驻车制动器；按结构型式分：带式制动器、鼓式制动器和盘式制动器；鼓式制动器按促动装置分：凸轮式、轮缸式和楔式；鼓式制动器按受力特点分：简单非平衡式、平衡式和自行增力式；盘式制动器分：钳盘式和全盘式。第十五章制动系二、鼓式制动器（一）轮缸式1、领从蹄式制动器（简单非平衡制动器）领蹄（增势蹄）从蹄（减势蹄）制动轮缸N1N2F1F2第十五章制动系2、双领蹄式制动器（单向助势平衡式）制动轮缸制动轮缸领蹄领蹄单向助势平衡式制动器第十五章制动系3、双向双领蹄式制动器（双向助势平衡式）制动轮缸制动轮缸制动蹄制动蹄双向助势平衡式制动器第十五章制动系4、双从蹄式制动器制动轮缸制动轮缸从蹄从蹄第十五章制动系5、自增力式制动器单向自增力式制动器顶杆F2F1F2>F1第十五章制动系双向自增力式制动器第十五章制动系（二）凸轮式制动器第十五章制动系凸轮式及楔式制动器第十五章制动系凸轮式制动器工作过程演示第十五章制动系凸轮式制动器1.转向节轴颈2.制动蹄3.回位弹簧4.制动凸轮轴5.制动调整臂6.制动气室7.制动底板8.制动鼓9.蹄片轴10.开口销第十五章制动系制动调整臂图4—9制动调整臂1.弹簧2.防尘罩3.蜗杆轴4.锁止套5.锁紧螺栓6.蜗杆7.外壳制动器间隙的调整方法有局部调整和全面调整两种。局部调整时，利用装在调整臂下部空腔内的蜗杆蜗轮机构（图4—9）来改变凸轮的原始位置。全面调整时，还应同时使用带偏心轴颈的蹄片轴9（图4—8）。

第十五章制动系几种制动器制动效能比较，哪种最好？自增力式制动器>双领蹄式>领从蹄式>双从蹄式第十五章制动系三、盘式制动器结构：制动盘制动钳体一汽奥迪100轿车前轮制动器制动块活塞制动钳导向销第十五章制动系分类：

钳盘式制动器

a、定前盘式制动器

b、浮钳盘式制动器 全盘式制动器应用： 轿车、轻型货车第十五章制动系(一）钳盘式制动器1、定钳盘式制动器（固定式制动钳制动器）结构：活塞制动钳体制动块车桥进油口制动盘缺点：油缸多、结构复杂、制动钳尺寸大油路中的制动液受制动盘加热易汽化。第十五章制动系2、浮钳盘式制动器（浮动式制动钳制动器）结构：车桥导向销进油口活塞制动钳制动块制动盘第十五章制动系浮钳盘式制动器工作演示第十五章制动系盘式制动器特点优点：1、制动效能稳定2、浸水后制动效能降低较少3、尺寸和质量较小4、制动盘沿厚度方向的热膨胀量小缺点： 制动效能低，导致液压制动管路中的油压较高。

第十五章制动系桑塔纳轿车前轮制动器制动盘制动钳第十五章制动系（二）全盘式制动器图4—15全盘式制动器1.斜拉杆2.内拉杆3.调整螺母4.锁紧螺母5.摇臂6.外拉杆7.半轴壳体8.摩擦盘9.回位弹簧10、12.压盘11.钢球]3.差速器壳体轴承座14.半轴第十五章制动系全盘式制动器的工作工程图4—16全盘式制动器的制动过程与自动助力的作用原理2.压盘4.钢球A、C．制动器壳体上的凸肩A1、C1.压盘上的凸耳第十五章制动系§15.3制动传动机构一、机械式传动机构二、气压式传动机构三、液压式传动机构第十五章制动系一、机械式传动机构1.支架2.制动盘3.制动蹄4.调整螺钉5.销6.拉簧7.后制动蹄臂8.定位弹簧9.蹄臂拉杆10.前制动蹄臂11.拉杆臂12.传动拉杆13.棘爪14.齿扇15.驻车制动杆蹄盘式制动器及其传动机构示意图第十五章制动系机械传动的蹄盘式制动器工作过程制动时，将制动杆15上端沿箭头方向扳动，传动拉杆12前移，使拉杆臂1l逆时针方向摆动，推动前制动蹄臂10后移压向制动盘2。同时通过蹄臂拉杆9拉动后制动蹄臂7压缩定位弹簧8，使后制动蹄前移，两制动蹄即夹紧制动盘2，产生制动作用，并由棘爪13将手制动杆锁止在制动位置。解除制动时，按下制动杆上端的拉杆按钮，使下端棘爪13脱出，然后将制动杆扳向最前端位置，前、后两蹄在定位弹簧作用下回位到不制动位置。第十五章制动系二、气压式传动机构图4—18双回路气压制动传动机构空压气调控制阀制动气室第十五章制动系双回路气压制动传动机构图注1.空气压缩机2.卸荷阀3.单向阀4.放水阀5.湿储气筒6.取气阀7.安全阀8.后桥储筒9.气压过低报警开关10.前桥储气筒11.挂车制动控制阀12.分离阀13.连接头14.后轮制动气室15.快放阀16.双通单向阀17.制动灯开关18.制动控制阀19.前轮制动气室20.气压表21.调压阀气压制动回路第十五章制动系双回路气压制动传动机构工作原理当踏下制动踏板时，拉杆带动制动控制阀18使之工作，前、后桥储气筒8、10的压缩空气便通过制动控制阀18的右腔和左腔进入前、后轮制动气室19、14，使前、后轮制动。与此同时，通过前、后制动回路之间并联的双通单向阀16接挂车制动控制阀11，将湿储气筒5与通向挂车的通路切断，使挂车进行放气制动。第十五章制动系（二）双回路气压制动传动机构主要部件及其工作原理图4-19风冷单缸式空气压缩机结构示意图1.活塞2.出气阀3.卸荷柱塞4.柱塞弹簧5.空气滤清器6.进气阀7.缸体8.连杆1．空气压缩机气压制动回路第十五章制动系2．调压器膜片式调压器示意图1.接空气压缩机2.调整螺钉3.调压弹簧4.膜片5.接储气筒气压制动回路第十五章制动系3．制动控制阀图4—21并列双腔膜片式制动控制阀1.两用阀总成2.下壳体3.上壳体4.推杆5.平衡弹簧上座6.平衡弹簧7.平衡弹簧下座8.钢球9.平衡臂10.膜片11.膜片芯管12.滞后弹簧B.排气孔E.排气孔V.平衡室气压制动回路第十五章制动系4．制动气室

图4—22膜片式制动气室1.进气口2.盖3.膜片4.支承盘5.弹簧6.壳体7.螺钉孔8.推杆9.连接叉气压制动回路第十五章制动系制动气室的工作过程制动：当驾驶员踩下制动踏板时，压缩空气经制动阀进入制动气室，在空气压力作用下膜片3变形，推动推杆8并带动制动调整臂，转动制动凸轮将蹄片压向制动鼓而产生制动作用。制动解除：当驾驶员放松制动踏板时，制动气室中的压缩空气经快放阀（或制动阀）排到大气中。在弹簧5的作用下，推杆8和膜片3又恢复原始状态，准备下一次的动作。第十五章制动系三、液压制动传动机构图4—23液压式简单制动传动机构1.轴向小孔2.活塞3.补偿孔4.旁通孔5.制动总泵6.皮碗7.双向阀8.制动分泵（轮缸）（一）液压式简单制动传动机构第十五章制动系 液压制动装置及回路结构：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第十五章制动系液压式双管路传动装置的布置形式性能：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。1、前后桥独立式双回路液压制动系统当一套管路失效时，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％。制动主缸第十五章制动系2、前后制动器交叉式双回路液压独立制动系一套管路失效时，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％。制动主缸交叉式双回路液压制动系

第十五章制动系3、同一制动器两个轮缸独立制动制动主缸当一套管路失效时，另一套管路仍能使前、后制动器保持一定的制动效能。制动效能为正常时的50％。第十五章制动系一、制动主缸双腔制动主缸：活塞活塞出油阀出油阀与前腔连接的制动管路漏油时，则只能后腔中建立液压。此时前缸活塞迅速前移，后缸工作腔中液压升高到制动所需的值。与后腔连接的制动管路漏油时,先是后缸活塞前移,不能推动前缸活塞，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。第十五章制动系二、制动轮缸功用：将液压力转变为使制动蹄张开的动力。常见型式：双活塞式、单活塞、阶梯式等。应用： 阶梯式：用于非平衡式制动器中，使前后摩擦片均匀磨损。大端推动后制动蹄，小端推动前制动蹄。图4—27双活塞制动轮缸1.缸体2.活塞3.皮碗4.弹簧5.顶块6.防护罩第十五章制动系桑塔纳轿车液压制动管路布置图第十五章制动系§15.4制动动力学一、车辆制动时车轮的受力

（一）地面制动力图4—32车辆制动时车轮的受力Mμ——制动器的摩擦力矩；FXb——车轮轮胎胎面与地面之间作用的地面制动力；G——车轮垂直载荷；FZ——地面对车轮的法向反作用力；T——车轴作用于车轮的推力。第十五章制动系（二）制动器制动力设在轮胎周缘克服制动器摩擦力矩所需要的力为制动器制动力Fb，它等于把车辆车轮架离地面，踩住制动器踏板，在轮胎周缘沿前进方向推动车轮直至它能转动所需的力。制动器的制动力取决于制动器的型式、结构尺寸、制动器摩擦副的摩擦系数以及车轮半径。并与制动踏板力，即制动系统的液压或空气压力成正比。

第十五章制动系（三）地面制动力、制动器制动力与附着力之间的关系制动过程中制动器制动力Fb、地面制动力FXb与附着力Fμ之间的关系如图4—33所示。

最大地面制动力FXbmax为第十五章制动系（四）附着系数与车轮滑移率的关系图4—34附着系数μ与滑移率S的关系滑移率S:Vw

——车轮中心的速度；r0

——无地面制动力时车轮滚动半径；ω——车轮的角速度。第十五章制动系滑移率S及滑动在车轮作纯滚动时，Vw=r0ω，S＝0；在车轮被完全抱死作纯滑动时ω＝0，S＝100％；车轮边滚动边滑动时，0<S<100％。所以滑移率S的大小，说明了车轮运动中滑动成份所占的比例：滑移率S越大，滑动成分越多。

第十五章制动系μ与S的关系在绝大数道路条件下，当滑移率S＝SOPT＝15％～20％时，轮胎的纵向附着系数μb达到最大值，此值叫做峰值附着系数μbp，此时侧向附着系数μs也较大，即能得到最佳的制动效果。滑移率再增加，制动将出现不稳定状态，纵向附着系数将会下降，而侧向附着系数则一直下降，制动效能和制动时的方向稳定性都将变坏。当S=100%时，纵向附着系数的值称为滑动附着系数μh，侧向附着系数降到零值附近，车辆制动进入抱死状态时将失去制动稳定性和转向操作性。第十五章制动系二、车辆理想的制动过程车辆制动的理想目标：保持制动时车轮滑移率始终在侧向附着系数较大、纵向附着系数最大的区域，从而得到能维持转向能力和方向稳定性的充分大的侧向力及产生最大地面制动力（纵向力）。

（一）理想制动过程第十五章制动系理想制动的控制过程（1）在制动过程中，当车轮的转动状态越过稳定界限SOPT（车轮滑移值从稳定区进入不稳定区的瞬间）时，迅速而又适度地减小制动器制动力矩，使制动器制动力略低于车轮与地面间的附着力。（2）逐渐地增大制动器制动力，直到车轮转动状态再次越过稳定界限为止，尽量长时间地保持车辆于稳定界限附近的最佳滚动状态。使受制动车轮始终在SOPT附近的狭小滑移率范围内滚动，实现既充分保证转向操作性和方向稳定性，又可获得最优制动距离的理想制动效果。第十五章制动系（二）、前后制动器制动力的分配1.制动时地面对前、后车轮的法向反力

FZ1，FZ2——地面对前、后车轮的法向反力；a、b——质心至前、后轴的距离；

G——车辆重力；hg——车辆质心高度；

FW——空气阻力（设其作用线通过车辆重心）