第十五章+汽车制动系

第十五章汽车制动系

汽车构造主讲：侯庆锋授课学时：6教学目的与要求：了解：真空助力器与液压助力器，车身自动水平系统，气压制动系回路、工作原理及主要部件，常用制动力调节装置。熟悉：制动系的基本要求，液压制动回路及主要零部件的结构及工作原理，辅助制动系的组成及工作特点，制动防抱死系统与驱动防滑系统。掌握：制动系的功用、分类及其工作原理，液压式车轮制动器的分类、结构及工作特点，制动力调节原理，ABS系统及ASR系统工作原理。教学难点与重点：液压制动系回路及工作原理，制动力调节原理，ABS系统及ASR系统工作原理。第十五章汽车制动系行车制动装置驻车制动装置辅助制动装置一、制动系的功用二、制动系的类型1、按作用分类第一节概述2、按动力来源制动系统可分为3.按传能介质不同可分为机械式液压式气压式电磁式组合式1.制动踏板2.推杆3.主缸活塞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：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或转动的趋势。三、制动系的工作原理五、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％。

制动主缸一套管路失效时，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1、结构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）踏下踏板时第一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，后腔封闭，液压建立，向后制动轮缸输液。（3）迅速放下踏板时环形腔室油液经活塞顶部的小轴向孔，流入压油腔，以填补真空，同时，贮油室油液经补偿孔进入环形腔室，这样在活塞回位过程中避免空气侵入主缸。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

真空助力器工作过程图五、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。六、液压助力器优点：体积小、可以很容易装在紧凑型轿车上；助力效果好，适合于安装在四轮都采用盘式制动器的轿车及重型载货汽车和大客车上，或安装在无进气歧管真空度的柴油机汽车上。七、车身自动水平调整系统车身自动水平调整系统是借助安装在后桥上的水平调整系统，使轿车后部负荷由小到大都能够使车身保持在相同的水平位置上，从而改善轿车的通过性、操纵稳定性和舒适性。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。（1）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：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。领蹄从蹄：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反的制动蹄。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。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。从蹄工作特点：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。调整：局部调整：凸轮。全面调整：凸轮+偏心销轴。（2）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。①双领蹄式制动器定义：制动鼓正反方向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。②双向双领蹄式制动器（3）单向和双向自动增力式制动器①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。②双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。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。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2、盘式制动器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。1）定钳盘式制动器（1）钳盘式制动器车桥导向销进油口活塞制动钳制动块制动盘2）浮钳盘式制动器（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。（3）盘式制动器的特点1）盘式制动器与鼓式制动器相比，有以下优点：a.一般无摩擦助势作用，因而制动力与行驶方向无关；b.浸水后效能降低少，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：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。第三节气压制动系（自学）原理：鼓式制动器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。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。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BEKDACHGF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⑴结构⑵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。五、继动阀与快放阀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。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、制动气式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。复合制动气式：多用活塞式。八、气压式车轮制动器1-制动气室2-制动凸轮3-制动鼓一般采用凸轮式机械张开装置。其结构见下图。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轿车后轮驻车制动系示意图第四节辅助制动系原因：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。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、排气制动原理图第五节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：通过汽车减速度感载，用于调节液压系统的制动力。第六节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15％～20％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(AntilockBrakeSystem)，简称ABS。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。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，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。（1）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。

（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。

（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。（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