制动系统结构与设计

制动系统结构与设计演示文稿目前一页\总数三十页\编于二十三点优选制动系统结构与设计目前二页\总数三十页\编于二十三点目录一、制动系统概述二、制动系统结构及工作原理三、制动系统各零部件作用及工作原理四、制动系统管路布置时注意事项

目前三页\总数三十页\编于二十三点1、制动系统的作用：保证汽车以适当的减速度使汽车降低到所需的速度或下坡时使汽车保持稳定的速度行驶；保证汽车可靠地停在原地或坡道上。

2、制动系统的组成

供能装置：供给、调节制动系统所需要的能量及改善传能介质状态的各种部件。如空压机、真空泵、人等。

控制装置：包括产生各种制动动作和控制效果的各种部件。如制动踏板、驻车手柄等。

传动装置：将制动能量传递到制动器的各个部件。如制动总泵、制动分泵、各种气阀、制动气室等。

制动装置：产生阻碍车辆运动或运动趋势的力的部件。如制动器、排气制动阀。3、制动系统的分类

3.1按照制动能源分类

3.1.1人力制动系：以驾驶员的身体为唯一制动能源的制动系。由于完全依靠驾驶员的力量来使制动器产生制动力，造成驾驶员的过度疲劳，同时由于传动效率低、传动比小，该制动系在行车制动中已经不采用。由于其造价低、结构简单、故障低，现多应用于车辆的驻车制动装置中。

概述目前四页\总数三十页\编于二十三点概述3.1.2动力制动系：完全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制动系。

3.1.3伺服制动系：兼用人力和发动机动力进行制动的制动系。现在广泛采用的液压制动、气压制动等均为伺服式制动系。

3.2按照能源的传动方式分类

1）机械式2）液压式3）气压式4）电磁式

3.3按照用途、功能分类

3.3.1

行车制动系：将行驶中的车辆减速或停止的零部件的总成。行车制动系应该包含有相互独立的管路系统，保证车辆在某一管路失效时，制动系统仍有一定的制动能力，以保证车辆和人员的安全。

3.3.2

驻车制动系：将停驶的车辆保持在原地不动的零部件的总成。

3.3.3

应急制动系：在行车制动系部分失效的情况下能使在行驶中的车辆减速或停驶的零部件的总成。应急制动系可以是独立的，也可以和行车制动系或驻车制动系共用一套控制系统。现在广泛采用的是将应急制动和驻车制动系共用。

3.3.4

辅助制动：能使行驶的车辆特别是下长坡时持续的减低或稳定车辆速度的零部件的总成。

目前五页\总数三十页\编于二十三点

4、对制动系统的一般要求

1）符合法规要求,GB7258---该法规网—内网，更加详细的见GB12676、GB13594。

2）产生足够的制动力。

3）行车制动系至少有两套相互独立---？？？的驱动制动器的管路。4）在任何速度和各种载荷条件下制动，汽车都不能丧失操纵性和方向稳定性。5）防止水和污物进入制动器工作表面，以免影响制动性能。

6）制动器的热稳定性较好。7）操纵轻便。8）作用滞后性，包括产生制动和解除制动所需要的时间要尽可能的短（气制动车型不得超过0.6s，汽车列车不超过0.8s）。9）当制动驱动装置的任何元件产生故障，应有报警装置。概述目前六页\总数三十页\编于二十三点制动系统结构及工作原理1、制动系统的结构组成

图1典型气压制动系统示意图目前七页\总数三十页\编于二十三点制动系统结构及工作原理气压制动系统是发展较早的一种伺服式制动系统，在车辆的制动形式中最为常见，也是我厂现在采用的最主要的制动形式。上图为气压制动系统的基本结构示意图。

2、工作原理

由发动机驱动的活塞式空气压缩机将经过压缩后的压缩气体通过调压阀进入到湿储气筒，压缩空气在湿筒内经过冷却和油水分离后，再通过与湿筒连接的四回路保护阀分别向前桥储气筒、后桥储气筒、驻车储气筒及辅助管路（排气制动、离合助力、气喇叭等）供气，将气路分为四个部分。前、后桥的储气筒分别与制动阀的上下腔相连，当驾驶员踩下制动踏板时，前桥储气筒内的气体通过制动阀下腔经快放阀到达前桥制动气室，实现前桥制动；后桥储气筒的气体通过制动阀上腔，1、打开继动阀控制口，使后桥储气筒中的压缩空气

2、直接经继动阀进入后桥制动气室，实现后桥制动；驻车储气筒与手控阀相连，在正常行车状态，驻车储气筒与手控阀和弹簧气室处于常通状态，当车辆停止时，将手刹手柄达到停车位置，阻断气源，弹簧气室内的压缩空气通过快放阀排入大气，实现驻车制动。目前八页\总数三十页\编于二十三点制动系统各零部件作用及工作原理

气压制动系统虽然其制动原理是相同的，但由于车辆用途的不同，所用的制动气阀也不同。根据车辆配置的高低，车辆使用气阀的多少也会发生相应的变化。下面针对我厂轻型工程车的基本配置简单介绍一下各个制动气阀的作用及工作原理。图2调压阀结构原理图1、调压阀

1.1调压阀的作用：能自动调节制动系统的工作压力，防止气路过载，即压力过载保护，去除部分水、油等污染物，并能向轮胎充气。调压阀结构及工作原理示意图。（图2）技术参数：

工作温度：-400C~1200C

切断压力：810±20KPa

压力调节范围：60~100KPa

安全阀开启压力：1.2~1.3MPa目前九页\总数三十页\编于二十三点制动系统各零部件作用及工作原理

1.2调压阀工作原理：空气压缩机输出的压缩空气从1口进入A腔经由滤清器8，单向阀门从21口输出，同时一部分压缩空气到达B腔。当B腔压力达到810±20Kpa时，膜片总成4克服弹簧3的预压力而上移，阀门5打开，气压推动活塞6下移，打开排气门7，气流经排气门7从3口排出，空压机来的压缩空气直接排入大气。当21口的压力下降了60~100KPa时，由于B腔压力下降，膜片总成4下移，将阀门5关闭，活塞6上移将排气门7关闭，空压机恢复向系统供气。总结：气压达到一定值后，顶着活塞往上走！

图3调压阀结构原理图向轮胎充气时，拔下调压阀充气口上的橡胶护套接上轮胎充气装置盖，此时附加阀杆9向里运动，将阀门10打开，A腔中的压缩空气通过阀杆中间的孔向轮胎充气。（见图3）目前十页\总数三十页\编于二十三点2、四回路保护阀

2.1四回路保护阀的作用：在双回路制动系统中，来自空气压缩机的压缩空气可经四回路保护阀分别向各回路的储气筒充气，四个出气口各自独立，当有一回路损坏漏气时，压力保护阀能保证其余完好回路不会降到很低的压力，还能正常进行相关操作。四回路保护阀的每个回路开启压力可以根据需要由生产厂家调定，为使用安全，四回路阀的调整螺钉不能随意调整。制动系统各零部件作用及工作原理图4四回路保护阀的结构原理图基本开启压力顺序一般为：，一般情况21、22口接前后桥行车制动，24口接辅助制动或其他辅助气路，23口接驻车制动气路，这样就使得在系统气压达不到要求时，不能起步，保证车辆起步行车安全。四回路保护阀的结构原理图。（图4）

2.2四回路保护阀工作原理：四回路保护阀具有四个单向阀单元，气压从1口进入，同时到达四个气腔（图示为其中的两个腔：A、B）。当气压达到阀门开启压力时，阀门2被目前十一页\总数三十页\编于二十三点制动系统各零部件作用及工作原理打开，压缩空气经由A腔到达C腔，从而从输出口21输送到储气筒。同理，22-23-24按照同样的开启顺序输送压缩空气到储气筒或辅助气路。调整螺钉7的旋入或旋出，可以调节四回路保护阀21口的开启压力。当某一回路例如22回路失效时，由于阀门2等的单向作用，保证21回路的气压不致经21口泄漏掉，从进气口来的气压将阀门2打开可以继续向21回路供气，只有当充气气压达到或超过阀门8的开启压力时，气压才从损坏的回路22中泄露，而尚未失效的其它回路中的压力仍得到保证，23-24口的道理与21-22口相同。目前十二页\总数三十页\编于二十三点3、制动阀3.1制动阀的作用：制动阀作为气压行车制动系的主要控制装置，用以起随动作用并保证有足够强的踏板感，即在输入压力一定的情况下，使其输出压力与输入的控制信号——踏板行程和踏板成一定的递增函数关系。其输出压力的变化在一定范围内应足够精微，（即变化应是渐进的）。制动阀输出压力可以作为促动管路压力直接输入作为传动装置的制动气室，但也可作为控制信号输入另一控制装置（如继动阀），制动阀在双回路主制动系统的制动过程中和释放过程中实现灵敏的随动控制。制动阀结构原理图。（图5）

3.2制动阀工作原理：制动时，在顶杆座a施加制动力，推动活塞b下移，关闭排气口c，打开进气口d，从11口来的压缩空气到达A腔，随后从21口输出到制动管路Ⅰ。同时随着活塞c继续下移，推动活塞e下移，关闭排气口f，打开进气口g，从12口来的压缩空气到达B腔，从22口输送到制动管路Ⅱ。由于后桥制动气室距离制动比前桥远的多，所以控制后桥气室的制动阀接口开启比控制前桥气室的要提前。解除制动时，随着顶杆座a制动力的消失，活塞b、活塞c、活塞e在各自回位弹簧的作用上制动系统各零部件作用及工作原理目前十三页\总数三十页\编于二十三点制动系统各零部件作用及工作原理升，关闭进气口g和进气口d，打开排气口f和排气口c，21、22口的气压分别经排气门f和c从排气口3排向大气。当第一回路失效时，活塞b推动活塞e向下移动，关闭排气口f，打开进气口g，使第二回路正常工作。当第二回不影响第一回路正常工作。第一回路失效时，不影响第一回路正常工作。第一回路相对第二回路开启时间越前0.2s。以保证前后桥制动时间保持一致。图5制动阀结构原理图目前十四页\总数三十页\编于二十三点制动系统各零部件作用及工作原理目前十五页\总数三十页\编于二十三点制动系统各零部件作用及工作原理

4、快放阀和继动阀

4.1储气筒和制动气室二者之间如果只通过制动阀用管路连接的话，储气筒向制动气室以及制动气室内压缩空气排入大气，都必须迂回流经制动阀。在储气筒、制动气室都与制动阀相距较远的情况下，这种迂回充气和排气将导致制动和解除制动的滞后时间过长，不利于汽车的及时制动和制动过后的及时加速。因此在制动阀和制动气室的管路上靠近制动气室处，设置快放阀或继动阀，可以保证解除制动时制动气室迅速排气。图6快放阀结构图4.2快放阀

4.2.1快放阀的作用：可以迅速地将制动气室中的压缩空气排入大气，以便迅速解除制动。快放阀结构原理示意图。（图6）

4.2.2快放阀工作原理：气路中没有压力时，膜片a在本身弹力的作用下，使进气口和排气口处于关闭状态。目前十六页\总数三十页\编于二十三点制动时，压缩空气从1口进入，将阀片a紧压在排气口上，气流经A腔从2口进入制动气室。解除制动时，1口压力下降，阀片a在气室压力作用下，关闭进气口，气室压力从2口进入3口迅速排入大气。图7继动阀结构图4.3

继动阀

4.3.1继动阀的作用：继动阀用来缩短操纵气路中制动反应时间和接触制动时间，起到加速制动和迅速解除制动的作用。

继动阀结构原理图。（图7）

4.3.2继动阀工作原理：车辆正常行驶时，活塞b在弹簧c的作用下上升，使B腔与E腔断开，从而使与制动气室相连2口的C、D、E腔连通，E腔与排气口3相通。制动系统各零部件作用及工作原理目前十七页\总数三十页\编于二十三点制动系统各零部件作用及工作原理

车辆制动时，从4口来的压缩空气进入A腔，推动活塞a下移，使活塞a与活塞b相连，关闭D腔与E腔的连接，进而使来自B腔的来自储气筒的压缩空气直接通过进气口1和出气口2充入制动气室，而不需要经过制动阀。这样就大大缩短了制动气室的充气管路，缩短了制动气室充气时间，保证了桥的制动性能。

解除制动时，A腔压力为零，活塞a上升，排气活塞b在弹簧c的作用下上升，B腔被隔断，制动气室的压缩空气经过2，C、D、E腔而迅速排入大气，起到气体快放的作用。

2口和双通单向阀相连接，防止行车与驻车制动系统同时操作，组合式储能弹簧气室中力的重叠，从而避免机械传递元件超负荷。

目前十八页\总数三十页\编于二十三点制动系统各零部件作用及工作原理5、手制动阀手制动阀用于具有弹簧制动的牵引车的紧急制动和停车制动，如断气刹车型。在行车位置或停车位置之间，操纵手柄能自动回到行车位置，处于停车位置时能够锁止。手制动结构原理图。（图8）当手柄处于行车位置使，进气阀门a开启，A腔与B腔连通，排气阀门b关闭,气压从1口进，从2口输出，整个牵引车处于完全解除制动状态；当手柄处于驻车位置时，活塞c下移，关闭进气阀门a，压缩气体通过排气口3排出，车辆处于完全制动状态。

图8手制动机构图目前十九页\总数三十页\编于二十三点6、双通单向阀双通单向阀的作用：是以两个气源交替向一个气源充气，或者两个不同的操纵元件，交替操纵一个气压元件。双通单向阀的工作原理示意图。（图9）

双通单向阀的工作原理：当气压从输入口12进入时，活塞a将输入口11关闭，气压从输出口2输出。当气压从12口进入时，活塞a被气压推向左面，将11口关闭，气压从2口输出。

制动系统各零部件作用及工作原理图9双通单向阀结构图目前二十页\总数三十页\编于二十三点制动系统各零部件作用及工作原理7、排气制动阀

排气制动阀的作用：增加发动机的负压，消耗发动机功率(如何消耗？)，起到辅助制动的作用。目前，国内外应用最为广泛的是电磁-气压式排气制动（气刹车）和电磁-真空式排气制动。例如：当转速达到1200转/分钟以上时（猛松油门），发动机ECU对排气电磁阀发出控制信号，排气制动阀开始起作用—增加排气负压。图10排气制动阀结构图排气制动阀结构原理图。（图10）排气制动阀的工作原理：当排气制动阀气作用时，c口来的压缩空气到达A腔，推动活塞c移动，从而关闭蝶片a，使发动机在排气过程中，排出的气体因蝶片a关闭排气通道而被压缩，增加了发动机的排气背压，从而消耗了发动机的功率，达到了制动效果。排气制动阀不起作用时，活塞c在回位弹簧b的作用下回到初始位置，使蝶片a处于开启状态，不影响发动机的正常工作。目前二十一页\总数三十页\编于二十三点制动系统各零部件作用及工作原理8、气压调节器气压调节器的作用：气压调节器主要应用于进气卸荷的空气压缩机，当空气压缩机向储气筒供气达到一定的压力后，为了保证气路的压力的基本稳定，不致过高，由气压调节器向空气压力机的卸荷阀供气，打开空气压力机的卸荷阀，使之与大气相同，不再给储气通供气，保证了气路气压的稳定。

气压调节器结构原理图。（图11）气压调节器工作原理：储气筒来的压缩空气通过进气口进入A腔，在储气筒压力高于800KPa时，推动膜片a上升，带动活塞b上升，打开进气阀门1使A腔的压缩空气进入B腔，通过出气口排出，达到调节空气压缩机卸荷阀的目的。储气筒气压低于780KPa时，膜片a在弹簧2的作用下下降，使图11气压调节器结构图目前二十二页\总数三十页\编于二十三点制动系统各零部件作用及工作原理活塞b下降，关闭进气阀门1，空气压缩机重新开始给储气筒供气。9、空气干燥器空气干燥器的作用：由于空气压缩机出来的压缩空气带有较多的水分，空气干燥器的作用是将压缩空气进行干燥，以向制动系统提供清洁的压缩空气，保证了后续制动管路和制动阀类部件不致锈蚀或结冰，从而提高了制动的可靠性和行车的安全性。空气干燥器结构原理图。（图12）空气干燥器工作原理：来自空气压缩机的压缩空气自1口进入A腔，因温度降低产生的冷凝水在排气口B聚集。A腔中的压缩空气经过滤网C，环形通道D到达干燥器的上部，在此过程中，压缩空气中的水分进一步凝结，当通过颗粒状的干燥剂E时，水分被吸附在干燥剂表面及颗粒的缝隙之间。干燥后的压缩空气经F腔、斜孔G进入到A-A视图中的H腔。H腔的一部分空气经单向阀I后由22口输出到四回路保护阀；一部分经节流孔J作用于膜片K，使膜片K向下拱起，气体经回流孔L到达22口。同时一部分气体通过滤网M，打开阀门N，进入O腔。目前二十三页\总数三十页\编于二十三点图12干燥器结构原理图制动系统各零部件作用及工作原理在进气的过程中，22口有一部分气体经小孔P到达调压阀膜片腔Q作用于膜片R上。当出气口22的气压达到干燥器的开启压力时，气压克服弹簧S的力，打开阀门T气体经小孔U，小孔V进入排气活塞W的上方，推动活塞W打开排气阀X。A腔的气体和B处的冷凝水经排气口3排出。在排气的瞬间，由于H腔的气压下降，单向阀I关闭，22口气压就会饭回来，通过回流孔L，节流孔J来回冲干燥筒，附在干燥剂表面的水分和杂质就会随同压缩空气从3口排出。当膜片K上边的压力降到它的关闭压力时，回流结束。排气活塞W有压力释放阀的作用，在任何压力过高的情况下，排气活塞W将自动打开阀门X。当输出口22气压降低到它的关闭压力时，阀门T关闭，排气阀门X关闭。干燥器将再次开始给四回路供气。目前二十四页\总数三十页\编于二十三点制动系统各零部件作用及工作原理10、制动气室制动气室是气压制动系统的执行装置，其作用是将输入的气压能转化为机械能而输出。但从整个的制动系统来讲，制动气室应属于传动装置，将输出的机械能传到制动凸轮之类的促图13外呼吸式储能弹簧制动气室结构原理图动装置，使制动器产生制动力矩。制动气室根据用途的不同，分为普通制动气室和储能弹簧制动气室。由于普通制动气室结构相对简单，现就储能弹簧制动气室进行分析其结构及原理。如图13。储能弹簧制动气室由两部分组成，膜片制动部分用于行车制动，弹簧制动部分用于辅助制动和驻车制动，而弹簧制动部分与膜片制动部分是完全独立工作的。目前二十五页\总数三十页\编于二十三点制动系统各零部件作用及工作原理

在汽车起步之前，应将手控制动阀的操纵杆扳回解除制动位置，使压缩空气自驻车制动储气筒充入驻车制动气室A，压缩储能弹簧a，使驻车制动活塞b回到不制动位置，同时行车制动膜片d也在回位弹簧f的作用下回位。此时驻车制动解除，汽车方能起步。如果储气筒气压未达到最小安全值(一般起步气压550KPa)，则不可能压缩储能弹簧，因而汽车也不可能起步。这是利用储能弹簧施行驻车制动的主要优点。单独施行行车制动时，踩下制动踏板，来自后储气筒的压缩空气经通气口Ⅰ充入行车制动气室B腔，将行车制动膜片d推到制动位置，而驻车制动仍保持在不制动位置。在行车制动系失效情况下，如果行车遇险需要紧急制动，可急扳手控制动阀操纵杆，使驻车制动气室放气，储能弹簧便立即伸张而将两个活塞都推到制动位置。所以储能弹簧制动气室也可用于应急制动。若制动气压系统的供能装置失效而又无车外气源可以借用，又需开动或拉动汽车时，可拆下防尘管，拧出放松螺栓可将驻车制动部分机械放松，用于在无压缩空气的情况下，手动解除制动。一旦供能装置恢复供气后，应立即将螺母旋回到使推杆连同活塞处于工作位置，否则驻车制动气室将不起作用。在压缩状态下的储能弹簧作用力很大，故拆卸时应特别注意安全。目前二十六页\总数三十页\编于二十三点图14内呼吸式储能弹簧制动气室结构原理图制动系统各零部件作用及工作原理由于工程车使用的环境差，外呼吸式储能弹簧制动气室由于其设计上的缺点，容易造成气室内进水、进泥沙等杂物，降低了制动气室的使用寿命。现在逐步推广内呼吸式储能弹簧气室，它能有效解决外呼吸储能弹簧气室设计上及使用上带来的缺陷。内外呼吸弹簧储能制动气室结构对比分析内呼吸式储能弹簧制动气室结构原理图。图14车辆解除驻车