汽车制动系统研究论文

郑州职业技术学院毕业论文汽车制动系统浅析PAGEPAGE38郑州职业技术学院毕业论文汽车制动系统浅析目录摘要ⅠAbstractⅠ1绪论11.1选题的目的和意义11.2汽车制动系统的概述12制动器32.1鼓式制动器32.2盘式制动器102.3盘式制动器与鼓式制动器相比123制动系统133.1人力制动系统133.2伺服制动系统153.3动力制动系统183.4制动力调节装置213.5辅助制动系统304制动系统的发展324.1制动系统的历史324.2制动系统的现状324.3制动系统的发展335设计总结36致谢37参考文献381绪论1.1选题的目的和意义汽车制动系统是汽车最重要系统之一，从汽车诞生时起，该系统在车辆的安全方面就扮演着至关重要的角色，特别是近年来，随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高，这种重要性表现得越来越明显。汽车制动系统是为了使高速行驶的汽车能减速或停车而设计的。如果该系统不能正常工作，车上的驾驶员和乘客将受到车祸的伤害，所以分析和研究汽车制动系统具有极其重要的意义，特别是对于汽车专业的毕业生来说，意义更加非凡！1.2汽车制动系统的概述使行驶中的汽车减速甚至停车，使下坡行驶的汽车速度保持稳定，以及使已停止的汽车保持不动，这些作用统称为汽车制动。对汽车起到制动作用的力是作用在汽车上，其方向与汽车行驶的方向相反。作用在行驶汽车上的滚动阻力、上坡阻力、空气阻力都能对汽车起到制动作用，但这些外力的大小都是随机的、不可控制的。因此汽车上必须装设一系列专门装置，以便驾驶员能根据道路和交通等情况，使外界（主要是路面）对汽车某部分（主要是车轮）施加一定的力，对汽车进行一定程度的强制制动。这种可控制的对汽车进行制动的外力称为制动力，用于产生制动力的一系列专门装置称为制动系统。1.2以蹄式制动器为列：驾驶员经制动系控制装置，操纵制动器的不旋转元件制动蹄对旋转元件制动鼓（与轮毂连接）制动，从而产生Ｍτ（制动力矩）。制动力矩经车轮与地面的附着作用生成Ｐτ（制动力），制动力作用于→车轮→车桥→悬架→车架（身），汽车减速，直至停车。其原理图如下：图1.2.11.制动踏板2.隔板3.推杆4.制动主缸5.油管6.轮胎7.轮缸8.回位弹簧9.摩擦片10.制动鼓11.制动蹄12.支承销13.凸轮14.限位螺母1.2.2制动系统的组成制动系统是由制动器和制动驱动机构组成的。制动器是指产生阻碍车辆运动或运动趋势的力的部件，其中也包括辅助系统中的缓冲装置。而制动驱动机构主要包括供能装置、控制装置、传动装置，其中供能装置是指包括供给、调节制动所需能量以及改善传能介质状态的各种部件，其产生制动能量的部分称为制动能源，人的肌体也可作为制动能源；控制装置是指包括产生制动动作和控制制动效果的各种部件，如制动踏板、制动阀等；传动装置是指包括将制动能量传输到制动器的各个部件，如制动主缸和制动轮缸等；较为完善的制动系统还具有制动力调节装置、报警装置、压力保护装置等附加装置。制动系统的组成如下图所示：图.3制动系统的（1）按制动系统的功用分类1）行车制动系统——用以使行驶中的汽车降低速度甚至停车的一套专用装置。它是行车过程中经常使用的装置；2）驻车制动系统——用以使已停驶的汽车驻留原地不动的一套装置；3）应急制动系统——在行车制动系统失效的情况下，保证汽车仍能实现减速或停车的一套装置；4）辅助制动系统——在行车过程中，辅助行车制动系统降低车速或保持车速稳定，但不能将汽车紧急制停的一套装置。（2）按制动系统的制动能源分类1）人力制动系统——以驾驶员的肌体作为唯一制动能源的制动系统；2）动力制动系统——完全依靠发动机的动力转化成的气压或液压进行制动的制动系统；3）伺服制动系统——兼用人力和发动机动力进行制动的制动系统。（3）按照制动能量的传输方式，制动系统又可分为机械式、液压式、气压式和电磁式等。同时采用两种以上传能方式的制动系统可称为组合式制动系统。传动装置采用单一气压或液压回路的制动系统为单回路制动系统。这种制动系统中，只要有一处损坏或漏气（或漏油），整个系统即行失效。为此，我国自1988年始，规定所有汽车必须采用双回路制动系统。在双回路制动系统中，所有行车制动器的气压或液压管路分属于两个彼此隔绝的回路。这样，当一个回路失效时，另一个回路仍能工作，这样有效提高了汽车的行车安全性。2制动器制动器是制动系统中用以产生阻碍车辆运动或运动趋势的部件。它按照结构可分为鼓式制动器和盘式制动器；按安装位置可分为车轮制动器和中央制动器，其中车轮制动器可用于行车制动和驻车制动，中央制动器只用于驻车制动和缓速制动。2.1鼓式制动器 鼓式制动器有内张行和外束型两种。前者的制动鼓以内圆柱面为工作面，在汽车上应用广泛；后者制动鼓的工作面则是外圆柱面，目前只有极少数汽车用做驻车制动器。制动器以液压制动轮缸作为制动促动装置的称为轮缸式制动器。此外，还有用凸轮制动促动装置的凸轮式制动器和用楔促动装置的楔式制动器。2.1.1（1）领从蹄式制动器其特点是两个制动蹄各有一个支点，一个蹄在轮缸促动力作用下张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向一致，称为领蹄；另一个蹄张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向相反，称为从蹄。领蹄在摩擦力的作用下，蹄和鼓之间的正压力较大，制动作用较强。从蹄在摩擦力的作用下，蹄和鼓之间的正压力较小，制动作用较弱。北京BJ2023型汽车的后轮制动器即为领从蹄式制动器。该制动器由前制动蹄、后制动蹄、制动底板、制动轮缸、制动蹄限位装置、制动蹄间隙调整装置等构成。其中，汽车前进时前制动蹄为领蹄，摩擦片面积（包角）较大，后制动蹄为从蹄，摩擦片面积较小。图上海桑塔纳轿车后轮制动器也是领从蹄式制动器。其制动蹄下端的支承方式为浮式支承，具有间隙自调机构，该制动器也同时作为驻车制动器，所以还带有一套驻车制动的操纵机构。（2）双领蹄和双向双领蹄式制动器汽车前进时两个制动蹄均为领蹄的制动器称为双领蹄式制动器。双领蹄式制动器的结构特点是，每一制动蹄都用一个单活塞制动轮缸促动，固定元件的结构布置是中心对称式。双向双从蹄式制动器使用了两个双活塞轮缸，无论汽车前进还是倒车，都是双领蹄式制动器，故称双向双领蹄式制动器。图（3）双从蹄式制动器汽车前进时两个制动蹄均为从蹄的制动器为双从蹄式制动器。图左右两侧车轮的双领蹄式制动器若对调安装，便都成为在制动鼓正向旋转时两蹄均为从蹄的双从蹄式制动器。当然，这只是说，这两种制动器的原则差异只在于固定元件与旋转元件的相对运动方向不同，实际上无论是双领蹄还是双从蹄式制动器，都必须有防止左右装错的结构措施。显然，双从蹄式制动器的前进制动效能低于双领蹄式和领从蹄式制动器。但其制动效能对摩擦因数变化的敏感程度较小，即具有良好的制动效能稳定性。（4）单向和双向自增力式制动器1）单向自增力式制动器罗马尼亚产的布切奇113N型货车前轮就是单向自增式制动器，其特点是两个制动蹄只有一个单活塞的制动轮缸，第二制动蹄的促动力来自第一制动蹄对顶杆的推力，两个制动蹄在汽车前进时均为领蹄，但倒车时能产生的制动力很小。图2）双向自增力式制动器日本丰田皇冠轿车后轮制动器就属于双向自增力式制动器，其特点是两个制动蹄的上方有一个双活塞制动轮缸，轮缸的上方还有一个制动蹄支承销，两制动蹄的下方用顶杆相连。无论汽车前进还是倒车，都与自增力式制动器相当，故称双向自增力式制动器。图以上介绍的各种轮缸式制动器各有利弊。就制动效能而言，在基本结构参数和轮缸工作压力相同的条件下，自增力式制动器由于对摩擦助势作用利用得最为充分而居首位，一下依次为双领蹄式、领从蹄式和双从蹄式。但蹄毂之间的摩擦因数是一个不确定的因素，随制动鼓和摩擦片的材料、温度和表面状况（如是否沾水、沾油，是否有烧结现象）的不同，可在很大范围内变化。自增力式制动器的效能对摩擦因数的依赖最大，因而其效能的稳定性最差。此外，在制作过程中，自增力式制动器制动力矩的增长在某些情况下显得过于急速。双向自增力式制动器多用于轿车后轮，原因之一是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要求不高。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；双领蹄式、双向双领蹄式和双从蹄式等具有两个轮缸的制动器，最适合布置双回路制动系统；领从蹄式制动器发展最早，其效能和效能稳定性均居中游，具有结构简单等优点，故目前仍相当广泛地用于各种汽车。（5）轮缸式制动器间隙的调整制动器间隙是指在不制动时，制动鼓和制动蹄摩擦片之间的间隙。制动器间隙过小，不能保证完全解除制动，此间隙过大，制动器反应时间过长，直接威胁到行车安全。制动器在使用过程中，随着摩擦片的磨损，制动器间隙会变大，要求制动器必须有检查和调整间隙的可能。制动间隙的调整有手动调整和自动调整两种方法。1）手动调整装置一般在制动鼓板外边开有一个检查孔，以便用塞尺检查摩擦片与制动鼓之间的间隙（制动间隙）是否符合规定值，否者要用下列的方法进行调整：①转动调整凸轮和带偏心轴颈的支承销。凸轮固定在制动底板上，支承销固定在制动蹄上，沿图中箭头所示方向转动调整凸轮时，通过支承销将制动蹄向外顶，制动器间隙将减小。图②转动调整螺母。有些制动器轮缸两端的端盖制成调整螺母，用一字螺丝刀拨动调整螺母的齿槽，使螺母转动，带螺杆的可调支座便向内或向外作轴向移动，使制动蹄上端靠近或远离制动鼓，制动间隙减小或增大。间隙调整好以后，用锁片插入调整螺母的齿槽中，固定螺母位置。图③调整可调顶杆长度。可调顶杆由顶杆体、调整螺钉和顶杆套组成。顶杆套一端具有带齿的凸缘，套内制有螺纹，调整螺钉借螺纹旋入顶杆套内。拨动顶杆套带齿的凸缘，可使调整螺钉沿轴向移动，从而改变了可调顶杆的总长度，调整了制动器间隙。此调整方式仅适用于自增力式制动器。图2）自动调整装置现在很多汽车的制动器都装有制动器间隙自动调整装置，它可以保证制动器间隙始终处于最佳状态，不必经常人工检查和调整。①摩擦限位式间隙自调装置。用以限定不制动时制动蹄内极限位置的限位摩擦环装在轮缸活塞内，限位摩擦环是一个有切口的弹性金属环，压装入轮缸后与缸壁之间的摩擦力可达400～550N。如果制动器间隙过大，活塞向外移动靠在限位环上仍不能正常制动，活塞将在油压作用下克服制动环与缸壁间的摩擦力继续向外移动，摩擦环也被带动外移，解除制动时，制动器复位弹簧不可能带动摩擦环回位，也即活塞的回位受到限制，制动器间隙减小。摩擦限位式间隙自调装置也可以装在制动蹄上，其工作原理与装在轮缸内的摩擦限位环相似。图②楔块式间隙自调装置。上海桑塔纳、奥迪100型轿车以及红旗CA7220型轿车后轮制动器的间隙调整，均采用楔块式自调装置。图0③阶跃式间隙自调装置。由于摩擦副磨损或者是制动受鼓热膨胀而造成过大变形时，一次调准式自调式装置将不加区别地一律随时加以补偿，这就会造成“调整过头”。而为了避免“调整过头”，许多制动器采用了阶跃式间隙自调装置。这样的制动器在装车后要进行多次（可能达20次以上）制动动作，才能消除所累积的过量间隙。应当指出：制动器工作时，摩擦所产生的热绝大部分传给了制动鼓，使其温度升高。制动器升温后将膨胀而使制动器间隙增大，制动效能降低。为了减少温升，应当使制动鼓有较大的热容量，因此制动鼓都是具有足够大的质量。有些汽车的制动鼓外表面还铸有若干肋片，以增加散热面积和刚度。2.1.2目前，所有国产汽车和部分外国汽车的气压制动系统中，都采用凸轮促动的车轮制动器，而且大部分设计成领从蹄式。凸轮促动的双向自增力式制动器只宜用做中央制动器。凸轮式制动器是用凸轮取代制动轮缸对两制动蹄起促动作用，通常利用气压使凸轮转动。如东风EQ1090E型汽车的前轮制动器和解放CA1091型汽车的前轮制动器都是采用凸轮式制动器。凸轮式制动器制动调整臂的内部为蜗轮蜗杆传动，蜗轮通过花键与凸轮轴相连。正常制动时，制动调整臂体带动蜗杆绕蜗轮轴线转动，蜗杆又带动蜗轮转动，从而使凸轮旋转，张开制动蹄起制动作用。制动调整臂除了具有传力作用外，还可以调整制动器的间隙。当需要调整制动器间隙时，制动调整臂体（也是蜗轮蜗杆传动的壳体）固定不动，转动蜗杆，蜗杆带动蜗轮旋转，从而改变了凸轮的原始角位置，达到了调整目的。图2.1.而凸轮式制动器在制动时，为了防止蜗杆轴自行转动改变制动器间隙，下图a）采用的是类似变速器锁定机构的锁止球锁定，b）采用的是锁止套锁定。图.3楔式制动器中两蹄的布置可以是领从蹄式，也可以是双向双领蹄式。作为制动促动件的制动楔本身的促动装置，可以是机械式、液压式或气压式。美国WABC（威斯汀豪斯气压制动器公司）120C型重型自卸汽车前轮用的就是双向双领蹄楔式制动器，其制动器的制动蹄依靠在柱塞上，柱塞内端面是斜面，与支于隔离架两边槽内的滚轮接触。制动时，轮缸活塞在液压作用下使制动楔向内移动，制动楔又使二滚轮一面沿柱塞斜面向内滚动，一面使二柱塞在制动底板的孔中向外移动一定距离，从而使制动蹄压靠到制动鼓上。轮缸液压一旦撤除，这一系列零件即在制动蹄复位弹簧的作用下各自复位。图盘式制动器盘式制动器摩擦副中的旋转元件是以端面工作的金属圆盘，此圆盘称为制动盘。其固定元件则有多种结构形式，大体上可分为两类。一类是工作面积不大的摩擦块与其金属背板组成的制动块，每个制动器中有2~4个。这些制动块及其促动装置都装在横跨制动盘两侧的夹钳形支架中，总称为制动钳。这种由制动盘和制动钳组成的制动器，称为钳盘式制动器；另一类固定元件的金属背板和摩擦片也呈圆盘形，但其制动盘的全部工作面可同时与摩擦片接触，故该类制动器称为全盘式制动器。而对于钳盘式制动器和全盘式制动器来说，前者更为常用。2.2.1钳盘式制动器又可分为定钳盘式和浮钳盘式两类。（1）定钳盘式制动器定钳盘式制动器的制动钳固定安装在车桥上，既不能旋转，也不能沿制动盘轴线方向移动，因而必须在制动盘两侧的钳体中都装设制动块促动装置（如液压缸），以便分别将两侧的制动块压向制动盘。其特点是制动盘两侧的制动块用两个液压缸单独促动。定钳盘式制动器的活塞密封圈除了起密封作用外，还兼起活塞回位作用和调整间隙的作用。正常制动时，密封圈发生弹性变形，解除制动时，密封圈恢复变形，带动活塞一起回位。当制动器间隙过大时，活塞相对密封圈移动，回位时移动部分不可能恢复，移动量即为所调整的间隙量。我国南京汽车制造厂生产的依维柯轻型汽车的前轮制动器和丰田皇冠轿车的前轮制动用的都是定钳盘式制动器，其工作原理图如下：图2.定钳盘式制动器中液压缸的结构与制造工艺都和一般的制动轮缸相似，故在20世纪50年代中期盘式制动器问世以来即采用了这种结构，直到60年代末仍然盛行。但是这种制动器存在以下缺点：1）油缸较多，使制动钳结构复杂；2）油缸分置于制动盘两侧，必须用跨越制动盘的钳内油道或外部油管来连通。这必然使得制动钳的尺寸过大，难以安装在现代化轿车的轮辋内；3）热负荷大时，油缸（特别是外侧油缸）和跨越制动盘的油管或油道中的制动液容易受热汽化；4）若要兼用于驻车制动，则必须加装一个机械促动的驻车制动钳。这些缺点使得定钳盘式制动器难以适应现在汽车的使用要求，在20世纪70年代就逐渐被浮钳式制动器所取代。（2）浮钳盘式制动器按制动钳的运动方式，浮钳式制动器又可分为滑动钳盘式制动器和摆动钳盘式制动器，其中滑动钳盘式制动器应用更广。滑动钳盘式制动器的特点是：制动钳可以相对制动盘作轴向滑动；只在制动盘的内侧设置油缸，而外侧的制动块则附装在钳体上。国产红旗CA7220型、奥迪100型和上海桑塔纳轿车以及北京切诺基BJ2021型轻型越野汽车的前轮制动器就是按照浮钳盘式制动器的工作原理设计的。浮钳盘式制动器的工作原理如下图所示：图全盘式制动器摩擦副的固定元件和旋转元件都是圆盘形的，分别称为固定盘和旋转盘，其工作原理与摩擦离合器相似。法国产的梅西尔多片全盘式制动器的结构如下图所示：图盘式制动器与鼓式制动器相比2.3.（1）盘式制动器无摩擦助势作用，制动力矩受摩擦系数的影响较小，即热稳定性好；（2）盘式制动器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，即基本不存在水衰退问题；（3）在输出相同制动力矩的情况下，盘式制动器尺寸和质量一般较小；（4）制动盘沿厚度方向的热膨胀量极小，不会像制动鼓的热膨胀那样使制动器间隙明显增加而导致制动踏板行程过大；（5）盘式制动器较容易实现间隙自动调整，其他维修作业也较简便。2.3.（1）效能较低，所需制动促动管路压力较高，一般要用伺服装置；（2）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。目前，盘式制动器已广泛应用于轿车。但除了一些高性能轿车上用于全部车轮以外，大部分只有做前轮制动器，而与后轮的鼓式制动器配合，以期获得汽车在较高速下制动时的方向稳定性。在货车上，盘式制动器目前也采用得不少，但离普及还有相当距离。3制动系统3.1人力制动系统人力制动系统的制动能源是驾驶员的肌体。按其传动装置的结构形式，人力制动系统有机械式和液压式两种，其中前者只用于驻车制动。3.1.1机械制动系统机械制动系统目前主要用于驻车制动，因为驻车制动系统必须可靠地保证汽车在原地停驻，并在任何情况下不致自动滑行。这一点只有用机械锁止方法才能实现。

机械式驻车制动系统的控制装置和传动装置，主要由杠杆、拉杆、轴、摇臂等机械零件组成。其制动可以是行车制动系统共用的车轮制动（如红旗的CA7220型、奥迪100型和桑塔纳等轿车），也可以是专设的中央制动器（如红旗的CA7560型、北京BJ2020N型、解放CA1091型、东风EQ1090E型等汽车），但是采用中央制动器的驻车制动系统不宜用于应急制动，因为其制动力矩是作用在传动轴上的，在汽车行驶中应急制动时，极易造成传动轴和驱动桥严重超载荷，还可能因差速器壳被抱死而发生左、右两驱动轮方向旋转，致使汽车制动时跑偏或者掉头。桑塔纳的机械式驻车制动系统的基本组成及其工作原理如下图所示：图33.1.2人力液压制动系统（1）人力液压制动系统的组成和工作过程人力液压制动系统主要由制动踏板、制动主缸、制动轮缸和油管等组成。其工作过程是：踩下制动踏板，制动主缸中产生的高压油液通过油管传到各个轮缸，从而产生制动作用。图3.（2）制动主缸为了提高汽车行驶的安全性，根据交通法规的要求，现代汽车的行车制动系统都采用了双回路制动系统，也就是采用串列双腔主缸（单缸制动主缸已被淘汰）组成的双回路液压制动系统。目前，采用双回路液压制动系统的几乎都是伺服制动系统或动力制动系统。但是，在某些微型或轻型汽车上，为了结构简单，在制动踏板力不超出驾驶员体力范围的情况下，也有一些车型采用双列制动主缸组成双回路液压制动系统。串联双腔制动主缸就是两个单腔制动主缸串联在一起，形成双回路制动系统。而且当一个回路失效时，制动主缸的另一个回路仍能工作，只是所需踏板行程加大，同时将导致汽车的制动距离增长，制动效能降低。原吉林JL1010B型微型汽车人力液压系统中采用的就是串联双腔制动主缸。该主缸相当于两个单腔制动主缸串联在一起而构成，如下图所示：图3.（3）制动轮缸制动轮缸主要有单活塞和双活塞之分，其基本组成是缸体、活塞、调整螺钉（顶块）、放气阀等，其中放气阀是制动系统的必备部件，用以排除制动管路中混入的空气。单活塞制动轮缸如下图所示，它是北京BJ2020N型汽车双领蹄式前轮制动器配用的制动轮缸。它借活塞端面凸台保持的进油间隙形成轮缸内腔。图3.双活塞制动轮缸如下图所示，它是解放CA1040型系列的轻型货车后轮制动器所配用的制动轮缸。图3.（4）制动液制动液也是液压制动系统的重要组成部分，其质量好坏对制动系统的工作可靠性有很大的影响。为此，对制动液提出如下要求：1）高温下不易汽化，否则将在管路中产生气阻现象，使制动系统失效；2）低温下有良好的流动性；3）不会使与之经常接触的金属件腐蚀，橡胶件发生膨胀、变硬和损坏；4）能对液压系统的运动件起良好的润滑作用；5）吸水性差而溶水性良好，即能使渗入其中的水汽形成微粒而与之均匀混合，否则将在制动液中形成水泡而大大降低汽化温度。国内过去普遍使用的制动液是植物制动液，但是植物制动液的汽化温度都不高，且有的原料有比较贵重，因此，近年来常用的制动液是合成制动液和矿物制动液。3.2伺服制动系统伺服制动系统是在人力液压制动系统的基础上加设一套动力伺服系统而形成的，是兼用人体和发动机作为制动能源的制动系统。在正常情况下，制动能量大部分由动力伺服系统供给；而在动力伺服系统失效时，还可全靠驾驶员供给。按伺服系统输出力的作用部位和对其控制装置操纵方式的不同，伺服制动系统可分为助力式（直接操纵式）和增压式（间接操纵式）两类。伺服制动系统又可按伺服能量的形式分为真空伺服式、气压伺服式和液压伺服式三种，其伺服能量分别为真空能（负气压能）、气压能和液压能。3.2.1其特点是伺服系统的控制装置用制动踏板机构直接操纵，其输出力作用于液压主缸，与踏板力一起对主缸油液加压。（1）真空助力伺服制动系统国产红旗CA7220型轿车、奥迪100型轿车、一汽大众捷达轿车、北京切诺基越野汽车以及上海桑塔纳轿车等都采用真空助力伺服制动系统。而红旗CA7220型轿车的真空伺服气室和控制阀组合成一个整体部件，称为真空助力器，也叫真空伺服气室。真空伺服气室的前方是串列双腔制动主缸，主缸输出的高压油液通过对角线布置的双回路液压制动管路传递到各个车轮制动器的制动轮缸。真空助力伺服制动系统广泛应用于各种轿车。图3.真空伺服气室是真空助力伺服制动系统的核心部件，是利用发动机进气管的真空和大气之间的压差起助力作用的。（2）气压助力伺服制动系统气压助力伺服制动系统内有液压和气压两套系统，且都是双回路。其助力作用依靠压缩空气而产生。红旗CA7560型轿车使用的就是气压助力伺服制动系统，其示意图如下：图增压式伺服制动系统的特点是制动踏板机构控制制动主缸，主缸输出的液压传递到辅助缸，并对伺服系统进行控制，伺服系统的输出力与主缸液压共同作用于辅助缸，辅助缸输出到轮缸的液压远高于主缸液压。（1）真空增压伺服系统跃进NJ1061A型汽车使用的就是真空增压伺服系统，其示意图如下：图3.这种伺服制动系统比人力液压制动系统多一套真空伺服系统，其中包括发动机进气管、真空单向阀和真空罐组成的供能装置，作为控制装置的控制阀，作为传动装置的真空伺服气室，以及液压制动系统共用的中间传动液缸——辅助缸。在真空增压伺服制动系统中，辅助缸、真空伺服气室和控制阀通常组合装配成一个部件，称为真空增压器，真空增压器是真空增压伺服制动系统的核心部件。（2）气压增压伺服制动系统气压增压伺服制动系统的组成和工作原理与真空增压伺服制动系统基本相同，所不同的是气压增压是利用高压空气产生助力作用。下图为日产T80型系列汽车气压增压伺服双回路制动系统示意图。其中辅助缸、气压伺服气室和控制阀组装而成的部件，称为气压增压器。必要时，控制阀也可作为一个独立部件单独安装。气压增压器之后的液压促动管路中分别装有一个单腔安全缸，用以实现局部双回路。图动力制动系统动力制动系统中，用以进行制动的能量是空气压缩机产生的气压能或由液压泵产生的液压能，而空气压缩机或液压泵则由汽车发动机驱动的，所以动力制动系统是以汽车发动机为惟一制动初始能源的。但就制动系统范围而言，可认为制动能源是空气压缩机或液压泵。在动力制动系统中，驾驶员的肢体仅作为控制能源，而不是制动能源。动力制动系统有气压制动系统、气顶液制动系统和全液压动力制动系统三种。气压制动系统的供能装置和传动装置全部是气压式。其控制装置主要由制动踏板机构和制动阀等气压控制元件组成，有些汽车在踏板机构和制动阀之间还串联有液压式操纵传动装置。气顶液制动系统的供能装置、控制装置与气压制动系统相同，但其传动装置包括气压式和液压式两部分。全液压动力制动系统中除制动踏板机构以外，其供能、控制和传动装置全部是液压式。3.3.1（1）气压制动回路我们生产的中型以上货车或客车一般都采用了气压制动系统，其回路和液压制动系统一样采用了双回路或多回路系统。气压制动系统各元件之间的连接管路有3种：①供能管路——供能装置各组成件（如空压机、储气筒）之间和供能装置与控制装置（如制动阀）之间的连接管路；②促动管路——控制装置与制动器促动装置（如制动气室）之间的连接管路；③操纵管路——一个控制装置与另一个控制装置之间的连接管路。如果制动系统中只有一个气压控制装置，即只有一个制动阀，就没有操纵管路。下图为东风EQ1090E型汽车的气压双回路制动系统示意图。图3（2）供能装置气压制动系统的供能装置包括：1）产生气压能的空压机和积储气压能的储气筒；2）将气压限制在安全范围内的调压阀及安全阀；3）改善传能介质（空气）状态的进气滤清器、排气滤清器、管道滤清器、油水分离器、空气干燥器、防冻器等；4）在一个回路失效时用以保护其余回路，使其中气压能不受损失的多回路压力保护阀等。（3）控制装置1）制动阀制动阀是气压行车制动系统中的主要控制装置，用以保证随动作用以及足够强的踏板感，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——踏板行程和踏板力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该是渐进的。制动阀输出压力可以作为促动管路压力直接输入到作为传动装置的制动气室，但必要时也可作为控制信号输入另一控制装置（如继动阀）。2）手控制动阀手控制动阀可以控制汽车的驻车制动和挂车的驻车制动。因为对驻车制动没有渐进控制的要求，所以控制驻车制动的手控制动阀实际上只是一个气开关。3）快放阀与继动阀快放阀的作用是保证解除制动时制动气室快速放气。快放阀布置在制动阀与制动气室之间的管路上，靠近制动气室，由于离制动气室近，制动气室排气所经过的回路短，放气速度较快。继动阀的作用是使压缩空气不流经制动阀，而是通过继动阀直接充入制动气室，以缩短供气路线，减少制动滞后时间。4）梭阀（双向阀）梭阀的特点是双腔制动阀的两腔都可以通过梭阀向挂车制动阀输入控制气压，保证在汽车两制动回路之一损坏时，挂车制动阀仍然可以接到制动控制信号。（4）制动气室单就气压系统而言，制动气室是执行元件，其作用是将气压能转换成机械能输出，输出的机械能传给制动凸轮等促动装置，使制动器产生制动力矩。制动气室有膜片式、活塞式和复合式三种。1）膜片式制动气室膜片式制动气室的两腔通过膜片隔离，连接叉与制动调整臂相连。解放CA1091型汽车和东风EQ1090E型汽车用的制动气室就是膜片式制动气室2）活塞式制动气室活塞式制动气室的推杆行程较大，其活塞工作寿命也比膜片长，但整个气室结构较复杂，成本较高，常用于重型货车。黄河JN1181C13型汽车前轮用的制动气室就是活塞式制动气室。3）复合制动气室复合制动气室的特点是制动气室由行车制动气室和驻车制动气室两部分组成，兼起行车制动和驻车制动的作用。黄河JN1181C13型汽车后轮用的制动气室就是复合制动气室。3.3.2气顶液制动系统与全液压动力制动系统（1）气顶液制动系统气压制动系统作为一种动力制动系统，比人力液压制动系统更容易满足在踏板力不过大或踏板行程又不过长的条件下产生较大制动力的要求。但气压系统的工作压力比液压系统低得多，因而其部件的尺寸和质量都比液压系统的相应部件大得多。气顶液制动系统的供能装置和控制装置都是气压式，传动装置是气压——液压组合式。气压能通过串联的动力气室和液压主缸转换为液压能，液压能传到各个轮缸，产生制动作用。气顶液制动系统的优点是：①气压系统布置紧凑，缩短了管路长度和滞后时间。②用液压轮缸作为制动器促动装置减少了非簧载质量。③用使用气顶液制动系统的汽车牵引挂车时，挂车可用气压制动，也可用液压制动。④各个车桥的制动器可以分别采用液压促动和气压促动。下图为气顶液制动系统的示意图。图3.（2）全液压动力制动系统全液压动力制动系统是以储能器储存的液压能或限制液流循环而产生液压作用的动力制动装置。其示意图如下：图3.3.4制动力调节装置3.4.1概述（1）前后轮同步滑移的条件汽车制动过程中，最好是前后轮同时抱死滑移，如果前后车轮的制动力之比等于前后车轮对路面的垂直载荷之比，就能满足同步滑移的条件，即式中，为前轮制动力；为后轮制动力；为前轮对路面的垂直载荷；为后轮对路面的垂直载荷。（2）理想的前后轮制动力分配特性汽车在制动过程中，前后轮的垂直载荷是变化的，如果要满足同步滑移的条件，要求制动器制动力（也即促动管路压力）也要随载荷而变化，这种变化关系做出的曲线称为理想的前后轮制动力分配特性曲线，如下图所示。当汽车载荷变化时，曲线位置也会发生相应的变化。图3大多数汽车前后促动管路的压力是相等的，因而其前后轮制动力之比为定值，这种设计显然不能满足理想的制动要求。从提高汽车制动时的安全性考虑，应尽量避免制动时后轮先抱死滑移，并尽可能充分地利用附着条件，产生尽可能大的制动力。这就促使现代汽车越来越多地采用各种制动力调节装置，使前后促动管路压力的实际分配特性曲线在不同程度上接近于相应的理想分配特性曲线，并位于理想分配特性曲线的下方。目前制动力调节装置的类型很多，有限压阀、比例阀、感载阀和惯性阀等，它们一般都是串联在后促动管路中，但也有的是串联在前促动管路中。制动力调节的最佳装置是防抱死制动装置，它可使前后促动管路压力的实际分配特性曲线更接近于相应的理想分配特性曲线。3.4.2限压阀与比压阀（1）限压阀限压阀串联于液压或气压制动回路的后促动管路中，其作用是当前、后促动管路压力P1和P2由零同步增长到一定值后，即自动将P2限定在该值不变。液压限压阀的结构及其静特性如下图所示：图3.（2）比压阀比压阀也是串联于液压或气压制动回路的后促动管路中，其作用是当前后促动管路压力P1与P2同步增长到一定值PS后，即自动对P2的增长加以节制，亦即使P2的增量小于P1的增量。比压限压阀的结构及其静特性如下图所示：图感载阀感载阀的特点是特性曲线随整车载荷的变化而变化。感载阀有感载比例阀和感载限压阀两种，其静特性曲线如下图所示：图3假设汽车满载时，感载阀特性曲线为A1B1；而在空载时，感载阀的调节作用起始点自动改变为A2，使特性曲线变为A2B2。但两特性曲线的斜率还是相等的。这种变化应当是渐进的，即在实际装载质量为任何值时，都有一条与之相应的特性线。在限压阀或比例阀的结构及其他参数一定的情况下，调节作用起始点的控制压力Ps值取决于限压阀或比例阀的活塞弹簧预紧力。因此，只要使弹簧预紧力随汽车实际装载质量而变化，便能实现感载调节。3.4.4惯性阀惯性阀（G阀）是一种用于液压系统的制动力自动调节装置。其特性曲线形状与感载阀相似，但其调节作用起始点的控制压力值PS取决于汽车制动时作用在汽车重心上的惯性力，即PS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。3.4.5防抱死制动装置（1）概述前已述及，当车轮抱死滑移时，车轮与路面间的侧向附着力将完全消失。如果是前轮（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（跑偏）。如果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运动状态。汽车防滑控制系统是防止汽车在制动过程中车轮被抱死滑移和汽车在驱动过程中(特别是起步、加速、转弯等)驱动轮发生滑转现象的控制系统。目前在某些中、高级轿车、大客车和重型货车上都装有防抱死装置（AntilockBrakingSystem），简称ABS。1）滑动率对附着系数的影响汽车在制动过程中，车轮的运动可以划分为三个阶段：纯滚动、边滚边滑、完全拖滑。一般用滑动率S表征滑动成分在车轮纵向运动中所占的比例。车轮与路面之间的附着系数是随滑动率而变化的，二者之间的关系如下图所示：图3.当滑动率处于15%～35%的范围内时，纵向附着系数φz和侧向附着系数φc的值都较大。纵向附着系数φz大，可以产生较大的制动力，保证汽车制动距离较短；侧向附着系数φc大，可以产生较大的侧向力，保证汽车制动时的方向稳定性。2）防滑控制系统的作用和控制方式汽车在驱动过程中，驱动轮可能发生滑转，滑转成分在车轮纵向运动中所占的比例用正滑动率来表示，即完全滑转时，v=0，S=100%汽车在驱动和制动时的φ—S关系及最佳控制范围如下图所示。图3.防滑控制系统就是在汽车驱动状态下，将驱动轮滑转率控制在5%～15%的最佳范围内。制动防抱死系统是在汽车制动状态下，将车轮滑动率控制在8%～35%的最佳范围内。在上述最佳范围内，不仅车轮和地面之间的纵向附着系数较大，而且侧向附着系数的值也较大，保证了汽车的方向稳定性。（2）制动防抱死系统（ABS）国产捷达、桑塔纳和红旗CA7220型轿车等，都可以根据用户需要选防抱死制动装置（ABS）。下面以红旗CA7220型轿车的防抱死制动装置为例，说明其组成和工作原理。1）制动防抱死系统的基本组成和工作原理制动防抱死系统主要由轮速传感器、制动压力调节器和电子控制器（ECU）等组成。图3.其基本工作原理是，汽车制动时，首先由轮速传感器测出与制动车轮转速成正比的交流电压信号，并将该电压信号送入电子控制器（ECU）。由ECU中的运算单元计算出车轮速度、滑动率及车轮的加、减速度，然后再由ECU中的控制单元对这些信号加以分析比较后，向压力调节器发出制动压力控制指令。使压力调节器中的电磁阀等直接或间接地控制制动压力的增减，以调节制动力矩，使之与地面附着状况相适应，防止制动车轮被抱死。2）ABS的类型及布置形式①按汽车制动系统分类：液压制动系统ABS、气压制动系统ABS和气顶液制动系统ABS。②按ABS中控制管路(通道)数和传感器数量，又可分为以下6种布置形式：四传感器四通道四轮独立控制的ABS、四传感器四通道前轮独立后轮低选控制的ABS、四传感器三通道前轮独立后轮低选控制的ABS、三传感器三通道前轮独立后轮低选控制的ABS、四传感器二通道前轮独立控制的ABS和四传感器二通道前轮独立后轮低选控制的ABS。其中四传感器四通道ABS的示意图如下：图3.图3.3）ABS部件的结构及其工作原理①车轮转速传感器（简称轮速传感器）汽车防滑控制系统中都设置有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。图3.4.5轮速传感器由永久磁铁、磁极、线圈和齿圈组成。齿圈在磁场中旋转时，齿圈齿顶和电极之间的间隙以一定的速度变化，使磁路中的磁阻发生变化，磁通量周期地增减，在线圈的两端产生正比于磁通量增减速度的感应电压，该交流电压信号输送给电子控制器。②电子控制器（ECU）电子控制器（ECU）是防滑控制系统的控制中枢，其作用是接收来自轮速传感器的感应电压信号，计算出车轮速度，并与参考车速进行比较，得出滑动率S及加减速度，并将这些信号加以分析，对制动压力调节器发出控制指令。③制动压力调节器制动压力调节器的功用是接收来自ECU的控制指令，控制制动压力的增、减，它是ABS的执行器。下面介绍红旗CA7220型轿车装备的ABS控制轮缸油压的几个工作过程。常规制动过程：如下图所示，ABS未进入工作状态，电磁阀不通电，柱塞处于图示的最下方，主缸与轮缸的油路相通，主缸可随时控制制动油压的增减。图3.4.5轮缸减压过程：如下图所示，当轮速传感器检测到车轮有抱死趋势（车轮滑移率s超出最佳范围）的信号时，感应交流电压增大，电磁阀通入较大电流，柱塞移至图示最上方，主缸与轮缸的通路被截断。轮缸与储液器连通，轮缸压力下降，车轮滑移率s减小（即滚动成分增大）。与此同时，驱动电机起动，带动液压泵工作，把流回储液器的制动液加压后送人油缸，为下一步制动过程做准备。图3.4.5轮缸保压过程：轮缸减压过程中，车轮的滑移率s下降至最佳范围，这时轮速传感器产生的电压信号较弱，电磁阀通入较小电流，柱塞降至下图所示位置，所有油路都被截断，保持油缸压力不变。图3.4.5轮缸增压过程：当车轮滑移率s趋于零时，感应交流电压亦趋于零，电磁阀断电，柱塞下降至初始位置，主缸与轮缸油路再次相通，如下图所示，主缸的高压制动液重新进入轮缸，使轮缸油压回升，车轮又趋于接近抱死的工作状态。图3.4.54）ABS的优点：①增加了制动时的方向稳定性，制动时仍有转向能力。②在部分路面上制动可以缩短制动距离。③改善了轮胎的磨损状况。④使用方便，工作可靠。资料表明，装有ABS系统的车辆可是因车轮侧滑引起的事故比例下降8%左右.当汽车在积雪或沙石路面制动时，装ABS系统的汽车的制动距离可能会更长；因为若车轮抱死，则车轮前的楔装堆积会阻止汽车前进，制动距离反变短。车轮抱死会加剧轮胎磨损，而且时轮胎胎面磨耗不均匀。汽车在使用寿命内，将紧急制动时车轮抱死所造成的轮胎磨损而引起的费用累加，已超过一套ABS系统的造价。（3）驱动防滑转系统（ASR）汽车驱动轮防滑转控制系统又称为防滑转调节系统ASR(Anti-SlipRegulation)或驱动力控制系统TRC(TractionControlSystem)。防滑转控制系统ASR的主要功用在车轮开始滑转时，通过降低发动机的输出转矩或控制制动系统的制动力等来减小传递给驱动车轮的驱动力，防止驱动力超过轮胎与路面之间的附着力而导致驱动轮滑转，提高车辆的通过性，改善汽车的方向操纵性和行驶稳定性。

ASR与ABS密切相关，都是汽车行驶的主动安全系统，两个系统通常同时采用。ASR系统是维持附着条件，充分发挥驱动力的电子调节装置。防止驱动轮滑转曾采用过许多办法，如安装防滑链，使用防滑的雪地轮胎和带防滑钉的防滑轮胎等等，但迄今为止最有效的办法还是采用ASR系统。汽车行驶过程中，轮速传感器将车轮转速转变为电信号传输给ASR电子控制器（ECU），ECU根据车轮转速计算驱动车轮的滑转率，如果滑转率超出了目标范围，ECU综合参考节气门开度信号、发动机转速信号以及转向信号(有的车没有)等确定其控制方式，并向相应执行机构发出指令使其动作，将驱动车轮的滑转率控制在目标范围之内。2）防滑转控制系统ASR的组成驱动防滑转系统（ASR）和ABS一样，主要由电子控制器、传感器、制动压力调节器等三大部分组成。ASR中的电子控制器可以是独立的，也可以与ABS共用，轮速传感器可与ABS共用，ASR与ABS的制动压力调节器也可以共用。因此通常将ASR和ABS组合在一起。图3.①电子控制器（ECU）由于ASR和ABS的一些输入信号和处理都是相同的，为了减少电子器件的应用数量，使结构更紧凑，ASR电子控制器和ABS电子控制器通常组合在一起。ASR的ECU发出的控制指令有如下几种：控制滑转车轮的制动力；控制发动机输出功率；同时控制发动机输出功率和驱动车轮的制动力。在实际应用的ASR中，绝大多数都是采用调节发动机输出转矩的方式来控制汽车驱动力矩。而调节发动机的输出转矩，通常是利用发动机电子控制装置，通过控制节气门开度和点火提前角的方式来实现。②ASR的传感器ASR的传感器主要是轮速传感器和节气门位置传感器。轮速传感器与ABS共用，而节气门位置传感器则与发动机控制系统共用。ASR专用的信号输入装置是ASR选择开关，关闭ASR选择开关，可停止ASR的作用。如在汽车维修中需要将汽车驱动车轮悬空转动时，ASR就可能对驱动车轮施以制动，影响故障的检查。这时关闭ASR开关，停止ASR作用，就可避免这种影响。③ASR的制动压力调节器ASR制动压力调节器执行ASR电子控制器的指令，对滑转车轮施加制动力并控制其大小，以使滑转车轮的滑动率在控制目标范围之内。ASR制动压力源是蓄压器，通过制动压力调节器中的电磁阀来调节驱动车轮制动压力的大小。图3.3）装有驱动力控制系统(ASR)的汽车实例广州本田雅阁（3.0L）轿车装有牵引力控制系统(TCS)的实例。该轿车的防滑控制系统ABS和ASR（TCS）组合在一起。整个系统由ABS/ASR电子控制装置（ECU）、制动压力调节器和传感器等三部分组成。各部件在整车的布置如下图所示：图3.ABS/TCS电子控制装置（ECU）工作原理框图如下所示：图3.3.5辅助制动系统主要行驶于矿山或山区公路上的汽车经常要下坡，为不使汽车在本身重力作用下不断加速到危险程度，应当对汽车进行持续制动，将由势能转化成的那一部分动能再转化成热能而散逸，从而使汽车速度稳定在某个安全值。此外，经常在行车密度很高、交通情况复杂的城市街道上行驶的汽车（如市内公交），为避免交通事故，需要进行频繁的不同强度的制动。在这些情况下，单靠行车制动系统是难以完成这样的制动任务的。因为制动器长时间频繁地工作将使其温度大大增高，以致制动效能衰退甚至完全失效，故在这种行驶条件下运行的汽车，往往有必要增设辅助制动系统。辅助制动系统的作用是在不使用或减少使用行车制动系统的条件下，使车辆速度降低或保持稳定，但不能将车辆紧急制停，这种作用称为缓速作用。辅助系统中用以产生制动力矩从而对车辆起缓速作用的部件，称为缓速器。缓速器也属于制动器范畴。产生缓冲作用的方法有以下几种：（1）发动机缓速对行驶中的汽车停止供给燃料，并将变速器挂入某一前进挡，使汽车得以通过驱动轮和传动系统带动发动机曲轴继续转动。这样，本来是汽车动力源的发动机就变成消耗汽车动能从而对汽车起缓冲作用的空气压缩机。在这种情况下，汽车对发动机输入的动能大部分耗损在发动机的进气、压缩、排气过程中，小部分消耗于对水泵、油泵、空压机、发电机等附件的驱动中。发电机及上述各附件阻碍曲轴旋转的力矩即是制动力矩，通过传动系统放大后传给驱动轮。（2）牵引电动机缓速对于采用电传动系统的汽车，可以对电动驱动轮中的牵引电动机停止供电，使之受驱动轮驱动而成为发电机，将汽车的部分动能转变成电能。再使之通过电阻转变为热能而消散。这时电动机对驱动轮的阻力矩即是制动力矩。（3）液力缓速液力缓速是利用专设的液力缓速器来产生缓速作用的。液力缓速器中有固定叶轮和旋转叶轮，后者一般由变速器驱动。固定叶轮通过流动的液体加于旋转叶轮的阻力矩即为制动力矩，将其通过变速器和驱动桥放大后传到驱动轮。由旋转叶轮输入的汽车动能即通过液力缓速器内的液力阻尼作用转变成热能。（4）电磁缓速电磁缓速是利用专设的电磁缓速器来产生缓速作用的。电磁缓速作用的主要元件包括由驱动轮通过传动系统带动的盘状金属转子和若干个固定不动的电磁铁组成的定子。两者端面之间留有不大的间隙（0.5~1.5mm）。当有电流通过定子的励磁线圈时便产生磁场，对在此磁场中旋转的转子造成阻力矩，即制动力矩。在磁场作用下，在转子中产生的涡电流可将转子及整个汽车的部分动能转换成热能。（5）空气动力缓速空气动力缓速是采用使车身的某些活动板件伸展，以加大作用于汽车的空气阻力的办法来起缓速作用的。这种方法目前只用于竞赛汽车。4制动系统的发展4.1制动系统的历史最原始的制动控制只是驾驶员操纵一组简单的机械装置向制动器施加作用力，这时的车辆的质量比较小，速度比较低，机械制动虽已满足车辆制动的需要，但随着汽车自质量的增加，助力装置对机械制动器来说已显得十分必要。这时，开始出现真空助力装置。1932年生产的质量为2860kg的凯迪拉克V16轿车四轮采用直径419.1mm的鼓式制动器，并有制动踏板控制的真空助力装置。林肯公司也于1932年推出V12轿车，该车采用通过四根软索控制真空加力器的鼓式制动器。随着科学技术的发展及汽车工业的发展，尤其是军用车辆及军用技术的发展，车辆制动有了新的突破，液压制动是继机械制动后的又一重大革新。DuesenbergEight车率先使用了轿车液压制动器。克莱斯勒的四轮液压制动器于1924年问世。通用和福特分别于1934年和1939年采用了液压制动技术。到20世纪50年代，液压助力制动器才成为现实。20世纪80年代后期，随着电子技术的发展，世界汽车技术领域最显著的成就就是防抱制动系统(ABS)的实用和推广。ABS集微电子技术、精密加工技术、液压控制技术为一体，是机电一体化的高技术产品。它的安装大大提高了汽车的主动安全性和操纵性。1936年，博世公司申请一项电液控制的ABS装置专利促进了防抱制动系统在汽车上的应用。1969年的福特使用了真空助力的ABS制动器；1971年，克莱斯勒车采用了四轮电子控制的ABS装置。这些早期的ABS装置性能有限，可靠性不够理想，且成本高。1979年，默·本茨推出了一种性能可靠、带有独立液压助力器的全数字电子系统控制的ABS制动装置。1985年美国开发出带有数字显示微处理器、复合主缸、液压制动助力器、电磁阀及执行器“一体化”的ABS防抱装置。随着大规模集成电路和超大规模集成电路技术的出现，以及电子信息处理技术的高速发展，ABS以成为性能可靠、成本日趋下降的具有广泛应用前景的成熟产品。1992年ABS的世界年产量已超过1000万辆份，世界汽车ABS的装用率已超过20%。一些国家和地区(如欧洲、日本、美国等)已制定法规，使ABS成为汽车的标准设备。4.2制动系统的现状当考虑基本的制动功能量时，液压操纵仍然是最可靠、最经济的方法。即使增加了防抱制动(ABS)功能后，传统的“油液制动系统”仍然占有优势地位。但是就复杂性和经济性而言，增加的牵引力控制、车辆稳定性控制和一些正在考虑用于“智能汽车”的新技术使基本的制动器显得微不足道。传统的制动控制系统只做一样事情，即均匀分配油液压力。当制动踏板踏下时，主缸就将等量的油液送到通往每个制动器的管路，并通过一个比例阀使前后平衡。而ABS或其他一种制动干预系统则按照每个制动器的需要时对油液压力进行调节。目前，车辆防抱制动控制系统(ABS)已发展成为成熟的产品，并在各种车辆上得到了广泛的应用，但是这些产品基本都是基于车轮加、减速门限及参考滑移率方法设计的。方法虽然简单实用，但是其调试比较困难，不同的车辆需要不同的匹配技术，在许多不同的道路上加以验证；从理论上来说，整个控制过程车轮滑移率不是保持在最佳滑移率上，并未达到最佳的制动效果。另外，由于编制逻辑门限ABS有许多局限性，所以近年来在ABS的基础上发展了车辆动力学控制系统(VDC)。结合动力学控制的最佳ABS是以滑移率为控制目标的ABS，它是以连续量控制形式，使制动过程中保持最佳的、稳定的滑移率，理论上是一种理想的ABS控制系统滑移率控制的难点在于确定各种路况下的最佳滑移率，另一个难点是车辆速度的测量问题，它应是低成本可靠的技术，并最终能发展成为使用的产品。对以滑移率为目标的ABS而言，控制精度并不是十分突出的问题，并且达到高精度的控制也比较困难；因为路面及车辆运动状态的变化很大，多种干扰影响较大，所以重要的问题在于控制的稳定性，即系统鲁棒性，应保持在各种条件下不失控。防抱系统要求高可靠性，否则会导致人身伤亡及车辆损坏。因此，发展鲁棒性的ABS控制系统成为关键。现在，多种鲁棒控制系统应用到ABS的控制逻辑中来。除传统的逻辑门限方法是以比较为目的外，增益调度PID控制、变结构控制和模糊控制是常用的鲁棒控制系统，是目前所采用的以滑移率为目标的连续控制系统。模糊控制法是基于经验规则的控制，与系统的模型无关，具有很好的鲁棒性和控制规则的灵活性，但调整控制参数比较困难，无理论而言，基本上是靠试凑的方法。然而对大多数基于目标值的控制而言，控制规律有一定的规律。另外，也有采用其它的控制方法，如基于状态空门及线性反馈理论的方法，模糊神经网络控制系统等。各种控制方法并不是单独应用在汽车上，通常是几种控制方法组合起来实施。如可以将模糊控制和PID结合起来，兼顾模糊控制的鲁棒性和PID控制的高精度，能达到很好的控制效果。车轮的驱动打滑与制动抱死是很类似的问题。在汽车起动或加速时，因驱动力过大而使驱动轮高速旋转、超过摩擦极限而引起打滑。此时，车轮同样不具有足够的侧向力来保持车辆的稳定，车轮切向力也减少，影响加速性能。由此看出，防止车轮打滑与抱死都是要控制汽车的滑移率，所以在ABS的基础上发展了驱动防滑系统(ASR)。ASR是ABS的逻辑和功能扩展。ABS在增加了ASR功能后，主要的变化是在电子控制单元中增加了驱动防滑逻辑系统，来监测驱动轮的转速。ASR大多借用ABS的硬件，两者共存一体，发展成为ABS/ASR系统。目前，ABS/ASR已在欧洲新载货车中普遍使用，并且欧共体法规EEC/71/320已强制性规定在总质量大于3.5t的某些载货车上使用，重型车是首先装用的。然而ABS/ASR只是解决了紧急制动时附着系数的利用，并可获得较短的制动距离及制动方向稳定性，但是它不能解决制动系统中的所有缺陷。因此ABS/ASR功能，同时可进行制动强度的控制。ABS只有在极端情况下(车轮完全抱死)才会控制制动，在部分制动时，电子制动使可控制单个制动缸压力，因此反应时间缩短，确保在任一瞬间得到正确的制动压力。近几年电子技术及计算机控制技术的飞速发展为EBS的发展带来了机遇。德国自20世纪80年代以来率先发展了ABS/ASR系统并投入市场，在EBS的研究与发展过程中走到了世界的前列。德国博世公司在1993年与斯堪尼公司联合首次在Scania牵引车及挂车上装用了EBS。然而EBS是全新的系统，它有很大的潜力，必将给现在及将来的制动系统带来革命性的变革。4.3制动系统的发展今天，ABS/ASR已经成为欧美和日本等发达国家汽车的标准设备。车辆制动控制系统的发展主要是控制技术的发展。一方面是扩大控制范围、增加控制功能；另一方面是采用优化控制理论，实施伺服控制和高精度控制。第一，ABS功能的扩充除ASR外，同时把悬架和转向控制扩展进来，使ABS不仅仅是防抱死系统，而成为更综合的车辆控制系统。制动器开发厂商还提出了未来将ABS/TCS和VDC与智能化运输系统一体化运用的构想。随着电子控制传动、悬架系统及转向装置的发展，将产生电子控制系统之间的联系网络，从而产生一些新的功能，如：采用电子控制的离合器可大大提高汽车静止启动的效率；在制动过程中，通过输入一个驱动命令给电子悬架系统，能防止车辆的俯仰。第二，一些智能控制技术如神经网络控制技术是现在比较新的控制技术，已经有人将其应用在汽车的制动控制系统中。ABS/ASR并不能解决汽车制动中的所有问题。因此由ABS/ASR进一步发展演变成电子控制制动系统(EBS)，这将是控制系统发展的一个重要的方向。但是EBS要想在实际中应用开来，并不是一个简单的问题。除技术外，系统的成本和相关的法规是其投入应用的关键。第三，经过了一百多年的发展，汽车制动系统的形式已经基本固定下来。随着电子，特别是大规模、超大规模集成电路的发展，汽车制动系统的形式也将发生变化。如凯西-海斯(K-H)公司在一辆实验车上安装了一种电-液(EH)制动系统，该系统彻底改变了制动器的操作机理。通过采用4个比例阀和电力电子控制装置，K-H公司的EBM就能考虑到基本制动、ABS、牵引力控制、巡航控制制动干预等情况，而不需另外增加任何一种附加装置。EBM系统潜在的优点是比标准制动器能更加有效地分配基本制动力，从而使制动距离缩短5%。一种完全无油液、完全的电路制动BBW(Brake-By-Wire)的开发使传统的液压制动装置成为历史第四，全电路制动(BBW)是未来制动控制系统的发展方向。全电制动不同于传统的制动系统，因为其传递的是电，而不是液压油或压缩空气，可以省略许多管路和传感器，缩短制动反应时间。其主要包含以下部分：（1）电制动器。其结构和液压制动器基本类似，有盘式和鼓式两种，作动器是电动机；（2）电制动控制单元(ECU)。接收制动踏板发出的信号，控制制动器制动；接收驻车制动信号，控制驻车制动；接收车轮传感器信号，识别车轮是否抱死、打滑等，控制车轮制动力，实现防抱死和驱动防滑。由于各种控制系统如卫星定位、导航系统，自动变速系统，无级转向系统，悬架系统等的控制系统与制动控制系统高度集成，所以ECU还得兼顾这些系统的控制；（3）轮速传感器。准确、可靠、及时地获得车轮的速度；（4）线束。给系统传递能源和电控制信号；（5）电源。为整个电制动系统提供能源。与其他系统共用。可以是各种电源，也包括再生能源。从结构上可以看出这种全电路制动系统具有其他传统制动控制系统无法比拟的优点：（1）整个制动系统结构简单，省去了传统制动系统中的制动油箱、制动主缸、助力装置。液压阀、复杂的管路系统等部件，使整车质量降低；（2）制动响应时间短，提高制动性能；（3）无制动液，维护简单；（4）系统总成制造、装配、测试简单快捷，制动分总成为模块化结构；（5）采用电线连接，系统耐久性能良好；（6）易于改进，稍加改进就可以增加各种电控制功能。全电制动控制系统是一个全新的系统，给制动控制系统带来了巨大的变革，为将来的车辆智能控制提供条件。但是，要想全面推广，还有不少问题需要解决：