汽车制动系ppt课件.ppt

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1、第十五章汽车制动系,第一节 概述,一、制动系统的功用：,使行驶中的汽车强制减速甚至停车；使下坡行驶的汽车速度保持稳定，以保证行车的安全；使已停驶的汽车在各种道路条件下(包括在坡道上)稳定驻车。,二、制动系统类型：,(1)按制动系统的功用,A、行车制动系统用以使行驶中的汽车降低速度甚至停车的制动系统B、驻车制动系统用以使已停驶的汽车驻留原地不动的制动系统C、第二制动系统（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制动系统D、辅助制动系统在下长坡时，防止行车制动器过热失效的辅助制动系统,上述各制动系统中，行车制动系统和驻车制动系统是每一辆汽车都必须具备的。,(2)按制动

2、操纵能源,A、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B、动力制动系统完全靠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系统C、伺服制动系统（助力制动系统）兼用人力和发动机动力进行制动的制动系统,(3)按制动能量的传输方式,制动系统可分为机械式、液压式、气压式、电磁式等。同时采用两种以上传能方式的制动系称为组合式制动系统。,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,三、制动系的工作原理 是利用与车身(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。可用右图所示的一种简单的液压制动

3、系统示意图来说明制动系统的工作原理。一个以内圆面为工作表面的金属制动鼓固定在车轮轮毂上，随车轮一同旋转。在固定不动的制动底板上，有两个支承销，支承着两个弧形制动蹄的下端。制动蹄的外圆面上装有摩擦片。制动底板上还装有液压制动轮缸，用油管与装在车架上的液压制动主缸相连通。主缸中的活塞可由驾驶员通过制动踏板机构来操纵。,工作原理演示,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。,四、对制动系性能的要求：,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,第二节 液压制动系,一、液压制动回路,结构：,

4、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,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、两桥制动器独立制动,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,前后制动器对角独立制动,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,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。,二、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

5、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。,三、制动轮缸：分双活塞式和单活塞式两类。,轮缸顶块为一调整螺钉，通过其轴向移动可调整制动器间隙。,借活塞端面凸台保持的进油间隙形成轮缸内腔。,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 偏心支承销分类：按运动形式分：内张型、外束型按促动装置分：轮缸式 凸轮式 楔式,制动鼓,制动底板,制动轮缸,调整凸轮,偏心支承销,一、

6、鼓式制动器,四、液压式车轮制动器,鼓式制动器结构,鼓式制动器常见类型(一)轮缸式制动器：,1、领从蹄式制动器,领蹄（增势蹄）,从蹄（减势蹄）,制动轮缸,下图为领从蹄式制动器示意图，设汽车前进时制动鼓旋转方向(这称为制动鼓正向旋转)如图中箭头所示。沿箭头方向看去，制动蹄1的支承点3在其前端，制动轮缸6所施加的促动力作用于其后端，因而该制动蹄张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向相同。具有这种属性的制动蹄称为领蹄。与此相反，制动蹄2的支承点4在后端，促动力加于其前端，其张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向相反。具有这种属性的制动蹄称为从蹄。当汽车倒驶，即制动鼓反向旋转时，蹄1变成从蹄，而蹄2则变成领蹄。

7、这种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即称为领从蹄式制动器。如图所示，制动时两活塞施加的促动力是相等的。制动时，领蹄1和从蹄2在促动力FS的作用下，分别绕各自的支承点3和4旋转到紧压在制动鼓5上。旋转着的制动鼓即对两制动蹄分别作用着法向反力N1和N2，以及相应的切向反力T1和T2，两蹄上的这些力分别为各自的支点3和4的支点反力Sl和S2所平衡。可见，领蹄上的切向合力Tl所造成的绕支点3的力矩与促动力FS所造成的绕同一支点的力矩是同向的。所以力T1的作用结果是使领蹄1在制动鼓上压得更紧从而力T1也更大。这表明领蹄具有增势作用。相反，从蹄具有减势作用。故二制动蹄对制动鼓所

8、施加的制动力矩不相等。,倒车制动时，虽然蹄2变成领蹄，蹄1变成从蹄，但整个制动器的制动效能还是同前进制动时一样。在领从式制动器中，两制动蹄对制动鼓作用力N1和N2的大小是不相等的，因此在制动过程中对制动鼓产生一个附加的径向力。凡制动鼓所受来自二蹄的法向力不能互相平衡的制动器称为非平衡式制动器。,1.领蹄 2.从蹄 3、4.支点 5.制动鼓 6.制动轮缸,2、双领蹄式制动器,制动轮缸,制动轮缸,领蹄,领蹄,单向助势平衡式制动器,无论是前进制动还是倒车制动，两制动蹄都是领蹄的制动器称为双向双领蹄式制动器，图是其结构示意图器。与领从蹄式制动器相比，双向双领蹄式制动器在结构上有三个特点，一是采用两个双

9、活塞式制动轮缸；二是两制动蹄的两端都采用浮式支承，且支点的周向位置也是浮动的；三是制动底板上的所有固定元件，如制动蹄、制动轮缸、回位弹簧等都是成对的，而且既按轴对称、又按中心对称布置。在前进制动时，所有的轮缸活塞都在液压作用下向外移动，将两制动蹄4和8压靠到制动鼓1上。在制动鼓的摩擦力矩作用下，两蹄都绕车轮中心O朝箭头所示的车轮旋转方向转动，将两轮缸活塞外端的支座9推回，直到顶靠到轮缸端面为止。此时两轮缸的支座9成为制动蹄的支点，制动器的工作情况便同图所示的制动器一样。倒车制动时，摩擦力矩的方向相反，使两制动蹄绕车轮中心O逆箭头方向转过一个角度，将可调支座7连同调整螺母6一起推回原位，于是两个

10、支座7便成为蹄的新支承点。这样，每个制动蹄的支点和促动力作用点的位置都与前进制动时相反，其制动效能同前进制动时完全一样。,3、双向双领蹄式制动器,制动轮缸,制动轮缸,制动蹄,制动蹄,双向助势平衡式制动器,4、双从蹄式制动器,制动轮缸,制动轮缸,从蹄,从蹄,双从蹄式制动器 前进制动时两制动蹄均为从蹄的制动器称为双从蹄式制动器，其结构示意图见图。这种制动器与双领蹄式制动器结构很相似，二者的差异只在于固定元件与旋转元件的相对运动方向不同。虽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，但其效能对摩擦系数变化的敏感程度较小，即具有良好的制动效能稳定性。双领蹄、双向双领蹄、双从蹄式制动器的

11、固定元件布置都是中心对称的。如果间隙调整正确，则其制动鼓所受两蹄施加的两个法向合力能互相平衡，不会对轮毂轴承造成附加径向载荷。因此，这三种制动器都属于平衡式制动器。,5、自增力式制动器,单向自增力式制动器,顶杆,F2,F1,F2 F1,单向自增力式制动器 单向自增力式制动器的结构原理见右图。第一制动蹄1和第二制动蹄4的下端分别浮支在浮动的顶杆5的两端。汽车前进制动时，单活塞式轮缸将促动力FS1加于第一蹄，使其上压靠到制动鼓3上。第一蹄是领蹄，并且在各力作用下处于平衡状态。顶杆6是浮动的，将与力S1大小相等、方向相反的促动力FS2施于第二蹄。故第二蹄也是领蹄。作用在第一蹄上的促动力和摩擦力通过顶

12、杆传到第二蹄上，形成第二蹄促动力FS2。对制动蹄1进行受力分析可知，FS2FS1。此外，力FS2对第二蹄支承点的力臂也大于力FS1对第一蹄支承的力臂。因此，第二蹄的制动力矩必然大于第一蹄的制动力矩。倒车制动时，第一蹄的制动效能比一般领蹄的低得多，第二蹄则因未受促动力而不起制动作用。第一蹄1和第二蹄6的上端被各自的回位弹簧2拉拢，并以铆于腹板上端两侧的夹板3的内凹弧面支靠着支承销4。两蹄的下端分别浮支在可调顶杆两端的直槽底面上，并用弹簧8拉紧。受法向力较大的第二蹄摩擦片的面积做得比第一蹄的大，使两蹄的单位压力相近。在制动鼓尺寸和摩擦系数相同的条件下，单向自增力式制动器的前进制动效能不仅高于领从蹄

13、式制动器，而且高于双领蹄式制动器。倒车时整个制动器的制动效能比双从蹄式制动器的效能还低。,双向自增力式制动器,双向自增力式制动器 双向自增力式制动器的结构原理如图d-zd-11所示。其特点是制动鼓正向和反向旋转时均能借蹄鼓间的摩擦起自增力作用。它的结构不同于单向自增力式之处主要是采用双活塞式制动轮缸4，可向两蹄同时施加相等的促动力FS。制动鼓正向(如箭头所示)旋转时，前制动蹄1为第一蹄，后制动蹄3为第二蹄；制动鼓反向旋转时则情况相反。由图可见，在制动时，第一蹄只受一个促动力FS而第二蹄则有两个促动力FS和S，且SFS。考虑到汽车前进制动的机会远多于倒车制动，且前进制动时制动器工作负荷也远大于倒

14、车制动，故后蹄3的摩擦片面积做得较大。不制动时，两制动蹄和的上端在回位弹簧的作用下浮支在支承销上，两制动蹄的下端在拉簧的作用下浮支在浮动的顶杆两端的凹槽中。汽车前进制动时，制动轮缸(图中未画出)的两活塞向两端顶出，使前后制动蹄离开支承销并压紧到制动鼓上，于是旋转着的制动鼓与两制动蹄之间产生摩擦作用。由于顶杆是浮动的，前后制动蹄及顶杆沿制动鼓的旋转方向转过一个角度，直到后制动蹄的上端再次压到支承销上。此时制动轮缸促动力进一步增大。由于从蹄受顶杆的促动力大于轮缸的促动力，从蹄上端不会离开支承销。汽车倒车制动时，制动器的工作情况与上述相反。,轮缸式制动器的调整：,1、手动调整装置：（1）转动调整凸轮

15、和带偏心轴颈的支承销。,（2）转动调整螺母。,（3）调整可调顶杆长度：,2、自动调整装置：（1）摩擦限位式间隙自调装置：应等于在制动器间隙为设定的标准值是时，施行完全制动所需的轮缸活塞行程。原理：利用摩擦限位环与缸壁之间不可逆转的轴向相对位移补偿制动器的过量间隙。,安装在制动蹄上,（2）楔块式间隙自调装置：,（3）阶跃式间隙自调装置：,二、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,金属背板与摩擦块组成,分类：1、钳盘式制动器:a、定钳盘式制动器 b、浮钳盘式制动器 2、全盘式制动器应用：轿车、轻型货车,1、定钳盘式制动器（固定式制动钳制动器

16、）,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。,（一）钳盘式制动器,护罩焊有加强盘7和油管支架制动钳用两个螺栓固定,活塞密封圈自调间隙可使制动钳结构简单，造价低廉，中级以下轿车应用较多，但它对橡胶圈的弹性、耐热性、耐磨性、刃边的几何精度及表面粗糙度的要求较高，保持的制动器间隙较小，解除制动不可靠。,一些盘式制动器中装设专门的间隙自调装置，大多是摩擦限位一次调准式，如图所示。,定钳盘式制动器缺点：1）、液压缸较多，使制动钳结构复杂。2）、液压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，使得制动

17、钳的尺寸过大，难以安装在现代轿车的轮辋内。,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,浮钳盘式制动器工作演示,与定钳盘式制动器相比，浮钳盘式制动器轴向和径向尺寸小，制动液受热汽化的机会较少；此外，在兼做驻车制动器的情况下，不用加设驻车制动钳，只须在行车制动钳液压缸附近加装一些推动液压缸活塞的驻车制动机械传动零件即可。,止动弹簧将制动快卡在制动支架上,（二）全盘式制动器,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、输出制动力矩相同情况下，尺寸和质量较小。4、制动盘沿厚度方向的热膨胀量小。5、较容易实现间隙自动

18、调整，其他保养修理作业也较简单。缺点：1、制动效能差，导致液压制动管路中油压较高，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复杂，使后轮上应用受到限制。,第三节 气压制动系,一、气压制动回路,1.凸轮式制动器:,目前所有国产汽车和部分外国汽车的制动系统中，都采用凸轮促动的车轮制动器，而且大都设计成领从蹄式。凸轮促动的双向自增力式制动器只宜用做中央制动器。,二、气压制动器,凸轮式制动器,平衡块式促动装置,调整臂,2.楔式制动器:,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。促动装置可以是机械式、液压式、气压式。,与定钳盘式制动器相比，浮钳盘式制动器轴向和径向

19、尺寸小，制动液受热汽化的机会较少；此外，在兼做驻车制动器的情况下，不用加设驻车制动钳，只须在行车制动钳液压缸附近加装一些推动液压缸活塞的驻车制动机械传动零件即可。,第四节 辅助制动系,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。辅助制动系中用以产生制动力矩对车辆起缓速作用的部件称为缓速器。可以采用下述方法对汽车进行缓速。,（1）发动机缓速 汽车在挂档前进时，对

20、发动机停止供油，汽车通过驱动轮和传动系反带发动机曲轴继续旋转。这样，发动机就象空气压缩机那样，对汽车起到了缓速的作用。为了加强发动机这种缓速作用，可设法增加进气、排气、压缩等方面的阻力，如阻塞进气或排气通道，或改变进、排气门启闭时刻等。其中，比较常用的方法是在发动机排气管处设置排气阀。在需要缓速时，关闭排气阀，阻塞排气通道。该方法又称为排气缓速。,（2）液力缓速 液力缓速器的主要零件是固定叶轮和旋转叶轮，一般安装在变速器处。当汽车需要缓速时，汽车通过驱动桥和变速器等反带液力缓速器的旋转叶轮转动，固定叶轮通过流动的液体对旋转叶轮产生阻力矩，使汽车缓速。,（3）电涡流缓速 电涡流缓速器的主要元件是

21、与汽车传动系相连的盘状（也有鼓状的）的金属转子和由若干个固定不动的电磁铁组成的定子。二者之间有很小的（0.51.5mm）间隙。当有电流通过定子的励线圈时，定子产生磁场。在磁场中旋转的转子内部便产生电涡流，这一电流在磁场中所受到的力是阻碍转子转动的，于是便能产生缓速作用。,（4）牵引电机缓速 当电力传动的汽车需要缓速时，可将牵引电动机改作发电机，把汽车的行驶动能转变为电能。,（5）空气动力缓速 在超高速行驶的汽车后面释放减速伞，以加大作用于汽车的空气阻力的办法使汽车缓速。,第五节 制动力调节装置,作用：调节前后轮制动器的输入压力，以改变前后轮制动力的分配，尽可能的提高制动性。,一、限压阀,如图所

22、示，限压阀的阀门平时在弹簧力的作用下保持开启。由主缸来的制动液(其压力等于前制动管路压力p1)输入限压阀，通过开启着的阀门输出至后制动轮缸。设输出压力为p2，则此时p1=p2。输入压力同时也作用在阀门活塞上。,当p1升高到某一定值ps时，其对活塞的作用力克服阀门弹簧的预紧力，阀门即关闭，切断了主缸至后轮的通路。此后，前制动管路压力p1即使继续增大，后制动管路压力p2仍保持上述定值ps不变。限压阀的这一静特性如图中的折线OAB。图中曲线1和2分别为汽车满载和空载时的理想前、后制动管路压力分配特性曲线。图中与坐标轴成45夹角的直线OK为不用任何制动力调节装置时的实际制动管路压力分配静特性线。由特性

23、图可见，采用限压阀后，在理想特性线与实际特性线之间的整个影线区域都是前轮先抱死区域。实际特性线的OA段与不带限压阀时的相同。转折点A以后的AB段和理想特性的纵坐标差值越小，则附着系数利用率越高。因此，限压阀适用于轴距短且质心高，从而制动时轴荷转移较多的轻型汽车，特别是轻型和微型轿车。,二、感载比例阀,1螺塞 2.阀门 3.阀体 4.活塞 5.杠杆 6.感载拉力弹簧 7.摇臂 8.后悬架横向稳定杆,阀体3安装在车身上，活塞4右部的空腔内有阀门2。不制动时，在感载拉力弹簧6通过杠杆5施加的推力F的作用下，活塞4处于右极限位置，阀门2因其杆部顶触螺塞1而处于开启位置。制动时，来自主缸的制动液由进油口

24、A进入，并通过阀门从出油口B输出至后促动管路。此时，输出压力（压强）P 2 等于输入压力（压强）P 1。因活塞右端承压面积大于活塞左端承压面积，故P 1 和P 2 对活塞的作用力不等，于是活塞不断左移，最后使其上的阀座与阀门接触而达到平衡状态。此后，P 2 的增量将小于P 1 的增量。拉力弹簧6右端经吊耳与摇臂7相连，而摇臂则夹紧在汽车后悬架的横向稳定杆8的中部。当汽车装载量增加时，后悬架载荷也增加，因而后轮向车身移近；后悬架的横向稳定杆便带动摇臂7（顺时针）转过一个角度，将弹簧6进一步拉伸，作用于活塞上的推力F便增大，使活塞右移，制动液再由进油口A侧通过阀门流系向出油口B侧，使输出压力（压强

25、）P 2 进一步提高。反之，汽车装载量减小，则推力F减小，输出压力（压强）P 2 就减小。这样，调节作用起始点控制压力值 就随汽车实际装载量的变化而变化。,三、惯性阀（G阀）,惯性阀：是一种用于液压系统的制动力自动调节装置。特点：调节作用起始点的控制压力值Ps取决于制动时作用于汽车重心上的惯性力。类型：惯性限压阀、惯性比例阀。,1.惯性限压阀的结构及其工作原理,F,G,Fj,F1,2.惯性比例阀的结构及其工作原理,第六节 防抱死制动系统与驱动防滑系统,一、防抱死制动系统,(一)、汽车防抱死装置（ABS）概述,车轮抱死产生的现象：1）当车轮抱死滑移时，制动距离延长，制动失灵 2）若前轮先抱死，汽

26、车失去转向能力 3）若后轮先抱死，即使受到不大的侧向干扰力，汽车也将发生侧滑。理想状态：车轮处于边滚边滑的滑转状态，车轮滑移率到15%20%时，附着系数最大目前在中高级轿车、大客车和重型车上装备了防抱死装置。,1.ABS系统功用,在制动过程中自动控制和调节制动力大小,防止车轮抱死，消除侧滑、跑偏、丧失转向能力,获得良好的制动性能、操纵性能和稳定性能,2.类型,机械液压式ABS（可靠性差，已不用）,电子控制式ABS（现广泛应用）,3.ABS系统优点,增加了汽车制动时的稳定性,缩短制动距离,改善了轮胎的磨损状况,使用方便，工作可靠,（二）、ABS的组成及工作原理,主要由轮速传感器、压力调节器和电子

27、控制单元（ECU）组成。,1.结构,速度传感器,ECU,制动压力调节器,制动主缸,蓄电池,警告灯,传感器将信息信号传给ECU，ECU又将这些信号转换为控制信号传给压力调节器，三者共同协调工作防止车轮抱死。,2.工作原理,（三）、ABS系统的布置形式,控制通道：能够独立进行制动压力调节的制动管路,按控制通道数目分,四通道,三通道,二通道,单通道,按控制形式分,独立控制,按高选原则一同控制,按低选原则一同控制,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,独立控制最大程度地利用附着力易制动跑偏很少采用,2、三通道ABS,四轮ABS大多采用

28、，对两前轮的制动压力进行单独控制，对两后轮按低选原则一同控制,充分利用前轮附着力制动距离短方向稳定广泛采用,3、二通道ABS,前后制动管路各设一个制动压力调节器，分对两前轮和两后轮进行一同控制。两前轮可据附着条件进行高选和低选转换，两后轮则按低选原则一同控制,前驱汽车，后轮制动力小后驱汽车，后轮易抱死方向稳定差很少采用,4、单通道ABS,后制动管路设一个制动压力调节器，对后驱汽车只需安一个转速传感器。,对两后轮按低选原则一同控制方向结构简单、成本低轻货车广泛应用制动距离长转向操作能力差,（四）、转速传感器,功用是检测车轮的速度，并将速度信号输入ABS的电控单元。,在车轮上的安装位置,前 轮,后

29、 轮,1.电磁式转速传感器,优点：结构简单、成本低缺点：一是输出信号的幅值变化大；二是响应频率不高；三是抗电磁波干扰能力差,齿圈,极轴,永磁体,电缆,凿式极轴,柱式极轴,2.霍尔转速传感器,优点：1）信号电压幅值不受转速的影响；2）频率响应高；3）抗电磁波干扰能力强。因此，广泛应用于ABS轮速检测,齿圈,霍尔元件,磁体,磁力线散，磁场弱,磁力线集中，磁场强,二、驱动防滑系统,功用,当车轮开始空转时，一方面制动驱动轮；另一方面关小节气门开度，降低发动机的输出扭矩，使传递到路面的扭矩减至一个适当值。使车辆获得稳定而迅速的起步和加速,（一）、概述,（二）、构成及原理,1、系统构成,2、系统工作过程,1)在正常制动中：当施加制动力时，ASR制动执行器巾所有电磁阀都关断。,2）在车辆加速中压力提高模式,3）在车辆加速中压力保持模式,