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1、第13章 汽车制动系统,主要内容,13.1 概 述,13.1.1 汽车制动系统的类型,1.按制动系的功能分1）行车制动系统脚制动2）驻车制动系统手制动3）第二制动系统应急制动4）辅助制动系统缓速装置2.按制动系的制动能源分1）人力制动系统制动能源为人力2）动力制动系统制动能源为发动机动力3）伺服制动系统兼用人力和发动机动力,3.按制动力的变化方式分1）渐进制动系统2）非渐进制动系统4.按制动能量的传输方式分机械制动系统、液压制动系统气压制动系统、电磁制动系统及组合制动系统同时采用两种以上传能方式的制动系称为组合制动系统5.按制动回路的数目分单回路制动系统和双回路制动系统,双回路制动系统,3-驻
2、车与行车制动警示灯 4-驻车制动解除装置 5-后轮制动器 6-制动灯7-驻车制动踏板 8-制动踏板 9-制动主缸 10-制动钳 11-发动机进气管12-低压管 13-制动盘,13.1.2 汽车制动系统的组成及工作原理,1-制动助力器 2-制动灯开关,1.组成,1）制动器制动器为产生制动力矩，阻止车轮转动的装置。2）制动控制装置制动控制装置包括产生制动动作和控制制动效果的各种部件，例如制动踏板机构。3）制动传动机构制动传动装置的作用是将操纵力传到制动器。4）制动力调节装置制动调节装置用来调节前后车轮制动力的分配。,2.工作原理(以液压式为例),对制动系统的要求,制动效能高（制动距离短，或制动减速
3、度大）；制动效能恒定性好；制动方向稳定性好；驻坡制动可靠；操纵轻便；反应灵敏快捷；工作可靠；低公害,13.2 制 动 器,功用：直接产生制动摩擦力,类型：,13.2.1 鼓式制动器,轮缸式制动器 凸轮式制动器 楔式制动器,1）领从蹄式制动器(等促动力制动器)非平衡式制动器领蹄制动蹄张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向相同。从蹄制动蹄张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向相反。促动力轮缸张开时活塞对制动蹄所施加的作用力FS；,1-领蹄；2-从蹄；3-支承点；4-制动鼓,N1，N2法向反力T1，T2切向反力(摩擦力)S1，S2支承点上的反力优点：结构简单，性能可靠，正、倒车制动效能相同，衬片磨损均匀，调
4、整维修方便。缺点：左右蹄片单位压力不等，衬片磨损不均匀，制动效能较低，对轮毂轴承造成附加载荷。,北京2020型汽车领从蹄式制动器,1、制动蹄与鼓间隙：0.250.5mm2、间隙调整：(1)局部调整：转动调整凸轮7(2)全面调整：转动偏心支承销113、制动器热衰退,制动时，领蹄和从蹄在相等的促动力的作用下，分别绕各自的支承销旋转到紧压在制动鼓上。领蹄对于制动鼓的摩擦力矩与车轮旋转方向是同向的，所以使领蹄在制动鼓上压得更紧，这表明领蹄具有“增势”的作用。而从蹄对于制动鼓的摩擦力矩与车轮旋转方向相反，使从蹄放松制动鼓，这表明从蹄具有“减势”作用。,1限位弹簧座；2限位弹簧；3限位销钉；4制动底板；5
5、摩擦片；6调节齿板拉簧；7密封堵塞；8铆钉；9制动蹄腹板；10调节齿板；11驻车制动推杆；12驻车制动推杆内弹簧；13调节支撑板；14铆钉；15领蹄；16密封罩；17支撑座；18制动轮缸壳体；9活塞复位弹簧；20放气螺钉；21支撑杆；22皮圈；23活塞；24平头销；25驻车制动推杆外弹簧；26驻车制动杠杆；27从蹄；28制动蹄复位弹簧；29限位板；30平头销；31支承板,奥迪100型轿车的后轮制动器,2）双领蹄式制动器,汽车前进制动时，两制动蹄都是领蹄的制动器称为双领蹄式制动器。,3）双从蹄式制动器,汽车前进制动时，两制动蹄都是从蹄的制动器称为双从蹄式制动器。此制动器和双领蹄式制动器结构类似，
6、二者的差异只在于固定元件和旋转元件的相对运动方向不同，因此其结构在这里不再赘述。虽然双从蹄式制动器的前进制动效能很差，但其效能对摩擦系数变化的敏感程度较小，具有良好的制动效能稳定性，因此仍然有少数汽车采用。,4）双向双领蹄式制动器,无论汽车前进或是倒车制动时，两制动蹄都是领蹄的制动器称为双向双领蹄式制动器。,5）单向自增力式制动器,6）双向自增力式制动器,制动鼓正向和反向旋转时均能借蹄鼓摩擦起自增力作用。结构不同之处在于它采用双活塞式轮缸。,2.鼓式制动器制动间隙的调整,1）手动调整装置(1)转动调整凸轮和带偏心轴颈的支承销：如BJ2020制动器(2)转动调整螺母：如红旗CA7560制动器,(
7、3)调整可调顶杆长度：,主要用于增力式制动器，如布切奇113N汽车前轮制动器。,2）自动调整装置,(1)摩擦限位式间隙自动调整装置：(2)楔块式间隙自动调整装置；(3)阶跃式间隙自动调整装置；,13.2.2 盘式制动器,1.盘式制动器的类型钳盘式、全盘式两大类。1)钳盘式制动器类型：定钳盘式制动器、浮钳盘式制动器；,(1)定钳盘式制动器,定钳盘式制动器存在以下缺点：油缸较多，使制动钳结构复杂。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，这使得制动钳的尺寸过大，难以安装在现代化轿车的轮辋内。热负荷大时，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。若要兼用于驻车制动，
8、则必须加装一个机械促动的驻车制动钳。,(2)浮钳盘式制动器,类型：滑动钳盘式制动器如：CA7220，Audi100，捷达，桑塔纳，夏利，北京吉普摆动钳盘式制动器,(a)-机械式磨损指示器(b)-电子式磨损指示器,2）全盘式制动器,全盘式制动器由固定盘和旋转盘组成。,盘式制动器的优缺点,优点：1、一般无摩擦助势作用，制动效能稳定；2、进水后制动效能降低少，而且只需一二次制动即可恢复正常3、在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极小，不会像制动股的热膨胀使制动间隙明显增加而导致制动踏板行程过大；5、容易实现间隙自动调整，其他维修作业也较简便；缺点：1、制动效能低，
9、用于液压制动系管路压力高，一般需伺服装置；2、兼用驻车制动时，其传动装置较复杂，故在后轮应用受到限制；,2.盘式制动器制动间隙的调整,13.3 制动传动机构,汽车制动传动机构的作用是将驾驶员或其他动力源的作用力传到制动器，并控制制动器工作，从而获得所需要的制动力矩。制动传动机构按传力介质的不同可分为机械式、液压式、气压式和气液综合式4种，按制动管路的数目可分为单回路式和双回路式两种。,13.3.1 机械制动传动机构,目前，机械制动传动机构主要用于驻车制动系统。,液压制动系的组成：,13.3.2 液压制动传动机构,1.人力液压制动传动机构,人力液压制动传动机构是将驾驶员的体力作为控制力，主要的促
10、动力是制动液的压力能,1）制动主缸,制动主缸有单腔制动主缸和双腔制动主缸两种类型。（1）单腔制动主缸,（2）双腔制动主缸,双回路制动系统中任一回路失效时，主缸仍能工作，只是所需踏板行程加大，将导致汽车的制动距离增长，制动效能降低。,2）制动轮缸,功用：将液压力转变为使制动蹄张开的动力。分类：双活塞式和单活塞式两类。（1）单活塞式制动轮缸,（2）双活塞式制动轮缸,2.真空液压制动传动机构,真空液压制动传动机构是在人力液压制动传动机构的基础上加装一套真空（气压）加力装置而构成的。它可分为真空助力式和真空增压式两种。1）真空助力液压制动传动机构,2）真空增压液压制动传动机构,真空增压器是由外壳、气室
11、膜片、弹簧、气室、推杆等组成，如图13-30所示为真空增压器的结构。,13.3.3 气压制动传动机构,气压制动传动机构是利用压缩空气作为动力源的动力制动装置。1.气压制动传动机构的组成和回路布置 一般由空气压缩机、调压阀、制动控制阀、制动气室以及相应的制动管路等组成。,2.气压制动传动机构的主要构件,1）空气压缩机和调压阀,调压阀用来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。,2）制动控制阀,作用：控制从储气罐充入制动气室和挂车制动控制阀的压缩空气量，从而控制制动气室中的工作气压，并保证制动气室的气压与踏板行程有一定的比例关系。,3）制动气室,作用：将输入的气压能转化成机械能而
12、输出。其输出的机械能驱动促动装置，使制动器产生制动力矩。,13.4 制动力调节装置,汽车在制动过程中，前后车轮所承受载荷是变化的，轮胎气压、胎面花纹磨损状况不同而使前后轮的附着系数也不同。为使前后轮获得最理想的制动力，现代汽车上采用了各种制动力调节装置来调节前后车轮制动管路的工作压力。常用的制动力调节装置有限压阀、感载比例阀和惯性阀等。,13.4.1 限压阀,限压阀是一种最简单的压力调节阀，串联在制动主缸与后轮制动器的管路之间。,作用：当前后制动管路压力均由零同步增长到一定值后，自动将后轮制动器管路中的液压限定在该值不变，以防止后轮抱死。,13.4.2 感载比例阀,作用：能根据汽车装载质量的不
13、同而自动调节前后轮制动管路的制动力。分类：液压式和气压式,13.4.3 惯性阀,作用：汽车制动时作用在汽车重心上的惯性力，自动调节制动力在前、后轮的分配。分类：惯性限压阀和惯性比例阀两种1.惯性限压阀,2.惯性比例阀,13.5 防抱死制动系统,汽车在制动时不希望车轮制动到抱死滑移，而是希望制动到边滚边滑的滑动状态。目前在某些中、高级轿车、大客车上装备了防抱死制动系统，简称ABS组成：轮速传感器、电子控制器、液压调节器。功用：在汽车制动过程中，自动调节车轮的制动力，防止车轮抱死，从而获得最佳制动性能，减少交通事故。,13.5.1 滑移率,汽车在制动时不希望出现车轮抱死滑移现象，车轮边滚边滑的状态
14、为制动时的最佳状态。汽车滑移的程度通常以滑移率（s）来表征。S为制动时车轮的滑移率；r为车轮自由滚动半径（m）；为车轮转动角度（rad/s）；v为车轮中心的纵向速度（m/s）。,滑移率小于20%时为制动的稳定区，滑移率大于20%时为制动的非稳定区，只有把滑移率控制在20%左右，才可获得较大的纵向附着系数和横向附着系数，达到最为理想的控制效果。,13.5.2 ABS的组成,防抱死制动系统主要由轮速传感器、电子控制单元（ECU）、制动压力调节器3部分组成。,1.轮速传感器,目前应用的轮度传感器主要有电磁感应式和霍尔式两种。1）电磁感应式轮速传感器电磁感应式轮速传感器由永磁体、感应线圈和齿圈组成。,2）霍尔式轮速传感器,2.电子控制器,电子控制器（ECU）接收来自轮速传感器的交流信号，并对制动管路压力发出控制指令。电子控制器还对ABS的其他部件的功能进行监控，当这些部件发生异常时，使ABS系统停止工作，恢复到常规制动方式并给驾驶员报警（指示灯或蜂鸣器）。,3.制动压力调节器,制动压力调节器是ABS系统的执行机构，设置在制动主缸与制动轮缸之间。它接收ECU发出的指令，根据指令自动调节制动分泵的制动压力。,13.5.3 ABS的工作原理,防抱死制动系统ABS的工作过程包括常规制动过程、保压过程、减压过程及增压过程。1.常规制动过程,2.保压过程,3.减压过程,4.增压过程,
