1、第十八章 汽车制动系,概述 车轮制动器 驻车制动器 动力制动器,18.1 制动系概述,制动: 使行驶中的汽车减速甚至停车，使下坡行驶的汽车的速度保持稳定，以及使已停驶的汽车保持不动的这些作用统称为汽车的制动。 分类：(1)按作用分：制动系可分为行车制动系、驻车制动系和辅助制动系。(2)按制动能源分：制动系可分为人力制动系，动力制动系和伺服制动系。(3)按制动能量的传输方式，制动系分为机械式、液压式、气压式、电磁式和组合式。(4)按制动能量传输的管路数目分：制动系分单管路制动系和双管路制动系。,行车制动装置:用以使行驶的汽车减低速度甚至停车的制动系称为行车制动系。 驻车制动装置:用以使已停驶的汽
2、车驻留原地不动的制动系则称为驻车制动系。 辅助制动装置:在行车制动系失效的情况下保证汽车仍能实现减速或停车的制动系。,人力式制动系：以驾驶员的肌体作为唯一制动能源的制动系称为人力制动系。 动力式制动系：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,并由驾驶员通过操纵机构控制的制动系是动力制动系. 伺服制动系: 兼用人力和发动机动力进行制动的制动系称为伺服制动系。,Drum Brake (鼓式制动器) 从旋转的圆鼓内侧向外扩张加压,鼓式制动,制动装置基本原理,在制动系中，用以产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力的部件，叫制动器。,工作原理演示,制动器中以液压轮缸作为制动蹄促动装置的制动
3、器称为轮缸式制动器。,驾驶员踩下制动踏板，通过推杆和主缸活塞，使主缸内的油液在一定压力下注入轮缸，并通过两个轮缸活塞推动使两制动蹄绕支承销转动，上端向两边分开而以其摩擦片压紧在制动鼓的内圆面上,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,凡是旋转元件固装在车轮或半轴上，制动力矩分别直接作用于两侧车轮上的制动器即称为车轮制动器。,不旋转的制动蹄对旋转着的制动鼓作用一个摩擦力矩M，其方向与车轮旋转方向相反。制动鼓将该力矩M传到车轮后，附着作用车轮对路面作用一个向前的周缘力F，同时路面也对车轮作用一个向后的反作用力，即制动力FB。对汽车进行制动的可控制的外力叫做
4、制动力。,制动系性能要求,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、制动器散热好最佳制动状态： 临界状态：最佳状态是边滚边制动,18.2 车轮制动器,一、鼓式制动器 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,制动鼓,制动底板,制动轮缸,调整凸轮,偏心支承销,鼓式制动器结构,制动器间隙 1)定义：制动蹄在不工作的原始位置时，其摩擦片与制动鼓之间应保持有合适的间隙，这一间隙简称制动器间隙。 2)影响：如果过小，就不易保证彻底解除制动，造成摩擦副的拖磨；过大又将使制动踏板行程太长，以致驾驶员操作不便，同时也会推迟
5、制动器开始起作用的时刻。 3)检查：一般在制动鼓腹板外边缘处开有一个检查孔，用塞尺插入制动器间隙中检查。 4)调整： (1)局部调整：若发现间隙已增大到对制动器工作产生明显影响时，仅应用调整凸轮进行局部调整。 (2)全部调整：当摩擦片和制动鼓磨损到需要重新修整时，在修整完重新装配和安装时，需要全面调整，全面调整除了靠转动调整凸轮以外，还要转动偏心支承销。,鼓式制动器常见类型,1、领从蹄式制动器,领蹄（增势蹄）,从蹄（减势蹄）,制动轮缸,制动蹄的张开方向与制动鼓的旋转方向相同的蹄，称为领蹄。摩擦力的作用对鼓的制动有助势作用称助势蹄,制动蹄的张开方向与制动鼓的旋转方向相反的蹄，称从蹄。有减势作用减
6、势蹄,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,凡两蹄所受促动力相等的领从蹄制动器都可称为等促动力制动器。,领从蹄式制动蹄受力示意图 1一领蹄；2一从蹄；3，4一支点；5一制动鼓,在相等的促动力Fs的作用下，分别绕各自的支承点紧压在制动鼓上。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Tl和T2，两蹄上的这些力分别为各自的支点反力Sl和S2所平衡。力Tl的作用结果是使领蹄l在制动鼓上压得更紧，即力N1变得更大，与此相反，切向反力T2则使从蹄2放松制动鼓，即有使N2和T2本身减小的趋势。可见，虽然领蹄和从蹄所受促动力相等，但所受制动鼓法向反力N1
7、和N2却不相等，且N1 N2。所以领从蹄式制动器为非平衡式制动器。,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式制动器。,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,在制动鼓正向旋转时，两蹄均为领蹄的制动器，称双领蹄式制动器。,两制动蹄各用一个单活塞式轮缸，且两套制动蹄、轮缸、支承销和调整凸轮等在制动底板上的布置是中心对称的,在倒车制动时，两蹄将都变成从蹄，制动效能很低,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,制动鼓正向旋转和反向旋转时，两蹄均为领蹄的制动器，称双向双领蹄式制动器。,两套制
8、动蹄、轮缸等在制动底板上的布置是中心对称又轴对称 。,4、双从蹄式制动器,制动轮缸,制动轮缸,从蹄,从蹄,制动鼓正向旋转和反向旋转时，两蹄均为从蹄的制动器，称为双从蹄式制动器。,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。,5、单向自增力式制动器,顶杆,F2,F1,F2 F1,只采用一个单活塞式轮缸，活塞作用于前制动蹄上，前、后制动蹄的下端分别浮支在浮动的顶杆的两端。制动器只在上方有一个支承销，不制动时，两蹄上端均借各自的回位弹簧拉靠在支承销上。,反向旋转时,正向旋转时,双向自增力式制动器,无论制动鼓正向旋转还是反
9、向旋转，均能借蹄鼓之间的摩擦而产生自增力作用的制动器,采用双活塞式轮缸，可向两蹄同时施加相等的促动力Fs,几种制动器制动效能比较，哪种制动效能最高？,自增力式制动器双领蹄式领从蹄式双从蹄式,制动效能稳定性？,1)一次调准式间隙自调装置：(1)结构：用以限定不制动时制动蹄的内极限位置的限位摩擦环，装在轮缸活塞内端的环槽中或借矩形断面螺纹旋装在活塞内端。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400500N。活塞上的环槽的宽度B大于限位摩擦环的厚度b。活塞相对于摩擦环的最大轴向位移量即为二者之间的间隙=B-b。间隙应等于在制动器间隙为设定的标准值时施行完全制动所需的轮
10、缸活塞行程。,(2)工作原理：不制动时，制动蹄回位弹簧只能将制动蹄向内拉到轮缸活塞与摩擦环外端面接触为止，因为回位弹簧力远远不足以克服摩擦环与缸壁间的摩擦力。此时，间隙存在于活塞与摩擦环内端面之间。制动时，轮缸活塞外移。若制动器间隙正好等于设定值，则当活塞移动到与摩擦环内端面接触(即消失)时，制动器间隙应已消失，并且蹄鼓已压到足以产生最大制动力矩的程度。若制动器间隙由于种种原因增大到超过设定值，则活塞外移到=O时，仍不能实现完全制动。但只要轮缸液压达到0.8一1.1MPa，即能将活塞连同摩擦环继续推出，达到实现完全制动。这样，在解除制动时，制动蹄只能回复到活塞与处于新位置的限位摩擦环接触为止，
11、即制动器间隙恢复到设定值。由此可见，正是摩擦环与缸壁之间的这一不可逆转的轴向相对位移补偿了制动器的过量间隙。,(3)特点：具有摩擦限位式间隙自调装置的制动器在装配时不需要调整间隙，只要在安装到汽车上以后，经过一次完全制动，即可以自动调整间隙到设定值。但这种间隙自调装置只能将间隙调小而不能调大，容易造成间隙调整过头的现象。从而造成制动器“拖磨”甚至“抱死”。,2)阶跃式间隙自调装置：(1)结构：自调装置中包括用以拨转调整螺钉的拨板、拉绳及其导向板、拉绳弹簧及其支架。拉绳的上端通过吊环固定在制动蹄支承销上，下端与弹簧支架相连，中部支靠着导向板的弧面。导向板以其中内孔的圆筒状卷边(3nn)插人后制动
12、蹄的孔中，形成其自由制动的支点。支架经弹簧与自调拨板连接。拨板以其右臂端部的切口支在右制动蹄的销钉上，可绕此销钉转动。拨板的自由端向上运动时，可以插入调整螺钉的凸缘棘齿间。(2)工作原理：不进行倒车制动时，自调拨板在弹簧和卷簧的作用下，保持在最下面的平衡位置。此时拨板与调整螺钉的棘齿完全脱离。(3)特点：这样的制动器在装上车后要进行多次(可能达20次以上)制动动作后才能彻底消除所积累的过量间隙。但它可避免间隙调整过头的现象。,盘式制动,Disc Brake (盘式制动器) 从两侧加压至转动的圆盘,通风式制动盘,二、盘式制动器,旋转元件为制动盘，固定元件为制动钳的制动器。,结构：,制动盘,制动钳
13、体,一汽奥迪100轿车前轮制动器,制动块,活塞,制动钳导向销,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 应用：轿车、轻型货车,1、定钳盘式制动器,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。,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，在制动盘两侧都装设制动块促动装置将两侧的制动块压向制动盘。,2、浮钳盘式制动器,结构：,车桥,导向销,进油口,活塞,制动钳,制动块,制动盘,浮钳盘式制动器的制动钳一般是设计成可以相对于制动盘轴向滑动。其中只在制动盘的内侧
14、设置油缸，而外侧的制动块则附装在钳体上。,浮钳盘式制动器工作演示,盘式制动器特点,与鼓式制动器比较有以下这些优点：1)一般无摩擦助势作用，因而制动器效能受摩擦系数的影响较小，即效能较稳定。2)浸水后效能降低较少，而且只需经一两次制动即可恢复正常。3)在输出制动力矩相同的情况，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)较容易实现间隙自动调整，维护作业也较简便。盘式制动器不足之处是：1)效能较低，故用于液压制动系时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
15、复杂，因而在后轮上的应用受到限制。,桑塔纳轿车前轮制动器,制动盘,制动钳,其它类型制动器,用楔作为促动装置的制动器叫做楔式制动器。,用凸轮作为制动蹄促动装置的制动器叫凸轮式制动器。,凸轮式制动器,用凸轮作为制动蹄促动装置的制动器叫做凸轮式制动器。,18.3 驻车制动器,功用：停车后防止溜坡坡道起步紧急制动 分类：中央制动器:中央制动器是指旋转元件固装在传动系的传动轴上，制动力矩须经过驱动桥再分配到两车轮上的制动器。 复合式制动器（在后桥制动器附加机构）,蹄鼓式中央制动器,一汽奥迪100轿车后轮制动器,驻车制动杠杆,平头销,驻车制动推杆,作业,盘式制动器与鼓式制动器相比有哪些优点？,18.4 液
16、压制动传动装置,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,液压制动系主要由制动踏板、制动主缸、制动轮缸、油管、车轮制动器等组成。,2)液压制动系的基本工作情况： (1)踏下制动踏板时，制动主缸的推杆推动主缸活塞移动，使制动主缸内制动液压力升高，油液经油管进入制动轮缸。轮缸内活塞在油压作用下外移，推动两制动蹄张开，制动蹄片与制动鼓压紧而产生摩擦力矩，使汽车制动。(2)当放松制动踏板时，制动蹄和轮缸活塞在复位弹簧的作用下回位，制动液被压回到制动主缸，制动被解除。,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
17、、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,2、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。,3、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,一、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
18、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。,汽车不制动时，液压制动主缸推杆的头部与主缸活塞之间留有一定的间隙，为消除这一间隙所需踏板的行程，称为液压制动踏板的自由行程。,二、制动轮缸,功用： 将液压力转变为使制动蹄张开的动力。 常见型式： 双活塞式、单活塞、阶梯式等。 应用：阶梯式：用于非平衡式制动器中，使前后摩擦片均匀磨损。大端推动后制动蹄，小端推动前制动蹄。,理想的汽车前、后轮制动力分配之比应等于前后轮对路面的垂直载荷之比。 如果只是前轮(转向轮)制动到抱死滑移而后轮(制动时也已成为从动轮)还在滚动，则汽车将失去转向性能。因为保证汽车转向的力只能是路面对偏转了
19、一定角度的转向轮的侧向反力，所以转向轮一旦滑移而丧失侧向附着，转向即不可能继续。 如果只是后轮制动到抱死滑移，而前轮还在转动，则汽车在制动过程中，即使受到不大的侧向干扰力(例如侧向风力、路面凸起对车轮侧面的冲击力等)，也会绕其垂直轴线旋转，发生后轴侧滑，严重时甚至造成调头。,在制动力调节装置中限压阀和比例阀的作用 1)限压阀： (1)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。从而保证前轮先抱死滑移以满足制动稳定性的要求。 (2)应用：限压阀用于重心高度与轴距的比例较大的轻型汽车。因为这种汽车在制动时，其后轮垂直载荷向前轮转移得较多，其理想的促动压力
20、分配特性曲线中段的斜率较小，与限压阀特性线相近。,2)比例阀： (1)作用：其作用是当前后促动管路压力pl与p2同步增长到一定值后，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。 (2)应用：用于中型以上的汽车。因为重心高度与轴距的比例较小的中型以上汽车在制动时前后轮间载荷转移较少，其理想促动管路压力分配特性曲线中段斜率较大。这种汽车如果装用限压阀，虽然可以满足制动时前轮先滑移的要求，但紧急制动后，后轮制动力将远小于后轮附着力，即附着力利用率太低，未能满足制动力尽可能大的要求，但采用比例阀却可以解决此问题。,3)感载阀的特点 1)特点：本身的特性能随汽车实际装载质量的变化而变化。
21、 2)有些汽车(特别是中、重型货车)在实际装载质量不同时，其总重力和重心位置变化较大，因而满载和空载下的理想促动管路压力分配特性曲线差距也较大。在此情况下采用一般的特性线不变的制动力调节装置已不能保证汽车制动性能符合法规要求，而必须采用其特性随汽车实际装载质量而改变的感载阀。,桑塔纳轿车液压制动管路布置图,第五章：安全,安全,主动安全,装用防抱死制动装置后汽车能充分利用轮胎与路面的附着力，提高其制动性能；汽车制动时，不仅具有良好的防后轮侧滑能力，而且保持了良好的转向能力；缩短了制动距离；同时使制动操纵简便。,主动安全,高位刹车灯,主动安全,防雾灯,被动安全,GOA (Global Outstanding Assessment) (GOA车身构造),高强度乘员室,被动安全,SRS空气囊装置,SRS = Supplemental Restraint System 辅助保护装置,被动安全,各国的碰撞实验标准,被动安全,预紧限力式安全带,预紧装置结构,限力装置结构,被动安全,一般时候,冲撞时 （以前构造）,撞击时,制动踏板防后退构造,被动安全,
