1、2019/7/26,1,刹车系统,刹车系统,制作：张东生 2005.05.,2019/7/26,2,第四章汽车刹车系统,1.刹车的功用,2.刹车的分类,3.刹车的组成,4-1概述,2019/7/26,3,刹车的使用领域,凡是移动的物体都需要刹车,2019/7/26,4,“奥德赛”火星探测器空中刹车,美航空航天局称于2001年发射的“奥德赛”火星探测器近日成功实施了一次空中刹车，对自己围绕火星的飞行轨道进行了调整。,2019/7/26,5,刹车的功用,刹车的功用根据需要使汽车减速或停车，以保证行车的安全。,汽车上用以使外界(主要是路面)在汽车某些部分(主要是车轮)施加一定的力，从而对其进行一定程
2、度的强制制动的一系列专门装置统称为制动系统。其作用是：使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车；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；使下坡行驶的汽车速度保持稳定。,对汽车起制动作用的只能是作用在汽车上且方向与汽车行驶方向相反的外力，而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实现上述功能。,2019/7/26,6,刹车的分类,1.分类： (1) 按制动系统的作用 制动系统可分为行车制动系统、驻车制动系统、应急制动系统及辅助制动系统等。用以使行驶中的汽车降低速度甚至停车的制动系统称为行车制动系统；用以使已停驶的汽车驻留原地不动的制动系统
3、则称为驻车制动系统；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称为应急制动系统；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，但不能将车辆紧急制停的制动系统称为辅助制动系统。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。,(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。,(2)按制动操纵能源 制动系统可分为人力制动系统、动力制动系统和伺服制动系统等。以驾驶员的肌体作为唯一制动能源的制动系统称为人力制动系统；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
4、动的系统称为动力制动系统；兼用人力和发动机动力进行制动的制动系统称为伺服制动系统或助力制动系统。,2019/7/26,7,制动工作原理,2.制动系统的一般工作原理 制动系统的一般工作原理是，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(图d-zd-01)所示的一种简单的液压制动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5与装
5、在车架上的液压制动主缸相连通。主缸中的活塞3可由驾驶员通过制动踏板机构来操纵。 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。,2019/7/26,8,液压传动刹车装置组成,前盘后毂,2019/7/26,9,轿车典型制动系统的组成,2019/7/26,10,刹车工作原理演示,2019/7/26,11,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 6、对带有挂车的制动，要求挂车脱钩 能自动应急制动。,2019/7/26,12,车轮制动器,制动鼓,制动底板,制动轮缸,
6、调整凸轮,偏心支承销,工厂也叫“分泵”,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,2019/7/26,13,外形,2019/7/26,14,气刹鼓式制动器结构,2019/7/26,15,油刹毂式制动分解图,2019/7/26,16,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,2019/7/26,17,领从蹄式工作示意图,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
7、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。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。,2019/7/26,18,领从蹄式受力示意图,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
8、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施加的制动力矩不相等。,l.领蹄 2.从蹄 3、4.支点 5.制动鼓 6.制动轮缸,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。,2019/7/26,19,2、双领蹄式制动器,制动轮缸,制动轮缸
9、,领蹄,领蹄,单向助势平衡式制动器,2019/7/26,20,双领蹄式工作示意图,双领蹄式制动器与领从蹄式制动器在结构上主要有两点不相同，一是双领蹄式制动器的两制动蹄各用一个单活塞式轮缸，而领从蹄式制动器的两蹄共用一个双活塞式轮缸；二是双领蹄式制动器的两套制动蹄、制动轮缸、支承销在制动底板上的布置是中心对称的，而领从蹄式制动器中的制动蹄、制动轮缸、支承销在制动底板上的布置是轴对称布置的。,2019/7/26,21,双向双领蹄式制动器示意图,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
10、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。,2019/7/26,22,双向双领蹄式制动器实物图,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，右图是其结构示意图器,2019/7/26,23,4、双从蹄式制动器,制动轮缸,制动轮缸,从蹄,从蹄,2019/7/26,24,双从蹄式制动器示意图,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。
11、,2019/7/26,25,5、自增力式制动器,单向自增力式制动器,顶杆,F2,F1,F2 F1,2019/7/26,26,单向自增力式制动器,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
12、，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。,2019/7/26,27,单向自增力式制动器实物图,2019/7/26,28,双向自增力式制动器,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车制动，故后蹄3的摩擦片面积做得较大。,2019/7/26,29,双向自增力式实物图,2019/7/26,30,凸轮式前轮制动器,目前，所有国产汽车及部分外国汽车的
13、气压制动系统中，都采用凸轮促动的车轮制动器，而且大多设计成领从蹄式。,制动时，制动调整臂在制动气室1的推杆作用下，带动凸轮轴2转动，使得两制动蹄压靠到制动鼓3上而制动。由于凸轮轮廓的中心对称性及两蹄结构和安装的轴对称性，凸轮转动所引起的两蹄上相应点的位移必然相等。下图为凸轮式制动器工作原理示意图。,2019/7/26,31,凸轮式前轮制动器工作原理图,前、后制动蹄1、2在凸轮6的作用下，压向制动鼓5，制动鼓5对制动蹄1、2产生摩擦作用。在摩擦 力的作用下，前制动蹄1有离开凸轮6的趋势，致使凸轮6对制动蹄1的压力有所减弱；后制动蹄2有向凸轮6的趋势，致使凸轮6对制动蹄2的压力有所增强。 由于前制
14、动蹄1有领蹄作用，后制动蹄2有从蹄作用，又有凸轮6对前制动蹄1促动力较小，对后制动 蹄2促动力较大这一情况，所以，前后制动蹄片1、2的制动效果是接近的。,2019/7/26,32,楔型制动器构造图,2019/7/26,33,楔型制动器工作原理图,两制动蹄端部的圆弧面分别浮支在柱塞3和柱塞6的外端面直槽底面上。柱塞3和6的内端面都是斜面，与支于隔架5两边槽内的滚轮4接触。制动时，轮缸活塞15在液压作用下推使制动楔13向内移动。后者又使二滚轮一面沿柱塞斜面向内滚动，一面推使二柱塞3和6在制动底板7的孔中外移一定距离，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回位弹簧的作用
15、下各自回位。导向销1和10用以防止两柱塞转动。,2019/7/26,34,几种制动器制动效能比较，哪种最好？,自增力式制动器双领蹄式领从蹄式双从蹄式,比较,2019/7/26,35,鼓式制动器小结,鼓式制动器小结 以上介绍的各种鼓式制动器各有利弊。 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，以下依次为双领蹄式、领从蹄式、双从蹄式。但蹄鼓之间的摩擦系数本身是一个不稳定的因素，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，是否有烧结现象等)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系数的依赖性最大，因而其
16、效能的热稳定性最差。 在制动过程中，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的要求不高。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(例如英国女王牌轿车)。领从蹄制动器发展较早，其效能及效能稳定性均居于中游，且有结构较简单等优点，故目前仍相当广泛地用于各种汽车。,2019/7/26,36,梢是休息,稍息,看盘式刹车装置,2019/7/26,37,二、盘式制动器,结构：,制动盘,制动钳体
17、,一汽奥迪100轿车前轮制动器,制动块,活塞,制动钳导向销,2019/7/26,38,盘式制动器彩图,外形,剖视图,2019/7/26,39,盘式制动器彩图,2019/7/26,40,盘式制动器彩图,2019/7/26,41,摩托车盘式刹车,2019/7/26,42,盘式制动分解图,2019/7/26,43,概述,盘式制动器概述 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，被称为制动盘。 其固定元件则有着多种结构型式，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24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
18、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，制动盘的全部工作面可同时与摩擦片接触，这种制动器称为全盘式制动器。 钳盘式制动器过去只用作中央制动器，但目前则愈来愈多地被各级轿车和货车用作车轮制动器。全盘式制动器只有少数汽车(主要是重型汽车)采用为车轮制动器。这里只介绍钳盘式制动器。钳盘式制动器又可分为定钳盘式和浮钳盘式两类。,2019/7/26,44,盘式制动器分类,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,2019/7/26,45,分类1,1、定钳盘式制动器 （固定式制动钳制动器）,结构：,活塞,制动钳
19、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。,2019/7/26,46,固定式制动钳制动器制动示意图,跨置在制动盘1上的制动钳体5固定安装在车桥6上，它不能旋转也不能沿制动盘轴线方向移动，其内的两个活塞2分别位于制动盘1的两侧。 制动时，制动油液由制动总泵(制动主缸)经进油口4进入钳体中两个相通的液压腔中，将两侧的制动块3压向与车轮固定连接的制动盘1，从而产生制动。 这种制动器存在着以下缺点：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
20、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，则必须加装一个机械促动的驻车制动钳。,2019/7/26,47,分类2,2、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,2019/7/26,48,浮钳盘式制动钳制动器制动示意图,制动钳体2通过导向销6与车桥7相连，可以相对于制动盘1轴向移动。制动钳体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。 制动时，液压油通过进油口5进入制动油缸，推动活塞4及其上的摩擦块向右移动，并压到制动盘上，并使得油缸连同制动钳体整体沿销钉向左移动，直到制动盘右侧
21、的摩擦块也压到制动盘上夹住制动盘并使其制动。 与定钳盘式制动器相反，浮钳盘式制动器轴向和径向尺寸较小，而且制动液受热汽化的机会较少。此外，浮钳盘式制动器在兼充行车和驻车制动器的情况下，只须在行车制动钳油缸附近加装一些用以推动油缸活塞的驻车制动机械传动零件即可。故自70年代以来，浮钳盘式制动器逐渐取代了定钳盘式制动器。,2019/7/26,49,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、尺寸和质量较小 4、制动盘沿厚度方向的热膨胀量小 缺点：制动效能低，导致液压制动管路中的油压较高。,2019/7/26,50,特点,盘式制动器的特点 盘式制动器与鼓式制动器相比，有
22、以下优点： 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； 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； 在输出制动力矩相同的情况下，尺寸和质量一般较小； 制动盘沿厚度方向的热膨胀量极小，不会象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； 较容易实现间隙自动调整，其他保养修理作业也较简便。 对于钳盘式制动器而言，因为制动盘外露，还有散热良好的优点。 盘式制动器不足之处是效能较低，故用于液压制动系统时所需制动促动管路压力较高，一般要用伺服装置。 目前，盘式制动器已广泛应用于轿车，但除了在一些高性能轿车上用于全部车轮以外，大都只用作前轮制动器，而
23、与后轮的鼓式制动器配合，以期汽车有较高的制动时的方向稳定性。在货车上，盘式制动器也有采用，但离普及还有相当距离。,2019/7/26,51,桑塔纳轿车前轮制动器,制动盘,制动钳,2019/7/26,52,碳素纤维刹车盘,碳素纤维刹车盘的好处是它能够耐受2500度的高温能够吸取极大的制动功率。它被广泛运用于汽车竞赛特别是在F1大赛上。能在50米内将单厢车的时速从30O公里时降到50公里时。而高达900度的温度能使刹车盘变红然后炽热其景象令人惊叹。 虽然它的减速性能卓越但在大批量生产的汽车上采用碳素刹车盘却不大实际因为碳素刹车盘的有效性必须在温度达到8O0度以上才最好。如此一来汽车的制动装置必须在
24、开出数公里之后才能生效。这对大多数只是短程用车的普通驾车者非常不适宜。 另外碳素纤维刹车盘磨损很快制造成本也非常高。,2019/7/26,53,碳素纤维刹车盘在F1上应用,2019/7/26,54,陶瓷刹车盘,奔驰和保时捷最近推出的陶瓷刹车盘克服了碳素纤维刹车盘的缺点。它能承受1400度的高温而不变形、不裂缝、不颤动，低温时也能起作用。这使它能够在所有人的爱车上采用。 它的盘块摩擦系数要比传统的铸铁刹车盘高出O.5。更棒的是它还不怕水、不怕腐蚀。保时捷宣称采用35O毫米直径陶瓷刹车盘的汽车自重减轻了16千克而且寿命达到30万公里。 陶瓷刹车金由碳素纤维和经过170O度高温烧制的硅石特殊处理而成
25、其硬度接近于钻石。制动块则由金属合金制成。 采用陶瓷刹车盘制动的奥迪车在2000年勒芒24小时耐力赛中夺魁。车手们之所以选择它就是因为它的延展性更好。 而碳素纤维刹车盘则因其强大的力度依然在F1大赛上称雄。 陶瓷刹车盘日前仅在两款车型上选用奔驰CL 55 AMG被称为CBrake（CeramicBrake）。另一款是保时捷911 Turbo被称为PCCB（Porshce Ceramic Composite Brake）售价为75OO美元合两万元人民币。,2019/7/26,55,陶瓷刹车盘图,2019/7/26,56,制动器间隙调整装置,制动时，轮缸活塞外移，若制动器间隙由于各种原因增大到超过
26、设定值，则活塞外移到0时，仍不能实现完全制动，但只要轮缸将活塞连同摩擦环继续推出，直到实现完全制动。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，即制动器间隙为设定值。,2019/7/26,57,住车制动机构,按在汽车上安装位置的不同，驻车制动装置分中央驻车制动装置和车轮驻车制动装置两类。前者的制动器安装在传动轴上，称为中央制动器；后者和行车制动装置共用一套制动器，结构简单紧凑，已在轿车上得到普遍应用。,2019/7/26,58,机械传动装置,驻车制动系统与行车制动系统共用后轮制动器7。施行驻车制动时，驾驶员将驻车制动操纵杆1向上扳起，通过平衡杠杆2将驻车制动操纵缆
27、绳3拉紧，促动两后轮制动器。由于棘爪的单向作用，棘爪与棘爪齿板啮合后，操纵杆不能反转，驻车制动杆系能可靠地被锁定在制动位置。,2019/7/26,59,总结,1.刹车的功用 2.刹车的分类 3.刹车的组成 鼓式制动器、 盘式制动器 住车制动器.,很少见的搞笑自行车,制作：张东生 2005年05月,2019/7/26,60,作业,1、鼓式制动器有哪几种？ 2、固定式制动钳与浮钳盘式制动钳结构有什么区别？ 3、盘式制动器与鼓式制动器相比有哪些优缺点？,这样的自行车,制作：张东生 2005年05月,2019/7/26,61,摩托高速行驶特技,2019/7/26,62,汽车机器人,2019/7/26,
28、63,再见,再见,制作：张东生 2005.05.22,2019/7/26,64,4.4行车制动系,4.4.1人力液压制动 人力液压制动没有任何动力辅助，全部依靠人力登踏制动踏板，推动主动缸（总泵）活塞，提高刹车管内油压压力，再推动轮缸（分泵）活塞改变制动蹄位置，使其与刹车鼓摩擦达到制动的目的。,看下图,2019/7/26,65,人力液压传动装置,踩下制动踏板4，制动主缸5将制动液压入制动轮缸6和制动钳2，将制动块推向制动鼓和制动盘。在制动器间隙消失并开始产生制动力矩时，液压与踏板力方能继续增长直到完全制动。此过程中，由于在液压作用下，油管的弹性膨胀变形和摩擦元件的弹性压缩变形，踏板和轮缸活塞都
29、可以继续移动一段距离。放开踏板，制动蹄和轮缸活塞在回位弹簧作用下回位，将制动液压回主缸。,2019/7/26,66,总泵（主缸）（柱塞式油泵）,刹车油杯,刹车油输出口,总泵活塞,活塞顶杆,刹车油,。,2019/7/26,67,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。,2019/7/26,68,制动轮缸（分泵）,功用： 将液压力转变为使制动蹄
30、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。,2019/7/26,69,分泵(轮缸）示意图,内部结构彩图,外形半剖视,刹车油,分泵活塞,分泵活塞,压力油入口,2019/7/26,70,4.4.2动力制动系,动力制动用压缩空气、液压压力油，这些动力源由发动机提供。也就是气压源由空气压缩机获得，油压源由油泵获得，但是初始能源全部由发动机获得。动力刹车驾驶员只是控制刹车能源，不提供制动能源。,2019/7/26,71,4.4.2.1气压制动系统,以发动机的动力驱动空气压缩机作为制动器制动的唯一能
31、源，而驾驶员的体力仅作为控制能源的制动系统称之为气压制动系统。一般装载质量在8000kg以上的载货汽车和大客车都使用这种制动装置。,由发动机驱动的空气压缩机（以下简称空压机）1将压缩空气经单向阀4首先输入湿储气罐6，压缩空气在湿储气罐内冷却并进行油水分离之后，分成两个回路：一个回路经储气罐14、双腔制动阀3的后腔通向前制动气室2，另一个回路经储气罐17、双腔制动阀3的前腔和快放阀13通向后制动气室10。当其中一个贿赂发生故障失效时，另一个回路仍能继续工作，以维持汽车具有一定的制动能力，从而提高了汽车行驶的安全性。 双腔制动阀通过制动踏板来操纵。不制动时，前、后制动气室分别经制动阀和快放阀与大气
32、相通，而与来自储气罐的压缩空气隔绝，因此所有车轮制动器均不制动。当驾驶员踩下制动踏板时，制动阀首先切断各制动气室与大气的通道，并接通与压缩空气的通道，于是两个主储气罐便各自独立地经制动阀向前、后制动气室供气，促动前、后制动器产生制动。 下图（图d-zd-21）中还有一条通向挂车制动回路的气路。在不制动的情况下，前制动储气罐通过挂车制动阀9、挂车分离开关11、接头12向挂车储气罐充气。制动时，双腔制动阀的前、后腔输出气压都通入梭阀8。由于两腔输出的气压不可能一致，梭阀只让压力较高腔的压缩空气输入挂车制动阀9，后者输出的气压又控制装在挂车上的继动阀，使挂车产生制动。,2019/7/26,72,气压
33、制动系统工作示意图,2019/7/26,73,4.4.2.2气顶液制动,气顶液也是一种动力制动系统，它可以在踏板力不是很大；行程又不是很长的条件下，产生较大制动力的要求，而气压系统的工作压力比液压系统低的多，但其部件尺寸都比液压系统部件尺寸大的多。气压制动系统在刹车时比液压系统要慢很多，因此气压刹车只宜使用在中型以上的汽车上，特别是重型货车和客车上。,2019/7/26,74,气顶液制动,-12,2019/7/26,75,4.4.2.3全液压动力制动,同动力转向系统一样有常压式（闭式）和常流式（开式）两种，动力能源都来自于发动机驱动的油泵。目前汽车用的全液压动力制动多采用常压式，因为系统中设有
34、储能器，可积蓄液压能，以备在油泵停转或油管损坏的情况下，仍能进行若干次完全制动。,2019/7/26,76,全液压动力制动图,2019/7/26,77,4.4.3伺服制动,伺服制动是在人力液压制动系的基础上加设一套动力伺服系统而行成的，即兼用人力和发动机作为能源的制动系统。在正常情况下制动力能量大部分由动力伺服系统供给，在动力伺服系统失效时，仍可以全靠驾驶员人力供给，变成全人力制动系统。,制作：张东生 2005年05月,2019/7/26,78,真空增压伺服制动,2019/7/26,79,气压增压伺服制动,2019/7/26,80,真空助力伺服制动,2019/7/26,81,气压助力伺服制动,
35、2019/7/26,82,制动助力器,2019/7/26,83,制动助力器剖视图,2019/7/26,84,真空助力器工作原理,2019/7/26,85,真空助力器工作过程分析1,工作过程： 1. 真空助力器不工作时(图d-zd-20（a)，弹簧6将推杆连同控制阀柱塞8推到后极限位置(即真空阀开启)，橡胶阀门5则被弹簧压紧在空气阀座上4(即空气阀关闭)。伺服气室前、后腔经通道A、控制阀腔和通道B互相连通，并与空气隔绝。在发动机开始工作、且真空单向阀被吸开后，伺服气室左右两腔内都产生一定的真空度。,2019/7/26,86,真空助力器工作过程分析2,2. 当制动踏板踩下时，起初气室膜片座3固定不
36、动，来自踏板机构的操纵力推动控制阀推杆7和控制阀柱塞8相对于膜片座3前移。当柱塞与橡胶反作用盘2间的间隙消除后，操纵力便经反作用盘2传给制动主缸推杆1(如下图)。同时，橡胶阀门5随同控制阀柱塞前移，直到与膜片座3上的真空阀座接触为止。此时，伺服气室前后腔隔绝。,2019/7/26,87,真空助力器工作过程分析3,3. 控制阀推杆7继续推动控制阀柱塞前移，到其上的空气阀座4离开橡胶阀门5一定距离。外界空气充入伺服气室后腔(如图d-zd-20（c) )，使其真空度降低。在此过程中，膜片9与阀座也不断前移，直到阀门重新与空气阀座接触为止。因此在任何一个平衡状态下，伺服气室后腔中的稳定真空度与踏板行程
37、成递增函数关系。 因为橡胶反作用盘2具有液体那样传递压力的作用，在与橡胶反作用盘2接触的面积上相比，制动主缸推杆1比控制阀柱塞8的大，所以作用于制动主缸推杆1的力比作用于控制阀柱塞8的大。,2019/7/26,88,4.5辅助制动系统,4.5.1排气缓速制动在排气管上装一节流阀门，使发动机排气压力升高，使发动机排气时阻力增大，转速降低，通过传动系统传至驱动轮，达到降低车速的目的。,汽车缓速器的种类 汽车缓速器按其工作原理通常分为发动机排气缓速、电涡流缓速和液力缓速三大类等。,2019/7/26,89,4.5.2液力缓速制动,液力缓速液力缓速器一般与液力传动变速器组合使用，以油液为工作介质，固定
38、叶轮通过油液流动反作用于旋转叶轮的阻力矩即为制动力矩，汽车的动能由油液的阻尼作用转换为热能。 液力缓速器工作可靠，结构布置容易，价格较低。根据其在变速器的不同位置，又可分为输入缓速器和输出缓速器。输入缓速器作用于变速器输入轴，制动力矩可经变速器放大，但随挡位不同而变化较大，且在变速器换挡的瞬间会中断缓速作用，不适用于城市公共汽车。输出缓速器作用于变速器输出轴，制动力矩平稳，理论上可以连续可调，容易控制，较适用于城市公共汽车。,2019/7/26,90,液力缓速器的基本原理,液力缓速器的基本原理 液力缓速器的作用与车辆的制动系联动，由变速箱的电脑控制器(ECU)调节控制。我们从其工作和控制两方面
39、来讲述： 液力缓速器的工作原理 缓速器转子随变速箱输出轴转动，而导轮不动。当缓速器内充有油时，随输出轴转动的转子作用于油液一个动量矩M1，带动油液绕轴旋转，同时，油液沿叶片运动作内循环圆旋转，甩向导轮。即油液有两个方向的运动；绕轴向的“公转”和绕径向的“自转”。油液甩向导轮时，油液的“公转”对导轮叶片产生冲击作用，将转子作用于油液的动量矩M1传递到导轮叶片上。同时，固定的导轮叶片也对油液产生一个反向作用的动量矩M2。油液流出导轮再流入转子时，同样将M2传递到转子上，形成对转子的阻力矩，阻碍转子的转动，从而实现对车辆的减速作用。由于油液在循环流动中没有受到任何其它附加外力，根据力学平衡原理，油液
40、甩向导轮和流向转子的动量矩关系有M1=M2。转子转动的能量经油液的阻尼作用转变成热量，通过散热器散发到空气中。 液力缓速器的控制原理 缓速器与车辆制动系联动，在车辆制动管路上，电脑(ECU)控制线联接制动灯开关，同时安装有三个压力传感器控制(P/N)。这三个压力传感器的工作压力分别为0.15、0.3、0.5MPa。 缓速器内的变速器油平时储藏在储能器中，当司机踩下制动踏板时，制动灯开关给ECU一个信号，使ECU的缓速器控制处于待命状态。在制动管路的气压达到015MPa时，压力传感器信号通过ECU传给N电磁阀使其动作，压缩空气经电磁阀进入储能器，推动活塞将储能器内的变速器油经油路6压进缓速器内，
41、缓速器起作用。此时进入缓速器的油量较少，减速能力为最大值的1/3。制动踏板继续下踩，气压升高至03MPa时，第二个压力传感器信号指令N电磁阀，控制储能器增大供油量给缓速器，减速能力达最大值的2/3。当气压升高到05MPa以上时，第三个压力传感器信号控制进入缓速器的油量最多，减速能力达到100。 车辆解除制动时，N电磁阀在ECU信号的作用下，关闭压缩空气，并排出储能器内的压缩空气 ：储能器活塞在弹簧作用下复位，油液在压差和离心力作用下流回到储能器内，缓速器转为空转状态。 缓速器油温控制 一般情况下，缓速器工作时，其油液经管路3和6形成回路。油量过多时，通过流量阀在管路5泄油。 当大负荷工作时间长
42、导致油温过高时，管路3的温度传感器发出信号给ECU，ECU指令H控制阀动作，使得缓速器的油液与变速器主油路接通，从而改善散热，降低油温。,2019/7/26,91,电涡流缓速,电涡流缓速器的主要元件是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。,2019/7/26,92,电涡流缓速图1,2019/7/26,93,电涡流缓速图2,2019/7/26,94,牵引电机缓速,当电
43、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。,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。,2019/7/26,95,空气动力缓速1,制作：张东生 2005年05月,2019/7/26,96,空气动力缓速2,制作：张东生 2005年05月,2019/7/26,97,空气动力缓速3,火星探测器着陆前空气动力减速。,制作：张东生 2005年05月,2019/7/26,98,4.6.1制动力调节和制动防抱死,制动时总是希望制动尽可能的大，得到尽可能大的汽车减速，但是车轮抱死，轮胎与地面呈滑动状态也不能收到预期的制动效果
44、，由于侧向力的消失极容易发生车祸。,4.6.1.1限压阀类似于安全阀的结构，限制刹车系统压力不超过一个设定值。,压力油入,压力油出,2019/7/26,99,4.6.1.1液压感载比例阀,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）P2等于输入压力（压强）P1。因活塞右端承压面积大于活塞左端承压面积，故P1和P2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
45、触而达到平衡状态。此后，P2的增量将小于P1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）P2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）P2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。,2019/7/26,100,液压感载比例阀工作示意图,2019/7/26,101,什
46、么是ABS制动系统,在汽车制动时，如果车轮抱死滑移，车轮与路面间的侧向附着力将完全消失。如果只是前轮(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。如果只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状态。由试验得知，汽车车轮的滑动率在1520时，轮胎与路面间有最大的附着系数。所以为了充分发挥轮胎与路面间的这种潜在的附着能力，目前在某些高级轿车、大客车和重型货车上装备了防抱死制动系统(Antilock Brake System)，简称A
47、BS。,ABS,2019/7/26,102,ABS发展史1,ABS(Ant-ilock Brake System)历史： 制动力调整装置设计思想的提出在20年代末，当时有人获得了这方面的一项专利(具体是谁就不知道了)。五十年代，世界上第一台防抱死制动系统 ABS 在 1950 年问世，首先被应用在航空领域的飞机上，Knorr 公司（位于慕尼黑，该公司是世界上最大的以生产制动系统著称的公司）的防抱制动装置 (ABS) 开始用于火车。当时的纯机械式测试接收记录装置还不能适应汽车技术的较高要求，所以当时的车用ABS起的效果不是很好。经过大量的试验研究，终于得出： “测试车轮转数的传感器以及调节转数的
48、控制仪是实现目标所必不可少的” 这是车用ABS系统研制的重要理论依据！,2019/7/26,103,ABS发展史2,70年代，奔驰公司开始设想并在新闻界宣称要在轿车、载货车和大客车上使用电控式ABS，但尚无成熟的、大批生产的产品。1978年，奔驰公司首次在S级豪华型轿车上装用了ABS。1984年，开始在S级、SL级轿车和190E汽油喷射汽车上成批装备了ABS。从1992年10月至今，在德国，ABS已属各类轿车的基本装备。 目前，最新的ABS已发展到第5代,现今的ABS还有多方面的功能，比如： 1、电子牵引系统(ETS) ，。 2、驱动防滑调整装置(ASR) 3、电子稳定程序(ESP) 4、辅助
49、制动器,2019/7/26,104,汽车刹车分析,侧滑的成因示意图,车轮的垂直载荷,2019/7/26,105,ABS基本结构,制作：张东生 2005年05月,2019/7/26,106,ABS制动系统组成,1.前轮速度传感器 2.制动压力调节装置 3.ABS电控单元 4.ABS警告灯 5.后轮速度传感器 6.停车灯开关 7.制动主缸 8.比例分配阀 9.制动轮缸 10.蓄电池 11.点火开关 制动过程中，ABS电控单元(ECU)3不断地从传感器1和5获取车轮速度信号，并加以处理，分析是否有车轮即将抱死拖滑。 如果没有车轮即将抱死拖滑，制动压力调节装置2不参与工作，制动主缸7和各制动轮缸9相通，制动轮缸中的压力继续增大，此即ABS制动过程中的增压状态。,如果电控单元判断出某个车轮(假设为左前轮)即将抱死拖滑，它即向制动压力调节装置发出命令，关闭制动主缸与左前制动轮缸的通道，使左前制动轮缸的压力不再增大，此即ABS制动过程中的保压状态。 若电控单元判断出左前轮仍趋于抱死拖滑状态，它即向制动压力调节装置发出命令，打开左前制动轮缸与储液室或储能器(图中未画出)的通道，使左前制动轮缸中的油压降低，此即ABS制动过程中的减压状态。,2019/7/26,107,ABS制动系统工作原理,
