第二十章 汽车制动系统第一节 概述制动系统的定义制动系统的定义能够产生和控制制动力的一套装置，称为制动系统。能够产生和控制制动力的一套装置，称为制动系统。制动力作用：制动力作用：让行驶的汽车停车或减速行驶；让行驶的汽车停车或减速行驶；让停止的汽车实现驻车；让停止的汽车实现驻车；汽车下坡行驶时保持车速稳定。汽车下坡行驶时保持车速稳定。制动力：制动力：通过驾驶员操纵产生，并由驾驶员控制使汽车以一定的强通过驾驶员操纵产生，并由驾驶员控制使汽车以一定的强度制动的力，称为汽车的制动力。度制动的力，称为汽车的制动力。能使汽车速度减慢的外力包括：汽车滚动阻力、上坡阻力、能使汽车速度减慢的外力包括：汽车滚动阻力、上坡阻力、空气阻力等，都具有让汽车减速的作用空气阻力等，都具有让汽车减速的作用:不是制动力不是制动力制动系统的结构和工作原理制动系统的结构制动系统的结构制动踏板制动踏板制动主缸制动主缸制动轮缸制动轮缸轮缸活塞轮缸活塞制动鼓制动鼓制动蹄片制动蹄片制动蹄制动蹄支承销支承销制动蹄回位弹簧制动蹄回位弹簧制动蹄安装在制动底板上，为不动件；制动蹄安装在制动底板上，为不动件；制动鼓与车轮一起旋转。制动鼓与车轮一起旋转。制动器： 带制动蹄片的制动蹄和制动鼓及其它零部件构成。汽车制动力的产生汽车制动力的产生制动蹄对制动鼓产生磨制动蹄对制动鼓产生磨擦力矩擦力矩磨擦力矩使车轮对路面磨擦力矩使车轮对路面产生向前的力，同时路产生向前的力，同时路面给车轮向后的力面给车轮向后的力-制动力。制动力。汽车制动系统的组成主要主要供能装置供能装置控制装置控制装置传动装置传动装置制动器制动器此外此外制动力调节装置制动力调节装置报警装置报警装置压力保护装置压力保护装置制动系统的类型第二节 制动器作用用来产生阻碍车辆运动或运动趋势的力的部件用来产生阻碍车辆运动或运动趋势的力的部件摩擦制动器：利用固定元件与旋转元件工作表面摩擦而产生制利用固定元件与旋转元件工作表面摩擦而产生制 动力的制动器。动力的制动器。鼓式制动器：鼓式制动器：摩擦副为旋转的制动鼓和固定不动的制动蹄（或制动带）盘式制动器：盘式制动器：摩擦副为旋转的制动盘和固定不动制动钳一、鼓式制动器鼓式制动器分为：鼓式制动器分为：内张型（最常用）、外束型内张型（最常用）、外束型按促动装置的不同分为：按促动装置的不同分为：轮缸式制动器：轮缸式制动器：领从蹄式制动器领从蹄式制动器 双领蹄式制动器双领蹄式制动器双向双领蹄式双向双领蹄式双从蹄式制动器双从蹄式制动器 单向和双向自增力式制动器单向和双向自增力式制动器凸轮式制动器：凸轮式制动器：楔块式制动器：楔块式制动器：制动蹄促动装置制动蹄促动装置1.1.轮缸式制动器轮缸式制动器 领从蹄式制动器领蹄：领蹄：制动时，蹄片张开旋转方向与制动鼓旋转方向一致蹄片从蹄：从蹄：制动时，蹄片张开旋转方向与制动鼓旋转方向相反蹄片领蹄的受力情况领蹄的受力情况制动轮缸产生促动力制动轮缸产生促动力Fs制动鼓对领蹄作用力：制动鼓对领蹄作用力：Fn1、Ft1Ft1与促动力与促动力Fs产生的绕产生的绕支点支点3的力矩同向，使的力矩同向，使领蹄压得更紧，法向力领蹄压得更紧，法向力Fn1增加。增加。a.领从蹄式制动器领从蹄式制动器从蹄的受力情况从蹄的受力情况制动轮缸产生促动力制动轮缸产生促动力Fs制动鼓对领蹄作用力：制动鼓对领蹄作用力：Fn2、Ft2Ft2与促动力与促动力Fs产生的产生的绕支点绕支点3的力矩反向，的力矩反向，使从蹄减势，法向力使从蹄减势，法向力Fn2减小。减小。领从蹄式制动器特点特点结构简单，只用一个促动力装置；结构简单，只用一个促动力装置；制动蹄片给制动鼓的法向反力不平衡，是非平衡制动蹄片给制动鼓的法向反力不平衡，是非平衡式制动器。式制动器。在汽车倒车时领从蹄功能互换，且制动效能相等在汽车倒车时领从蹄功能互换，且制动效能相等制动效能的稳定性较好。制动效能的稳定性较好。领蹄式类型的制动器单向双领蹄式：在车轮正向旋转时，制动蹄均为领蹄的制动器双向双领蹄式：无论车轮旋转方向如何，制动蹄均为领蹄的制动器。双从蹄式制动器：在车轮正向旋转时，制动蹄均为从蹄的制动器单向双领蹄式制动器双向双领蹄式制动器双从蹄式制动器自增力式制动器单向自增力式制动器：单向自增力式制动器：在汽车前进时具有自增力作用，倒车时制动效能很低双向自增力式制动器：双向自增力式制动器：在汽车前进和倒车时，都具有自增力作用单向自增力式蹄式制动器 双向自增力式蹄式制动器几种轮缸式制动器的比较几种轮缸式制动器的比较 自增力式自增力式 双领蹄式双领蹄式 领从蹄式领从蹄式 双从蹄式双从蹄式制动效能制动效能最高最高 较高较高 中等中等 最低最低制动效能制动效能稳定性稳定性最低最低 低低 中等中等 最高最高应用范围应用范围轿车后轮轿车后轮（双向）（双向）轻型车辆前轻型车辆前轮轮 （单向）（单向） 各种车辆各种车辆 豪华汽车豪华汽车 汽车制动效能是指汽车迅速降低车速直至停车的能力。汽车制动效能是指汽车迅速降低车速直至停车的能力。汽车制动效能的评价指标是制动距离汽车制动效能的评价指标是制动距离S和制动减速度和制动减速度 制动效能的稳定性是指制动器的抗衰退性能，是指汽车制动效能的稳定性是指制动器的抗衰退性能，是指汽车 高速行驶下长坡连续制动时，或涉水后制动器制动效能保持的程度。高速行驶下长坡连续制动时，或涉水后制动器制动效能保持的程度。2.凸轮式制动器 凸轮式3.楔式制动器 楔式二、盘式制动器 二、盘式制动器分为：分为：钳盘式、全盘式钳盘式、全盘式目前大部分轿车采用前盘（钳式）后鼓制动器组合目前大部分轿车采用前盘（钳式）后鼓制动器组合全盘式全盘式钳盘式钳盘式制动盘制动盘制动钳制动钳固定盘固定盘旋转盘旋转盘钳盘式制动器钳盘式制动器钳盘式制动器可分为定钳盘式和浮动钳盘式制动器。钳盘式制动器可分为定钳盘式和浮动钳盘式制动器。定钳盘式定钳盘式浮动钳盘式浮动钳盘式1）定钳盘式制动器结构特点：制动钳固定在车桥上；结构特点：制动钳固定在车桥上； 制动盘的两侧均要设置促动装置。制动盘的两侧均要设置促动装置。1制动盘；2活塞；3制动块；4进油口；5制动钳；6车桥 定钳盘式定钳盘式制动器的缺点油缸多，制动钳的结构复杂油缸分置于制动盘的两侧，钳内必须有跨越式管路，使得尺寸大；热负荷大时，制动液容易受热气化需要作为驻车制动器时，结构更为复杂。2）浮钳盘式制动器浮钳盘浮钳盘式制动器浮钳盘式制动器工作原理：工作原理：制动钳体制动钳体导向销导向销制动钳支架制动钳支架制动盘制动盘固定制动块固定制动块活动制动块活动制动块活塞密封圈活塞密封圈活塞活塞活塞推动活动制动块活塞推动活动制动块油液压力推动制动钳体油液压力推动制动钳体在导向销上向右运动在导向销上向右运动制动块压紧制动盘制动块压紧制动盘盘式制动器与鼓式制动器的比较优点：优点：一般无摩擦助势作用，制动效能受摩擦系数影响小，稳定；一般无摩擦助势作用，制动效能受摩擦系数影响小，稳定；水稳定性好，浸水后制动效能降低小，且恢复较快；水稳定性好，浸水后制动效能降低小，且恢复较快；在制动力相同的情况下，尺寸重量较小在制动力相同的情况下，尺寸重量较小制动盘受热后轴向膨胀较小，不会过大影响制动器间隙制动盘受热后轴向膨胀较小，不会过大影响制动器间隙容易实现间隙自动调整；容易实现间隙自动调整；缺点：缺点：制动效能低，因此需要较高的管路压力；制动效能低，因此需要较高的管路压力；兼用作驻车制动器时，需要加装复杂的传动装置，用在后轮兼用作驻车制动器时，需要加装复杂的传动装置，用在后轮时受到限制时受到限制三、制动器间隙的调整制动器间隙是指在不制动时，制动鼓与制动制动器间隙是指在不制动时，制动鼓与制动蹄摩擦片之间或制动盘与制动块摩擦片之间蹄摩擦片之间或制动盘与制动块摩擦片之间的间隙的间隙必要性：必要性： 制动间隙必须在合理的范围之内，过小的制动器间隙会导致制动解除不彻底，过大的间隙影响制动的灵敏度。鼓式制动器调整的方法：鼓式制动器调整的方法：手动调整自动调整盘式制动器调整的方法：盘式制动器调整的方法：自动调整q鼓式制动器间隙的手动调整q调整凸轮与偏心销方式q调整螺母方式q调整推杆方式调整凸轮与偏心销方式q手动调整q调整凸轮与偏心销方式q调整螺母方式q调整推杆方式调整螺母方式q手动调整q调整凸轮与偏心销方式q调整螺母方式q调整推杆方式调整推杆方式自动调整自动调整摩擦限位式间隙调整：一次调准式间隙调整装置经过一次完全制动就可自动调整间隙到设定值装置楔块式间隙自动调整：摩擦环摩擦环活活塞塞制制动动蹄蹄盘式制动器间隙的调整盘式制动器间隙的调整第三节 人力制动系统按制动能源分为按制动能源分为人力制动系统：人力制动系统：动力制动系统：动力制动系统：伺服制动系统：伺服制动系统：人力制动系统按传动装置的结构形式分为人力制动系统按传动装置的结构形式分为机械式：通过机械机构传递制动能源的系统。机械式：通过机械机构传递制动能源的系统。液压式：通过液压系统传递制动能源的系统。液压式：通过液压系统传递制动能源的系统。汽车行车制动系统已经不使用人力机械式，只有驻车汽车行车制动系统已经不使用人力机械式，只有驻车制动系统采用机械式的制动系统。制动系统采用机械式的制动系统。一、 机械制动系统主要用于驻车制动主要用于驻车制动驻车制动要求：驻车制动要求：保证汽车在原地可靠驻车不自动滑行保证汽车在原地可靠驻车不自动滑行驻车制动系统组成驻车制动系统组成手制动操纵杠杆、拉杆、锁止装置、绳索、驻车制动器等手制动操纵杠杆、拉杆、锁止装置、绳索、驻车制动器等驻车制动系统二、 人力液压制动系统人力液压制动系统的组成人力液压制动系统的组成1.前轮制动器；前轮制动器；2.制动轮缸；制动轮缸；3.6.8. 油管；油管；4.制动踏板机构制动踏板机构5.制动主缸；制动主缸；7.后轮制动器。后轮制动器。人力液压制动系统制动主缸：单向作用活塞式油泵。制动主缸：单向作用活塞式油泵。将制动踏板输入的机械能转化成液压能输出将制动踏板输入的机械能转化成液压能输出制动轮缸：单向单活塞或双活塞式油缸。制动轮缸：单向单活塞或双活塞式油缸。将油管输入的液压能转化为机械能，提供制动器的促动力将油管输入的液压能转化为机械能，提供制动器的促动力制动油管：由金属管路和橡胶软管组成；制动油管：由金属管路和橡胶软管组成；连接制动主缸和制动轮缸，传递液压能连接制动主缸和制动轮缸，传递液压能制动主缸制动主缸 目前汽车制动系统为了配合双回路制动系统，大部分采用了目前汽车制动系统为了配合双回路制动系统，大部分采用了串联双腔主缸的结构形式，而且大部分为伺服制动系统或动力制串联双腔主缸的结构形式，而且大部分为伺服制动系统或动力制动系统。动系统。制动轮缸：制动轮缸：分为双活塞和单活塞两种类型分为双活塞和单活塞两种类型双活塞式制动轮缸应用于领从式制动器、双向双领双活塞式制动轮缸应用于领从式制动器、双向双领蹄式和双向增力式。蹄式和双向增力式。单活塞制动轮缸应用于双领蹄式单活塞制动轮缸应用于双领蹄式,单向自增力式单向自增力式制动系统的路感制动系统的路感在地面附着力范围内，地面制动力通过车轮反映到在地面附着力范围内，地面制动力通过车轮反映到踏板上，并与踏板力成线性关系，制动系统的这种踏板上，并与踏板力成线性关系，制动系统的这种特性称为制动系统的路感。特性称为制动系统的路感。制动系统踏板力和踏板行程的要求制动系统踏板力和踏板行程的要求踏板行程：小于踏板行程：小于150mm(轿车轿车)，180mm（货车货车） 踏板力：小于踏板力：小于350N(轿车轿车)，550N（货车货车）第四节第四节 液压伺服制动系统液压伺服制动系统功用功用伺服制动系统正常工作时，制动能量大部分由动力伺服制动系统正常工作时，制动能量大部分由动力伺服系统提供；失效时完全由驾驶员提供伺服系统提供；失效时完全由驾驶员提供分类分类按操纵方式分为：按操纵方式分为：助力式（直接操纵）：助力装置直接由踏板操纵。助力式（直接操纵）：助力装置直接由踏板操纵。增压式（间接操纵）：助力装置由主缸输出的液压控制增压式（间接操纵）：助力装置由主缸输出的液压控制按伺服能量的形式分为：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真空伺服式、气压伺服式和液压伺服式1.助力式（直接操纵）伺服制动系统真空助力伺服制动系统真空助力伺服制动系统 真空助力器：真空伺服气室真空助力器：真空伺服气室 + 制动主缸制动主缸真空助力伺服制动系统真空助力伺服制动系统 伺服制动控制阀的随动作用伺服制动控制阀的随动作用伺服制动控制阀具有在任何平衡位置时，其稳定伺服制动控制阀具有在任何平衡位置时，其稳定真空度都与踏板行程成递增函数关系的特点真空度都与踏板行程成递增函数关系的特点路感的获得路感的获得驾驶员通过踏板力大小可以感知伺服气室的作用驾驶员通过踏板力大小可以感知伺服气室的作用力的大小，从而可以获得制动路感力的大小，从而可以获得制动路感2.真空增压式伺服制动系统是在人力液压制动系统的基础上，加装一套由供能装置（发动机进气管12、真空单向阀11、真空罐10）、控制装置（控制阀6）、传动装置（伺服气室8、辅助缸5）等组成的真空增压系统。真空增压器：控制阀，伺服气室、辅助缸组合装配而成。 真空增压式伺服制动系统 第五节第五节 气压制动系统气压制动系统定义：定义：完全靠发动机的动力（完全靠发动机的动力（间接动力间接动力）转化而成的气压或液压能）转化而成的气压或液压能进行制动的系统。进行制动的系统。直接动力：空气压缩机的气压能或直接动力：空气压缩机的气压能或液压泵的液压能液压泵的液压能分类：分类：气压制动：气压制动：发展最早，尺寸和重量较大，供能装置和传动装发展最早，尺寸和重量较大，供能装置和传动装置全是气压、传动置全是气压、传动气顶液制动：气顶液制动：传动装置有气压、液压，其他与气压制动同传动装置有气压、液压，其他与气压制动同全液压动力制动：全液压动力制动：供能、控制、传动装置全是液压供能、控制、传动装置全是液压气压制动回路气压制动回路气压制动回路气压制动回路供能装置空压机：产生气压能储气筒：储存气压能调节阀、溢流阀：限制气压在安全范围内滤清器、油水分离器、防冻器等：改善空气状态多回路压力保护阀：在一个回路失效时保护其余回路，使其中气压能不受损失制动气室执行装置、传动装置：将气压能-机械能，传动控制装置第六节第六节 制动力调节装置制动力调节装置制动力调节装置的作用：制动力调节装置的作用：在汽车制动时，调节前后轮制动力的分配，在避免车轮抱在汽车制动时，调节前后轮制动力的分配，在避免车轮抱死的前提下，尽量充分的利用地面附着力，以获得最大的死的前提下，尽量充分的利用地面附着力，以获得最大的制动力，使汽车获得良好的制动效能和制动稳定性。制动力，使汽车获得良好的制动效能和制动稳定性。措施：措施：有限压阀、比例阀、感载阀和惯性阀有限压阀、比例阀、感载阀和惯性阀 制动防抱死系统制动防抱死系统 限压阀 最简单的压力调节阀，串联于制动回路的后制动管路中。限压点ps取决于限压阀的结构，与汽车的轴载质量无关 作用：当前后制动管路压力p1和p2由零同步增长到一定值后，自动将p2限定在该值不变，避免后轮抱死 适用：质心高度与轴距的比值较大的轻型汽车 比例阀（P阀） 结构特点：两端承压面积不等的差径活塞结构 作用：当前、后制动管路压力p1与p2同步增长到一定值ps后，对p2的增长加以节制，使p2的增量小于p1的增量。适用：质心高度与轴距的比值较小的中型以上汽车 压力p1的作用面积小于压力p2的作用面积 感载阀与惯性阀 感载阀能根据汽车装载质量的不同自动调整前后轮制动管路的制动压力。惯性阀(又称G阀) 根据汽车制动时作用在质心上的惯性力自动调节制动力在前后轮上的分配 制动防抱死系统制动防抱死系统，简称ABS, Antilock Braking System作用：在汽车制动时防止车轮抱死，避免制动时发生侧滑、甩尾、失去转向等现象，提高了制动的稳定性，减轻了轮胎磨损，同时将制动力保持在最佳范围内，缩短了制动距离，使制动更安全有效。结构：ABS制动防抱死系统是在普通制动系统的基础上加装车轮速度传感器、ABS电控单元、制动压力调节装置及制动控制电路等电子控制系统组成的 ABS工作原理