第二十四章汽车制动系统.ppt

第二十五章汽车制动系统,本章讲述内容：1、制动系的功用、分类；制动系基本结构，工作原理；2、轮鼓系制动器的结构、工作原理、间隙调整；3、轮盘系制动器的结构、工作原理、间隙调整；4、驻车制动的类型；5、液压制动的传动装置，工作原理；6、行车制动力控制阀的结构、工作原理；7、制动防抱死装置。重点：1、制动系基本结构，工作原理；2、轮鼓系制动器的结构、工作原理；3、轮盘系制动器的结构、工作原理；4、制动力控制阀的结构、工作原理。课时：6节,25.1概述,使汽车减速或停车；使汽车下坡时保持匀速行驶；使停止的汽车保持不动。以保证行车的安全。,行车制动装置驻车制动装置辅助制动装置,一、制动系的功用,二、制动系的类型,1、按作用分类,人力制动系统动力制动系统伺服制动系统,2、按动力来源制动系统可分为,三、制动系的工作原理,3.按传能介质不同,机械式液压式气压式电磁式组合式,1.制动踏板2.推杆3.主缸活塞4.制动主缸5.油管6.制动轮缸7.轮缸活塞8.制动鼓9.摩擦片10.制动蹄11.制动底板12.支承销13.制动蹄回位弹簧,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。,制动系统的一般工作原理是：在人力作用下，制动蹄对制动鼓作用一定的制动摩擦力矩即制动器制动力矩M，在M的作用下，车轮将对地面作用一个向前的力F，地面对车轮作用一个向后的反作用力FB，FB即为地面对车轮的制动力。,Fu,FB,工作原理演示,四、对制动系的要求,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；6、前后桥上的制动力分配应合理。,五、制动系的基本组成,1、供能装置：2、控制装置：3、传能装置：4、制动器：产生制动摩擦力矩的部件,人体,踏板,主缸、轮缸,25-2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,有鼓式制动器和和盘式制动器两大类。,1、领从蹄式制动器,结构特点：两蹄上端共用一个双活塞分泵，下端分别用偏心销轴支撑。,领蹄：促动力使制动蹄张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向相同的制动蹄。,领蹄,从蹄：促动力使制动蹄张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向相反的制动蹄。,领从蹄式制动器：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。,等促动力制动器：凡两蹄所受促动力相等的领从蹄式制动器都称为等促动力制动器。,从蹄,工作特点：,两蹄对鼓的压紧力，领蹄大于从蹄。,领蹄与从蹄使用寿命不同。,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，均属于非平衡制动器。,调整：局部调整：凸轮。全面调整：凸轮+偏心销轴。,2、双领蹄式和双向双领蹄式制动器,定义：在制动鼓正向旋转时，两蹄均为领蹄的制动器。,结构特点：两制动蹄各用一个单活塞轮缸促动。两套制动蹄、轮缸、支承销和调整凸轮等是中心对称布置的。,工作特点：前进制动时，两蹄都是领蹄，倒车制动时，两蹄都变成从蹄。,双领蹄式制动器,定义：制动鼓正反方向旋转两蹄均为领蹄的制动器。,结构特点：采用双活塞式制动轮缸。两制动蹄两端都采用浮式支承，且支点的周向位置也是浮动的。制动底板上所有固定元件既按轴对称，又按中心对称布置。,双向双领蹄式制动器,3、单向和双向自动增力式制动器,单向自动增力式制动器,结构特点：两蹄下端分别浮支在顶杆两端。制动蹄只在上方有一支承销。只有一个单活塞轮缸。,工作特点：第一蹄由轮缸促动，第二蹄是由顶杆促动。前进制动时，第二蹄制动力矩大于第一蹄制动力矩。倒车制动时，第一蹄制动力矩小，第二蹄无制动力矩。,双向自动增力式制动器,结构特点：两蹄下端分别浮支在顶杆两端。制动蹄只在上方有一支承销。采用双活塞轮缸。,工作特点：前进制动时，后制动蹄制动力矩大于前制动蹄制动力矩。倒车制动时，前制动蹄制动力矩大于后制动蹄制动力矩。,制动器间隙的调整制动器间隙是指在不制动时，制动鼓和制动蹄摩擦片之间的间隙。制动器间隙过小，不能保证完全解除制动，此间隙过大，制动器反应时间过长，直接威胁到行车安全。制动器在使用过程中，随着摩擦片的磨损，制动器间隙会变大，要求制动器必须有检查和调整间隙的可能。有：手动调整装置、自动调整装置,（1）手动调整装置转动调整凸轮和带偏心轴颈的支承销凸轮固定在制动底板上，支承销固定在制动蹄上，沿图中箭头所示方向转动调整凸轮时，通过支承销将制动蹄向外顶，制动器间隙将减小。,转动调整螺母有些制动器轮缸两端的端盖制成调整螺母，用一字螺丝刀拨动调整螺母的齿槽，使螺母转动，带螺杆的可调支座便向内或向外作轴向移动，使制动蹄上端靠近或远离制动鼓，制动间隙减小或增大。间隙调整好以后，用锁片插入调整螺母的齿槽中，固定螺母位置。,调整可调顶杆长度可调顶杆由顶杆体、调整螺钉和顶杆套组成。顶杆套一端具有带齿的凸缘，套内制有螺纹，调整螺钉借螺纹旋入顶杆套内。拨动顶杆套带齿的凸缘，可使调整螺钉沿轴向移动，从而改变了可调顶杆的总长度，调整了制动器间隙。此调整方式仅适用于自增力式制动器。,（2）自动调整装置摩擦限位式间隙自调装置用以限定不制动时制动蹄内极限位置的限位摩擦环装在轮缸活塞内，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400550N。如果制动器间隙过大，活塞向外移动靠在限位环上仍不能正常制动，活塞将在油压作用下克服制动环与缸壁间的摩擦力继续向外移动，摩擦环也被带动外移，解除制动时，制动器复位弹簧不可能带动摩擦环回位，也即活塞的回位受到限制，制动器间隙减小。,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。,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,二、盘式制动器,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。,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。,1、定钳盘式制动器,定钳盘式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。这必然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（特别是外侧油缸）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。由于上述缺点，定钳盘式制动器目前使用较少。,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。,车桥,导向销,进油口,活塞,制动钳,制动块,制动盘,2、浮钳盘式制动器,3、全盘式制动器在重型和超重型汽车上，要求有更大的制动力，为此采用了全盘式制动器；其固定元件和旋转元件都是圆盘型。,全盘式制动器摩擦副的固定元件和旋转元件都是圆盘形的，分别称为固定盘和旋转盘，其工作原理与摩擦离合器相似。,盘式制动器的优缺点分析1）盘式制动器与鼓式制动器相比具有以下优点（1）盘式制动器无摩擦助势作用，制动力矩受摩擦系数的影响较小，即热稳定性好；（2）盘式制动器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，即基本不存在水衰退问题；（3）在输出相同制动力矩的情况下，盘式制动器尺寸和质量一般较小；（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，其他维修作业也较简便。2）盘式制动器的缺点1）效能较低，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复杂。,驻车制动：分：中央驻车制动和驱动轮驻车制动,五、驻车制动系,1、功用：停车后防止溜坡坡道起步紧急制动2、分类：中央制动器复合式制动器,轿车后轮驻车制动系示意图,用于汽车后轮、带驻车制动传动装置的DBA盘式制动器的浮式制动钳如下图所示。驻车制动时，在驻车制动杠杆凸轮的推动下，自调螺杆连同自调螺母一直左移到螺母接触活塞底部。此时，由于扭簧的阻碍，自调螺母不可能倒转着相对于螺杆向右移动。于是轴向推力通过活塞传到制动块上而实现制动。解除驻车制动时，自调螺杆在膜片弹簧的作用下，随着驻车制动杠杆复位。,25、3人液压制动系,一、液压制动回路,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,1、单回路液压制动管路：已禁止使用,2、液压式双管路传动装置的布置形式,（1）前后分开式制动管路,优点：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。,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）对角线分开式制动管路,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,二、制动主缸,1、结构,2、工作情况,（1）不工作时,补偿孔与旁通孔均保持开放，推杆与活塞之间有一间隙。,（2）踏下踏板时,第一活塞前移,主皮碗盖遮住旁通孔，后腔封闭，液压建立,油液被压入前制动轮缸迫使第二活塞前移,主皮碗盖遮住旁通孔，后腔封闭，液压建立，向后制动轮缸输液。,（3）迅速放下踏板时,环形腔室油液经活塞顶部的小轴向孔，流入压油腔，以填补真空，同时，贮油室油液经补偿孔进入环形腔室，这样在活塞回位过程中避免空气侵入主缸。,三、制动轮缸,1、功用：将液压力转变为使制动蹄张开的动力。2、常见型式：双活塞式、单活塞、阶梯式等。,3、双活塞制动轮缸,4、单活塞制动轮缸,25-4伺服制动系,结构特点：在人力液压制动系的基础上增加一套动力伺服系统。类型：按结构分助力式增压式真空伺服式按能量形式气压伺服式液压伺服式,一、真空助力器,真空助力器工作过程图,25.6制动力调节装置,最大制动力：,前后轮最大制动力比：,前后轮同时滑移条件,常用种类:限压阀比例阀感载阀惯性阀制动防抱死装置,理想前后轮制动力分配特性：,思考：对装有普通制动系统的货车来说，是空车容易出现后轮抱死还是满载容易出现后轮抱死？,一、限压阀功用：当前、后制动管路压力P1和P2由0同步增长到一定值PS后，即自动将P2限制在该值不变，以防止后轮抱死。,二、比例阀功用：当油压达到一定的值后，让输出与输入的油压按一定比例增加，使实际油压分配曲线更接近理想曲线。,三、感载阀功用：随汽车实际装载质量而改变满载和空载下的理想油压分配及特性曲线。,四、惯性阀功用：用于调节液压系统的制动力。,思考：1、惯性阀水平安装会有何结果？2、下坡时制动对P1、P2值有何影响？,25.7防抱死系统与驱动防滑系统,一、制动防抱死系统（ABS）1、ABS概述在汽车制动时，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(AntilockBrakeSystem)，简称ABS。,1滑动率对附着系数的影响汽车在制动过程中，车轮的运动可以划分为三个阶段：纯滚动、边滚边滑、完全拖滑。一般用滑动率S表征滑动成分在车轮纵向运动中所占的比例。,2、ABS的优点（1）增加了汽车制动时的稳定性。汽车在制动时，如果前轮先抱死，驾驶员将无法控制汽车的行驶方向，这是非常危险的；倘若后轮先抱死，则会出现侧滑、甩尾，甚至使汽车整个调头等严重事故。ABS系统可以防止车轮制动时被完全抱死，提高了汽车行驶的稳定性。（2）能缩短制动距离。这是因为在同样紧急制动的情况下，ABS系统可以将滑移率控制在20左右，从而可获得最大的纵向制动力。需要说明的是，当汽车在积雪路面上制动时，若车轮抱死，则车轮前的楔状积雪可阻止汽车的前进。在此条件下，装有ABS系统的汽车，其制动距离可能更长。,3、ABS的分类按系统分为液压、气压、气顶，液压制动系统又分为整体式、分置式；按照控制通道数目的不同，ABS系统分为四通道、三通道、双通道和单通道四种形式，而其布置形式却多种多样。,（4）使用方便，工作可靠。ABS系统的使用与普通制动系统的使用几乎没有区别，制动时只要把脚踏在制动踏板上，ABS系统就会根据情况自动进入工作状态，如遇雨雪路滑，驾驶员也没有必要用一连串的点刹车方式进行制动，ABS系统会使制动状态保持在最佳点。,（3）改善了轮胎的磨损状况。事实上，车轮抱死会加剧轮胎磨损，而且轮胎胎面磨耗不均匀，使轮胎磨损消耗增大。,整体式,分置式,四通道独立控制,四传感器四通道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，见下图。为了对四个车轮的制动压力进行独立控制，在每个车轮上各安装一个转速传感器，并在通往各制动轮缸的制动管路中各设置一个制动压力调节分装置(通道)。由于四通道ABS可以最大程度地利用每个车轮的附着力进行制动，因此汽车的制动效能最好。但在附着系数分离(两侧车轮的附着系数不相等)的路面上制动时，由于同一轴上的制动力不相等，使得汽车产生较大的偏转力矩而产生制动跑偏。因此，ABS通常不对四个车轮进行独立的制动压力调节。,(2)四传感器或三传感器三通道ABS四轮ABS大多为三通道系统，而三通道系统都是对两前轮的制动压力进行单独控制，对两后轮的制动压力按低选原则一同控制，其布置形式见下图。所示的按对角布置的双管路制动系统中，虽然在通往四个制动轮缸的制动管路中各设置一个制动压力调节分装置，但两个后制动压力调节分装置却是由电子控制装置一同控制的，实际上仍是三通道ABS。由于三通道ABS对两后轮进行一同控制，对于后轮驱动的汽车可以在变速器或主减速器中只设置一个转速传感器来检测两后轮的平均转速。,(3)双通道ABS下图所示的双通道ABS在按前后布置的双管路制动系统的前后制动管路中各设置一个制动压力调节分装置，分别对两前轮和两后轮进行一同控制。由于双通道ABS难以在方向稳定性、转向操纵能力和制动距离等方面得到兼顾，因此目前很少被采用。,(4)单通道ABS所有单通道ABS都是在前后布置的双管路制动系统的后制动管路中设置一个制动压力调节装置，对于后轮驱动的汽车只需在传动系中安装一个转速传感器，见下图。由于前制动轮缸的制动压力未被控制，前轮仍然可能发生制动抱死，所以汽车制动时的转向操作能力得不到保障。但由于单通道ABS能够显著地提高汽车制动时的方向稳定性，又具有结构简单、成本低的优点，因此在轻型货车上得到广泛应用。,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,4、ABS系统的结构与工作原理,（1）ABS系统的结构由传感器、电控单元和执行器三部分组成。,（2）循环式ABS系统的工作原理,常规制动（升压）过程,轮缸减压过程,轮缸保压过程,轮缸增压过程,思考：ABS何时开始工作？,（3）可变容