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项目三液压制动系统 2 液压制动是以人力为能源 以液体作为传动介质的一种制动形式 主要由制动踏板 制动主缸 制动轮缸和油管等组成 3 一 液压制动系统的构造与工作原理 1 液压制动系统的工作原理液压制动装置利用液压油 将驾驶员肌体的力通过制动踏板转换为液压力 再通过管路传至车轮制动器 车轮制动器再将液压力转变为制动蹄张开的机械推力 使制动蹄摩擦片与制动鼓产生摩擦 将机械能转换成热能而消耗 从而产生阻止车轮转动的力矩 当驾驶员踏下制动踏板时 推杆推动制动主缸活塞使制动液升压 通过管道将液压力传至制动轮缸 轮缸活塞在制动液挤压的作用下将制动蹄片摩擦片压紧制动鼓形成制动 根据驾驶员施加于踏板力矩的大小 使车轮减速或停车 当驾驶员放开踏板 制动蹄和分泵活塞在回位弹簧作用下回位 制动液压回到总泵 制动解除 4 2 液压制动的特点优点 1 反应灵敏 基本无滞后 随动性好 2 制动柔和 行驶平稳 3 节约能源 4 结构简单 维修方便 成本低 5 非簧载质量轻 行驶舒适性好 使用方便 缺点 1 操纵较费力 制动力矩有限 不适合载重量大的车辆 2 液压油低温流动性差 高温易产生气阻 如有空气侵入或漏油会降低制动效能甚至失效 3 通常在液压制动传动机构中增设制动增压或助力装置 使制动系统操纵轻便并增大制动力 5 1 单回路液压制动 单管路是利用一个制动主缸 通过一套相互连通的管路 控制全车制动器 若传动装置中一处漏油 会使整个制动系统失效 目前 一般汽车上已很少采用 6 3 双回路液压制动 1 双回路液压制动布置形式 两桥制动器独立制动 由双腔主缸通过两套 一轴对一轴 独立管路分别控制车轮制动器 它主要用于对后轮制动依赖性较大的发动机后置后轮驱动的汽车 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 7 制动时 踩下制动踏板 推杆推动双腔制动主缸的主缸前 后活塞前移 使主缸前 后腔油压升高 制动液分别同时流至前 后车轮制动轮缸 轮缸的活塞在制动液压力的作用下 向外移动 进而推动制动蹄张开压向制动鼓产生制动效能 当松开制动踏板时 制动蹄和轮缸活塞在回做弹簧作用下 各自回位 并将制动液压回制动主缸 从而解除制动 8 前后制动器对角独立制动 该装置由双腔制动主缸 两套独立 交叉 管路分别控制车轮制动器 它主要用于对前轮制动力依赖性较大的发动机前置前轮驱动的汽车 当一套管路失效时 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 9 优点 当制动系统中任一回路失效 剩余制动力仍能保持正常总制动力的50 当汽车在高速状态不被制动时 均能保证后轮不抱死或者前轮比后轮先抱死 避免制动时后轮失去侧向附着力 造成汽车失控 确保行车安全 同一制动器两个轮缸独立制动 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 为正常时的50 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 11 2 结构组成由制动踏板 双腔式制动主缸和前后车轮制动器以及油管等组成 制动主缸的前后腔分别与前后轮制动轮缸之间通过油管连接 并充满液压油 12 3 对制动液的要求 1 高温下不易汽化 否则将在管路中产生气阻现象 使制动系统失效 2 低温下有良好的流动性 3 不会使与之经常接触的金属件腐蚀 橡胶件发生膨胀 变硬和损坏 4 能对液压系统的运动件起良好的润滑作用 5 吸水性差而溶水性良好 即能使渗入其中的水汽化形成微粒而与之均匀混合 否则将在制动液中形成水泡而大大降低汽化温度 目前使用的制动液大部分是植物制动液 用50 左右的蓖麻油和50 左右的溶剂 酒精或甘油等 配成 13 由于植物制动液的汽化温度不够高 且在70 的低温下易凝结 蓖麻油又是贵重的化工原料 植物制动液逐渐被合成制动液和矿物制动液所取代 合成制动液 汽化温度 190 35 的低温流动性好 对金属无腐蚀 对橡胶无伤害 溶水性好 但成本高 矿物制动液 溶水性差 使普通橡胶膨胀 14 4 双腔式制动主缸 1 作用制动主缸作用是将制动踏板机械能转换成液压能 双管路液压制动传动装置中的制动主缸一般采用串联双腔或并联双腔制动主缸 2 结构主缸的壳体内装有前活塞 后活塞及前后活塞弹簧 前后活塞分别用皮碗 皮圈密封 前活塞用挡片保证其正确位置 两个储液筒分别与主缸的前 后腔相通 前出油口 后出油口分别与前后制动轮缸相通 前活塞靠后活塞的液力推动 后活塞直接由推杆推动 15 16 主缸内有两个活塞 后活塞右端连接推杆 前活塞位于缸筒中间把主缸内腔分成两个腔 两腔分别与前后两条液压管路相通 贮液罐分别向各自管路供给制动液 每个腔室具有各种回位件 密封件 复合阀等 17 储液罐 第一活塞 第二活塞 旁通孔 补偿孔 双腔式制动主缸结构 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 19 串联双腔制动主缸 20 21 3 工作原理踩下制动踏板时 主缸中的推杆向前移动 使皮碗掩盖住储液筒旁通孔后 后腔压力升高 在后腔液压和后活塞弹簧力的作用下 推动前活塞向前移动 前腔液力也随之提高 继续踩下制动踏板时 前 后腔液压继续升高 使前 后制动器产生制动 放松制动踏板时 主缸中的活塞和推杆分别在前 后活塞弹簧的作用下回到初始位置 从而解除制动 若前腔控制的回路发生泄漏时 前活塞不产生液压力 但在后活塞液力作用下 前活塞被推到最前端 后腔产生的液压力仍使后轮产生制动 若后腔控制的回路发生泄漏时 后腔不产生液压力 但后活塞在推杆作用下前移 并与前活塞接触而使活塞前移 前腔仍能产生液压力控制前轮产生制动 22 若两脚制动时 踏板迅速回位 活塞在弹簧的作用下迅速回退 此时制动液受到止回阀的阻止不能及时回到腔内 活塞前方出现负压 油壶的油在大气压的作用下从补偿孔进到活塞前方 使活塞前方的油量增多 再踩制动时 制动有效行程增加 前活塞回位弹簧的弹力大于后活塞回位弹簧的弹力 以保证两个活塞不工作时都处于正确的位置 为了保证制动主缸活塞在解除制动后能退回到适当位置 在不工作时 推杆的头部与活塞背面之间应留有一定的间隙 这一间隙所需的踏板行程称为制动踏板的自由行程 该行程过大 将使制动有效行程减小 过小则制动解除不彻底 双回路液压制动系统中任一回路失效 主缸仍能工作 只是所需踏板行程加大 导致汽车的制动距离增长 制动效能降低 23 单腔制动主缸工作原理 不工作时 活塞头部与皮碗应正好在补偿孔和进油孔之间 主要是当因泄露或气温变化引起活塞包围的腔和主缸腔的制动液的收缩和膨胀 通过这两个孔维持平衡 与离合器主缸同 制动时 推动推杆而后推动活塞和皮碗 掩盖补偿孔后 主缸内的液压开始建立 克服弹簧力后 推开油阀后将制动液送到轮缸 解除制动后 踏板机构 主活塞 轮缸活塞在各自的回位弹簧作用下回位 24 双腔制动主缸工作原理 制动时 后主缸中的推杆向前移动 使皮碗盖住贮液罐补偿孔 此时后腔室液压升高 迫使油液向后轮制动器流动 推动后轮制动器工作 与此同时 在后腔液压和后活塞弹簧弹力作用下 推动前活塞向前移动 前腔压力也随之提高 迫使油液流向前轮制动器 推动前轮制动器工作 放松制动踏板 主缸中活塞和推杆在前后活塞弹簧的作用下回到原始位置 制动解除 25 当前腔控制的回路发生故障时 前活塞不产生液压前轮制动失效 但在后活塞液力作用下 前活塞被推到最前端 后腔产生的液压仍使后轮产生制动 若后腔控制的回路发生故障时 前腔仍能产生液压使前轮产生制动 确保行车安全 优点 26 5 制动分泵 轮缸 制动分泵的作用是将主缸传来的液压力转变为使制动蹄张开的机械推力 由于车轮制动器的结构不同 分泵的数目和结构也不同 1 分类按结构 通常分为双活塞式和单活塞式两类制动分泵 按制动器形式 通常分为盘式和鼓式 按制动力势 通常分为非平衡式 平衡式和自增力式 2 作用制动分泵的作用是将主缸传来的液压力转变为使制动蹄张开的机械推力 27 3 结构及组成 双活塞式制动轮缸缸体1用螺栓固定在制动底板上 缸内有两个活塞2 两个刃口相对的密封皮碗3 利用弹簧4分别压靠在两活塞上 以保持两皮碗之间的进油孔畅通 活塞外端凸台孔内压有推杆与制动蹄的上端抵紧 缸内两端防尘罩用以防尘土和水分进入 以免活塞与缸体腐蚀而卡死 缸体上方装有放气阀用以排放分泵中的空气 应用 用于非平衡式的鼓式车轮制动器 28 双活塞式制动轮缸 1 缸体2 活塞3 皮碗4 弹簧5 顶块6 防护罩 29 单活塞式制动轮缸单活塞轮缸多用于单向双领蹄式车轮制动器 当汽车制动时 制动轮缸受到制动液压力的作用 活塞在液压力作用下顶出活塞推动顶块 使制动蹄张开 压向制动鼓产生制动作用 当松开制动踏板 制动液液压消失 在回位弹簧作用下活塞恢复原来形状 同时 制动蹄与制动鼓脱离即解除制动 为缩小轴向尺寸 液腔密封取消皮碗 采用装在活塞导向面上的皮圈 进油间隙借活塞端面的凸台保持 应用 多用于单向助势平衡式的鼓式车轮制动器 目前趋于淘汰 30 单活塞式制动轮缸 1 密封圈2 缸体3 顶块4 防护罩5 活塞6 进油管接头7 放气阀 31 双作用式这种结构形式的分泵 活塞边缘有凸台 使活塞回位到底时与缸体可形成支承 它适应双増力式制动器 使其结构简单紧凑 32 摩擦限位式间隙自调原理 利用卡簧压力紧压缸壁与活塞之间的间隙来限制活塞行程 达到自动调整制动片与盘的间隙目的 1 制动蹄2 摩擦环3 活塞 33 盘式制动器分泵盘式制动器分泵按活塞数量分有单活塞式 双活塞式和四活塞式 按制动器形式分有单面活塞式和双面活塞式 单面活塞用于浮钳式制动器 双面活塞用于定钳式制动器 盘式制动器都有间隙自调功能 也有另外设置自调装置的 盘式制动器分泵具有结构简单 紧凑 安装 维修方便和导热低等优点 34 二 液压制动系统辅助装置 真空液压制动系统传动装置是在人力液压制动传动机构的基础上 加装一套以发动机工作时在进气管中产生的真空度为力源的动力制动传动装置 它以提高汽车制动性能 减轻驾驶员的劳动强度 这种传动装置由真空增压式和真空助力式两种 真空增压式是利用真空度对制动主缸输出的油液进行增压 因此它装在制动主缸之后 真空助力式是利用真空度对制动踏板进行助力 因此它装在踏板与制动主缸之间 35 1 真空增压式液压制动传动装置 1 组成它比人力液压制动系统多一个真空增压器 一套由真空单向阀2 真空筒3和真空管道组成的真空增压系统 真空源来自发动机进气管1 1 车轮制动器2 制动主缸3 双活塞安全缸4 增压缸5 真空伺服气室6 控制阀7 真空筒8 单向阀9 进气管A 发动机B 真空泵C 单向阀 36 2 工作原理汽车在制动时 发动机处于怠速状态 其进气管内真空度很高 此真空度经真空单向阀传入真空筒 使筒中具有一定的真空度 作为制动加力的力源 当踩下制动踏板时 从制动主缸中压出的制动油液先进入增压缸 液压力由此一面传入前 后制动分泵 一面又作用于控制阀 使真空伺服室起作用 而对增压缸进行增压 使增压缸和分泵液压增高 单向阀8的作用是 当进气管真空度高于真空筒的真空度时 单向阀被吸开 将真空筒及真空伺服室内的空气抽出 当发动机熄火或进气管真空度低于真空筒真空度时 单向阀关闭 以保证发动机不工作时也能进行几次增压制动 37 3 真空增压器构成 它由真空伺服气室 控制阀和增压缸组成 原理 利用伺服系统中的真空能保证真空伺服气室输出力与自液压主缸传来的液压作用力同作用于辅助缸活塞 因而辅助缸送至轮缸的压力高于主缸压力 位置 真空增压式是利用真空度对制动主缸输出的油液进行增压 因此它装在制动主缸之后 38 39 40 当踩下制动踏板时 制动液压油从制动主缸流入增压缸 此时球阀处于开启状态 所以制动液压油还作用在控制阀活塞上 推动控制阀膜片上移 先将真空阀关闭 使控制阀上腔A与下腔B隔绝 然后打开空气阀 空气便进入控制阀上腔A和伺服气室右腔D使其压力升高 从而控制阀下腔B和伺服气室左腔C的真空度保持不变 在C D两腔压力差作用下 伺服气室膜片带动推杆向左移动 使球阀抵靠在增压缸活塞的阀座上 并使制动主缸与增压缸左腔隔绝 这时作用在增压缸活塞上有两个力 一是制动主缸传来的液压作用力 另一个是推杆传来的推力 所以 增压缸左腔和各轮缸液压高于主缸液压 从而起到增压作用 41 42 在A D两腔压力升高过程中 控制阀膜片和阀门组件不断下移 当A D两腔真空度下降到一定数值使 空气阀关闭 此时真空度将保持在某一稳定值上 这一稳定值的大小取决于制动主缸压力 而制动主缸压力又取决于踏板力和踏板行程 当放松制动踏板时 制动主缸液压力下降 控制阀活塞下方的压力同时下降 控制阀活塞及膜片座受弹簧的作用而下移 先关闭空气阀后 再开启真空阀 A D两腔压力降低 D C两腔压差减小 增压作用降低 制动强度减弱 当制动踏板完全放松时 所有运动件在各自回位弹簧作用下复位 A B和C D四腔又都具有一定真空度 以备下次制动使用 在真空增压器失效或真空管路无真空度时 增压缸中的球阀11保持开启 制动主缸和各轮缸之间畅通 保证制动系统仍然保持原有的制动效能 不制动时 大气阀关闭 真空阀开启 控制阀上 下腔相通 上下腔及气室左右腔真空度相同 制动时 踩下踏板 制动液自主缸输入辅助缸 经活塞上孔进入各轮缸 轮缸液压与主缸液压相同 与此同时 输入液压还作用于控制阀活塞上 推使磨片上移 真空阀关闭 再开启大气阀 上下腔隔绝 从而使控制阀上腔与气室右腔真空度下降 其气压升高 而下腔与气室左腔真空度不变 在两腔压力差的作用下 推杆左移 球阀关闭 这样主缸与辅助缸左腔隔绝 此时辅助缸上有两作用力 液压与推杆作用力 则使辅助缸左腔与各轮缸液压高于主缸液压 44 2 真空助力式液压制动传动装置 1 组成真空助力器主要由真空伺服气室和控制阀组成 其传动装置如图所示 1 制动踏板机构2 控制阀3 加力气室4 制动主缸5 储液罐6 制动信号灯液压开关7 真空供能管路8 真空单向阀9 感载比例阀10 左后轮缸11 左前轮缸12 右前轮缸13 右后轮缸 45 真空助力器 主要部件 主缸 真空伺服气室 通发动机进气管 控制阀 真空单向阀 46 奥迪100制动系 47 48 2 结构真空助力式液压制动传动装置主要由伺服气室 主缸推杆 控制阀 控制阀推杆等组成 49 主缸推杆 膜片 膜片座 橡胶阀门 控制阀柱塞 控制阀推杆 50 真空助力器的结构 51 桑塔纳真空助力器 制动主缸 制动控制阀 制动推杆 真空助力室 通制动轮缸 52 3 工作原理制动时 踩下制动踏板 踏板力推动控制阀12和控制阀柱塞18向前移动 在消除柱塞与橡胶反作用盘7之间的间隙后 再继续推动制动主缸推杆2 主缸内的制动液压油以一定压力流入制动轮缸 与此同时 在阀门弹簧16的作用下 真空阀9也随之向前移动 直到压靠在膜片座8的阀座上 从而使通道A与B隔绝 进而空气阀10离开真空阀9而开启 空气经过滤环11 空气阀的开口和通道B充入伺服气室后腔 使伺服气室前 后腔出现压差而产生推力 此推力通过膜片座8 橡胶反作用盘7推动制动主缸推杆2向前移动 此时制动主缸推杆上的作用力 即踏板力 和伺服气室反作用盘推力的综合 使制动主缸输出压力成倍增高 解除制动时 控制阀推杆弹簧15使控制阀推杆和空气阀向后移动 真空阀离开膜片座8上阀座 真空阀开启 伺服气室前 后腔相同 均为真空状态 膜片座和膜片在回位弹簧作用下回位 制动主缸解除制动 53 具体工作过程 制动预备状态 空气阀10关闭与大气隔绝 真空阀9打开通道A与B相通 伺服气室前 后腔相同 均为真空状态 膜片座和膜片在回位弹簧作用下处于最右端 助力器不工作处于预备状态 踩下制动踏板时 踏板力推动控制阀推杆12和控制阀柱塞18向前移动 与此同时 在阀门弹簧16的作用下 真空阀9也随之向前移动 直到压靠在膜片座8的阀座上 从而使