制动系统介绍PPT演示课件

制动系统介绍,一.系统总体介绍二.系统组成部件介绍三.制动系统计算,1,1.制动系统基本构造,制动系统主要分为三部分:1行车制动系统:包括基础制动器,真空助力器,制动管路,踏板,2.驻车制动系统,包括驻车操纵机构总成,制动拉索,驻车制动器3.压力调节装置包括包括ABS控制器总成或比例阀,ABS传感器等.,一.系统总体介绍,2,2.制动性的评价指标,汽车的制动性主要由下列三方面来评价；（1）制动效能，即制动距离与制动减速度；（2）制动效能的恒定性，即抗衰退性能；（3）制动时汽车的方向稳定性即制动时汽车不发生跑偏、侧滑以及失去转向能力的性能。,3,制动效能是指在良好路面上，汽车以一定初速制动到停车的制动距离或制动时汽车的减速度。它是制动性能最基本的评价指标。汽车高速行驶或下长坡连续制动时制动效能保持的程度，称为抗热衰退性能。因为制动过程实际上是把汽车行驶的动能通过制动器吸收转换为热能，所以制动器温度升高后，能否保持在冷状态时的制动效能。制动时汽车的方向稳定性，常用制动时汽车按给定路径行驶的能力来评价。若制动时发生跑偏、侧滑或失去转向能力，则汽车将偏离原来的路径。,4,2-1汽车的制动效能及其恒定性,汽车的制动效能是指汽车迅速降低车速直至停车的能力。评定制动效能的指标是制动距离s（单位为m）。汽车能达到的减速度jmax(单位为m/s2)为：jmax=bg若允许汽车的前、后车轮同时抱死，则jmax=sg若装有理想的自动防抱装置来控制汽车的制动，则制动减速度为,5,一、制动距离的分析,6,1、称为驾驶员反应时间，为0.31.0S。2、总称为制动器的作用时间，2一般在0.20.9s之间,.包括制动器起作用和持续制动两个阶段中汽车驶过的距离s2和s3。在制动器起作用阶段，汽车驶过的距离s2如下估算：在时间内式中u0起始制动车速。,7,决定汽车制动距离的主要因素是：制动器起作用的时间、最大制动减速度即附着力（或最大制动器制动力）、制动的起始车速。附着力（或制动器制动力）愈大、起始车速愈低，制动距离愈短，这是显而易见的。,8,二、制动效能的恒定性高速制动时，制动器温度也会很快上升。制动器温度上升后，摩擦力矩将显著下降，这种现象称为制动器的热衰退。抗热衰退性能与制动器摩擦副材料及制动器结构有关。一般制动器是以铸铁作制动鼓、盘，石棉摩擦材料作摩擦片组成的。正常制动时，摩擦副的温度在200左右，摩擦副的摩擦系数约0.30.4。但在更高的温度时，摩擦系数会有很大降低，而出现所谓热衰退现象。,9,用制动效能因素与摩擦系数的关系曲线来说明各种类型制动器的效能及其稳定程度。由图可知，增力式制动器，由于具有较大的制动效能因数。摩擦系数的微小改变，能引起制动效能大幅度变化，即制动器的稳定性差。盘式制动器的制动效能没有鼓式制动器大，但其稳定性好。,10,制动器因数BF与摩擦系数F的关系曲线,11,2-2制动时汽车的方向稳定性,制动过程中，有时会出现制动跑偏、后轴侧滑或前轮失去转向能力而使汽车失去控制离开原来的行驶方向。制动时汽车自动向左或向右偏驶称为“制动跑偏”。侧滑是指制动时汽车的某一轴或两轴发生横向移动。,12,一、汽车的制动跑偏1、原因有两个：（1）汽车左、右车轮、特别是前轴左、右车轮（转向轮）制动器制动力不相等；（2）制动时悬架导向杆系与转向系拉杆在运动学上的不协调（互相干涉）。第一个原因是制造、调整误差造成的，第二个原因是设计造成的。图4-18给出了由于转向轴左右车轮制动力不相等而引起跑偏的受力分析。,13,左轮的制动器制动力大于前右轮，故地面制动力Fx1lFx1r。此时前、后轴分别受到的地面侧向反作用力为FY1和FY2。显然Fx1l绕主销的力矩大于Fx1r绕主销的力矩。虽然方向盘不动，由于转向系各处的间隙及零部件的弹性变形，转向轮仍产生一向左转动的角度而使汽车有轻微的转向行驶，即跑偏。同时由于主销有后倾，也使FY1对转向轮产生一同方向的偏转力矩，这样也增大了向左转动的角度。左右车轮制动力之差用不相等度F表示。F=,14,15,造成跑偏的第二个原因是悬架导向杆系与转向系拉杆发生运动干涉，且跑偏的方向不变。二、制动时后轴侧滑与前轴转向能力的丧失1、前轮无制动力、后轮有足够的制动力，后轮抱死危险。2、后轮无制动力、前轮有足够的制动力，前轮抱死。汽车将失去转向能力。3、前后轮均抱死，但抱死的循序不同，时间间隔不同。,16,图4-22前轮抱死或后轮抱死时汽车纵轴线转过的角度（航向角）,17,若后轮比前轮先抱死拖滑超过0.5s以内，则后轴将发生严重的侧滑。,18,总结为两点：（1）制动过程中，若是只有前轮抱死或前轮先抱死拖滑，汽车基本上沿直线向前行驶（减速停车），汽车处于稳定状态，但汽车丧失转向能力；（2）若后轮比前轮提前一定时间（如对试验中的汽车为0.5s以上）抱死拖滑，且车速超过某一数值（如试验中的汽车为48km/h）时，汽车在轻微的侧向力作用下就会发生侧滑。路面愈滑、制动距离和制动时间愈长，后轴侧滑愈剧烈。,19,因此，从保证汽车方向稳定性的角度出发，首先不能出现只有后轴车轮抱死或后轴车轮比前轴车轮先抱死的情况，以防止危险的后轴侧滑。其次，尽量少出现只有前轴车轮抱死或前后车轮都抱死的情况，以维持汽车的转向能力。最理想的情况就是防止任何车轮抱死，前、后车轮都处于滚动状态，这样就可以确保制动时的方向稳定性。,20,二.系统部件介绍,1、制动踏板功能：起一个杠杆作用,扩大动力,制动踏板,21,2、真空助力器,2-1、真空助力器的工作原理工作原理是利用发动机工作时产生的负压与大气压之间的压力差来迫使增压器内橡胶膜片移动，推动制动主缸的活塞，以此来减轻人踩制动踏板的力。轿车上广泛装用真空助力器作为制动助力器，与制动踏板机构连接（真空伺服气室和控制阀组合成一个整体），利用发动机喉管处的真空度来帮助驾驶员操纵制动踏板。一般安装在驾驶室仪表板前的发动机舱隔壁上，串接在制动踏板与制动主缸之间，起增加踏板力的作用。根据真空助力膜片的多少，真空助力器分为单膜片式和串联膜片式两种。根据动力源不同，分为真空助力式和液压助力式两种。F:底盘制动系统计算助力器装配体2.avi,22,23,2-2真空助力器的设计1.制动真空助力器的参数设计制动真空助力器的参数设计包括以下内容:A.助力比的确定;B.伺服膜片直径的确定;C.回位弹簧抗力的确定;D.与制动主缸相匹配后输出压力的关系.助力器设计.doc,24,3.制动主缸总成,制动主缸的缸径很小，在得到真空助力器的力后，储液缸中的制动液变成压力很高液体；活塞,储液罐,25,汽车上使用的制动主缸一般是双腔串联式主缸。当推动第一活塞前进时，把补偿孔或阀口关闭，在第一制动腔内产生压力，同时通过浮动的第二活塞在第二制动腔内产生压力。如果其中的某一腔失效，在另一腔仍产生压力主缸设计.doc,26,补偿孔串联式双腔制动主缸特点：1、结构简单；2、工作时主皮碗每次都必须经过补偿孔，会减少主皮碗的使用寿命。,27,中心阀式双腔制动主缸由于ABS系统中液压泵的作用，使制动系统的制动液压发生波动，正是这种作用使制动主缸内的液压产生波动，且活塞同时发生相对移动，其液压的变化频率可达每秒15次左右，液压可达20Mpa高压，对于补偿孔式主缸，当活塞相对缸体移动时，由于高压的作用，在补偿孔和回油孔处就会发生密封皮碗的过度摩损或切削现象，这样就会造成制动主缸失效，从而造成制动失效，所以，在ABS系统中应采用中心阀式制动主缸，克服了以上不足，从而提高了制动系统的安全可靠性，所以在ABS系统中不应配用补偿孔式主缸,28,3.工作原理,29,制动系统的工作温度范围取决于系统内各具体零部件的工作温度范围。制动盘的工作温度500摩擦片的工作温度400制动钳的工作温度100轴承的工作温度120真空管的工作温度范围：-40+120,4.系统工作环境,30,制动器类型有盘式、鼓式和盘加鼓式,4.制动执行机构制动器,鼓式制动器盘式制动器盘加鼓式制动器,31,1.1工作原理鼓式制动器的工作原理:通过制动系统的压力推动活塞或是在拉索的拉力下使制动蹄片张开,制动鼓内表面与摩擦片摩擦产生制动力矩.制动鼓的工作面是圆柱面,盘式制动器的工作原理:通过制动系统的压力推动活塞使制动盘端面与摩擦片摩擦产生制动力矩,制动盘的工作面是圆柱的端面,盘加鼓式制动器的工作原理:盘式用于行车,原理同盘式制动器,鼓式用于驻车,原理同鼓式制动器.,32,1.2结构,1.制动蹄带摩擦衬片总成;2.调隙拨板3.自调机构;4轮缸;5.制动底板;6.驻车拉臂;7.回位弹簧,33,1.3鼓式制动器的结构型式及选择,鼓式制动器一般可按制动蹄的受力情况进行分类，它们的制动效能、制动鼓的受力平衡状态以及车轮旋转方向对制动效能的影响均不同。制动蹄按张开时的转动方向与制动鼓的旋转方向是否一致而分为领蹄和从蹄两种类型。制动蹄张开的转动方向与制动鼓的旋转方向一致的制动蹄称为领蹄，两者不一致的则称为从蹄。,34,领从蹄式制动器领蹄所受的摩擦力使蹄压的更紧，即摩擦力矩具有“增势”作用，故又称为增势蹄，而从蹄所受的摩擦力使蹄有离开制动鼓的趋势，即摩擦力矩具有“减势”的作用，故又称为减势蹄。领从蹄式制动器效能及稳定性均处于中等水平，但由于其在汽车前进与倒车时的制动性能不变，且结构简单，造价较低，也便于附装驻车制动机构，故这种结构广泛用于中、重型载货汽车的前、后轮制动器及轿车的后轮制动器。,35,双领蹄式制动器若在汽车前进时两制动蹄均为领蹄的制动器，则称为双领蹄式制动器右图为单向双领蹄式制动器,36,当制动鼓正向和反向旋转时，两制动蹄均为领蹄的制动器则称为双向双领蹄式制动器。其两蹄的两端均为浮式支承，不是支承在支承销上，而是支承在两个活塞制动轮缸的支座上或其他张开装置的支座上。当制动时，油压使两个制动轮缸的两侧活塞或其他张开装置的两侧均向外移动，使两个制动蹄均紧压在制动鼓的内圆柱面上。制动鼓靠摩擦力带动两制动蹄转过一小角度，使两制动蹄的转动方向均与制动鼓的旋转方向一致；当制动鼓反向旋转时，其过程类同但方向相反。称为双向双领蹄式制动器。由于双向双领蹄式制动器在汽车前进及倒车时的制动性能不变，因此广泛用于中、轻型载货汽车和部分轿车的前、后车轮，但用作后轮制动器时，则需另设中央制动器用于驻车制动。,37,单向增力式制动器，两蹄下端以顶杆相连接，第二制动蹄支承在其上端制动底板上的支承销上。当汽车前进并制动时，第一制动蹄被单活塞的制动轮缸推压到制动鼓的内圆柱面上。随即制动鼓以摩擦力带动第一制动蹄转过一小角度，进而经顶杆推动第二制动蹄也压向制动鼓的内圆柱表面并支承在其上端的支承销上。单向增力式制动器在汽车前进制动时的制动效能很高，且高于前述的各种制动器，但在倒车制动时，其制动效能确是最低的。因此，它仅用于少数轻、中型货车和轿车上作为前轮制动器。,38,将单向增力式制动器的单活塞式制动轮缸换用双活塞式制动轮缸，其上端的支承销也作为两蹄共用的，则成为双向增力式制动器。对双向增力式制动器来说，不论汽车前进制动或倒退制动，该制动器均为增力式制动器。双向增力式制动器在大型高速轿车上用的较多，而且常常将其作为行车制动与驻车制动共用的制动器，但行车制动是由液压经制动轮缸产生制动蹄的张开力进行制动，而驻车制动则是用制动操纵手柄通过钢索拉绳及杠杠等机械操纵系统进行操纵,39,固定钳时盘式制动器，其制动钳体固定在转向节上，在制动钳体上有两个液压油缸，其中各装有一个活塞。当压力油液进入两个油缸活塞外腔时，推动两个活塞向内将位于制动盘两侧的制动块总成压紧到制动盘上，从而将车轮制动。当放松制动踏板使油液压力减小时，回味弹簧则将两制动块总成及活塞推离制动盘。这种结构型式又称为对置活塞时或浮动活塞式固定钳式盘式制动器,40,浮动钳式盘式制动器的制动钳体是浮动的。其浮动方式有两种，一种是制动钳体可作平行滑动，另一种的制动钳体可绕一支承销摆动。故有滑动钳式盘式制动器和摆动钳式盘式制动器之分。但它们的制动油缸都是单侧的，且与油缸同侧的制动块总成为活动的，而另一侧的制动块总成则固定在钳体上，制动时在油液的作用下活塞推动该侧活动的制动块总成压靠到制动盘，而反作用力则推动制动钳体连同固定于其上的制动块总成压向制动盘的另一侧，直到两侧的制动块总成的受力均等为止。对摆动钳式盘式制动器来说，钳体不是滑动而是在制动盘垂直的平面内摆动。这就要求制动摩擦衬块为楔形的，摩擦表面对其背面的倾斜角为6左右。,41,导向螺栓;2.卡钳支架,3.卡钳本体,4.消音片,5.蹄片报警线,6.摩擦片7.放气螺钉,8.矩开密封圈,9.活塞,10.密封圈,11.隔热片,12.连接螺栓,制动盘有通风式和实心盘两种制动盘的材料一般均为HT250制动盘端面的圆跳度要小于0.03,42,1.3制动器设计的注意事项摩擦片摩擦系数的选择要低于0.4,因为如果摩擦系数过高会导致热衰退性能不良,硬度高,噪音大,在满足制动工况的前提下,刹车片的硬度以低为好,对降低对偶摩损,改善制动平稳和舒适性有益。硬度过高,制动打滑,有噪音;硬度过低,强度差,摩擦时掉块会加速摩损,同时伴有强噪音。任何一种摩擦材料,它的摩擦性能都会随使用循环周期增长而出现不同程度的减退,原因主要是摩擦面表层及内在经历了高温烧蚀,产生了物理与化学变化。卡钳与制动盘配合的圆弧的圆心要尽量与车轮中心重合,减少干涉的可能性卡钳与制动盘配合时摩擦片要全部与制动盘接触,43,盘式制动器的优缺点及应用,与鼓式制动器相比，盘式制动器的优点如下：（1）热稳定性好；（2）水稳定性好；（3）制动稳定好；（4）制动力矩与汽车前进和后退等行驶状态无光；（5）在输出同样大小的制动力矩条件下，盘式制动器的结构尺寸和质量比鼓式的要下；（6）盘式制动器的摩擦衬块比鼓式制动器的摩擦衬片在磨损后更易更换，结构也较简单，维修、保养容易；（7）制动盘与摩擦衬块间的间隙小（0.05-0.15mm），因此缩短了油缸活塞的操作时间，并使制动驱动机构的力传动比有增大的可能等盘式制动器的缺点如下：盘式制动器的主要缺点是难于完全防止尘污染和锈蚀（但封闭的多片全盘式制动器除外）；兼作驻车制动器时，所需附加的驻车制动驱动机构较复杂，因此，有的汽车采用前轮为盘式后轮为鼓式的制动系统；另外，由于无自行增力的作用，制动效能较低，中型轿车若采用时需要加力装置。,44,盘式制动器制动钳的布置可以在车轴之前或之后，制动钳位于轴前可避免轮胎向钳内甩溅水污物，位于轴后则可减小制动时轮毂轴承的径向合力。,45,5.ABS系统,46,由装在车轮上的转速传感器采集四个车轮的转速信号，送到电子控制单元计算出每个车轮的转速，进而推算出车辆的减速度及车轮的滑移率。ABS电子控制单元根据计算出的参数，通过液压控制单元调节制动过程的制动压力，达到防止车轮抱死的目的，在ABS不起作用时，电子制动力分配系统仍可调节后轮制动力，保证后轮不会先于前轮抱死，以保证车辆的安全。在每次点火开关接通后，ABS系统会自动进行自检，如果发现故障，电子控制单元将自动中断ABS的功能，并点亮ABS警告灯，此时制动系统将如同没装ABS系统时一样工作。F:底盘ABS资料ABS系统原理（flash动画）.swf,工作原理,47,48,建压阶段：制动时，通过助力器和总泵建立制动压力。此时常开阀打开，常闭阀关闭，制动压力进入车轮制动器，车轮转速迅速降低，直到ABS电子控制单元通过转速传感器得到识别出车轮有抱死的倾向为止。,ABS调节过程车轮制动压力调节的控制过程如下：,49,保压阶段ABS电子控制单元通过转速传感器得到的信号识别出车轮有抱死的倾向时，ABS电子控制单元即关闭常开阀，此时常闭阀仍然关闭。,50,降压阶段如果在保压阶段，车轮仍有抱死倾向，则ABS系统进入降压阶段。此时，电子控制单元命令常闭阀打开，常开阀关闭，液压泵开始工作，制动液从轮缸经低压蓄能器被送回到制动总泵，制动压力降低，制动踏板出现抖动，车轮抱死程度降低，车轮转速开始增加。,51,升压阶段为了达到最佳制动效果，当车轮达到一定转速后，ABS电子控制单元再次命令常开阀打开，常闭阀关闭。随着制动压力增加，车轮再次被制动和减速。防抱死制动系统压力调节频率为每秒钟至个循环(降压+保压+升压为一个循环),52,电子制动力分配（EBD）使用电子制动力分配功能可免装下列部件：比例阀感载阀,53,电子差速锁（EDS）是制动防抱死系统（ABS）的一种功能扩展，用于汽车的加速打滑控制。在汽车加速过程中，当电子控制单元根据轮速信号判断出某一侧驱动轮打滑时，EDS功能就会自动开始作用，通过液压控制单元对该车轮进行适当强度的制动，从而提高另一侧驱动轮的附着利用率，提高车辆的通过能力。当车辆的行驶状况恢复正常后，电子差速锁即停止作用。同普通车辆相比，带有EDS的车辆可以更好地利用地面附着力，从而提高了车辆的通过性。,电子差速锁（EDSElectronicDifferential-lockSy