制动系统简介PPT课件

,制动系统功用,根据需要使汽车减速或在最短距离内停车；下坡行驶时限制车速；保证汽车停放可靠。即：行车减速，下坡限速，驻车不动。制动系的要求1、具有良好的制动效能：其评价指标有：制动距离、制动减速度、制动力和制动时间。2、操纵轻便：3、制动稳定性好：制动时，前后车轮制动力分配合理，左右车轮上的制动力矩基本相等，汽车不跑偏、不甩尾；磨损后间隙应能调整。4、制动平顺性好：制动力矩能迅速而平稳的增加，也能迅速而彻底的解除。5、散热性好：摩擦片的抗“热衰退”能力要高；水湿后恢复能力快。6、对挂车制动系，还要求其制动作用略早于主车，且挂车自行脱钩时能自动进行应急制动。,制动系统的分类,制动系统的组成,（1）功能装置：包括供给、调节制动器所需能量及改善传能介质状态的各种部件。其中传声制动能量的部分称为制动能源。人的肌肉亦可作为制动能源。（2）控制装置：包括传声制动动作和控制制动效果的各种部件。（3）传动装置：包括将制动能量传输到制动器的各个部件。（4）制动器：传声阻碍车辆的运动或运动趋势的力（制动力）的部件，其中也包括辅助制动系统中的缓速装置。,工作原理,1.摩擦产热，将动能转化成为热能。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。2.工作过程：制动踏板制动主缸(供油)管路(油压)轮缸摩擦片制动盘（鼓）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。,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,制动踏板的正确使用,1.先急后松制动方法遇到紧急情况时，第一脚制动先急速踩下制动踏板，紧接着缓慢踩2.预见性制动法遇到情况提前放松加速踏板使汽车减速，同时将制动踏板连续缓慢地踩下。这种提前减速制动可以降低因紧急制动所造成的冲击。3.点制动方法这种制动方法通常在雨天或泥泞路面上使用。点制动就是右脚轻轻地一点一点地踩制动踏板。这种制动方法可以减少由于车轮被抱死所出现的方向失控，同时可以获得较大的制动力。注：用于没有加装ABS的汽车4.紧急制动法这种制动方法用于十分紧急的情况下。制动时左手应握紧转向盘，右脚迅速将制动踏板踩到底。必要时同时拉紧驻车制动器，使车尽快停住。特别提醒:在紧急制动时，千万不要踩离合器踏板；在平时行驶中，不到十分紧急情况时，绝不得轻易使用紧急制动。,真空助力器带制动主缸分类,真空助力器工作原理,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双膜片式两种。根据动力源不同，分为真空助力式和液压助力式两种。,真空助力器工作过程,自然状态,自然状态时(车辆不制动时)，在阀圈弹簧和支撑弹簧的共同作用下，真空阀口A处于开启状态，而空气阀口B处于关闭状态，所以，真空助力器的前后腔是连通的，同时它们又是与大气隔绝的。真空阀口A：阀圈底面与活塞外壳之间的间隙作用：连通前后腔空气阀口B：阀圈底面与止动底座之间的间隙作用：连通后腔与大气若发动机正在工作，由真空泵产生的真空会将真空助力器的真空阀（通常为单向阀）吸开，此时前后腔都处于真空状态。,中间工作状态,大气压,真空,中间工作状态时，来自制动踏板的力推动操纵杆向前运动，止动底座也随之运动，使真空阀口A关闭，将前后腔隔离，接着空气阀口B开启，大气进入后腔，由此产生的前后腔压差推动膜片、膜板带着活塞外壳向前运动，此时，装配在推杆组件里的反馈盘同时受到止动底座和活塞外壳的推力作用，再通过推杆组件施加在主缸第一活塞上，主缸内产生的油压一方面传递给制动轮缸，另一方面又作为反作用力经由助力器传递回制动踏板，使司机产生踏板感。,若制动踏板力保持不变，在经由反馈盘传递的主缸向后的反作用力和膜片+膜片盘+活塞外壳+阀碗+支撑弹簧+阀座向前运动趋势的共同作用下，空气阀口B封闭，达到平衡状态。此时，任何踏板力的增长都将破坏这种平衡，使空气阀口B重新开启，大气的进入将进一步导致后腔原有真空度的降低，加大前后腔压差。真空助力器的工作过程是一个动平衡的过程。,松开制动状态,松开踏板，在阀座回位弹簧的作用下，操纵杆带动止动底座向后运动，首先关闭空气阀口B，继续的运动将开启真空阀口A，助力器前后腔连通，真空重新建立。与此同时，在回位弹簧的作用下，膜片+膜片盘+活塞外壳组件（活塞体）回到初始位置。,真空助力比计算,1、明确反馈盘的平衡与助力比的确定根据前述的到达理论的平衡点时，可以得出以下平衡方程式：Fp=F0+P0(A1-A3)+P(A3-A2)-F11）Fp-助力器的输出力F0-作用于控制阀推杆的作用力P0-前后腔的气压差A1-助力器膜片的有效面积A3-活塞体柄部横截面积A2-主缸推杆横截面积P-前腔的真空度F1-回位弹簧作用力由上式可知，当前后腔压差P0等于前腔的真空度P时，即前后两腔处于平衡状态，则上式可理解为：Fp=F0+P(A1-A2)-F12）前腔的真空度P按汽车行业标准规定为500mmHg，前后腔的压差P0在0500mmHg之间，随着后腔真空度的下降，由助力活塞柄部所影响的输入力也越耒越小，直到为零，且其变化规律为随着助力器助力的增加而变化的一个减函数；前腔的回位弹簧F1的作用力是随着活塞体的前移而增加，其变化规律为助力器助力的增加而变化的一个增函数，一般将两个互位反函数的值相加认为近似相等，即F1为一恒定值。,另由膜片产生的助力Fs为：Fs=P（A1-A2）3）控制阀推杆上的输入力F0将有一部分用耒克服控制阀回位弹簧F3的作用力，其余通过控制阀体作用到反馈盘上，所以作用到反馈盘上的有效输入力F0为：F0=F0-F34）F3-控制阀回位弹簧作用力由于膜片产生的助力有一部分将用于克服回位弹簧F1的反作用力，同时通过活塞体接受了控制阀回位弹簧的作用力F3作用于反馈盘上的作用力，则作用于反馈盘上的有效助力Fs为：Fs=P（A1-A2）-F1+F35）将4）、5）代入2）得Fp=F0+Fs6）即真空助力器的输出力等于有效输入力与有效助力的和。,如果将反馈盘上承受有效助力的面积设为付面，将承受有效输入力的面积设为主面，如下图所示：图五由于此时助力器处于平衡状态，即反馈盘上的各面所受压强相等，则存在以下平衡方程式：（4*Fs）/（D2-d2）*=（4*F0）/(d2*)根据上式可求出伺服比is和助力比it助力器的伺服比is指膜片受真空压差作用而产生的有效助力Fs与有效输入力F0的比值，即is=Fs/F0=(D2-d2)/d2助力器的助力比it指真空助力器的输出力与有效输入力的比值，即it=Fp/F0=1+is,单腔贯穿式真空助力器,双腔真空助力器（双膜片式真空助力器）,带BA(BrakeAssist)功能的真空助力器,带BA（刹车辅助）功能真空助力器工作原理：驾驶者踩下刹车踏板时会打开一个机械式阀门，让外部空气经此阀门流入通常会低于“底部压力”的工作室，在工作室中形成一个较高的压力区，而由于真空室中的压力比“底部压力”低，活动的盘式膜片会随着两室之间的压差产生位置变化，并反映到刹车总泵的活塞杆上。位移探头负责监视刹车踏板的动作速度，一旦察觉驾驶者做了急刹车动作，就会马上通知刹车辅助装置控制仪，由电脑进行换算，并命令控制电磁阀以某一特定频率进行动作。随即空气以飞快的速度通过这个电磁阀进入工作室，形成冲击状高压。结果是：即使驾驶者没有大力踩下刹车踏板，只是简单做了个急刹车动作，刹车辅助装置也会善解人意地帮助他（她）加大刹车力度。在这套系统中还有个出气开关，其作用是在驾驶者的脚从刹车踏板上移开后，电磁阀立即关闭。,制动主缸介绍,目前，制动主缸与真空助力器都作为一体式总成，它基本上是作为制动系统的一个动力源存在的，它是将驾驶员的制动踏板力转化为液压力，并具有一定的助力作用，汽车液压制动系统的核心制动主缸从出现至今，随着整车制动安全性的设计改进，制动主缸的结构也在不断改进，新的结构形式不断出现，在其不断更新的过程中产生众多的主缸结构形式，经过实践使用验证和市场选择，陆续出现了一些典型的结构形式，有必要对其典型结构作一些分析介绍，为制动主缸的设计开发提供经验数据。目前乘用车上常用的制动主缸类型有补偿孔式、中心阀式和柱塞式三种类型。制动主缸即一个轴向柱塞泵，有两个独立的工作腔。当一腔失效时不影响另一个腔正常工作。补偿孔式（目前主要在面包车上使用，由于每次制动时，皮碗都需要通过补偿孔才能建立起压力，故称为补偿孔式，且由于皮碗经过补偿孔时容易被划伤，造成主缸漏油，故慢慢被淘汰）；中心阀式（目前应用广泛，能有效的解决补偿孔式皮碗易被划伤的问题，但零部件较多，有被柱塞式取代的趋势）；柱塞式（目前为主流，零部件较少，装配工艺简单、可靠性高、轴向尺寸较小，故应用最广泛）；,补偿孔式制动主缸,结构概述：补偿孔式制动主缸结构简单，主要由缸体、第一活塞、第二活塞、主皮碗、副皮碗及两个回位弹簧等构成。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。,补偿孔式制动主缸工作过程,自然状态,自由（非工作）状态：主皮碗位于补偿孔和供油孔之间，压力腔和供油腔通过这两个孔相连，主缸没有油压输出。,补偿孔式制动主缸工作过程,工作状态,建压状态：第一阶段：来自第一活塞的推力推动第一、二活塞组件向前运动，主皮碗唇边将两个补偿孔封闭。第二阶段：继续推动活塞，因第二回位弹簧抗力小于第一回位弹簧，故先被压缩，第二压力腔先建压。此时第一压力腔内的制动液未被压缩，故第一腔没有液压。第三阶段：继续推动活塞，来自第二压力腔的液压作用到第二活塞上产生的反作用力加上逐渐增大的第二回位弹簧抗力之和大于第一回位弹簧的抗力，使第一回位弹簧被压缩，第一腔也开始建压。,补偿孔式制动主缸工作过程,泄压状态,泄压状态：当制动踏板松开后，在两个回位弹簧的作用下，活塞迅速回退，这时在压力腔容易形成真空。为了消除真空，必须让供油腔内的制动液快速地补充到压力腔。这时通过活塞上的过油孔制动液由供油腔进入到压力腔，使制动回路压力降低。,中心阀式制动主缸,结构概述：中心阀主缸的设计思想是解决补偿孔制动主缸不能满足ESP或ABS动作时，液压不断变化使皮碗磨损，对皮碗的耐久性是一个很大的挑战，因此就从补偿孔主缸结构作了一些变化，将阀口由主缸缸体的孔壁改为活塞的中心，将阀门用弹簧控制，以达到当活塞返回，由液体运动的滞后性而产生的一定的真空来解决补油问题。在海马某车型上做ESP技术预留时就开发了双中心阀式的主缸结构。工作原理概述：在自由状态下，第一腔由阀体、弹簧挡圈、限位环、挡圈、第一控制销、第一活塞、中心阀体跟阀体部件构成尺寸链，使中心阀芯跟阀体部件之间形成间隙，称为阀口间隙。法口间隙使主缸第一工作腔与第一供液腔相通，液压为零。第二腔由第二活塞、第二控制销、中心阀芯跟阀体部件形成第二腔阀口间隙，使主缸第二工作腔与第二供液腔相通，液压也为零。当踩下制动踏板时，真空助力器上推杆直接作用于制动主缸活塞，推动第一活塞向前运动，第一控制销随第一活塞向前运动，脱离了挡圈的限制，中心阀芯在中心阀簧的推动下，相对第一活塞向后运动，阀口间隙逐渐减小至关闭，使第一工作腔与第一供液腔隔离，第一活塞继续向前运动，第一工作腔在皮碗作用下产生压力，带动轮缸工作，车轮产生制动。第二腔工作原理与第一腔基本相同，只是第二活塞运动时，第二控制销不动，中心阀芯在中心阀簧的推动下，使阀口关闭，第二工作腔建压，当制动结束时，活塞在回位弹簧的作用下回到初始位置，使主缸恢复初始状态。其结构示意图如下图所示：,第一腔空行程、总行程如上图所示；第二腔空行程、总行程如上图所示；,柱塞式制动主缸,结构概述：柱塞式制动主缸具有结构紧凑，短小精悍的特点，内部结构有效地节约了产品的轴向空间，整个主缸的长度得到有效的控制，解决有些汽车布置空间上的不足，同时也满足了汽车现在装有ESP配置需要主缸提供瞬间大流量制动液的要求。目前柱塞式制动主缸随着工艺水平提高跟结构上的优势，已经成为汽车的首选结构，在海马的B级车项目上就是开发了柱塞式结构的制动主缸。该制动主缸包括主缸缸体，主缸缸体内部设置有进油孔、出油孔、活塞组件以及置于活塞组件和主缸缸体之间的主皮碗和副皮碗，主缸缸体内壁设置有主沟槽和副沟槽，主沟槽和副沟槽分别置于进油孔的两侧，主皮碗置于主沟槽内，副皮碗置于副沟槽内。其结构示意图如图所示：,1-活塞；2-活塞副皮碗；3-活塞主皮碗；4-腔回位弹簧；5-活塞；6-活塞副皮碗；7-活塞主皮碗；8-腔回位弹簧；9-缸体；10-顶杆1；11-顶杆底座1；12-顶杆2；13-顶杆底座,工作原理概述：在自由状态下，主皮碗位于供油孔边，压力腔和供油腔通过这两个孔相连，主缸没有油压输出。如下图所示：当踩下制动踏板时，真空助力器上推杆直接作用于制动主缸活塞，这个时候主缸就会在皮碗的作用下建立压力，建压的过程第一步：来自P活塞的推力推动活塞组件向前运动，主皮碗唇边将供油孔封闭,接着继续推动活塞，因S腔回位弹簧抗力小于P腔回位弹簧，故先被压缩，S压力腔先建压。此时P压力腔内的制动液未被压缩，故P腔没有建液压，最后继续推动活塞，来自S压力腔的液压作用到S活塞上产生的反作用力加上逐渐增大的S腔回位弹簧抗力之和大于P腔位弹簧的抗力，使P腔回位弹簧被压缩，P压力腔也开始建压，如下图所示：当松开制动踏板时，主缸会开始泄压，在两个回位弹簧的作用下，活塞迅速回退，这时在压力腔容易形成真空。为了消除真空，制动回路中的制动液快速地回流补充到压力腔。这时制动回路压力降低，制动力减弱至完全消除。,储液罐总成,制动液,类型（1）醇型：以精制的蓖麻油加乙醇或正丁醇制成。（2）合成型：由醚、醇、酯等加添加剂制成（3）矿物油型：用精制的轻柴油馏分加增粘剂、抗氧剂、防锈剂和染色剂调合而成。对制动液的要求：（1）高温下不易汽化；（2）低温下有良好的流动性；（3）不会使与之经常接触的金属(铸铁、钢、铝或铜)件腐蚀，橡胶件发生膨胀、变硬和损坏；（4）润滑作用；（5）吸水性差而溶水性良好。,我国制动液分JG0JG5六个质量等级，序号越大，沸点越高，高温抗气阻性能越好，行车制动安全性越好。每个等级又分若干牌号；制动液选用应按使用说明书要求进行。制动液的注意事项1、制动液不能混用。各种制动液绝对不能混用，否则会因分层而失去制动作用。2、保持清洁。加注或更换制动液时要注意清洁，制动液须经过过滤，不允许细微杂质混入制动系统。3、注意防潮。存放制动液的容器应当密封，防止水份混入和吸收水汽使沸点降低；更换下来和装在未密封容器内的制动液不能继续使用。4、定期更换。应定期更换制动液，由于醇醚类制动液有一定的吸水性，因此在一般情况下，制动液应在使用二年或四万公里时进行更换，以防制动液吸湿后影响制动性能。更换制动液应在每年雨季过后进行。,制动传动装置,作用：将驾驶员或其他动力源的作用力传到制动器，同时控制制动器工作，从而获得所需要的制动力矩。液压式分类：介质气压式气液综合式单管路管路双管路,液压式制动传动装置1、双管路制动传动装置的布置形式a）一轴对一轴型（）：前轴制动器与后轴制动器各有一套管路，用于FR车辆。b）交叉型（X）：一轴的一侧车轮与另一轴的对侧车轮制动器用同一套管路控制，用于FF车辆。c）一轴半对半轴型（HI）：每侧前轮制动器的半数轮缸和全部后轮制动器轮缸用同一套管路。d）半轴一轮对半轴一轮（LL）：两侧前轮制动器的半数轮缸和一个后轮制动器的轮缸同一管路e）双半轴对双半轴（HH）：前后轮制动器的半数轮缸用同一套管路。,II型的管路布置较为简单，可与传统的单轮缸（或单制动器室）鼓式制动器配合使用，成本较低，目前在各类汽车特别是商用车上用得最广泛。对于这种形式，若后制动回路失效，则一旦前轮抱死即极易转弯制动能力。对于采用前驱动因而前制动器强于后制动器的乘用车，档前制动回路失效而单用后桥制动时，制动力将严重不足（小于正常情况下的一半），并且，若后桥负荷小于前轴负荷，则踏板力过大时易使后桥车轮抱死而汽车侧滑。X型的回路也很简单。直行制动时任一回路失效，剩余的总制动力都能保持正常的50%。但是，一旦某一管路损坏造成制动力不对称，此时前轮将朝制动力打的一边绕主销转动，使汽车丧失稳定性。因此，这种方案适用于主销偏移距为负值（达到20mm）的汽车上。这是，不平衡的制动力使车轮反向转动，改善了汽车稳定性。HI、HH、HL型结构都比较简单。LL型和HH型在任一回路失效时，前、后制动比均与正常情况下相同，剩余总制动力可达到正常值的50%左右。HI型单用一轴半回路时剩余制动力较大，但此时与LL型一样，紧急制动情况下后轮很容易先抱死。,制动力调节装置,原因：既要使汽车得到最大的制动力,又要保持行驶方向的稳定性,必须使汽车前后轮制动到同步滑移.而车轮的最大制动力与垂直载荷成正比,而在实际使用中垂直载荷是不断变化的.在一些汽车上采用各种压力调节装置,来调节前后制动器的输入压力,改变前后轮制动力分配,从而获得最高的制动性能.分类：一、限压阀：当前、后制动管路压力P1和P2由0同步增长到一定值后，即自动将P2限制在该值不变，以防止后轮抱死。二、比例阀：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：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：用于调节液压系统的制动力。,制动器,领从蹄制动器,两蹄上端共用一个双活塞分泵，下端分别用偏心销轴支撑。轮缸中的两个活塞都可以在轮缸内轴向浮动，且二者直径相同。因此，制动时两个活塞对两个制动蹄所施加的促动力永远是相等的。故凡两蹄所受促动力相等的领从蹄制动器都可称为等促动力制动器。设汽车前进时制动鼓旋转方向如图中箭头所示（这称为制动鼓正向旋转）。沿箭头方向看去，制动蹄1的支承点在其前端，轮缸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。具有这种书讯个的制动蹄称为领蹄。与此相反，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称为从蹄。制动时，领蹄1和从蹄2在相等的促动力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上。旋转着的制动鼓即对两制动蹄分别作用者微元法向反力的等效合力（以下简称法向反力）FN1和FN2，以及相应的微元切向反力（即微元摩擦力）的等效合力（以下简称切向反力）FT1和FT2。两蹄上的这些力分别为各自的支点3和4的支点反力FS1和FS2平衡。领蹄上的切向合力FT1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相同的。所以力FT1的作用结果是使领蹄1在制动鼓上压得更紧，即力FN1减得更大，从而力FT1和更大。这表明领蹄具有“增势”作用。与此相反，切向合力FT2则使从蹄2有放松制动鼓，既有使力FN2和FT2本身减小的趋势。故从蹄具有“减势”作用。,等促动力制动器的制动蹄受力示意图1-领蹄；2-从蹄；3、4-支点,蹄在摩擦力的作用下，蹄和鼓之间的正压力较大，制动作用较强。从蹄在摩擦力的作用下，蹄和鼓之间的正压力较小，制动作用较弱。两个制动蹄作用在制动鼓上的法向反力大小不等，为非平衡式制动器。,定钳盘式制动器,结构：制动钳固定在车桥上，既不能旋转，也不能沿制动盘轴向移动，在制动盘的两侧设置制动块促动装置原理：制动时，液压油进入轮缸将活塞推出，从而使得摩擦块压紧制动盘以制动；解除制动时，轮缸回油，活塞在密封圈和弹簧作用下回位。活塞上矩形密封圈的作用：密封；使活塞回位；自调间隙定钳盘式制动器中油缸的结构与制造工艺都与一般制动轮缸相近，故在20世纪50年代中期盘式制动器问世时即采用了这种结构，直到60年代末仍然盛行。但是这种制动器存在着以下缺点：（1）油缸较多，使制动钳结构复杂；（2）油缸分置于制动盘两侧，必须用跨越制动钳的内油道或外部油道来连通。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；（3）热负荷过大时，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；（4）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。这些缺点使得定钳盘式制动器难以适应现代汽车的使用要求，故在20世纪70年代以来，逐渐让位于浮钳盘式制动器。,1.制动盘