制动系统基础知识

1、制动系统基础知识制动系统基础知识 2 主要内容 1 制动系统概述 2 对制动系的技术要求 3 制动系常见故障 4 鼓式制动器结构型式 5 盘式制动器结构型式 6 盘式制动器和鼓式制动器相比的优缺点 7 真空助力器 3 1.制动系统概述 o汽车制动 n使行驶中的汽车减速甚至停车 n使下坡行驶的汽车的速度保持稳定 n使已停驶的汽车保持不动 o制动系统 n能实现汽车制动功能的非自然系统统称为制动系统。 o制动系的组成 n任何制动系的组成都具有四个基本的组成部分： o供能装置-直观的包括人的肌体、 o控制装置-如踏板机构及驻车手操纵机构、 o传动装置-制动主缸及轮缸、 o制动动装置-制动器，包括辅助制

2、动系中的缓速装置(排气制动)。 n在较为完善的制动系还具有制动调节装置能及报警装置，压力保护装 置等附加装置（真空助力器、比例阀、ABS、EDS）。 n 返回目录返回目录 4 2.2.对制动系的技术要求对制动系的技术要求 1.汽车制动系应具有行车制动、应急制动和驻车制动三大基本功能。 2.能适应有关标准和法规的规定, 包括销售对象国家和地区的法规和用 户的要求 3.具有足够的制动效能,包括行车制动效能和驻坡制动效能. 4.工作可靠 5.制动效能热稳定性好 6.制动效能水稳定性好 7.制动时的操纵稳定性好 8.操纵轻便 9.制动平稳 10.制动时不应产生振动和噪音.能全天候使用,气温高时液压制动

3、管路不 应有气阻现象 11.制动系的机件应使用寿命长,对摩擦材料的选择也应环保. 12.根据新安全法规规定,新车型制动器必须具有自调隙功能机构 5 2.1制动效能 o 行车制动效能 n 用在一定的制动初速度下或最大踏板力下的制 动减速度和制动距离两项指标来评定.一般讲轿 车制动效能试验时的制动减速度为5.8-7m/s2;货 车应为4.4-5.5m/s2. o 驻车制动效能 n 驻车效能是以汽车在良好路面上能可靠面无时 间限制地停驻的最大坡度来衡量,一般应大于 25%. 6 2.2工作可靠 o 汽车至少应有行车制动和驻车制动两套制动 装置，且它们的制动驱动机构应是各自独立 的. o 行车制动装置

4、的驱动机构至少应有两套独立 管路,当其中一套失效时,另一套应保证汽车 制动效能不低于正常值的30% o 驻车制动装置应采用工作可靠的机械式制动 驱动机构. 7 2.3制动效能的热稳定性好. o 汽车的高速制动,短时间内的频繁重复制动, 尤其是下长坡时的连续制动,都会引起制动 器的温升过快与过高。 o 制动温度达300-400,有时甚至高达700,制动 摩擦副的摩擦系数会急剧减小,使制动效能 迅速下降而发生热衰退现象 o 制动器发生热衰退后,经过散热,降温和一定 次数的缓和使用使摩擦表面得到磨合,其制 动性能可重新恢复,这称为热恢复. 8 2.4制动效能水稳定性好 o 制动摩擦表面浸水后,会因水

5、的润滑作用使 摩擦系数急速减小而发生水衰退现象,一般 规定在出水后反复制动5-15次,即应恢复其 制动效能. n 良好的摩擦材料吸水率低,其摩擦性能恢复迅速 9 2.5制动时的操纵稳定性好. o 即以任何速度制动,汽车都不应当失去操纵 性和方向稳定性. o 制动时不发生跑偏、侧滑及失去转向的能力. 要求左右制动力相等,一般制动力相差不能 超过20%. 10 2.6操纵轻便 o 施加于制动踏板和停车杠杆上的力不应过大， 以免造成驾驶员疲劳。 n 各国法规规定制动的最大踏板力一般为500N(轿 车)-700N(货车)驻车制动力同. o 踏板行程:对轿车应不大于150mm,对货车应 不大于170mm

6、,其驻车制动手柄行程应不于 160-200mm 11 2.7制动平稳 o 制动时制动力应迅速平稳地增加;在放松制 动踏板时，制动应迅速消失，不拖滞。 o 在车辆运行过程中，不应有自行制动现象。 12 3 3 制动系常见故障制动系常见故障 o制动失效。即制动系出现了故障，完全丧失了制动能力。 o制动距离延长，超出了允许的限度。 o制动跑偏 n是指汽车直线行驶制动时，转向车轮发生自行转动，使汽车产生偏驶的现 象。 n由于汽车制动时，偏离了原来的运行轨迹，因而常常是造成撞车、掉沟， 甚至翻车等事故的根源，所以必须予以重视。 n引起跑偏的因素： o左右轮制动力不等； o左右轮制动力增长速度不一致。特别

7、是转向轮，因此要对制动力增长全过 程的左右轮制动力差作出规定，且对前后轴车轮 o制动侧滑 n汽车制动时，某一轴的车轮或两轴的车轮发生横向滑动，这种现象称为制 动侧滑。 o制动拖滞 n在行车中，踩下制动踏板使用制动后，再抬起制动踏板，不能迅速解除制 动的现象叫制动拖滞。制动拖滞会耽误随后的起步行驶。 13 3.1 制动侧滑 o汽车制动时，某一轴的车轮或两轴的车轮发生横向滑动，这种 现象称为制动侧滑。 o汽车在水湿路面或冰雪路面上制动时出现侧滑现象较多。尤其 是在上述路面上紧急制动时，更容易出现侧滑，造成汽车甩尾， 甚至原地转圈，从而导致交通事故发生。 o车轮抱死与制动侧滑有如下关系： n前轮抱死

8、拖滞，后轮不制动时，汽车按直线行驶，处于稳定状 态。但此时前轮失去控制转向的作用。 n后轮抱死拖滞，前轮无制动，当车速超过25km/h时，汽车后轴 严重侧滑，处于不稳定状态。 n当车速较高(例如50km/h以上)时，如果后轮比前轮提前0.5s以 上的时间先抱死，汽车后轴侧滑，也是一种不稳定状态。 n车轮抱死拖滞时，路面越滑，制动时间越长，侧滑也越严重。 o解决制动侧滑最有效的方法，是安装防抱死制动装置(ABS)。 14 4 4 鼓式制动器结构型式鼓式制动器结构型式 o 鼓式制动器按其在汽车上的位置分为车轮制 动器和中央制动器 n 车轮制动器安装在车轮处,主要用作行车制动装 置,有的也兼作驻车制

9、动用, n 中央制动器安装在传动系的轴上，仅用于驻车 制动，也可起应急制动的作用. o 目前所常见的生产量最大的是领从蹄式制动 器 15 4.1领从蹄式制动器 o制动器按其张开时的转动方向和制动鼓的旋转方向是 否一致,有领蹄和从蹄之分。 o制动蹄张开的转动方向与制动鼓旋转方向一致的制动 蹄,称为领蹄,反之为从蹄. o若上图中箭头代表汽车前进时制动鼓的旋转方向,则蹄 1为领蹄,蹄2为从蹄,汽车倒车时制动鼓的旋转方向改 变,变为反向旋转,随之领蹄与从蹄也就相对调了 o这种当制动鼓正反向旋转时总具有一个领蹄和一个从 蹄的鼓式制动器称为领从蹄式制动器. o由图可见,领蹄所受的摩擦力使蹄压得更紧,即摩擦

10、力 矩具有”增势”作用,故以称为增势蹄,反之称为减势 蹄. o因领从蹄所受的力不能相等,固所受的制动力不同,从 而使领蹄的磨损相应加快些,一般领蹄所产生的制动力 是从蹄的2倍. o领从蹄式制动器具有效能稳定造价低优点, 也便于附 装驻车机构,故仍广泛使用中重型载货车及轿后制动器, 其结构效能在1.8-2.2之间. 如捷达UD22SY6480 16 4.2双领蹄式制动器 o当汽车前进时,若两制动蹄均为领蹄的制动器,称为 双领蹄式制动器. o当在倒车时,两制动蹄都为从蹄,因又称为单向双领 蹄式结构. 其结构效能在2.8-3.3之间. 17 4.3双向增力式制动器 p该类制动器效能最高,可达4.5以

11、上,但作为行车制 动器时,有较大质量风险. p双向增力式制动器在高速轿车上用得较多,而且将 其作为驻车制动器用 18 5 5 盘式制动器结构型式盘式制动器结构型式 o盘式制动器有制动盘总成、转向节总成、制动卡钳总成三大 部分组成。 n制动盘总成有制动盘、轮毂、轮毂螺栓、齿圈（带ABS时 用）等. n转向节总成有转向节、挡泥罩、轴承（也有在盘总成中） 等。 n制动卡钳总成有钳体、支架、活塞、矩型圈、摩擦块等。 19 5 5 盘式制动器结构型式盘式制动器结构型式 在前驱动或四轮驱动汽车中，转向节中孔较大、轴承外圈压入转向节 中，轴承内圈与轮毂配合，这种轮毂都带有花键，目前，轴承大部分 场合用双列轴

12、承。如Jetta车、NJ7150车，如下图示。 20 5 5 盘式制动器结构型式盘式制动器结构型式 在后驱动汽车中，转向节一般带中轴（有整体、分体），轴承 外圈压入在轮毂当中，制动盘通过螺栓与轮毂联接，如 SY6480车、江铃皮卡，如下图示： 21 5 5 盘式制动器结构型式盘式制动器结构型式 o 盘式制动器有很多类型，但都可归为两个主 要类型：浮动式制动卡钳和固定式制动卡钳。 n 固定式制动卡钳 n 浮动式制动卡钳 22 5.15.1固定式制动卡钳 o 钳体包含两个配对的铸件用螺栓连接在一起。 o 每侧钳体内均有活塞及密封圈。 o 为了增加固定制动卡钳的制动力，在制动盘每侧采 用两个或几个活

13、塞。如CC2020前盘式器，BJ2032 前盘器等等。 o 在钳体接合处有O 形密封圈，两侧的钳体油压是相 通的。制动时，油压通过油道分别作用两侧的活塞 推动制动块，压迫制动盘。此时，两侧制动卡钳都 是固定不动的。 23 5.15.1固定式制动卡钳 24 5.25.2浮动式制动卡钳 o 制动时的制动卡钳，通过导向销、定位销滑动，有 单缸、双缸。 o 制动期间，活塞右面的液压力增加，作用在活塞底 部和缸筒底部的压力是相等的。 n施加到活塞的压力传递到内制动摩擦块，近使衬片压紧制 动盘内表面。 n施加到缸筒底部的压力迫使制动卡钳在安装螺栓上向内滑 动。 n由于制动卡钳是整体的，这个运动造成制动卡钳

14、的外侧部 分施加压力到外侧摩擦块的背部，迫使衬片压紧制动盘的 外表面。 n当管路液压力提高，摩擦块与衬片被增加的力压紧制动盘 表面，使车辆停车。 25 5.25.2浮动式制动卡钳 26 5.3 5.3 转向节 o 作用： n 转向 n 支撑重量 n 承受由制动卡钳传递的制动扭力。 o 转向节材料一般有中碳钢、合金钢或球 墨铁件，如45、40Cr、QT450-10等制 成。 n 目前的趋势采用球墨铸铁的越来越多。 n 转向节是关键件，要求每个零件都做探伤检 查。 27 5.4 5.4 制动盘 o 作用： n为制动提供摩擦面 n传递制动扭力 n动能转化为热能。 o 有空心或实心两种式样制动盘 n小

15、车用实心盘较多 n大车用空心盘较多 o 它能更好的散发热量。在车轮转动时，盘内扇 形叶片的旋转增加了空气循环，有效地冷却制 动器。 o 材料，一般由灰铁铸成，它能提供优良的摩擦面 n制动盘一般做硬度、金相检查。 28 5.5 5.5 轮毂 o 作用 n 安装车轮，上面一般都带有轮胎螺栓。 n 与轴承配合 （转动件与非转动件的过渡件）。 o 轮毂的材料：45、40Cr等。 29 5.65.6挡泥罩 o 作用： n 挡泥 n 导风 o 一般用螺栓固定到转向节上或直接铆在上 面，用0.5-1.2mm左右的普通钢板制成。 30 5.7 5.7 制动卡钳总成 o 制动卡钳总成有卡钳体、支架、活塞、矩形密

16、封 圈、制动摩擦块总成、导向销、定位销、各种护 罩、卡簧等组成。 n卡钳体的作用： o 提供制动时的夹紧力 o 有时也安放和支承摩擦块。 n卡钳有单缸和双缸。 n卡钳体材料采用球墨铸件，如QT450-10、QT500- 7等。 n支架的作用 o 安放和支承摩擦块 o 制动时的承力件。 n支架材料采用球墨铸件，如QT450-10、QT500-7 等。 31 5.8 5.8 制动卡钳总成 n活塞的作用：a提供推力。 o活塞材料一般情况是用钢制的，如：10-45间均有，并且表 面镀硬铬，以使表面很硬及耐用。 o活塞通常中空的以减轻重量，有些采用塑料（酚醛树脂）活 塞，酚醛树脂活塞比钢的轻很多，提供更

17、轻的制动系统，并 且绝热性好，防止将热量传给制动液。如：北京切诺基前盘 器中。 n矩形密封圈的作用： o密封 o回位皆自调 n材料由三元乙丙胶制成即EPDM。 32 5.9 5.9 制动块、卡簧 o制动摩擦块的作用：a、产生制动力 b、动能转化成热能。 o每个卡钳有两个制动块，制动块有两部分组成，有背板和摩擦材料组成， 摩擦材料有铆接、粘接或者组合使用。 o由于摩擦块与制动盘的接触面积小，正压力大，所以要求摩擦材料较硬， 目前，基本采用半金属或少金属片，石棉已禁止使用。 o制动块卡簧的作用：a、固定制动块 b、减振、消音、制动块有内外侧 卡簧，它的形状相似，但大部分都不能互换，不能装错，否则会

18、有异响 或刮盘等情况。卡簧材料一般采用弹簧不锈钢并经热处理，如 1Cr17Ni7或65Mn(很少用)。 o摩擦块摩擦指示器的作用是告知摩擦块的磨损情况，它有三种形式。可 听的、电子的、触觉的。 n可听指示的最常用，是由小弹簧片铆在制动块上，在摩擦块磨损到一定位 置时与制动盘摩擦产生响声即报警。 n电子指示器是在摩擦衬片内预埋了电子触点。衬片摩擦到触点外露，接触 制动盘，这形成一个电路，接通仪表板上的警告灯。 n触点传输器是在制动盘表面有一传输器，摩擦衬片也有一传感器，当衬片 摩擦到两个传输器互相接触时，踏板产生脉动，即报警，该种少见也少采 用。 33 5.10 5.10 导向销、定位销、护罩

19、o 导向销、定位销的作用（在浮动卡钳结构中使用） n制动卡钳通过两种销子装到支架上，销子上大部分有螺纹 固定在支架上，（无螺纹时又增加一个外接螺栓固定于支 架上）制动卡钳能在两个销子上滑动，这两个销子的平行 度及与支架安装面的垂直是很关键的。否则会造成制动不 回位，或偏磨等情况。 n导向销与定位销材料有中碳钢或合金钢经热处理制成，如 45、35CrMo，42CrMo等，硬度在HRC25-35之间。 o 护罩的作用：在导向销、定位销与钳体或支架的滑 动部位均涂有润滑脂，它可以不让油脂出来，也不 让泥沙、灰尘进入。 n活塞护罩也同样道理。该护罩上一般有一根钢丝卡簧固定 在钳体上，以防护罩掉下。 3

20、4 6 6 盘式制动器和鼓式制动器相比的优缺点盘式制动器和鼓式制动器相比的优缺点 o 优点 n因无摩擦助势所用，受摩擦系数影响较小，即效能稳定。 n浸水后效能降低较小，而且只需一两次制动即可恢复正常。 n在输出制动力矩相同的情况下，尺寸和质量一般较小。 n制动盘沿厚度方向的热膨胀量极小，不会象制动鼓那样使 制动器间隙明显加大而导致制动踏板行程过大。 n较容易实现间隙自动调整，其他保养修理作业也较简便。 o 缺点 n效能较低，所需管路压力较大，一般需要助力器。 n兼用作驻车制动结构复杂，在后轮的应用受限。 35 7 真空助力器 o 装制动真空助力器的车辆与不装制动真空助 力器的车辆对比存在以下优

21、点： 1、踏板力轻，减轻司机的劳动强度 2、制动力大，柔和舒适性好 3、使用寿命长 4、对装用汽油发动机的车辆不需单独设计供能装置 36 7 真空助力器 o 真空助力器的输出端与制动主缸连接 o 控制端通过杠杆机构与制动脚踏板连接 o 真空腔通过软管与发动机上的进气管（或柴油发动机的真空泵） 连接，利用发动机工作时吸气产生的真空作为动力源，增加司 机踏动制动主缸推杆的力量，向制动主缸输出作用力而产生液 压，使制动器产生制动力从而使汽车制动。 o 具体简图见下图： 37 7.1真空助力器的工作原理 通道 通道 真空阀口 空气阀口 后腔 前腔 真空密封圈 真空管 前壳体 活塞回位弹簧（） 主缸顶杆

22、 皮膜 膜片衬板 后壳体 助力活塞体 后壳密封圈 反馈盘 空气阀体 控制阀回位弹簧（） 控制阀皮碗压簧 控制阀皮碗 控制阀推杆 锁片 滤圈 38 7.1真空助力器的工作原理 o助力器由皮膜分隔为前后两腔， 前腔经真空管与发动机进气管 连接，当发动机工作时始终保 持真空状态；后腔在不工作时, 经活塞体的通道A和控制阀与 活塞体之间的真空阀口与前腔 联通，也保持真空状态。 39 7.1真空助力器的工作原理 o刚踩下制动踏板时，助力活塞不运动， 控制阀推杆通过踏板的运动而前行， 同时压缩控制阀回位弹簧与控制阀皮 碗压簧，使控制阀皮碗与空气阀体一 起运动，关闭真空阀口，使助力器前 后两腔隔绝。随着踏板的继续踩下， 使空气阀体与控制阀皮碗分离，即空 气阀口开启，外界大气通过B通道充 入助力器右腔（后腔）