汽车刹车系统介绍

1、汽车刹车系统工作原理介绍机电学院12223084 张威开过汽车的人都知道，当我们踩下制动踏板时，汽车会减速直到停车。但这个工作是怎么样完成的？司机腿部的力量是怎么样传递到车轮的？这个力量是什么样被扩大以至能让一台笨重的汽车停下来？  首先我们把制动系统分成6部分，从踏板到车轮依次解释每部分的工作原理，在了解汽车制动原理之前我们先了解一些基本理论，附加部分包括制动系统的基本操作方式。基本的制动原理  当司机踩下制动踏板时，机构会通过液压把你脚上的力量传递给车轮。但实际上要想让车停下来必须要一个很大的力量，这要比人腿的力量大很多。所以制动系统必须能够放大腿部

2、的力量，要做到这一点有两个办法：    杠杆作用    液压,即利用帕斯卡定律，用液力放大    制动系统把力量传递给车轮，给车轮一个摩擦力，然后车轮也相应的给地面一个摩擦力。在我们讨论制动系统构成原理之前，让我们了解三个原理：    杠杆作用    液压作用    摩擦力作用    杠杆作用    制动踏板能够利用杠杆作用放大人腿部的力量，然后把这个力量传

3、递给液压系统。  如上图，在杠杆的左边施加一个力F，杠杆左边的长度（2X）是右边（X）的两倍。因此在杠杆右端可以得到左端两倍的力2F，但是它的行程Y只有左端行程2Y的一半。液压系统其实任何液压系统背后的基本原理都很简单：作用在一点的力被不能压缩的液体传递到另一点，这种液体通常是油。绝大多数制动系统也在此中放大制动力量。下图是最简单的液压系统：  如图：两个活塞（红色）装在充满油（蓝色）的玻璃圆桶中，之间由一个充满油的导管连接，如果你施一个向下的力给其中一个活塞（图中左边的活塞）那么这个力可以通过管道内的液压油传送到第二个活塞。由于油不能被压缩，所以这种方

4、式传递力矩的效率非常高，几乎100%的力传递给了第二个活塞。液压传力系统最大的好处就是可以以任何长度，或者曲折成各种形状绕过其他部件来连接两个圆桶型的液压缸。还有一个好处就是液压管可以分支，这样一个主缸可以被分成多个副缸，如图所示：  使用液压系统的另外一个好处就是能使力量成倍的增加。在液压系统中你需要做的只是改变一个活塞和液压缸的尺寸，如下图：  上图表示的就是力的加倍放大，力放大的倍数要以活塞的直径来定。左边的活塞直径为2寸（注：相当于5.08cm），右边的活塞直径为6寸（相当于15.24cm）。因为圆的面积等于Pi * r2,所以左边的活塞面积为3

5、.14平方厘米，右边的活塞面积为28.26平方厘米。右边的活塞面积比左边的大9倍。这就意味着给左边的活塞施加任何一个力，右边的活塞就会产生一个比左边大9倍的力。因此当你给左边的活塞施加一个100磅的向下的力时，右边的活塞就会产生一个900磅的向上的力。唯一的不足就是当左边的活塞向下运动9寸时，右边的活塞只能向上运动1寸摩擦力  摩擦力是一个物体在另一个物体上滑动的相互阻力，参照下图。两个物体的接触面都是用相同材料做成的但其中一个较另一个重，所以不难看出哪一边较难推动。  要了解其中的原因，我们可以分析下面的例子：  即使用肉眼看起来接

6、触面很平滑，但在显微镜下他们确是相当粗糙的。当你把物体平放在桌面上时，物体和桌面之间的小锯齿会结合在一起，而他们其中有一些合适的锯齿会相互咬合，如果给他的压力越大，那么咬合的锯齿就越多，其阻力也越大，所以重的物体就更难推动。  不同的材料表面，有不同的锯齿结构；举例来说：橡皮与橡皮之间就比钢与钢之间更难滑动。材料的类型决定了摩擦系数。所以摩擦力与物体接触面上的正压力成正比。例如：如果摩擦系数为0.1，一个物体重100磅，另一个物体重400磅，那么如果要推动他们就必须给100磅的物体施加一个10磅的力，给400磅的物体施加一个40磅的力才能克服摩擦力前进。物体越重则需要克服更

7、大的摩擦力。这个原理就跟制动抓紧装置相似，如果给制动碟的压力越大那么车辆获得的制动力就越大。简单制动系统模型     当踩下制动踏板时，在踏板处通过杠杆原理把制动力放大了3倍，再通过液压机构驱动活塞把制动力又放大了3被。放大以后的制动力推动活塞移动，活塞推动蹄片带动刹车卡钳紧紧的夹住制动碟，由蹄片与制动碟产生的强大摩擦力，让车减速。这就是简单的制动模型。通过它我们就可以理解制动系统的基本原理了。刹车系统有盘式、鼓式两种，盘式刹车又可分为盘式与通风盘式。碟式、盘式、摩擦片式都可归于盘式刹车。 鼓式刹车鼓式刹车是一种传统的制动系统，其工作原理可以很形象地用一

8、只咖啡杯来形容刹车鼓就像咖啡杯，当您将五个手指伸入旋转的咖啡杯时，手指就是刹车片,只要您将五指向外一张，摩擦咖啡杯内壁,咖啡杯就会停止旋转汽车上的鼓式刹车简单点说是由制动油泵,活塞,刹车片和鼓室组成,刹车时由制动分泵的高压刹车油推动活塞， 对两片半月形的制动蹄片施加作用力,使其压紧鼓室内壁,靠摩擦力阻止刹车鼓转动从而达到制动效果。2碟式刹车同样,碟式刹车的工作原理可用一只碟子来形容，您用拇指和食指捏住旋转的碟子时,碟子也会停止旋转汽车上的碟式刹车是由刹车油泵,一个与车轮相连的刹车圆盘和圆盘上的刹车卡钳组成刹车时，高压刹车油推动卡钳内的活塞,将制动蹄片压向刹车盘从而产生制动效果。 碟式刹车有时也

9、叫盘式刹车,它分普通盘式刹车和通风盘式刹车两种。 通风盘式刹车是在两块刹车盘之间预留出一个空隙,使气流在空隙中穿过,有些通风盘还在盘面上钻出许多圆形通风孔，或是在盘面上割出通风槽或预制出矩形的通风孔通风盘式刹车利用风流作用,其冷热效果要比普通盘式刹车更好。碟式刹车的主要优点是在高速刹车时能迅速制动，散热效果优于鼓式刹车,制动效能的恒定性好,便于安装像ABS那样的高级电子设备鼓式刹车的主要优点是刹车蹄片磨损较少,成本较低,便于维修、由于鼓式刹车的绝对制动力远远高于碟式刹车,所以普遍用于后轮驱动的卡车上.盘式制动器随着汽车速度在不断提高，货车和大客车的总重不断增加。另外，轿车的重心普遍降低和广泛采

10、用小直径宽断面的轮胎，使制动器安装位置受到限制，因此在重型货车和轿车上采用制动热稳定能较好的盘式制动器的日益增多。而盘式制动器可分为钳盘式制动器和全盘式制动器两种。鼓式刹车优点 :1、自刹作用：鼓式刹车有良好的自刹作用，由于刹车来令片外张，车轮旋转连带着外张的刹车鼓扭曲一个角度（当然不会大到让你很容易看得出来）刹车来令片外张力（刹车制动力）越大，则情形就越明显，因此，一般大型车辆还是使用鼓式刹车，除了成本较低外，大型车与小型车的鼓刹，差别可能只有大型采用气动辅助，而小型车采用真空辅助来帮助刹车。 2、成本较低：鼓式刹车制造技术层次较低，也是最先用于刹车系统，因此制造成本要比碟式刹车低。 鼓式刹

11、车缺点 : 由于鼓式刹车刹车来令片密封于刹车鼓内，造成刹车来令片磨损后的碎屑无法散去，影响刹车鼓与来令片的接触面而影响刹车性能。 盘式刹车的优点 : 由于刹车系统没有密封，因此刹车磨损的细屑不会沉积在刹车上，盘式刹车的离心力可以将一切水、灰尘等污染向外抛出，以维持一定的清洁。此外由于盘式刹车零件独立在外，要比鼓式刹车更易于维修 盘式刹车的缺点 : 盘式刹车除了成本较高，基本上皆优于鼓式刹车，不过光就这一点，便成了它致命伤，人都爱钱嘛，除非你非常富有，否则买东西基本上都是先以钱先做考量，您说是不是？盘式制动器又称为碟式制动器，顾名思义是取其形状而得名。它由液压控制，主要零部件有制动盘、分泵、制动

12、钳、油管等。制动盘用合金钢制造并固定在车轮上，随车轮转动。分泵固定在制动器的底板上固定不动。制动钳上的两个摩擦片分别装在制动盘的两侧。分泵的活塞受油管输送来的液压作用，推动摩擦片压向制动盘发生摩擦制动，动作起来就好象用钳子钳住旋转中的盘子，迫使它停下来一样。这种制动器散热快，重量轻，构造简单，调整方便。特别是高负载时耐高温性能好，制动效果稳定，而且不怕泥水侵袭，在冬季和恶劣路况下行车，盘式制动比鼓式制动更容易在较短的时间内令车停下。有些盘式制动器的制动盘上还开了许多小孔，加速通风散热提高制动效率。反观鼓式制动器，由于散热性能差，在制动过程中会聚集大量的热量。制动蹄片和轮鼓在高温影响下较易发生极为复杂的变形，容易产生制动衰退和振抖现象，引起制动效率下降。当然，盘式制动器也有自己的缺陷。例如对制动器和制动管路的制造要求较高，摩擦片的耗损量较大，成本贵，而且由于摩擦片的面积小，相对摩擦的工作面也较小，需要的制动液压高，必须要有助力装置的车辆才能使用，所以只能适用于轻型车上。而鼓式制动器成本相对低廉，比较经济。 所以，汽车设计者从经济与实用的角度出发，一般轿车采用了混合的形式，前轮盘式制动，后轮鼓式制动。四轮轿车在制