制动力调节 文档.docx

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制动力调节文档

课程名称：

汽车构造

（二）授课教师：

班级：

第22讲

题目：

第十二章汽车制动系

第22讲伺服制动系与制动力调节装置

第周星期

本讲教学目标：

知识点

·助力式伺服制动系的结构原理

·增压式伺服制动系的结构原理

·常见制动力调节装置的结构原理

能力点

·能正确识别助力和增压两种伺服制动系统

·能正确分析助力和增压两种伺服制动系统的工作过程

·能正确分析各阀的工作过程，并对常见阀体进行识别

本讲主要内容：

·助力式伺服制动系的结构原理

·增压式伺服制动系的结构原理

·常见制动力调节装置的结构原理

本讲教学要求及适合专业：

·汽车检测与维修专业（2课时）

·汽车制造与维修专业（2课时）

·简介·气压增压式伺服制动系结构原理

·气压助力式伺服制动系结构原理

·限压阀、惯性阀和感载阀结构原理

·重点讲解·真空增压式伺服制动系结构原理

·真空助力式伺服制动系结构原理

·比例阀的结构和工作原理

教学重点·真空增压式伺服制动系结构原理

·真空助力式伺服制动系结构原理

·比例阀的结构和工作原理

教学难点：

·真空助力式伺服制动系结构原理、比例阀的结构和工作原理

教学方法及手段：

导入、重点介绍、简介、对比介绍、归纳小结、多媒体、引用实例

作业或课外阅读资料：

1．增压式伺服制动系和助力式伺服制动系各具有什么特点?

2．什么是理想的汽车前后轮制动力分配比?

汽车制动时前轮或后轮先抱死会产生什么后果?

3．在制动力调节装置中限压阀和比例阀的作用是什么?

它们各用于何种车型?

为什么?

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不同专业本章内容比较：

·汽车检测与维修专业（2课时）

简要介绍·气压增压式伺服制动系结构原理

·气压助力式伺服制动系结构原理

·限压阀、惯性阀和感载阀结构原理

重点讲解·真空增压式伺服制动系结构原理

·真空助力式伺服制动系结构原理

·比例阀的结构和工作原理

·汽车制造与维修专业（2课时）

·汽车维修与营销专业（2课时）

简要介绍·气压增压式伺服制动系结构原理

·气压助力式伺服制动系结构原理

·常见制动力调节装置的结构原理

重点讲解·真空增压式伺服制动系结构原理

·真空助力式伺服制动系结构原理

·汽车电子技术专业（2课时）

本讲教学内容：

由制动系的不同制动能源导入伺服制动系

引用具体车型的伺服制动系加以讲解

所有专业要求一致：

重点介绍：

·要求学生理解掌握真空增压式伺服制动系的结构组成及其在汽车上的应用

图22-1为真空增压式伺服制动系结构组成示意图

图22-2为真空增压器结构组成示意图

一、增压式伺服制动系

·为间接操纵式：

控制装置是用制动踏板通过主缸输出的液压操纵，并且伺服系统的输出力与主缸液压共同作用于一个中间传动液缸（辅助缸），使该液缸输出到轮缸的液压远高于主缸液压。

·按伺服能量的形式分：

气压伺服－气压能；真空伺服－真空能（负气压能）；液压伺服－液压能

1、真空增压式伺服制动系

（1）结构

图22-1

·在人力液压式上多设一真空伺服系统，包括发动机进气管、真空气管、真空单向阀、供能装置、传动装置、伺服气室、中间传动液缸（辅助缸）

图22-2

（2）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。

（3）真空增压器

·辅助缸、真空伺服气室和控制阀组合装配而成

引用实例：

所有专业要求一致：

重点介绍：

·要求学生理解掌握真空增压器的基本结构组成与工作原理

1）构造

·辅助缸：

分左右两腔，左腔通轮缸，右腔通向制动主缸，活塞，推杆（前装有球阀门）

·真空伺服气室：

磨片分两腔，左腔通真空罐，且经主缸孔与控制阀下气室B相连；右腔接控制阀上腔A。

·控制阀：

液压控制继动阀，有阀门组件（含真空阀门与大气阀门）活塞

2）原理

·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。

对比分析：

气压增压伺服制动系与真空增压伺服制动系的结构原理

所有专业要求一致：

简单介绍：

·要求学生了解气压增压伺服制动系的基本结构组成与工作原理

2、气压增压伺服制动系

1）结构上采用气压增压器：

由辅助缸、气压伺服室、控制阀组成

2）气压增压器

·气压增压器：

增压－压缩空气（空压机）

·不制动时各腔全通大气排气阀开启，进气阀关闭

·气压式比真空式压差大，气室直径小，但要保证制动阀力不过大，直径要大

对比分析：

助力式伺服制动系与增压伺服制动系的结构原理

引用实例：

引用具体车型的真空助力式伺服制动系加以讲解

所有专业要求一致：

重点介绍：

·要求学生理解掌握真空助力式伺服制动系的结构原理及其在汽车上的应用

二、助力式伺服制动系

·为了提高汽车的制动效能，减轻驾驶员的劳动强度，采用液压制动传动机构的汽车多数装有制动助力装置。

根据制动助力装置的力源不同可分为真空助力器和液压助力器两种

1、真空助力式伺服制动系

·下图为一汽奥迪100型轿车的真空助力伺服（直接操纵真空伺服）制动系示意图

·采用的是对角线布置的双回路液压制动系统，即左前轮缸与右后轮缸为一液压回路，右前轮缸与左后轮缸为另一液压回路。

（1）真空伺服气室：

工作时产生的推力，也同踏板力一样直接作用在制动主缸的活塞推杆上。

真空伺服气室和控制阀组合成一个整体部件，即为真空助力器。

（2）真空助力器是利用真空能（负气压能）对制动踏板进行助力的装置，对其控制是利用踏板机构直接操纵。

·真空助力器主要由真空伺服气室和控制阀两部分组成

·真空伺服气室由前、后壳体组成，其间夹装有伺服气室膜片，将伺服气室分成前、后两腔。

前腔经真空单向阀通向发动机进气歧管（即真空源），后腔膜片座的毂筒中装有控制阀，控制阀由空气阀和真空阀组成，空气阀与控制阀推杆固装在一起，控制阀推杆借调整叉与制动踏板机构连接。

·外界空气经过滤环和毛毡过滤环滤清后进入伺服气室后腔。

伺服气室膜片座上有通道A和B，通道A用于连通伺服气室前腔和控制阀，通道占用来连通伺服气室后腔和控制阀。

·真空助力器工作原理（视频）

引用实例：

引用具体车型的真空助力器加以讲解

所有专业要求一致：

重点介绍：

·要求学生理解掌握真空助力器的结构原理及其在汽车上的应用

·真空助力器不工作时

1）弹簧将推杆连同控制阀柱塞推到后极限位置（即真空阀开启），橡胶阀门则被弹簧压紧在空气阀座上（即空气阀关闭）。

2）伺服气室前、后腔经通道A、控制阀腔和通道B互相连通，并与空气隔绝。

3）在发动机开始工作、且真空单向阀被吸开后，伺服气室左右两腔内都产生一定的真空度。

·当制动踏板踩下时

1）起初气室膜片座固定不动，来自踏板机构的操纵力推动控制阀推杆和控制阀柱塞相对于膜片座前移。

2）当柱塞与橡胶反作用盘间的间隙消除后，操纵力便经反作用盘传给制动主缸推杆。

3）同时，橡胶阀门随同控制阀柱塞前移，直到与膜片座上的真空阀座接触为止。

伺服气室前后腔隔绝。

·真空助力器充分工作时

1）控制阀推杆7继续推动控制阀柱塞前移，到其上的空气阀座离开橡胶阀门一定距离。

外界空气充入伺服气室后腔，使其真空度降低。

2）在此过程中，膜片与阀座也不断前移，直到阀门重新与空气阀座接触为止。

因此在任何一个平衡状态下，伺服气室后腔中的稳定真空度与踏板行程成递增函数关系。

3）因为橡胶反作用盘具有液体那样传递压力的作用，在与橡胶反作用盘接触的面积上相比，制动主缸推杆比控制阀柱塞的大，所以作用于制动主缸推杆1的力比作用于控制阀柱塞的大。

对比分析：

气压助力式伺服制动系与真空助力式伺服制动系的结构原理

所有专业要求一致：

简单介绍：

·要求学生了解气压助力式伺服制动系的基本结构组成与工作原理

2、气压助力式伺服制动系

1）结构上采用气压助力器：

由气压伺服气室与控制阀组成

2）气压助力器

·气压助力器：

助力－压缩空气（空压机）

·不制动时各腔全通大气排气阀开启，进气阀关闭

·气压式比真空式压差大，气室直径小，但要保证制动阀力不过大，直径要大

引用实例：

所有专业要求一致：

·要求学生理解采用制动力调节装置的原因

三、制动力调节装置

1、采用制动力调节装置的原因

·制动力FB。

同汽车在正常行驶中路面作用于车轮的牵引力一样，制动力FB也不可能超过车轮与路面间的附着力FΦ，即FB≤FΦ=GΦ式中，G为车轮对路面的垂直载荷；Φ为轮胎与路面间的附着系数。

·制动力调节装置的作用：

采用各种制动力调节装置，使前后促动管路压力的实际分配特性曲线在不同程度上接近于相应的理想曲线。

尽量避免在制动时后轮先抱死滑移，并在此前提下，尽可能充分地利用附着条件，产生尽可能大的制动力。

1）理想的制动力分配

·前后轮制动力之比等于前后轮对路面垂直载荷之比

·尽量防止后轮先抱死滑移，在此前提下尽可能充分利用附着条件，产生尽可能大的制动力。

·制动力大小取决于促动管路中压力（液压或气压）

2）理想的前后轮促动管路压力分配特性

·Ⅰ-满载时的理想特性；

·Ⅱ-空载时的理想特性

·K-无制动力调节装置时的实际特性

·P1-前促动管路压力

·P2-前促动管路压力

引用实例：

所有专业要求一致：

简单介绍：

·要求学生理解限压阀的结构与工作原理及其在汽车上的应用。

2、限压阀：

串连于液压或气压制动回路的后促动管路中

·功用：

当前后促动管路中压力P1P2由0同步增长到一定值，即自动将P2限定在该值，防止后轮抱死。

1）结构

·一般由阀盖、阀门、活塞、弹簧、阀体等组成

·阀门与活塞为一体装入阀体，弹簧使阀门紧靠阀盖

2）工作原理及特性曲线

·当P1压力较低阀门开启，限压阀不起作用

·当P1=PS时，液压作用活塞使阀门关闭，后轮缸与主缸隔绝。

·满载时：

·当P1=P2=PS时前后轮同时抱死；当P1PS即P1≠PS时制动，必然前后轮包死

·适用：

重心高与轴距较大的轻型汽车。

所有专业要求一致：

·要求学生理解掌握比例阀的功用及其在汽车上的应用

3、比例阀

·充分利用附着条件尽可能产生大制动力。

串连于液压或气压制动回路后促动管路中

1）功用

·重心高度与轴距比值较小的中型以上汽车

·串连于后促动管路中

·P1、P2同步增长到Ps后，限制P2，使P2增长量小于P1增长量。

引用具体车型的比例阀加以讲解

汽检和汽车专业要求：

重点介绍：

·要求学生理解掌握比例阀的结构原理及其在汽车上的应用

汽贸和汽电专业要求：

简单介绍：

·要求学生了解比例阀的结构原理及其在汽车上的应用

2）比例阀结构及工作原理（视频）

·不工作时，弹簧将活塞推靠到上极限位置，使阀门处于开启状态

·轻微制动时，输出压力P2可随输入控制压力P1从零同步增长，即P2＝P1。

·压力P1的作用面积为A1=π/4（D2—d2），压力P2的作用面积为A2=π/4D2，因为A2>Al，故活塞上方的油压作用力大于活塞下方的油压作用力，并且随着输入压力的增加，两者的差值将越来越大。

·当活塞上、下两端油压作用力之差超过弹簧的预紧力时，活塞便开始下移，当P1和P2同步增长到PS时，阀门被活塞关闭，进油腔与出油腔桩隔绝。

此为比例阀的平衡状态。

·当踏板力增大时，P1进一步提高，活塞将回升，阀门又重新开启，油液继续流入出油腔，使P2也升高，但由于A2>Al，P2尚未增长到P1值时活塞又下落到平衡位置

·在任一平衡状态下的平衡方程为：

P2A2=P1A1＋F

因此P2=P1A1/A2＋F/A2

所有专业要求一致：

简单介绍：

·要求学生了解感载比例阀的结构及其在汽车上的应用

图22-3为感载比例阀的结构组成示意图

图22-3为感载比例阀特性曲线示意图

3、感载阀

·有的汽车（特别是中、重型货车）在实际装载质量不同时，其总重力和重心位置变化较大，因而满载和空载下的理想促动管路压力分配特性曲线差距也较大。

在此情况下，采用一般的特性线不变的制动力调节装置已不能保证汽车制动性能符合法规要求，故有必要采用其特性能随汽车实际装载质．量而改变的感载阀。

·液压系统用的感载阀有感载限压阀和感载比例阀两类。

·感载阀的功用：

其特性能随汽车实际装载质量而改变，即感载调节定值PS

·下面以感载比例阀为例讲解其结构与作用原理

1）液压感载比例阀的结构及特性曲线

图22-3

·阀体安装在车身上，活塞右端的空腔内有阀门。

杠杆的一端由感载拉力弹簧与后悬架连接，另一端压在活塞上

图22-4

·满载时，感载比例阀特性线为OA1Bl，而空载时，感载比例阀的调节作用起始点自动改为A2，使特性线变为OA2B2。

但两条特性线的斜率是相等的。

这种变化是渐近的。

即在实际装载质量为任一值时，都有一条与之相应的特性线，调节作用起始点的控制压力PS值取决于感载比例阀的活塞弹簧预紧力

·因此，只要使弹簧预紧力随汽车实际载荷的变化而变化，便能实现感载调节。

所有专业要求一致：

简单介绍：

·要求学生了解感载比例阀的工作原理及其在汽车上的应用

2）工作原理

·阀体安装在车身上，活塞右部的空腔内有阀门。

·不制动时，在感载拉力弹簧通过杠杆施加的推力F作用下，活塞处于右极限位置，阀门因其杆部顶触螺塞而处于开启位置。

制动时，来自主缸制动液由进油口A进入，并通过阀门从出油口B输出至后促动管路。

此时，输出压力（压强）P2等于输入压力（压强）P1。

因活塞右端承压面积大于活塞左端承压面积，故P1和P2对活塞的作用力不等，于是活塞不断左移，最后使其上的阀座与阀门接触而达到平衡状态。

此后，P2的增量将小于P1的增量。

·拉力弹簧右端与摇臂相连，而摇臂则夹紧在汽车后悬架的横向稳定杆的中部。

当汽车装载量增加时，后悬架载荷也增加，因而后轮向车身移近；后悬架的横向稳定杆便带动摇臂（顺时针）转过一个角度，将弹簧进一步拉伸，作用于活塞上的推力F便增大，使活塞右移，制动液再由进油口A侧通过阀门流系向出油口B侧，使输出压力（压强）P2进一步提高。

反之，汽车装载量减小，则推力F减小，输出压力（压强）P2就减小。

这样，调节作用起始点控制压力值就随汽车实际装载量的变化而变化。

所有专业要求一致：

简单介绍：

·要求学生了解惯性限压阀、惯性比例阀的工作原理及其在汽车上的应用

归纳小结：

·概括基本内容，归纳重点内容，布置下一讲的主要教学内容

4、惯性阀：

（G阀）是一种用于液压系统的制动力自动调节装置

·惯性阀实质上也是一种感载式的限压阀或比例阀。

其特点只在于惯性阀是通过汽车减速度而不是通过后悬架挠度来感载的，故其结构简单。

·功用：

据作用于汽车重心上的惯性力（由汽车实载质量与减速度决定），调节起始点的控制压力值Ps

·类型：

惯性限压阀、惯性比例阀

（1）惯性限压阀

·惯性限压阀的构造阀内有一个惯性球。

惯性球的支承面相对于水平面的倾角“必须大于零”，惯性阀方可起作用。

汽车在水平路面上时，θ应为10°～13°。

（2）惯性比例阀

1）惯性比例阀的结构

·阀座位于惯性球的前方，惯性球即兼充阀门。

阀体上部有两个同心但直径不等的油腔。

与出油口B连通而具有较大直径的前腔中的第—活塞，同通过油道与进油口连通且具有较小直径后腔中的第二活塞组成差径活塞

2）工作原理

·汽车实际装载量不同，其总质量也不同。

在总制动力相同的情况下，满载汽车的减速度比空车的小。

而同一惯性阀的倾角θ是一定的，则开始起作用的减速度值也一定（指水平位置）。

·汽车满载时，相应于调节作用起始点的控制压力值PS比空载时的高。

也就是说，调节作用起始点的控制压力随载荷而变化，载荷越大，调节作用起始点的控制压力越高。

即调节作用起始点的控制压力与汽车总重成正比。