汽车知识全接触六 刹车系统工作原理.docx

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汽车知识全接触六刹车系统工作原理

汽车知识全接触六刹车系统工作原理

2005年10月10

众所周知，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？

你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

   当你踩下制动踏板时，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的力量，要做到这一点有两个办法：

   •杠杆作用

   •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3.14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。

刹车制动很重要！

常见的汽车制动器解析

2011年01月24日00:

57 来源：

XGO汽车网 类型：

转载 编辑：

梁巍

   在日常车辆行驶的过程中，最为常用的一项动作就是刹车，为了避免前方的障碍物，或者下坡行驶中为了保持速度问题，都要需用到汽车的制动系统，而实现这一切的动作的核心部件就是制动器。

我们最为常见的两种制动器为鼓式制动器和盘式制动器两种，今天我们就来为大家详细介绍一下这两种制动器。

●鼓式制动器

　　鼓式制动器的旋转元件是制动鼓，固定元件是制动蹄，制动时制动蹄在促动装置作用下向外旋转，外表面的摩擦片压靠到制动鼓的内圆柱面上，对鼓产生制动摩擦力矩。

凡对蹄端加力使蹄转动的装置统称为制动蹄促动装置，制动蹄促动装置有轮缸、凸轮和楔。

　　制动器根据动力辅助的方式不同，可以分为以下三种：

以液压制动轮缸作为制动蹄促动装置的制动器称为轮缸式制动器；以凸轮作为促动装置的制动器称为凸轮式制动器；用楔作为促动装置的制动器称为楔式制动器。

其中我们最为常见的制动器就是轮岗式制动器。

下面就来介绍几种轮岗式制动器。

1、领从蹄式

   其特点是两个制动蹄各有一个支点，一个蹄在轮缸促动力作用下张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向一致，称为领蹄；另一个蹄张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向相反，称为从蹄。

2、双领蹄和双向双领蹄式

   汽车前进时两个制动蹄均为领蹄的制动器称为双领蹄式制动器。

双领蹄式制动器的结构特点是，每一制动蹄都用一个单活塞制动轮缸促动，固定元件的结构布置是中心对称式。

双向双从蹄式制动器使用了两个双活塞轮缸，无论汽车前进还是倒车，都是双领蹄式制动器，故称双向双领蹄式制动器

3、双从蹄式

   汽车前进时两个制动蹄均为从蹄的制动器为双从蹄式制动器。

4、单向和双向自增力式

（1）单向自增力式制动器

   其特点是两个制动蹄只有一个单活塞的制动轮缸，第二制动蹄的促动力来自第一制动蹄对顶杆的推力，两个制动蹄在汽车前进时均为领蹄，但倒车时能产生的制动力很小。

（2）双向自增力式制动器

   其特点是两个制动蹄的上方有一个双活塞制动轮缸，轮缸的上方还有一个制动蹄支承销，两制动蹄的下方用顶杆相连。

无论汽车前进还是倒车，都与自增力式制动器相当，故称双向自增力式制动器。

点评：

   鼓式制动器有内张型和外束型两种，依靠的都是摩擦的原理，由于造价便宜，鼓式制动器的应用非常普遍，但是它有很多的缺点：

制动力稳定性差，不易于掌控；由于散热性能差，在制动过程中会聚集大量的热量；制动块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，等等，而盘式制动器就能改善一部分缺点。

前面我们为大家介绍了几种常见的鼓式制动器，而在现实生活中，应用更多更值得信赖的刹车方式是盘式，也就是我们经常听到的“碟刹”，随着盘刹的优势逐渐被认可，因此制动器越来越多的开始采用了盘式刹车。

盘式刹车有什么优势之处呢？

我们先来了解一下：

（1）盘式制动器无摩擦助势作用，制动力矩受摩擦系数的影响较小，即热稳定性好；

（2）盘式制动器浸水后效能降低较少，而且只须经一两次制动即可恢复正常，即基本不存在水衰退问题；

（3）在输出相同制动力矩的情况下，盘式制动器尺寸和质量一般较小；

（4）制动盘沿厚度方向的热膨胀量极小，不会像制动鼓的热膨胀那样使制动器间隙明显增加而导致制动踏板行程过大；

（5）较容易实现间隙自动调整，其他维修作业也较简便。

   盘式制动器主要有钳盘式和全盘式两种，现代汽车上应用最多的就是钳盘式制动器，它的旋转元件是制动盘，固定元件是制动钳。

而根据制动钳的运动方式又可分为定钳盘式制动器、滑动钳盘式制动器和钳盘式制动器，其中滑动钳盘式制动器应用更广。

   钳盘式制动器的工作原理就类似于自行车上的刹车，在制动过程中，制动钳将制动块挤压到制动盘上，随着制动盘和衬块之间的摩擦逐渐的将速度降下来。

而滑动钳盘式制动器就是制动钳可以相对制动盘作轴向滑动；只在制动盘的内侧设置油缸，而外侧的制动块则附装在钳体上。

   盘式制动器在使用过程中，也会出现故障，其中比较常见的有气阻、制动力不足和制动时有噪声等。

   盘式制动器的发热部位集中在很窄的制动衬块上，其单位压力又比鼓式制动器大，制动衬块和钳体的活塞直接接触，因此制动时的热量极易传给制动液。

这样，使盘式制动器容易产生气阻现象。

但是，若采取相应的措施，也可防止气阻现象的发生。

   植物油型制动液无法满足盘式制动器的使用要求，因此必须使用高沸点的合成制动液。

但是，合成制动液具有吸水特性。

在某些使用条件中，沸点下降很快。

为防止制动液沸点的明显下降，一般常采用以下一些措施：

　　1、定期更换制动液。

夏季3个月或行驶5000km；冬季6个月或行驶1000km后，即将制动液更新。

   2、不同性质的制动液不可互换使用或混用。

3、密闭保存制动液。

   盘式制动器制动力不足时，可采用下述方法予以解决：

1、改变制动衬块材料，可换用稍软的制动衬块材料，使摩擦系数相对得到提高，制动力变大。

2、清除制动衬块排屑槽中的异物，如果制动衬块的排屑槽被异物覆盖，制动时将失却排出尘土、刮去水分的作用，使制动力降低。

制动时，若有“嗄吱、嗄吱”的噪声时，可采用下述方法排除：

   1、在制动器钳体活塞和制动衬片之间，加一防噪声片，使活塞上形成一倾斜度。

从而保证制动时制动衬块和制动盘柔性接触，使制动衬块在正常磨损状态下无异常噪声出现。

   2、选择材质软些、密度小些的制动衬块材料。

    3、制动时，制动衬块向一侧移动，可能出现撞击声响。

这是由于制动衬块和钳体之间的间隙过大所致，可用镀覆焊锡的方法消除间隙。

但须注意，应使焊锡镀覆在与行驶方向相反的一侧，防止在制动力的作用下失效。

点评：

   今天我们简单的了解了盘式制动器的优势以及工作原理，以及日常制动过程中遇到的问题。

它的优点是显而易见的，但也有一些缺点，例如液压制动是管路压力较高，因此需要伺服装置，而其在驻车制动中还需假装驻车传动装置，因为整体构造会很复杂，因此需要的成本也会增高，因此在一些价格较低的车上，会采取前轮盘刹后轮鼓刹的搭配方式。