谈汽车制动系的应用2.docx

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谈汽车制动系的应用2

编号：

广州市**技师学院

毕业论文

课题名称:

浅谈汽车制动系的应用

学生姓名:

学号:

专业:

班级:

指导老师:

任务书

1.写什么论文?

浅谈汽车制动系的应用

2.写什么内容

浅谈近年汽车制动系的发展

浅谈汽车制动系技术的应用

3.纲要

1）什么是汽车制动系

2）汽车制动系的发展

3）汽车制动系的意义

4.如何查找相关资料

1）阅读相关书籍

2）浏览相关网站

3）调查相关信息

毕业设计（论文）考核评议书

_________院______________系（专业）_____________班级

指导教师对学生_______________所完成的课题为______________________________________________________

的毕业设计（论文）进行的情况,完成的质量与评分意见:

_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

指导老师:

__________________

年月日

毕业设计（论文）评审意见书

评审意见:

______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

评阅人____________职称_________

年_______月_______日

毕业设计（论文）答辩结果

____________________院

____________________系（专业）

对学生__________所完成的课题为______________________________________________________________________________________________________________

的毕业设计（论文）经过答辩,其意见为____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

并确定成绩为_______________________________________________________

毕业设计（论文）答辩组负责人____________

答辩组成员________________________

________________________

________________________

摘　　要

制动系统是汽车的一个重要组成部分，他直接影响汽车的安全性。

据有关资料介绍，在由于汽车本身造成的交通事故中，制动故障引起的事故占事故总量的45%。

可见，制动系统是保证行车安全的极为重要的一个系统。

关键词：

制动系统制动系制动器

ABSTRACT

Brakingsystemisanimportantpartofcar,hedirectlyaffectautosafety.Accordingtoconcerningmaterialpresentedinasthecaritselfcausesthetrafficaccident,brakefaultfromaccidentsaccountedfor45%ofitsaccident.Visible,brakingsystemistoguaranteethesafetyofanimportantsystem.

Keywords:

brakesystembrakesystembrake

目录

.1浅谈汽车制动系的定义及功用…………………………………………P9

1.1浅谈汽车制动系的分类、基本要求与组成………………………P10

1.2浅谈汽车制动系的工作原理………………………P11

2）浅谈汽车制动系的技术………………………P13

2.1浅谈汽车制动系的保养………………………P14

2.2浅谈汽车制动系的维修………………………P14

4）浅谈汽车制动系技术的发展趋势………………………P16

结论…………………………………………………………………………P22

感语…………………………………………………………………………P23

参考文献……………………………………………………………………P24

前言

汽车制动系统是用以强制行驶中的汽车减速或停车、使下坡行驶的汽车车速保持稳定以及使已停驶的汽车在原地（包括在斜坡上）驻留不动的机构。

随着高速公路的迅速发展和车速的提高以及车流密度的日益增大，为了保证行车安全，汽车制动系的工作可靠性显得日益重要。

早期的汽车采用机械式制动的鼓式刹车，随着液压技术的发展，安全可靠的液压制动系统广泛在汽车上应用。

当驾驶员刹车时，从制动踏板上踩下去的力量，由制动主缸的活塞，通过制动液传递能量到车轮各个分泵，使摩擦片张开，达到停止车辆前进的目的，当停止刹车时，复位弹簧拉回摩擦片到原来的位置。

目前，汽车设计者从经济与使用的角度出发，一般轿车采用混合形式，前轮盘式制动，后轮鼓式制动。

四轮发动机前置的轿车在制动过程中，由于惯性的作用，前轮的负荷通常占汽车全部负荷的70%——80%，因此前轮制动力要比后轮大，轿车生产厂家为了节省成本，就采用了“前盘后鼓”的制动方式。

我国目前年产各类轿车400万辆，基本采用的是“前盘后鼓”制动系统。

与鼓式后轮制动器配合，可获得较大的制动力分配系数，有利于提高车辆制动时的稳定性。

制动系的定义及功用

1、制动系定义：

汽车制动系是指在汽车上设置的一套（或多套）能由驾驶员控制定、产生与汽车行驶方向相反外力的装置。

2、制动系功用:

使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行适时的减速、停车或驻车，以及保持汽车下坡行驶速度的稳定性。

简单刹车系运行动画

制动系的组成

任何制动系都由以下4部分组成

（1）供能装置：

包括供给、调节制动所需能量以及改善传能介质状态的各种部件。

如人的肌体可作制动能源。

（2）控制装置：

包括产生制动动作和控制制动效果的各种部件。

如制动踏板。

（3）传动装置：

包括将制动能量传输到制动器的各个部件及管路。

如制动主缸、轮缸及连接管路。

（4）制动器：

产生阻碍车辆运动或运动趋势的力的部件。

制动系的分类

汽车制动系按功用可分为行车制动系、驻车制动系、第二制动系、辅助制动系。

行车制动系是使行驶中的汽车减速甚至停车的一套专门装置，在行车过程中经常使用。

第二制动系是在行车制动系失效的情况下保证汽车仍能实现减速或停车的一套装置。

辅助制动系是在汽车下长坡时用以稳定车速的一套装置。

行车制动系和驻车制动系作为每辆汽车制动系的最低装备，只有部分汽车还设有辅助制动系和第二制动系。

制动工作原理

　　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。

制动系基本结构

（1）基本结构：

如上图所示，制动鼓固定在轮毂上并随车轮一起旋转，其内圆柱面为工作表面。

（2）制动作用的产生

不制动时，制动鼓的内圆柱面与摩擦片之间保留一定的间隙，使制动鼓可以随车轮一起旋转；

制动时，驾驶员踩下制动踏板，推杆便推动制动主缸活塞，迫使制动油液经油管进入制动轮缸，油液压力使制动轮缸活塞克服复位弹簧的拉力推动制动蹄绕支撑销传动，上端向外张开，消除制动蹄与制动鼓之间的间隙后压紧在制动鼓上，这样不旋转的制动蹄摩擦片对旋转着的制动鼓就产生一个摩擦力矩，其方向与车轮旋转方向相反，其大小取决于制动轮缸活塞的张开力、制动蹄鼓间的摩擦系数及制动鼓和制动蹄的尺寸。

放松制动踏板，在复位弹簧作用下，制动蹄与制动鼓的间隙又得以恢复，从而解除制动。

对制动系的基本要求

（1）具有良好的制动性能，包括制动效能、制动效能的恒定性、制动时的方向稳定性3个方面；

（2）操纵轻便

（3）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。

（4）对有挂车的制动系，还要求挂车的制动作用略早于主车；挂车自行脱钩时能自动进行应急制动。

维修与保养

1.保证车辆制动性能良好

　　制动性能良好的汽车，要求在任何速度下行驶时，通过制动措施，能在很短的时间和距离内，及时迅速地降低车速或停车。

良好的制动效能对于提高汽车平均速度和保证行车安全有着重要作用。

提高制动效能的主要措施有：

制动系统

（1）缩短制动距离：

　　制动器在使用过程中，由于制动蹄摩擦片和制动鼓的磨损，制动器间隙将逐渐变大。

制动系反应时间增加，将引起制动迟缓及制动力不足，使制动距离延长，制动效能降低。

　　制动时，制动器产生的摩擦力大小，在很大程度上还取决于制动蹄片与制动鼓接触面积的多少，接触面积增加，制动力增长时间快，制动效能就提高，制动距离也就相应缩短。

在正常情况下，当产生较大摩擦力时，制动蹄片与制动鼓的接触面积应达到80%以上。

使用中，由于制动器的磨损而使间隙增大后，必须进行检查调整。

（2）防止制动跑偏：

　　制动时，汽车自动偏离原行驶方向，这种现象叫制动跑偏。

一旦制动跑偏很容易造成撞车、下路掉沟甚至翻车等严重事故。

为提高制动的稳定性，保证行车安全，在紧急制动时，不允许汽车有明显的跑偏现象。

　　制动跑偏的原因，主要是前轮左右车轮制动力不等，制动时就形成绕重心的旋转力矩，使汽车有发生转动的趋势，因而易出现制动跑偏现象。

为了避免跑偏，在使用中，应注意使左右车轮制动器间隙、制动蹄回位弹簧拉力应保持一致。

　　在更换摩擦片时，应选用同一型号和批次产品，加工精度和接触面应符合要求。

并防止摩擦片出现硬化层，沾有油污，制动鼓失圆或有沟槽等。

2.怎样防止汽车侧滑

（1）制动时汽车的侧滑：

汽车在行驶中，常因制动、转向或其它原因，引起汽车偏离原定的行驶方向，造成侧向滑移，甚至翻车。

特别在紧急制动或急转向时，汽车侧滑、翻车更为严重。

　　汽车制动时侧滑，常出现前轮侧滑和后轮侧滑两种现象。

若前轮先抱死，就容易前轮侧滑，偏离行驶方向，同时失去操纵性，但由于侧滑后能有自动恢复直线行驶的趋势，偏离行驶方向角度较小，汽车处于稳定状态。

若后轮先抱死，就容易引起后轮侧滑，侧滑后能自动增大偏离行驶方向的角度，加速侧滑的趋势，汽车处于不稳定状态。

制动侧滑是很危险的，特别是后轮侧滑，容易引起翻车伤人。

　　①在使用中，应尽量避免侧滑现象。

保持制动器技术状况良好，使前后轮均有可靠的制动效能。

　　②在路状复杂、视线不良的路段，应控制车速，以减少紧急制动，避免引起侧滑甚至翻车事故，特别在泥泞、雨天的渣油路面行驶时，更需加倍小心驾驶。

但由于负载和附着情况变化的影响，很难避免汽车侧滑。

当汽车后轮出现侧滑时，应及时朝后轮侧滑的一边方向适当转动方向盘，以消除离心力的影响，侧滑即可停止。

　　③现代汽车制动系中，有的加设一种防抱死装置，制动时，将滑动率控制在10%-30%的范围内，能得到最大的附着系数，使车轮处于半抱死半滚动状态，充分利用附着力，获得理想的制动效果。

试验证明，装有自动防抱死装置的汽车，在制动时，不仅有良好的防侧滑能力和转向性能，同时缩短了制动距离，减少了轮胎磨损，有利于行车安全。

（2）转向时汽车的侧滑：

　　汽车在转向时，侧滑现象时有发生，一般常把汽车抵抗侧滑和翻车的能力，称为转向稳定性。

为提高汽车的转向稳定性，必须懂得汽车转向时影响侧滑和翻的因素，以及相互之间的关系。

从而根据行驶条件，采取有效措施，保证行车安全。

　　当汽车转向时，汽车有向外甩的力叫离心力。

它的大小与汽车重量、转向时车速、转向半径等因素有关。

汽车在平路上转向时，引起侧滑的主要是离心力，如离心力达到附着力时，车轮即开始向外滑动。

所以侧滑的条件是：

离心力等于附着力。

　　汽车转向时的侧滑和翻车主要是由离心力引起的。

因此，在转向时尽量减小离心力是保证行车安全的首要因素。

在转向时，必须根据道路情况，及时降低车速，用低速档通过。

同时，转动方向盘不能过猛，因为转向轮的回转角度加大，就增加了侧滑和翻车的可能性。

特别是急转弯路、视线不良、路面潮湿和重车的情况下，更要谨慎驾驶，以防发生事故。

　　在急转弯时，应提前降低车速，单纯的依靠制动，用边降速边转向的办法是很危险的，因为在这种情况下除了离心力外还有制动力，两者的合力就容易达到附着力，因而引起侧滑。

　　另外，要合理装载，既要掌握装载高度，又要装载平稳、均匀，捆扎牢固，避免偏于一侧。

因为汽车装载越高其重心也高，在附着系数较大的道路或凹凸不平的道路上转向时，翻车的可能性就会增加。

　　汽车上用以使外界（主要是路面）在汽车某些部分（主要是车轮）施加一定的力，从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置统称为制动系统。

其作用是：

使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车；使已停驶的汽车在各种道路条件下（包括在坡道上）稳定驻车；使下坡行驶的汽车速度保持稳定。

　　对汽车起制动作用的只能是作用在汽车上且方向与汽车行驶方向相反的外力，而这些外力的大小都是随机的、不可控制的，因此汽车上必须装设一系列专门装置以实现上述功能。

汽车制动系技术的发展趋势

从汽车诞生时起，车辆制动系统在车辆的安全方面就扮演着至关重要的角色。

近年来，随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高，这种重要性表现得越来越明显。

众多的汽车工程师在改进汽车制动性能的研究中倾注了大量的心血。

目前关于汽车制动的研究主要集中在制动控制方面，包括制动控制的理论和方法，以及采用新的技术。

　　一.制动控制系统的历史　　最原始的制动控制只是驾驶员操纵一组简单的机械装置向制动器施加作用力，这时的车辆的质量比较小，速度比较低，机械制动虽已满足车辆制动的需要，但随着汽车自质量的增加，助力装置对机械制动器来说已显得十分必要。

这时，开始出现真空助力装置。

1932年生产的质量为2860kg的凯迪拉克V16车四轮采用直径419.1mm的鼓式制动器，并有制动踏板控制的真空助力装置。

林肯公司也于1932年推出V12轿车，该车采用通过四根软索控制真空加力器的鼓式制动器。

　　随着科学技术的发展及汽车工业的发展，尤其是军用车辆及军用技术的发展，车辆制动有了新的突破，液压制动是继机械制动后的又一重大革新。

DuesenbergEight车率先使用了轿车液压制动器。

克莱斯勒的四轮液压制动器于1924年问世。

通用和福特分别于1934年和1939年采用了液压制动技术。

到20世纪50年代，液压助力制动器才成为现实。

　　20世纪80年代后期，随着电子技术的发展，世界汽车技术领域最显著的成就就是防抱制动系统（ABS）的实用和推广。

ABS集微电子技术、精密加工技术、液压控制技术为一体，是机电一体化的高技术产品。

它的安装大大提高了汽车的主动安全性和操纵性。

防抱装置一般包括三部分：

传感器、控制器（电子计算机）与压力调节器。

传感器接受运动参数，如车轮角速度、角加速度、车速等传送给控制装置，控制装置进行计算并与规定的数值进行比较后，给压力调节器发出指令。

　　1936年，博世公司申请一项电液控制的ABS装置专利促进了防抱制动系统在汽车上的应用。

1969年的福特使用了真空助力的ABS制动器；1971年，克莱斯勒车采用了四轮电子控制的ABS装置。

这些早期的ABS装置性能有限，可*性不够理想，且成本高。

　　1979年，默·本茨推出了一种性能可*、带有独立液压助力器的全数字电子系统控制的ABS制动装置。

1985年美国开发出带有数字显示微处理器、复合主缸、液压制动助力器、电磁阀及执行器“一体化”的ABS防抱装置。

随着大规模集成电路和超大规模集成电路技术的出现，以及电子信息处理技术的高速发展，ABS以成为性能可*、成本日趋下降的具有广泛应用前景的成熟产品。

1992年ABS的世界年产量已超过1000万辆份，世界汽车ABS的装用率已超过20%。

一些国家和地区（如欧洲、日本、美国等）已制定法规，使ABS成为汽车的标准设备。

　　二.制动控制系统的现状　　当考虑基本的制动功能量，液压操纵仍然是最可*、最经济的方法。

即使增加了防抱制动（ABS）功能后，传统的“油液制动系统”仍然占有优势地位。

但是就复杂性和经济性而言，增加的牵引力控制、车辆稳定性控制和一些正在考虑用于“智能汽车”的新技术使基本的制动器显得微不足道。

　　传统的制动控制系统只做一样事情，即均匀分配油液压力。

当制动踏板踏下时，主缸就将等量的油液送到通往每个制动器的管路，并通过一个比例阀使前后平衡。

而ABS或其他一种制动干预系统则按照每个制动器的需要时对油液压力进行调节。

　　目前，车辆防抱制动控制系统（ABS）已发展成为成熟的产品，并在各种车辆上得到了广泛的应用，但是这些产品基本都是基于车轮加、减速门限及参考滑移率方法设计的。

方法虽然简单实用，但是其调试比较困难，不同的车辆需要不同的匹配技术，在许多不同的道路上加以验证；从理论上来说，整个控制过程车轮滑移率不是保持在最佳滑移率上，并未达到最佳的制动效果。

　　另外，由于编制逻辑门限ABS有许多局限性，所以近年来在ABS的基础上发展了车辆动力学控制系统（VDC）。

结合动力学控制的最佳ABS是以滑移率为控制目标的ABS，它是以连续量控制形式，使制动过程中保持最佳的、稳定的滑移率，理论上是一种理想的ABS控制系统。

滑移率控制的难点在于确定各种路况下的最佳滑移率，另一个难点是车辆速度的测量问题，它应是低成本可*的技术，并最终能发展成为使用的产品。

对以滑移率为目标的ABS而言，控制精度并不是十分突出的问题，并且达到高精度的控制也比较困难；因为路面及车辆运动状态的变化很大，多种干扰影响较大，所以重要的问题在于控制的稳定性，即系统鲁棒性，应保持在各种条件下不失控。

防抱系统要求高可*性，否则会导致人身伤亡及车辆损坏。

　　因此，发展鲁棒性的ABS控制系统成为关键。

现在，多种鲁棒控制系统应用到ABS的控制逻辑中来。

除传统的逻辑门限方法是以比较为目的外，增益调度PID控制、变结构控制和模糊控制是常用的鲁棒控制系统，是目前所采用的以滑移率为目标的连续控制系统。

模糊控制法是基于经验规则的控制，与系统的模型无关，具有很好的鲁棒性和控制规则的灵活性，但调整控制参数比较困难，无理论而言，基本上是*试凑的方法。

然而对大多数基于目标值的控制而言，控制规律有一定的规律。

　　另外，也有采用其它的控制方法，如基于状态空门及线性反馈理论的方法，模糊神经网络控制系统等。

各种控制方法并不是单独应用在汽车上，通常是几种控制方法组合起来实施。

如可以将模糊控制和PID结合起来，兼顾模糊控制的鲁棒性和PID控制的高精度，能达到很好的控制效果。

　　车轮的驱动打滑与制动抱死是很类似的问题。

在汽车起动或加速时，因驱动力过大而使驱动轮高速旋转、超过摩擦极限而引起打滑。

此时，车轮同样不具有足够的侧向力来保持车辆的稳定，车轮切向力也减少，影响加速性能。

由此看出，防止车轮打滑与抱死都是要控制汽车的滑移率，所以在ABS的基础上发展了驱动防滑系统（ASR）。

　　ASR是ABS的逻辑和功能扩展。

ABS在增加了ASR功能后，主要的变化是在电子控制单元中增加了驱动防滑逻辑系统，来监测驱动轮的转速。

ASR大多借用ABS的硬件，两者共存一体，发展成为ABS/ASR系统。

　　目前，ABS/ASR已在欧洲新载货车中普遍使用，并且欧共体法规EEC/71/320已强制性规定在总质量大于3.5t的某些载货车上使用，重型车是首先装用的。

然而ABS/ASR只是解决了紧急制动时附着系数的利用，并可获得较短的制动距离及制动方向稳定性，但是它不能解决制动系统中的所有缺陷。

因此ABS/ASR功能，同时可进行制动强度的控制。

　　ABS只有在极端情况下（车轮完全抱死）才会控制制动，在部分制动时，电子制动使可控制单个制动缸压力，因此反应时间缩短，确保在任一瞬间得到正确的制动压力。

近几年电子技术及计算机控制技术的飞速发展为EBS的发展带来了机遇。

德国自20世纪80年代以来率先发展了ABS/ASR系统并投入市场，在EBS的研究与发展过程中走到了世界的前列。

　　德国博世公司在1993年与斯堪尼公司联合首次在Scania牵引车及挂车上装用了EBS。

然而EBS是全新的系统，它有很大的潜力，必将给现在及将来的制动系统带来革命性的变革。

　　三.制动控制系统的发展　　今天，ABS/ASR已经成为欧美和日本等发达国家汽车的标准设备。

　　车辆制动控制系统的发展主要是控制技术的发展。

一方面是扩大控制范围、增加控制功能；另一方面是采用优化控制理论，实施伺服控制和高精度控制。

　　在第一方面，ABS功能的扩充除ASR外，同时把悬架和转向控制扩展进来，使ABS不仅仅是防抱死系统，而成为更综合的车辆控制系统。

制动器开发厂商还提出了未来将ABS/TCS和VDC与智能化运输系统一体化运用的构想。

随着电子控制传动、悬架系统及转向装置的发展，将产生电子控制系统之间的联系网络，从而产生一些新的功能，如：

采用电子控制的离合器可大大提高汽车静止启动的效率；在