第二十二讲汽车制动系统.docx

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第二十二讲汽车制动系统

第二十二讲：

汽车制动系统

教学目标与要求了解制动系工作原理；了解制动器的结构和分类

授课时数2

教学重点了解制动系工作原理；了解制动器的结构和分类

教学内容及过程

1概述

车轮制动时的受力分析

一、如何改变汽车的行驶速度

加速：

加大发动机输出功率

减速：

中断发动机的功率输出，利用路面摩擦衰减速度

利用制动系对车轮施加阻力，降低车速。

二、车辆的行驶受力情况分析

1.受力分析图

发动机的牵引力（矩）路面的驱动反力（同向附着力）、

制动系统的制动力（矩）路面的制动阻力（反向附着力）

路面的滚动摩擦阻力

2.受力分析

匀速行驶：

发动机的牵引力（矩）通过驱动车轮给路面一个向后的力量，路面即给车轮一个大小相同、方向相反的反作用力，称之为驱动反力。

驱动车轮在受驱动反力作用向前滚动的同时，所有车轮也受到路面的摩擦阻力（与车辆行驶方向相反），驱动反力和摩擦阻力相平衡，车辆匀速行驶。

加速行驶：

驱动反力大于摩擦阻力，车辆合力方向向前，车辆加速行驶。

注意：

路面的驱动反力与发动机的牵引力（矩）是一对作用力和反作用力，因此要使驱动反力增大，发动机的牵引力（矩）必须增大。

——解释了为什么加速时要踩下加速踏板。

但路面所能提供的最大驱动反力是受驱动轮压力和接触面摩擦系数（即路面状况）共同决定的，故当发动机牵引力（矩）增大到一定程度后，超过了当时路面的最大驱动反力，驱动轮将发生空转。

——解释了赛车在急加速起步状态下驱动轮容易发生空转，或者是车辆驱动轮陷入泥泞后，驱动轮发生空转，车辆无法行进的现象。

减速行驶：

驱动反力小于摩擦阻力，车辆合力方向向后，车辆减速行驶。

第一种情况：

中断发动机的功率输出，利用路面滚动摩擦阻力降低车速——高速溜车。

第二种情况：

利用制动系对车轮施加制动力（矩），限制车轮相对于路面转动。

车轮给路面一个向前的力量，同时车轮获得路面的一个大小相等、方向相反的制动阻力，加上车轮的滚动阻力，促使车辆减速。

由于制动阻力较大，减速效果很明显，俗称“刹车力”。

注意：

路面的制动阻力与制动系施加的制动力（矩）是一对作用力和反作用力，因此要获得大的制动阻力，制动力（矩）就要大——解释了为什么急刹车时要用力踩下制动踏板。

但路面所能提供的最大制动阻力是受车轮压力和接触面摩擦系数（即路面状况）共同决定的，故当制动力（矩）增大到一定程度后，可能会超过了当时路面所能提供的最大制动阻力，出现车轮抱死，车胎在路面拖滑的现象。

这样不仅不能迅速降低车速，还将引发一系列危害行驶安全的情况，例如失去转向能力、甩尾、侧滑现象。

故目前较先进的车辆采用了电子控制制动防抱死系统，俗称“ABS”。

制动器概述

一、功用：

根据需要使汽车减速、在最短时间内停车或驻车，以保证下坡速度的稳定性和行车的安全。

二、制动装置的组成和类型

1.组成

供能装置、控制装置、传动装置和制动器

2、分类：

1）按作用不同分：

行车制动系统：

用以使行驶中的汽车降低速度甚至停车的制动系统称为行车制动系统；

驻车制动系统、用以使已停驶的汽车驻留原地不动的制动系统则称为驻车制动系统；

第二制动系统：

在行车制动系统失效的情况下，保证汽车仍能实现减速或停车的制动系统称为应急制动系统；

辅助制动系统：

在行车过程中，辅助行车制动系统降低车速或保持车速稳定，但不能将车辆紧急制停的制动系统称为辅助制动系统。

上述各制动系统中，行车制动系统和驻车制动系统是每一辆汽车都必须具备的。

2）按制动的动力源分：

人力式：

依靠人力作用于制动踏板或手柄作为制动力。

分为液压和机械。

动力式：

利用发动机动力作为制动力，并受驾驶员控制，分为气压式、真空液压式、空气液压式。

三、工作原理（画图简单讲解）

四、对制动器的要求

1.具备良好的制动性能：

制动距离短；制动减速度大；

2.制动平顺性：

制动力能平稳的增加无突变，能迅速解除。

3.制动的稳定性：

各轮制动力分配合理，不抱死、不跑偏，不甩尾。

4.制动的抗衰退性：

在高温、湿润条件下仍能保持良好的制动性能。

5.操纵轻便，反应灵敏：

操纵力不应过大，制动行程不应过长。

完善的制动系统包括制动力调节分配装置、故障报警装置、压力保护装置和防抱死装置等。

2制动器

车轮制动器

根据制动摩擦副中的旋转元件分类：

鼓式制动器和钳盘式制动器

一、鼓式制动器

鼓式制动器基本特点：

摩擦副和接触部件：

制动鼓，内张双蹄，

制动蹄固定和内张装置：

支撑销和制动轮缸、蹄复位装置：

拉伸弹簧

根据制动时两制动蹄对制动鼓作用的径向力是否平衡，可分三种：

1.简单非平衡式制动器

领从蹄式制动器：

在制动鼓正向旋转和反向旋转时，都有一个领蹄和一个从蹄的制动器称为领从蹄式制动器。

制动蹄的支承形式

制动助势和制动减势

2.平衡式制动器

双领蹄式制动器：

在制动鼓前进旋转时，两蹄均为领蹄的制动器称为双领蹄式制动器。

双向双领蹄式制动器：

无论是前进制动还是倒车制动，两制动蹄都是领蹄的制动器称为双向双领蹄式制动器。

双从蹄式制动器：

前进制动时两制动蹄均为从蹄的制动器称为双从蹄式制动器，

小结：

制动器的分类和结构

第二十三讲：

汽车制动系统

教学目标与要求了解钳盘式制动器和凸轮式制动器结构和工作原理

授课时数2

教学重点了解钳盘式制动器和凸轮式制动器结构和工作原理；

教学内容及过程

制动器

自动增力式制动器。

也是属于平衡式

1）单向自增力式制动器

2）双向自增力式制动器

制动的促动装置：

液压制动轮缸或者促动凸轮，或楔形制动器

鼓式制动器小结

就制动效能而言，在基本结构参数和轮缸工作压力相同的条件下，自增力式制动器由于对摩擦助势作用利用得最为充分而居首位，以下依次为双领蹄式、领从蹄式、双从蹄式。

但蹄鼓之间的摩擦系数本身是一个不稳定的因素，随制动鼓和摩擦片的材料、温度和表面状况（如是否沾水、沾油，是否有烧结现象等）的不同可在很大范围内变化。

自增力式制动器的效能对摩擦系数的依赖性最大，因而其效能的热稳定性最差。

在制动过程中，自增力式制动器制动力矩的增长在某些情况下显得过于急速。

双向自增力式制动器多用于轿车后轮，原因之一是便于兼充驻车制动器。

单向自增力式制动器只用于中、轻型汽车的前轮，因倒车制动时对前轮制动器效能的要求不高。

双从蹄式制动器的制动效能虽然最低，但却具有最良好的效能稳定性，因而还是有少数华贵轿车为保证制动可靠性而采用（例如英国女王牌轿车）。

领从蹄制动器发展较早，其效能及效能稳定性均居于中游，且有结构较简单等优点，故目前仍相当广泛地用于各种汽车。

2、凸轮式车轮制动器（领从蹄式）

1）构造

在简单讲解各零件的结构特点

2）画图讲解凸轮张开制动器的工作原理和结构特点

3）制动器间隙的调整装置

局部调整：

调制动调整臂改变凸轮轴的初始角位置

全部调整：

（1）上端间隙：

调整臂体下腔的蜗轮蜗杆机构来改变制动凸轮的原始位置

（2）下端间隙：

调整偏心支撑销

二、钳盘式制动器

盘式制动器摩擦副中的旋转元件是以端面工作的金属圆盘，被称为制动盘。

其固定元件则有着多种结构型式，大体上可分为两类。

一类是工作面积不大的摩擦块与其金属背板组成的制动块，每个制动器中有2～4个。

这些制动块及其促动装置都装在横跨制动盘两侧的夹钳形支架中，总称为制动钳。

这种由制动盘和制动钳组成的制动器称为钳盘式制动器。

另一类固定元件的金属背板和摩擦片也呈圆盘形，制动盘的全部工作面可同时与摩擦片接触，这种制动器称为全盘式制动器。

钳盘式制动器过去只用作中央制动器，但目前则愈来愈多地被各级轿车和货车用作车轮制动器。

全盘式制动器只有少数汽车（主要是重型汽车）采用为车轮制动器。

钳盘式制动器又可分为定钳盘式和浮钳盘式两类。

1.固定式制动钳

画图讲解

2.浮动式制动钳

画图讲解

3、制动块磨损报警装置

4.盘式制动器的特点

盘式制动器与鼓式制动器相比，有以下优点：

1）一般无摩擦助势作用，因而制动器效能受摩擦系数的影响较小，即效能较稳定；

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；

2）在输出制动力矩相同的情况下，尺寸和质量一般较小；

3）制动盘沿厚度方向的热膨胀量极小，不会象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；

4）较容易实现间隙自动调整，其他保养修理作业也较简便。

5）对于钳盘式制动器而言，因为制动盘外露，还有散热良好的优点。

盘式制动器不足之处是：

1）一般无摩擦助势作用，效能较低，故用于液压制动系统时所需制动促动管路压力较高，一般要用伺服装置。

2）防污性能差，制动块摩擦面积小，磨损较快

目前，盘式制动器已广泛应用于轿车，但除了在一些高性能轿车上用于全部车轮以外，大都只用作前轮制动器，而与后轮的鼓式制动器配合，以期汽车有较高的制动时的方向稳定性。

在货车上，盘式制动器也有采用，但离普及还有相当距离。

小结：

盘式制动器的结构特点和特点

第二十四讲：

汽车制动器

教学目标与要求了解驻车制动器结构和工作原理；

授课时数2

教学重点了解驻车制动器结构和工作原理；

教学内容及过程

三、驻车制动器

功用：

停驶后防止滑溜

坡道起步

行车制动失效后进行紧急制动

类型：

1）中央制动器：

制动器安装在传动轴上，通过传动部件抑制车轮转动，称为中央制动器；

2）车轮式制动器（复合式制动器）：

行车制动装置的车轮制动器共用一套制动器，结构简单紧凑，已在轿车上得到普遍应用。

一、蹄鼓式中央制动器

1、自动增力式中央制动器

1）构造

拆装时讲解其结构特点

2）工作原理

画图讲解自动增力式中央制动器的工作原理和结构特点

2、凸轮张开式中央制动器

1）画图讲解凸轮张开式中央制动器的工作原理和结构特点

2）制动器间隙的调整：

不制动，调拉杆上的调整螺母，拧进变小，反之增大。

二、车轮式制动器驻车制动器

1、凸轮促动式驻车制动装置

画图讲解凸轮促动式驻车制动器的工作原理和结构特点

2、钢球式促动式驻车制动装置

画图讲解钢球式促动式驻车制动器的工作原理和结构特点

小结：

1、复习

2、蹄鼓式中央制动器的结构特点和工作原理

3、车轮式制动器驻车制动器的结构特点和工作原理

第二十五讲：

制动供能、控制和传动机构

教学目标与要求了解液压制动传动装置组成：

了解液压制动传动装置各组成的基本结构和工作原理

授课时数2

教学重点液压制动传动装置各组成的基本结构和工作原理

教学内容及过程

3制动供能、控制和传动机构

一、人力制动系

1、人力机械式制动系

2、人力液压式制动系

1）液压制动传动装置的基本原理和组成

画图讲解其动力传递路线

特点：

利用彼此独立的双腔制动主缸，分别控制两桥的制动器，其中一套管路失效时，另一套依然起作用。

液压双管路的布置形式

（1）两桥制动器彼此独立方案——适用于前后桥载荷分布均匀，制动时轴菏转移量小，且发动机前置，后轮驱动的车辆。

（2）一个制动器两个轮缸彼此独立方案——适用于具有车轮制动器上有两个轮缸的车辆。

（3）前后轮制动器对角彼此独立方案——广泛适用于单轮缸车辆。

2）主要部件的结构

（1）制动主缸

作用：

将踏板输入的机械能转换成液压能

工作情况:

分6种情况

不制动时

制动时

维持制动时

缓慢放松制动时

迅速放松制动时

放松制动踏板后

复合式单向阀的结构形式——具有回油和出油的双向功能

典型的双腔制动主缸结构和工作情况——串联式

构造：

画图讲解

工作情况：

正常状态制动时

若前桥管路损坏漏油时

若后桥管路损坏漏油时

其它典型双腔制动主缸的结构特点介绍

1）具有矩形可动密封圈的双腔主缸

2）在前活塞上装置阀门的结构

（2）制动轮缸

结构特点：

单活塞式和双活塞式

3、制动液

（1）制动液使用要求

（2）制动液的标准

（3）制动液的选用

小结：

1、复习

2、液压制动传动装置的基本原理

3、典型的双腔制动主缸液压制动传动装置的基本原理

第二十六讲：

制动供能、控制和传动机构

教学目标与要求了解气压制动传动装置组成：

了解气压制动传动装置各组成的基本结构和工作原理

授课时数2

教学重点气压制动传动装置各组成的基本结构和工作原理

教学内容及过程

3制动供能、控制和传动机构

三、动力制动系（气压动力制动传动装置）

以发动机的动力驱动空气压缩机作为制动器制动的唯一能源，而驾驶员的体力仅作为控制能源的制动系统称之为气压制动系统。

一般装载质量在8000kg以上的载货汽车和大客车都使用这种制动装置。

工作原理：

利用压缩气体作力源的动力制动装置，驾驶员只须控制制动踏板的行程，可控制制动气压的大小来获得所需要的制动力。

1、气压制动系统

1）气压制动回路

（1）气压制动传动装置的基本组成和工作原理

基本组成

气源部分和控制部分

画图讲解

（2）典型双管路气压制动装置的组成和管路布置

特点：

利用一个双腔（或三腔）制动控制阀，二到三个储气筒，组成两套或三套彼此独立的管路，分别控制两桥或三桥的制动器。

CA1920型气压制动传动装置

画图讲解

2）气压制动传动装置中主要总成的结构和工作情况

（1）空压机

多为空冷往复活塞式，由发动机通过皮带或齿轮来驱动

结构和工作原理画图讲解

补充内容：

1、防冻泵

作用：

避免水蒸气结冰

画图讲解其结构特点和工作原理

2、双管路保险阀

作用：

保证多管路充气系统中某一管路损坏时，其他管路仍能继续充气，使汽车能长时间的低速安全行驶

画图讲解其结构特点和工作原理

小结：

1、复习

2、气压制动传动装置的基本组成和工作原理

3、气压制动传动装置中主要总成的结构和工作情况

第二十七讲：

制动供能、控制和传动机构

教学目标与要求了解调压器、制动控制阀的基本结构和工作原理

授课时数2

教学重点调压器、制动控制阀的基本结构和工作原理

教学内容及过程

3制动供能、控制和传动机构

调压器

作用：

调节供气管路中压缩气体的压力，使之保持在规定的压力范围内

1）与储气筒并联的调压器

画图讲解其结构特点和工作原理

2）与储气筒串联的组合式调压器

画图讲解其结构特点和工作原理

制动控制阀

作用：

控制储气筒进入制动气室和挂车制动控制阀的压缩空气量

单管路单腔式制动控制阀

画图讲解其结构特点

工作原理：

A、制动时

B、维持制动时

C、继续踩踏板时

D、稍松踏板时

E、踏板踩到底时

F、放松制动时

制动控制阀的调整内容和部位

A、制动踏板自由行程的调整

过大时，有效行程减小，制动迟缓；反之，制动解除时间过长。

调整螺钉2来调整。

B、最大工作气压的调整

过小时，制动效果差；反之使车轮过早抱死。

调整螺钉3来调整。

C、最低工作气压的调整

不能过大，引起初压力过高，制动粗暴。

调平衡弹簧的预紧力

双管路双腔串联式制动控制阀

画图讲解其结构特点和工作原理

制动控制阀的调整内容和部位：

上活塞芯管与上阀门间的排气间隙，调整螺钉17来调整。

并联膜片式制动控制阀

画图讲解其结构特点和工作原理

制动控制阀的调整内容和部位：

上活塞芯管与上阀门间的排气间隙，调整螺钉17来调整。

小结：

1、复习

2、调压器工作原理

3、制动控制阀结构和工作情况

第二十八讲：

制动供能、控制和传动机构

教学目标与要求了解制动气室、气顶液制动系的基本结构和工作原理

授课时数2

教学重点制动气室、气顶液制动系的基本结构和工作原理

教学内容及过程

制动气室

作用：

将压缩空气的压力转变为转动制动凸轮的机械力

类型：

机械式和膜片式

1）膜片式

画图讲解其结构特点和工作原理

特点：

推杆的有效行程较小，当大于40毫米时需及时调小踢鼓间隙

2）机械式

画图讲解其结构特点和工作原理

点：

活塞行程大，推力不变，寿命较长。

但当外壳碰撞变形时，活塞易卡住。

1、行车制动继动阀（加速阀或快放阀）

作用：

缩短制动时充气和放气的时间

画图讲解其结构特点和工作原理

2、驻车制动继动阀

画图讲解其结构特点和工作原理

3、双通单向阀

画图讲解其特点和工作原理

小结：

制动气室工作原理

第二十九讲：

制动供能、控制和传动机构

教学目标与要求了解制动力分配调节装置的基本结构和工作原理

授课时数2

教学重点制动力分配调节装置的基本结构和工作原理

教学内容及过程

4制动力分配调节装置

一、最佳制动状况

1、同步滑移条件

前后轮制动力之比等于前后轮对路面的垂直载荷之比

2、理想的前后轮制动力分配

画图讲解

二、限压阀和比例阀

1、限压阀

特点：

串联在制动主缸和后轮制动器的管路之间。

作用：

防止后轮抱死。

结构

2、比例阀

画图讲解结构特点和工作原理

三、感载阀

液压式感载比例阀

特点：

作用于活塞的轴向力是可变的，汽车可利用轴载的变化使车身与车桥的距离变化来改变弹簧的预紧力。

画图讲解结构特点和工作原理

四、惯性阀

1、惯性限压阀

画图讲解结构特点和工作原理

2、惯性比例阀

画图讲解结构特点和工作原理

3、组合阀

节流、报警、比例分配三功能复合阀

1.节流阀=滞后阀

作用、构造、工作情况

2.报警阀=压差阀

构造、工作情况

3.比例阀

构造、工作情况

小结：

各种制动力分配调节装置的基本结构和工作原理

第三十讲：

司服制动系

教学目标与要求了解司服制动系基本结构和工作原理

授课时数2

教学重点司服制动系的基本结构和工作原理

教学内容及过程

二、司服制动系

作用：

兼用人体和发动机作为制动能源，在正常情况下，制动能量大部分由动力司服制动系统提供，可以减轻驾驶员施加在制动踏板上的力，增加车轮制动力，使操纵轻便、制动可靠，在司服制动系统失效时，司服制动系变成人力制动系。

类型：

增压式和助力式

1、真空增压液压制动传动装置

1）组成：

辅助缸:

把低压油变成高压油

真空加力器室：

把进气管（真空筒）产生的真空度与大气压力的压力差变成机械推力

控制阀：

控制加力器室起作用的随动控制机构

2）构造

画图讲解其结构特点

3）工作原理

画图讲解其工作原理

真空助力器的工作特性

指真空助力器的推力随踏板力成正比的变化

检验真空助力器的办法：

发动机熄火时，将踏板踩到低，启动发动机，踏板有下降感，助力器良好，如连续踩踏板几次，踏板有上升感，说明主缸良好。

2、真空助力器液压制动传动装置

就下图简单讲解其结构特点和工作原理

小结：

司服制动系的基本结构和工作原理