汽车制动装置结构原理解析

汽车制动装置结构原理解析[来源：][作者：admin][日期：2010-3-1411:11:37][点击：39242次]摘要：简要分析了汽车制动装置结构原理。关键词：汽车制动系统；比例阀；ABS汽车制动系统主要由空气压缩机、贮气筒、制动阀、气压调节器、制动气室及车轮制动器等组成。气压制动系统工程在使用过程中，由于空压机工况不良、制动阀或调压器调整不当、输气管路泄漏或堵塞、车轮制动器陛能不良等，都会使气压制动系统的效能变差甚至完全丧失制动能力。为保证汽车制动性能可靠，在汽车的日常使用和维护过程中，应注意对气压制动系统工作状况的判断与检查井适时地进行各种必要的调整。目前，大部分汽车前、后制动器的自动力距都是十成定值的，这已不能满足人们对制动陛能越来越高的要求。因而，工程技术人员经过多年的努力，开发出各种制动力分配自动调节装置，使前、后制动管路工作压力比值随汽车制动过程中前、后轴垂直载荷的变化一同变化，包括纯机械液压式制动力分配调节装置，如比例阀、计量阀；机电液整体式制动力分配调节装置，如ABS防抱死制动系统等。1比例阀理想的前、后制动管路压力调节特性，它的变化规律与前、后轴垂直载荷的变化规簿是相似的。汽车不装制动力分配调节装置时，前、后制动管路压力之比永远为1，当采用了比例阀，虽不能完全满足理想特眭曲线的要求，但由于其造价低、结构简单、性能可靠、效果明显，仍广泛应用于轿车和载货汽车上，依其工作原理大致可分为如下三类。1．1液压非感载比例阀它串联于制动主缸与后缸之间的管路中，阶梯型柱塞阀门的上部与阀体滑动配合，借以作上下运动的导向；下部则与橡胶油封密封配合。不制动时，阀腔各处均无液压，阀门被弹簧推向上方，将阀座推靠到阀腔顶端的台肩上。由于阀座的上下端均有若干周向排列的凸起，分别与阀门和阀体接触，因此，阀门的凸缘离开阀座，上、下阀腔常通。制动时，主缸来制动液由进油口进入比例阀，再由出油日流向后制动缸，下腔液压等于主动液压。此后，若在提高主缸液压，阀门将在开启，但因上、下阀腔承压面积不等，尚未来得及搞到等于，阀门既有落座，上腔通道又被切断，如此反复。可以看出，通过轴向力平衡方程式推算的结果可知，在比例阀设计参数已确定的隋况下，向上的液压作用力与弹簧力成正比。由以上分析可知，比例阀实际为液压缓冲阀。主缸液压大于后制动分缸液压，这类比例阀适用于满载和空载时前、后轴垂直载荷相差不太大的车辆上，即满载与空载时的理想特性曲线比较接近。1-2液压感载比例阀如果满载与空载的理想特性曲线相差较大，上述比例阀的性能就不符合要求了。前面我们曾推算出分流点压强与弹簧力成正比的关系，因此只需使弹簧力与汽车实际装载质量成一定比例关系而变化，即可达到目的。这种感知汽车实际装载质量的变化，从而自动的相应改变特性的比例阀，称为感载比例阀。常见的有连杆式和G球式两种。121连杆式液压感载比例阀它本身的工作原理与液压非感载比例阀基本相似，阀体安装在车身上，拉力弹簧的一端经摇臂与后悬架横向稳定通过教练连接，另一端与杠杆相连。在不制动时，柱塞在拉力弹簧的预紧力作用下，通过杠杆推靠至最右端，阀门因其右端杆部顶触罗塞而开启，左、右阀腔相同。在制动时制动主缸液压进入，并通过阀门从出口流至后轮分缸，此时后轮缸油压等于主缸油压。由于柱塞右侧的承压面积大于左侧，柱塞将左移，直至共同升到某值，即分流点油压，阀门正好落座，隔绝左右阀腔。由于空载和满载时车身与后轮的垂直距离不同，弹簧的拉伸量使杠杆对柱塞的推力也不同，满载时增大，空载时则变小，这样，就可得到不同的分流，以满足不同荷载工况的要求。1．2．2G球式液压感载比例阀该比例阀因其阀总成内采用了一个钢质的大圆球而得名。钢球具有较大的惯性，装在阀体的顶端，球的前后移动量与车身后部的『顷斜程度有关。同时，由于制动强度不同，球向前的惯性撞击球阀的力量也不同。制动时，G球依惯性靠向球阀，球阀则通过弹簧的作用力来调节通向后制动分缸的油压，以达到前后制动力平衡的功效。1．2．3齿轮驱动的止回球式调速器阀结构原理某些新型的汽车自动变速器，使用一种由齿轮驱动的止回球式调速器阀来调节所输出的控制油压。这种调速器阀仍旧安装在自动变速器壳体的后延部分，并为自动变速器输出轴带动旋转。可以看出，止回球式调速器法由两个止回钢球、调速器轴、主重块、副重块、调速器重块销、副重块弹簧及油封环组成。当车辆停止时，凋速器阀不转动，由于重块不受旋转离心力的作用，所以止回球不落座，进入调速器阋油道的自动变速器油液完全被泄油孔泄掉，此时阀的输出油压为零。当调速器阀开始转动时，旋转离心力使两重块绕公用的重块销外甩，传至各自止回球的作用力使球部分落座，开始限制油液外泄并建立起一定的输出油压。随着工作转速的进一步提高，作用在止回球的力也进～步减小，调速器阀输出控制油压更趋提高，若调速器转速一定时，作用在止回球上的力也一定，因而对应一定的工作转速或车速，输出的调速器阀油压也为—定值。2汽车防滑电子控制系统以上介绍的几种制动力分配调节装置，都不可能真正傲到防止车轮抱死滑移，特别是在附着系数f艮，J、的路面上行驶，其效果更差。随着电子技术的发展，使电子控制制动防抱死系统的发展成为司能。汽车防滑控制系统最初只是在制动过程中防止车轮被制动抱死，避免车轮在路面上做纯滑移，提高汽车在制动过程中的方向稳定性和转向操纵能力，缩短制动距离，因此被称为制动防抱死系统，简称ABS。但由于对汽车陛能要求不断提高，防滑控制系统的功能i兰～步得到完善和扩展，不仅能够在制定过程中防止车轮发生抱死，而且能够在驱动过程中防止驱动车轮发生滑转，使驱动过程中的方向稳定陛、转向操作陛和加速性能等也都得到提高，这种在驱动过程中防止驱动车轮发生滑转的控制系统即成为驱动防滑转系统，简称ASR。2．1ABS的基本组成及工作过程ABS通常有车轮转速传感器、制动压力调节装置、电子控制装置和ABS警示装置等组成。在不同的ABS系统中，制动压力调节装置的结构形式和工作原理往往不同，ECU内部的结构和控制逻辑也不尽相同，制动开始时，电磁线圈未通电，球阀开启，来自储能器的油压将减压柱塞推下，顶开球阀，总泵与分泵相通，分泵油压上升，此时与普通液压制动系统的工作过程相同。随着分泵油压的升高，制动蹄片和制动鼓的摩擦力矩也增高，制动蹄片和制动鼓的摩擦力距也增高，当电子控制装置通过车轮转速传感器的反馈信号判断出车轮和即将抱死时，向电磁线圈发出电脉冲信号，产生电磁吸力，使铁芯和推杆向右移动，推动球阀关闭储能器的高压油道。2．2ASH的基本组成及工作过程ASR也被称为TCS或TRC。ASR能完全调节发动机的扭矩和作用于驱动车辆的驱动力矩及制动力矩，其作用是：在驱动过程中防止驱动轮发生滑移；在起步和加速时根据路隋况提供最佳的驱动力；在湿滑路面上提高车辆的稳定I生。驱动力距可以通过调节发动机的输出转矩、变速器的传动比、差速器锁紧系数等来实现，但目前采用调节变速器传动比和差速器锁紧系数的方式在ASR中尚较少见。调节发动机的输出转矩可以通过调节节气门开度、点火提前角、汽油喷射量以及中断汽油喷射和点火来实现。23ABS和ARS的比较ABS与ASR都是通过控制车轮的力矩而将车轮的滑移率控制在设定的理想范围内，以提高车轮附着力的利用率，从而缩短汽车的加速性能，改善汽车的行驶方向稳定性和转向操纵能力。ABS和ASH有很多将是相同的，如都要求系统具有快速反应能力，以适应车轮附着力的变化；都要求控制偏差尽可能达到最小，以避免汽车及传动系统的振动；都要求尽量减少调节过程中的能量消耗等等。