汽车底盘构造与维修第四章制动系统

制动系统第一节制动系统概述第二节盘式制动器第三节鼓式制动器第四节制动助力系统第五节防抱死制动系统第一节制动系统概述1.汽车制动系统概述2.汽车制动系的组成1.汽车制动系统概述实现让行驶中的汽车减速甚至停车，或使已经停下来的汽车保持不动，都称为汽车制动。实现汽车制动功能的一系列专门装置称为汽车制动系。汽车行驶的安全性，在很大程度上取决于汽车制动装置工作的可靠性。汽车制动系的分类：按功能分按制动能源分按制动能量传输方式分按制动回路分按功能分：行车制动系——使行驶中的汽车减速或停车驻车制动系——使汽车停在各种路面驻留原地不动应急制动系——行车制动系失效后使用的制动系辅助制动系——增设的制动装置，以适应山区行驶及殊用途汽车需要按制动能源分：人力制动系——以人力为惟一能源动力制动系——以发动机动力转化为液压或气压制动伺服制动系——兼用人力和发动机动力制动按制动能量传输方式分：机械系——以机械传输制动能量液压系——以液压传输制动能量气压系——以气压传输制动能量电磁系——以电磁力传输制动能量组合系——多种传输制动能量综合按制动回路分：单回路——全车制动用一条制动回路双回路——全车制动用两条制动回路2.汽车制动系的组成（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。其中，产生制动能量的部分称为制动能源。人的肌体亦可作为制动能源。（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。（3）传动装置包括将制动能量传输到制动器的各个部件。（4）制动器是产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力（制动力）的部件，其中也包括辅助制动系中的缓速装置。较为完善的制动系还具有制动力调节装置、报警装置、压力保护装置等附加装置。第二节盘式制动器现代汽车中前轮大部份采用了盘式制动器，不过在高级轿车中前后轮都采用了盘式制动器，盘式制动器见图5-2-1所示。图5-2-1盘式制动器一、盘式制动器工作原理很多汽车同时使用盘式制动器和鼓式制动器，盘式制动器用于前轮上，而鼓式制动器用于后轮，盘式制动器相当于某种自行车刹车。摩擦力由制动片产生（如图5-2-2所示），这些制动片被挤压和夹紧到制动盘上，制动盘安装在车轮上。制动盘为铸造件，对它的两侧进行机加工。制动片附在金属板上，金属板由液压系统中的活塞推动。1.制动钳的工作原理2.制动摩擦片3.制动液与液压原理4.制动主缸与工作原理5.双缸式制动主缸工作原理6.制动管路的分配盘式制动器采用两个制动片和一个制动盘来产生使车辆制动所必要的摩擦力图5-2-21.制动钳的工作原理盘式制动系统的活塞安装在制动钳里或固定在制动钳上，制动钳不转动，因为它与汽车底盘相连接。制动钳由液压活塞、缸体、密封圈、弹簧以及用来产生活塞与制动片推动力的液压油通道。制动片垂直作用于转动的制动盘上（如图5-2-3所示），与鼓式制动器不同，盘式制动没有自增力作用，也就是说，盘式制动需要比鼓式制动更大的作用力才能达到同样的制动效果。因此，盘式制动通常应用于助力制动系。（1）固定制动钳装置（2）浮动制动钳装置图5-2-3盘式制动器上，制动片垂直作用在制动盘上（1）固定制动钳装置制动钳装置有两种类型——固定制动钳和浮动制动钳装置。固定制动钳总成直接安装在车架或转向节上，每个制动片由一个活塞推动，如下图为固定制动钳装置。图5-2-4固定钳式示意图注：固定制动钳保持静止，系统中有两个活塞，制动片移动并产生摩擦。（2）浮动制动钳装置在浮动制动钳装置中，制动钳的壳体被允许在支架上轻微滑动。只有一侧有活塞，另一侧只有一个摩擦制动片。当制动时，缸内液压力推动活塞，整个制动钳壳体在相对的位置上自由滑动。当制动片与旋转的制动盘接触，有活塞的制动片上的作用力等于另一侧制动片（没有活塞）上的作用力。浮动制动钳装置如图5-2-5所示。注：浮动制动钳能在安装轴上轻微滑动，系统中只有一个活塞。图5-2-5浮动钳式示意图2.制动摩擦片制动摩擦片也有多种类型，一般来说，制动摩擦片是由钢板及其粘贴或铆接在其上的摩擦材料构成。图中给出了一副典型的制动摩擦片，可以看到金属底板和摩擦材料。这是一副典型的外侧制动摩擦片和内侧制动摩擦片。由于石棉有着很好的摩擦和长时间不用维修的特性，所以在过去被用作摩擦材料。然而，由于它对健康有着极其严重的危害，它的使用急剧下降，甚至它已经从多数的摩擦材料中被排除了。现在常用的盘式制动器摩擦片材料基本为机物，半金属，金属和人工合成材料。3.制动液与液压原理制动液制动液在制动系统中起着非常重要的作用，制动液的液压把驾驶员脚的移动传递到每个制动器的轮缸和活塞。制动液不可压缩，而气体是可压缩的。如图5-2-7所示，制动液压系统中的任何气体都是随着压力的增加可压缩的，它将减小所能传递的压力。所以保持液压系统中没有任何气体是非常重要的。为了达到目的，气体必须从制动系统中排除，这个过程叫制动系统的排汽。图5-2-7气体压缩性能液压原理汽车的制动系统采用液压来把驾驶员的踏板力化为车轮对地面的摩擦力。如图5-2-8，当踩下制动踏板时，制动主缸上就会产生一个压力，这个压力将通过液压管路传递到各个轮缸上，由液压原理可知此时系统的各处压力相等。图5-2-8液压原理4.制动主缸与工作原理制动主缸的工作原理制动主缸的主要作用是将制动踏板产生的机械力转化成液压力，液压系统的主要部件如图5-2-9，制动主缸有多种类型，但基本的工作原理是一致的，主要部件包括：·推杆，它的移动受驾驶员脚的控制。·活塞，用于产生制动压力。·第一，第二活塞皮碗，起制动压力密封作用。·回位弹簧，制动后使踏板回复到原来的位置。·补偿油孔和旁通油孔，增大液体流动的速度。图5-2-9制动主缸结构活塞向前推进行程当驾驶员踩下制动踏板，推杆和活塞向左移动，如图5-2-10所示，在这一过程中当第一活塞皮碗通过补偿油孔后时，活塞左腔的液压开始增加，活塞右腔产生负压，它使制动液从储油室中通过旁通油孔吸入到活塞右腔，从而补偿压力差，避免产生负压。当制动蹄或制动片在制动过程中磨损后，也需要从储油室为液压系统补充油液。储油室存储的油液在必要时为液压系统供给补充油液。注：推杆通过补偿油孔后，产生液压力，液压力被传送到各个轮缸。图5-2-10活塞推进行程示意图活塞回位行程回位行程即是制动踏板回到初始位置。在这一个过程中，回位弹簧将活塞推回到原来的位置，活塞的左腔产生一定的负压，如图5-2-11。活塞回位的速度比制动管路液体流动的速度快，这时如果驾驶员突然再次制动，将没有足够的液压油保证准确的制动。为了避免这种情况发生，在活塞回位的过程中，制动主缸中的液压油必须能从第一活塞皮碗的右侧流到左侧。图5-2-11活塞回位行程示意图第一活塞皮碗的形状使上述过程得以实现。如图5-2-12为活塞回位时向右移动的情况，一定量的油液流过第一活塞皮碗的周围，这是因为活塞左侧出现了负压。这时活塞可以看作是一个单向阀。注：回位行程的活塞被推动的过程，少量的制动液流过第一活塞皮碗以使压力平衡。图5-2-12同位行程中的压力平衡图5-2-13第一活塞制动液的补偿有了上述过程，活塞，推杆以及制动踏板就能快速回位，以快速完成制动过程。为了补偿流到活塞左侧的制动液流，一定量的制动液从储液室里被吸到第一活塞皮碗的右侧，如图5-2-13。注：第一活塞右侧的空间需要从旁通油孔输入补偿的制动液。5.双缸式制动主缸工作原理双缸制动主缸即是在一个主缸内有两个独立分开的油缸。当其中一个油缸失效时，另一个油缸仍能继续工作。如图5-2-14，为一个典型的双缸制动主缸的结构。其中一个油缸用于前轮制动器，另一个油缸用于后轮制动器。值得注意的是该系统中旁通孔的作用相当于补偿油孔。除了两个油缸的压力是独立形成的外，双缸制动主缸的工作原理和前面所描述的单缸结构的工作原理相同。第一油缸由制动踏板的推杆施压，第二油缸通过两个缸体之间弹簧和第一油缸形成的液压来施压。这种系统也称为串联主缸。注：双缸式制动主缸分别有两个活塞来产生压力，如果其中一油缸失效，另一油缸仍能使车辆制动。图5-2-14双缸式制动气缸示意图6.制动管路的分配制动系统常用的一种布置形式是采用对角线布置。在这种对角线布置的制动系统中，右前轮和左后轮上的制动器联接在一个制动主缸上，左前轮和右后轮上的制动器联接在另一个制动主缸上。这种布置方式的目的是：在一个制动主缸失效时，仍能确保对其中一个前轮和一个后轮制动器进行制动。二、盘式制动器的检修1.制动钳及活塞的检修2.滑动销钉、销钉螺栓和销钉防尘套的检修3.制动盘的检修4.刹车片的检修与更换5.组装1.制动钳及活塞的检修（1）检查缸体内表面是否有划伤腐蚀磨损损坏或出现异物，如果出现任何上述情况应更换缸体。（2）腐蚀及异物所造成的小损伤可用细金刚砂纸打磨内表面来消除，必要时更换缸体。（3）检查活塞是否划伤腐蚀磨损损坏或出现异物，如果出现上述任何一种情况应更换活塞。注意：如果活塞滑动表面有电镀层，即使表面已腐蚀或粘有异物也不要用金刚砂纸打磨2.滑动销钉、销钉螺栓和销钉防尘套的检修（1）检查缸体内表面是否有划伤腐蚀磨损损坏或出现异物，如果出现任何上述情况应更换缸体。（2）腐蚀及异物所造成的小损伤可用细金刚砂纸打磨内表面来消除，必要时更换缸体。（3）检查活塞是否划伤腐蚀磨损损坏或出现异物，如果出现上述任何一种情况应更换活塞。注意：如果活塞滑动表面有电镀层，即使表面已腐蚀或粘有异物也不要用金刚砂纸打磨3.制动盘的检修（1）检查制动盘摩擦面是否有粗糙裂纹或剥落。（2）使用百分表测量其端面跳动量。至少使用两个螺母将制动盘紧固在轮毂上，测量前确认车轮轴承轴向间隙应在规定值以内，其最大跳动量应为0.07mm（0.0028in）。若跳动量超出规定可用就车式制动盘车床车削制动盘。4.刹车片的检修与更换拆下总泵储液罐盖，拆下销钉螺栓，向上打开缸体然后将刹车片保持架及内外衬片一同拆下，使用真空吸尘器清洁刹车片以将空气中微粒及其它物质造成的损害降低到最低限度。注意：（1）在缸体拆开的情况下不要踏下制动踏板，否则活塞会被弹出。（2）注意不要损坏活塞防尘套或将机油弄到制动盘上，每次更换刹车片时都要更换衬片。（3）若衬片生锈或橡胶层剥落应以新衬片更换。（4）除非解体或更换制动钳总成否则不要拆卸连接螺栓，在这种情况下可用绳索吊住缸体以免拉伸制动软管。（5）表面修整、更换制动鼓或制动盘后，更换刹车片后，或在行驶很少里程就出现制动发软时，都应磨合制动结合面。5.组装（1）将活塞密封圈嵌入缸体槽内。（2）将防尘套一端装在活塞上并将另一端压入缸体上的槽内然后安装活塞。（3）正确装好活塞防尘罩。（4）可靠地将制动软管安装到制动钳上。（5）装上其它零件并拧紧所有螺栓。三、液压制动传动装置零件的检修1.主缸的检修2.主缸装配的注意事项3.轮缸的检修4.主缸、轮缸效能试验1.主缸的检修（1）检查缸筒内壁工作面磨损状况：工作面上不允许有麻点和划痕，若圆柱度误差大于0.025mm，或缸筒内壁磨损大于0.12mm，或泵筒与活塞配合间隙大于0.15mm时，应更换新件或镶套修复。镶套时，套的材料应选用灰铸铁，压入时，两接触表面可涂一层环氧树脂或白漆。压入后，镗削至标准尺寸，选配标准活塞。（2）当检查活塞与缸筒配合间隙过大时，如果是由于活塞磨损过多而造成的，只需要换活塞即可。（3）检查缸筒内壁上的锈蚀、麻点，如果不在皮碗行程内时，允许继续使用。（4）检查缸体，不得有任何性质的裂纹、缸口、破损等损伤。轻微者应予焊修，严重者应予更换。（5）检查活塞上的星形阀是否松脱、破裂，否则重铆或更换。（6）检查出、回油阀门是否失效，皮碗、密封圈是否发胀、变形、破损，防尘罩损坏时，一律更换新件。（7）检查主缸、轮缸回位弹簧，应正直、弹力大，并按规定技术条件进行检验，不合要求时，一律更换。2.主缸装配的注意事项（1）主缸装配时，应特别注意清洁。装配前，所有零件应用制动液或酒精清洗干净。切不可用煤油或汽油清洗。（2）主缸装复后，用推杆推动活塞数次，检查其运动和回位是否灵活自如，活塞是否能回到原位。然后再放松推杆，用一根细铁丝检查回油孔、补偿孔是否畅通，如果被皮碗封闭，