汽车概论课件

第四节制动系3-4-1概述一、制动系统的功用：使行驶中的汽车强制减速甚至停车；使下坡行驶的汽车速度保持稳定，以保证行车的安全；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。二、制动系统类型：(1)按制动系统的功用A、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B、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C、第二制动系统（应急制动系统）——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D、辅助制动系统——在下长坡时，防止行车制动器过热失效的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)按制动操纵能源A、人力制动系统——以驾驶员的肌体作为唯一制动能源的制动系统B、动力制动系统——完全靠由发动机的动力转化而成的气压或液压形式的势能进行制动的系统C、伺服制动系统（助力制动系统）——兼用人力和发动机动力进行制动的制动系统(3)按制动能量的传输方式制动系统可分为机械式、液压式、气压式、电磁式等。同时采用两种以上传能方式的制动系称为组合式制动系统。制动踏板制动主缸制动油管制动鼓制动轮缸摩擦片制动蹄支承销回位弹簧三、制动系的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。可用右图所示的一种简单的液压制动系统示意图来说明制动系统的工作原理。一个以内圆面为工作表面的金属制动鼓固定在车轮轮毂上，随车轮一同旋转。在固定不动的制动底板上，有两个支承销，支承着两个弧形制动蹄的下端。制动蹄的外圆面上装有摩擦片。制动底板上还装有液压制动轮缸，用油管与装在车架上的液压制动主缸相连通。主缸中的活塞可由驾驶员通过制动踏板机构来操纵。工作原理演示当驾驶员踏下制动踏板，使活塞压缩制动液时轮缸活塞在液压的作用下将制动蹄片压向制动鼓，使制动鼓减小转动速度或保持不动。四、对制动系性能的要求：1、良好的制动性能2、操纵轻便3、制动稳定性好4、制动平顺性好5、制动器散热好3-4-2液压制动系一、液压制动回路结构：后轮制动器前轮制动器油管前制动轮缸后制动轮缸制动主缸液压式双管路传动装置的布置形式性能：当其中一套管路损坏时，另一套仍可以正常工作，保证汽车制动系的工作可靠性。1、两桥制动器独立制动当一套管路失效时，另一套管路仍能保持一定的制动效能。制动效能低于正常时的50％。制动主缸前后制动器对角独立制动一套管路失效时，另一套管路使对角制动器保持一定的制动效能，为正常时的50％。制动主缸同一制动器两个轮缸独立制动制动主缸当一套管路失效时，另一套管路仍能使前、后制动器保持一定的制动效能。制动效能为正常时的50％。二、制动主缸：双腔制动主缸：活塞活塞出油阀出油阀与前腔连接的制动管路漏油时，则只能后腔中建立液压。此时前缸活塞迅速前移，后缸工作腔中液压升高到制动所需的值。与后腔连接的制动管路漏油时,先是后缸活塞前移,不能推动前缸活塞，在后缸活塞直接顶触前缸活塞时，前缸活塞前移，使前缸工作腔建立必要的液压而制动。三、制动轮缸：分双活塞式和单活塞式两类。四、真空助力器（略）组成：旋转部分：制动鼓固定部分：制动底板制动蹄张开机构：轮缸定位调整：调整凸轮偏心支承销分类：按运动形式分：内张型、外束型按促动装置分：轮缸式凸轮式楔式制动鼓制动底板制动轮缸调整凸轮偏心支承销一、鼓式制动器五、液压式车轮制动器鼓式制动器结构鼓式制动器常见类型(一)轮缸式制动器：1、领从蹄式制动器领蹄（增势蹄）从蹄（减势蹄）制动轮缸2、双领蹄式制动器制动轮缸制动轮缸领蹄领蹄单向助势平衡式制动器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，图是其结构示意图器。倒车制动时，摩擦力矩的方向相反，每个制动蹄的支点和促动力作用点的位置都与前进制动时相反，其制动效能同前进制动时完全一样。3、双向双领蹄式制动器制动轮缸制动轮缸制动蹄制动蹄双向助势平衡式制动器4、双从蹄式制动器制动轮缸制动轮缸从蹄从蹄双从蹄式制动器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，其结构示意图见图。这种制动器与双领蹄式制动器结构很相似，二者的差异只在于固定元件与旋转元件的相对运动方向不同。具有良好的制动效能稳定性。双领蹄、双向双领蹄、双从蹄式制动器的固定元件布置都是中心对称的。如果间隙调整正确，则其制动鼓所受两蹄施加的两个法向合力能互相平衡，不会对轮毂轴承造成附加径向载荷。因此，这三种制动器都属于平衡式制动器。5、自增力式制动器单向自增力式制动器顶杆F2F1F2F1双向自增力式制动器轮缸式制动器的调整：1、手动调整装置：转动调整凸轮和带偏心轴颈的支承销。2、自动调整装置：（1）摩擦限位式间隙自调装置：Δ应等于在制动器间隙为设定的标准值是时，施行完全制动所需的轮缸活塞行程。原理：利用摩擦限位环与缸壁之间不可逆转的轴向相对位移补偿制动器的过量间隙。（2）楔块式间隙自调装置：（3）阶跃式间隙自调装置：二、盘式制动器结构：制动盘制动钳体一汽奥迪100轿车前轮制动器制动块活塞制动钳导向销金属背板与摩擦块组成分类：1、钳盘式制动器:a、定钳盘式制动器b、浮钳盘式制动器2、全盘式制动器应用：轿车、轻型货车1、定钳盘式制动器（固定式制动钳制动器）结构：活塞制动钳体制动块车桥进油口制动盘缺点：油缸多、结构复杂、制动钳尺寸大油路中的制动液受制动盘加热易汽化。（一）钳盘式制动器一些盘式制动器中装设专门的间隙自调装置，大多是摩擦限位一次调准式，如图所示。定钳盘式制动器缺点：1）、液压缸较多，使制动钳结构复杂。2）、液压缸分置于制动盘两侧，必须用跨越制动盘的钳内油道或外部油管来连通，使得制动钳的尺寸过大，难以安装在现代轿车的轮辋内。2、浮钳盘式制动器（浮动式制动钳制动器）结构：车桥导向销进油口活塞制动钳制动块制动盘浮钳盘式制动器工作演示（二）全盘式制动器盘式制动器特点优点：1、制动效能稳定。2、浸水后制动效能降低较少。3、输出制动力矩相同情况下，尺寸和质量较小。4、制动盘沿厚度方向的热膨胀量小。5、较容易实现间隙自动调整，其他保养修理作业也较简单。缺点：1、制动效能差，导致液压制动管路中油压较高，一般要用伺服装置。2、兼用于驻车制动时，需要加装的驻车制动传动装置复杂，使后轮上应用受到限制。3-4-3气压制动系一、气压制动回路(略)1.凸轮式制动器:目前所有国产汽车和部分外国汽车的制动系统中，都采用凸轮促动的车轮制动器，而且大都设计成领从蹄式。凸轮促动的双向自增力式制动器只宜用做中央制动器。二、气压制动器凸轮式制动器2.楔式制动器:楔式制动器中两蹄的布置可以是领从蹄式也可以是双向双领蹄式。促动装置可以是机械式、液压式、气压式。3-4-4辅助制动系汽车在坡度较大的道路上长距离下坡行驶时，需要不断进行制动，以使车速不至过高。但频繁地使用行车制动，不仅会使制动器的摩擦片过度磨损，还会使制动器发生热衰退，出现刹车失灵的情况。若采用辅助制动系统，则能避免这种情况的发生。辅助制动系统能够降低车速或保持车速稳定，但不能将车辆紧急制停。辅助制动系中用以产生制动力矩对车辆起缓速作用的部件称为缓速器。可以采用下述方法对汽车进行缓速。（1）发动机缓速汽车在挂档前进时，对发动机停止供油，汽车通过驱动轮和传动系反带发动机曲轴继续旋转。这样，发动机就象空气压缩机那样，对汽车起到了缓速的作用。为了加强发动机这种缓速作用，可设法增加进气、排气、压缩等方面的阻力，如阻塞进气或排气通道，或改变进、排气门启闭时刻等。其中，比较常用的方法是在发动机排气管处设置排气阀。在需要缓速时，关闭排气阀，阻塞排气通道。该方法又称为排气缓速。（2）液力缓速液力缓速器的主要零件是固定叶轮和旋转叶轮，一般安装在变速器处。当汽车需要缓速时，汽车通过驱动桥和变速器等反带液力缓速器的旋转叶轮转动，固定叶轮通过流动的液体对旋转叶轮产生阻力矩，使汽车缓速。（3）电涡流缓速电涡流缓速器的主要元件是与汽车传动系相连的盘状（也有鼓状的）的金属转子和由若干个固定不动的电磁铁组成的定子。二者之间有很小的（0.5—1.5mm）间隙。当有电流通过定子的励线圈时，定子产生磁场。在磁场中旋转的转子内部便产生电涡流，这一电流在磁场中所受到的力是阻碍转子转动的，于是便能产生缓速作用。（4）牵引电机缓速当电力传动的汽车需要缓速时，可将牵引电动机改作发电机，把汽车的行驶动能转变为电能。（5）空气动力缓速在超高速行驶的汽车后面释放减速伞，以加大作用于汽车的空气阻力的办法使汽车缓速。3-4-5制动力调节装置作用：调节前后轮制动器的输入压力，以改变前后轮制动力的分配，尽可能的提高制动性。一、限压阀如图所示，限压阀的阀门平时在弹簧力的作用下保持开启。由主缸来的制动液(其压力等于前制动管路压力p1)输入限压阀，通过开启着的阀门输出至后制动轮缸。设输出压力为p2，则此时p1=p2。输入压力同时也作用在阀门活塞上。三、惯性阀（G阀）惯性阀：是一种用于液压系统的制动力自动调节装置。特点：调节作用起始点的控制压力值Ps取决于制动时作用于汽车重心上的惯性力。类型：惯性限压阀、惯性比例阀。二、感载比例阀（略）第六节防抱死制动系统与驱动防滑系统一、防抱死制动系统(一)、汽车防抱死装置（ABS）概述•车轮抱死产生的现象：1）当车轮抱死滑移时，制动距离延长，制动失灵2）若前轮先抱死，汽车失去转向能力3）若后轮先抱死，即使受到不大的侧向干扰力，汽车也将发生侧滑。•理想状态：车轮处于边滚边滑的滑转状态，车轮滑移率到15%—20%时，附着系数最大•目前在中高级轿车、大客车和重型车上装备了防抱死装置。1.ABS系统功用在制动过程中自动控制和调节制动力大小防止车轮抱死，消除侧滑、跑偏、丧失转向能力获得良好的制动性能、操纵性能和稳定性能2.类型机械液压式ABS（可靠性差，已不用）电子控制式ABS（现广泛应用）3.ABS系统优点增加了汽车制动时的稳定性缩短制动距离改善了轮胎的磨损状况使用方便，工作可靠（二）、ABS的组成及工作原理•主要由轮速传感器、压力调节器和电子控制单元（ECU）组成。1.结构速度传感器ECU制动压力调节器制动主缸蓄电池警告灯•传感器将信息信号传给ECU，ECU又将这些信号转换为控制信号传给压力调节器，三者共同协调工作防止车轮抱死。2.工作原理（三）、ABS系统的布置形式控制通道：能够独立进行制动压力调节的制动管路按控制通道数目分四通道三通道二通道单通道按控制形式分独立控制按高选原则一同控制按低选原则一同控制1、四通道ABS对应于双制动管路的H型(前后)或X型(对角)两种布置形式，四通道ABS也有两种布置形式•独立控制•最大程度地利用附着力•易制动跑偏•很少采用2、三通道ABS•四轮ABS大多采用，对两前轮的制动压力进行单独控制，对两后轮按低选原则一同控制•充分利用前轮附着力•制动距离短•方向稳定•广泛采用3、二通道ABS•前后制动管路各设一个制动压力调节器，分对两前轮和两后轮进行一同控制。两前轮可据附着条件进行高选和低选转换，两后轮则按低选原则一同控制•前驱汽车，后轮制动力小•后驱汽车，后轮易抱死•方向稳定差•很少采用4、单通道ABS•后制动管路设一个制动压力调节器，对后驱汽车只需安一个转速传感器。•对两后轮按低选原则一同控制•方向•结构简单、成本低•轻货车广泛应用•制动距离长•转向操作能力差（四）、转速传感器•功用是检测车轮的速度，并将速度信号输入ABS的电控单元。在车轮上的安装位置前轮后轮1.电磁式转速传感器•优点：结构简单、成本低•缺点：一是输出信号的幅值变化大；二是响应频率不高；三是抗电磁波干扰能力差齿圈极轴永磁体电缆凿式极轴柱式极轴2.霍尔转速传感器•优点：1）信号电压幅值不受转速的影响；2）频率响应高；3）抗电磁波干扰能力强。因此，广泛应用于ABS轮速检测齿圈霍尔元件磁体磁力线散，磁场弱磁力线集中，磁场强二、驱动防滑系统功用当车轮开始空转时，一方面制动驱动轮；另一方面关小节气门开度，降低发动机的输出扭矩，使传递到路面的扭矩减至一个适当值。使