第二十一章汽车制动系

第二十一章汽车制动系本章内容：制动系的功用、分类与组成，鼓式和盘式制动器的结构形式、制动效能及制动间隙调整的结构措施，人力制动系、动力制动系和伺服制动系的结构型式和工作特点。本章重点：制动系的功用、分类与组成，鼓式和盘式制动器的结构形式、制动效能及制动间隙调整的结构措施。本章难点：领从蹄式制动器受力分析，浮动钳盘式制动器工作原理第一节概述一、功用使行驶中的汽车减速甚至停车．使下坡行驶的汽车的速度保持稳定，以及使已停驶的汽车保持不动。二、基本组成部分 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。 5. 其它附加装置制动力调节装置、报警装置、压力保护装置三、分类 1.按作用分行车制动系统：使行驶中的汽车减速或停止的制动系统。驻车制动系统：使停止的汽车在原地驻留的制动系统。第二制动系统：在行车制动失效时，使汽车减速、停车的系统。辅助制动系统：汽车下长坡时稳定车速的制动系统。 2.按能源分人力制动系统：以驾驶员的体力为输入能源的制动系统。动力制动系统：靠发动机的动力转化而成的气压或液压能进行制动的系统。伺服制动系统：兼用人力和发动机动力的制动系统。 3.按制动力变化方式分渐进制动系统：制动力矩和制动力在驾驶员的操纵控制下，在一定的范围内逐渐变化(如行车制动系统）。非渐进制动系统：无上述特点的制动系统（如驻车制动系统）。 4.按能量传输方式分机械式、液压式、气压式、电磁式5. 按传动系统的回路分单回路系统、双回路系统双回路制动系统在一侧回路失效时，仍能提供部分制动力。目前汽车制动系统必须采用双回路制动系统。四、制动系的基本结构和原理 1.基本结构 2.制动力的产生制动系不工作时，制动鼓的内圆面与制动蹄摩擦片的外圆面之间保持一定的间隙，使车轮和制动鼓可以自由旋转。要使行驶中的汽车减速，驾驶员应踩下制动踏板，通过推杆和主缸活塞，使主缸内的油液在一定压力下流入轮缸，并通过两个轮缸活塞 7 推使两制动蹄绕支承销转动，上端向两边分开而以其摩擦片压紧在制动鼓的内圆面上。制动蹄对制动鼓产生摩擦力矩Mm；摩擦力矩使车轮对路面产生向前的力Fm，同时路面给车轮一个向后的力 B F 。 B F 是路面给车轮的制动力。制动力越大，汽车的减速度越大。影响制动力的因素有：摩擦力矩 Mm和路面附着条件。原理：在汽车车轮上作用一个与汽车行驶方向或趋势相反的力矩，并使路面产生阻碍车轮转动和汽车行驶的阻力。汽车的动能被强制转化为其它形式的能量。五、对制动系的要求 1. 良好的制动性能制动效能、方向稳定性、热稳定性 2. 操纵轻便 3. 制动平顺性好 4. 散热性好 5. 对挂车制动系而言：挂车制动应略早于主车。挂车意外脱挂时能自行应急制动。第二节车轮制动器制动器是制动系中用以产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力的部件。后一提法适用于驻车制动器。一般制动器都是通过其中的固定元件对旋转元件施加制动力矩，使后者的旋转角速度降低，同时依靠车轮与路面的附着作用，产生路面对车轮的制动力以使汽车减速。凡利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩的制动器，都称为摩擦制动器。一、车轮制动器分类领从蹄式轮缸式双领，双向双领内张型凸轮式单向、双向自增力鼓式楔式外束型定钳盘式钳盘型盘式浮钳盘式全盘型如图所示：鼓式制动器盘式制动器二、内张型鼓式车轮制动器内张型鼓式制动器都采用带摩擦片的制动蹄作为固定元件。位于制动鼓内部的制动蹄在一端承受促动力时，可绕其另一端的支点向外旋转，压靠到制动鼓内圆面上，产生摩擦力矩(制动力矩)。凡对蹄端加力使蹄转动的装置，统称为制动蹄促动装置。 1. 轮缸式制动器（1）领从蹄式结构：制动鼓、制动底板、制动蹄、轮缸、调整凸轮原理 1）BJ2020 后轮制动器制动时，两蹄在轮缸中液压的作用下，各自绕其支承销偏心轴颈的轴线向外旋转，紧压到制动鼓上。解除制动时，撤除液压，两蹄便在弹簧 4和 10 的作用下回位。领蹄：汽车制动时，蹄片张开的旋转方向与制动鼓的旋转方向一致的蹄片。从蹄：汽车制动时，蹄片张开的旋转方向与制动鼓的旋转方向相反的蹄片。受力分析领蹄的受力情况从蹄受力情况特点：等促动力结构简单，只是用一个促动力装置，两蹄所受促动力相等。制动轮缸产生促动力 S F 制动鼓对领蹄制动力： 1 N F ， 1 T F 1 T F 与促动力 S F 产生的绕支点 3 的力矩同向，使领蹄压得更紧，法向力 1 N F 增加制动轮缸产生促动力 S F 制动鼓对从蹄制动力： 2 N F ， 2 T F 2 T F 与促动力 S F 产生的绕支点 4 的力矩反向，使从蹄减势，法向力 2 N F 减小非平衡式制动鼓所受来自两蹄的法向反力不能互相平衡。在汽车倒车时领从蹄功能互换，且制动效能相等。制动效能的稳定性较好。 2）Audi100 后轮制动器结构：制动蹄浮式支承，自动定心，兼驻车制动器原理：行车制动：与普通鼓式制动器同；驻车制动：手制动器通过线索拉动摆杆，以推杆为支点促动后蹄，后蹄开始制动后推动推杆，前蹄开始制动。驻车制动示意（2）双领蹄式和双向双领蹄式 1）双领蹄式结构：单活塞轮缸，中心对称特点：两个领蹄，效能好，稳定性降低倒车时变成两个从蹄，为平衡式制动器 2）双向双领蹄式结构：双活塞轮缸，中心对称并轴对称特点：正向行驶两个领蹄，效能好，倒车时亦为两个领蹄，为平衡式制动器。（3）单向和双向自增力式制动器 1）单向自增力式制动器结构：第一、第二制动蹄、浮动顶杆、支承销、轮缸原理：汽车前进制动时，单活塞式轮缸6只将促动力 1 S F 加于第一蹄，使其上端离开支承销，整个制动蹄绕顶杆左端支承点旋转，并压靠在制动鼓4上。显然，第一蹄是领蹄，并且在促动力 1 S F 、法向合力 1 N F 、切向(摩擦)合力 1 T F ，和沿顶杆轴线方向的支反力 3 S F 的作用下处于平衡状态。顶杆2由于是浮动的，自然成为第二蹄的促动装置，而将与力 3 S F 大小相等、方向相反的动力 2 S F 施于第二蹄的下端，故第二蹄也是领筛。正因为顶杆是完全浮动的，不受制动底板约束，作用在第一蹄上的促动力和摩擦力的作用不像一般领蹄那样完全被制动鼓的法向反力和固定于制动底板上的支承件反力的作用所抵消，而是通过顶杆传到第二蹄上，形成第二蹄促动力 2 S F 。所以， 2 S F 大于 1 S F 。此外，力 2 S F 对第二蹄支承点的力臂也大于力 1 S F 对第一蹄支承点的力臂。因此，第二蹄的制动力矩必然大于第一蹄的制动力矩。倒车制动时，第一蹄上端压靠支承销不动。此时，第二蹄虽然仍是领蹄，且促动力 1 S F 仍可能与前进制动时的相等，但其力臂却大为减小，因而第一蹄此时的制动效能比一般领蹄的低得多，第二蹄则因未受促动力而不起制动作用。 2）双向自增力结构：双活塞式轮缸、顶杆、双向支承销特点：正、反转时均起增力作用。后制动蹄摩擦片面积较前蹄大。（4）几种轮缸式制动器的比较型式制动效能热稳定性结构应用领从蹄中(进倒同) 中简单广双领蹄好(进倒不同) 差较复杂少双向双领蹄好(进倒同) 差复杂少双从蹄差(进倒不同) 好较复杂少双向双从蹄差(进倒同) 好复杂少自增力最好最差较复杂一般（5）制动器间隙的调整制动蹄在不工作的原始位置时，其摩擦片与制动鼓之间应保持合适的间隙，其设定值由汽车制造厂规定，一般在 0.25～0.5mm 之间。任何制动器摩擦副中的这一间隙(以下简称制动器间隙)如果过小，就不易保证彻底解除制动，造成摩擦副的拖磨；过大又将使制动踏板行程太长，以致驾驶员操作不便，同时也会推迟制动器开始起作用的时刻。但是在制动器工作过程中，摩擦片的不断磨损必将导致制动器间隙逐渐增大。此情况严重时，即使将制动踏板踩到极限位置，也产生不了足够的制动力矩。因此，要求任何形式的制动器在结构上必须保证有检查调整其间隙的可能。手动调整：调整凸轮与偏心销方式调整螺母方式调整推杆方式自动调整摩擦限位式间隙调整：一次调准式间隙调整装置：经过一次完全制动就可以自动调整间隙到设定值的装置。自动调整楔块式间隙自动调整：调整装置：调整楔块 6；调整间隙弹簧 32.凸轮式制动器多用于气压制动系中。一般为领从蹄式。 EQ1090 前轮制动器（1）组成凸轮、凸轮轴、制动调整臂、制动气室制动底板、制动蹄（2）凸轮式制动器工作原理（3）结构特点等位移式：凸轮轮廓中心对称，其转动引起两蹄相应点的位移相等。非平衡式：制动器轴对称，领从蹄，对鼓的压紧力不在一条直线上。（4）间隙调整局部调整：调节制动调整臂内的蜗杆轴，带动蜗轮，转动凸轮轴，改变凸轮的初始位置。全面调整：同时调具有偏心的支承销轴。（5）可兼做驻车制动：加机械装置三、盘式车轮制动器制动钳和盘钳盘式制动器可分为定钳盘式和浮动钳盘式制动器。 1．结构特点制动钳固定在车桥上(或转向节上）；制动盘装在轮毂上；制动盘的两侧均要设置促动装置。1）制动钳的结构 1­内侧钳体 13­放气阀 2­外侧钳体 14 放气阀护罩 3­制动块 15­制动块导向销 4­活塞 16­R形销 5­活塞垫圈 17­进油口垫塞 6­压圈 18­防污螺塞 7­压圈密封圈 19­螺钉 8­活塞密封圈 20­垫圈 9­橡胶防尘罩 21­制动盘 10­防护罩锁圈 22­背板 11­消声片 23­摩擦块 12­弹簧 2）原理制动：液压油进油缸,推活塞，制动块压制动盘解除制动：油压消失，弹性作用使制动钳回位。制动器间隙的调整活塞密封圈具有变形量△起回位弹簧作用间隙自调作用摩擦限位调整 3）特点受摩擦系数影响小，性能稳定；热稳定性好，但热负荷大时，制动液容易受热气化；油缸分置于制动盘的两侧，钳内必须有跨越式管路，使得尺寸大；制动钳不能旋转，也不能沿缸的轴线移动；油缸多，尺寸大，制动钳的结构复杂；需要作为驻车制动器时，结构更为复杂。 2.浮钳盘式制动器工作原理：活塞推动活动制动块油液压力推动制动钳体在导向销上向右运动制动块压紧制动盘盘式制动器与鼓式制动器的比较：优点：一般无摩擦助势作用，制动效能受摩擦系数的影响小，稳定；水稳定性好，浸水后制动效能降低小，且恢复较快；在制动力相同的情况下，尺寸重量较小；制动盘受热后轴向膨胀较小，不会过大的影响制动器间隙；容易实现间隙自动调整；制动盘轴向尺寸小，便于布置在前轮。缺点：制动效能低，因此需要较高的管路压力；兼用作驻车制动器时，需要加装复杂的传动装置，用在后轮时受到限制。难以避免尘污和锈蚀 3. 浮钳盘式（Audi100 前轮制动器）（1）组成设于内侧的单油缸制动钳体、制动块、制动钳支架（2）原理（3）特点制动钳可相对制动盘轴向滑动间隙自动调整。多用于轿车前轮。 4.全盘式制动器 (1)组成：固定盘、旋转毂、摩擦片、四个油缸、活塞、制动器壳体 (2)原理制动时，液压缸活塞连同套筒在液压作用下，压缩回位弹簧 8，将所有的固定盘和旋转盘都推向外侧壳体(实际上是一个单面工作的固定盘)。各盘互相压紧而实现完全制动时．液压缸中的间隙 4 乃消失。解除制动时，回位弹簧 8 使活塞和套筒回位。第三节人力制动系分类液压制动系：用于轻型车行车制动。机械制动系：用于驻车制动。一、机械制动系组成控制和传动装置：杠杆、拉杆、摇臂等。制动器：共用车轮制动器或专用中央制动器。 1. Audi100 驻车制动系与行车制动系共用后轮制动器。由驻车制动操纵杆操纵。 Audi100 制动系 2.  BJ2020N 驻车制动系中央制动器：凸轮促动双向自增力式制动底板固定在分动器上，制动鼓装在传动轴凸缘上。 3．货车及客车用驻车制动器 1）鼓式驻车制动器 2）盘式驻车制动器二、人力液压制动器 1. 组成踏板、制动主缸（总泵）、制动器 2.人力液压制动系统的工作原理工作时，制动系统中应充满油液；制动系统管路中不能有空气侵入，否则将引起系统失效。制动