制动系统(气压、驻车、防滑)

第三节气压制动系原理：鼓式制动器结构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。一、气压制动回路由发动机驱动的空气压缩机（以下简称空压机）1将压缩空气经单向阀4首先输入湿储气罐6，压缩空气在湿储气罐内冷却并进行油水分离之后，分成两个回路：一个回路经储气罐14、双腔制动阀3的后腔通向前制动气室2，另一个回路经储气罐17、双腔制动阀3的前腔和快放阀13通向后制动气室10。当其中一个回路发生故障失效时，另一个回路仍能继续工作，以维持汽车具有一定的制动能力，从而提高了汽车行驶的安全性。1.空气压缩机2.前制动气室3.双腔制动阀4.储气罐单向阀5.放水阀6.湿储气罐7.安全阀8.梭阀9.挂车制动阀10.后制动气室11.挂车分离开关12.接头13.快放阀14.主储气罐（供前制动器）15.低压报警器16.取气阀17.主储气罐（供后制动器）18.双针气压表19.调压器20.气喇叭开关21.气喇叭二、空气压缩机及调压阀1、空压机（1）功用：产生制动所用的压缩空气。一般固定在发动机气缸一侧，多由发动机通过皮带或齿轮驱动，有的采用凸轮轴直接驱动。（2）种类：单缸式和双缸式；（3）结构：活塞式。2、调压阀功用：调节供气管路中压缩空气的压力，使之保持在规定的压力范围内。双缸空气压缩机双缸空气压缩机卸荷装置与调压阀的工作原理示意图三、双回路压力保护阀功用：双回路制动系中，空气压缩机产生的压缩空气经双回路保护阀分别向各回路的储气筒充气，当一条回路损坏时漏气时，压力保护阀能保证另一条完好的管路继续充气。双回路压力保护阀四、制动阀1、功用：用以控制由储气筒进入制动气室的压缩空气量，并有随动作用。2、型式：⑴结构单腔式双腔式（串列双腔活塞式并列双腔膜片式）三腔式（并联式）3、结构及工作原理⑵工作过程制动阀的随动作用是靠平衡弹簧来保证的；制动阀的平衡位置是指进排气阀均关闭，且前后制动气室的气压保证稳定状态。每次平衡过程，平衡弹簧下端面的位置相同。•①踏下制动踏板到某一位置的瞬间初始时刻（如图a所示）：拉臂通过间隙调整螺钉推动推杆并压下平衡弹簧到某一位置，平衡弹簧通过膜片带动芯管向下移动，其与阀门总成共同作用：关闭了平衡气室（平衡膜片下方空间）与大气的通道、打开了贮气筒与平衡气室的通道，使高压空气进入平衡气室及制动分泵。•②踏下制动踏板到某一位置瞬间之后的某一时刻（如图b及c所示）：高压气进入平衡气室及车轮边的制动气室并上升到平衡位置，此时平衡膜片下方受到大气压力作用产生向上的平衡力，该平衡力使平衡弹簧受到压缩并回位，与此同时阀门总成关闭进气通道，使平衡气室及制动气室的压力不再升高；该作用是使制动力按驾驶员的操纵力成比例地施加于制动器，以达到制动的随欲性。•③放开制动踏板实现解除制动（如图d所示）：当驾驶员松开制动踏板后，平衡膜片上方平衡弹簧的压力消失，平衡膜片下方有高压空气及回位弹簧的综合作用，使平衡膜片向上并带动芯管上移，其结果是关闭了进气通道并打开了排气通道，即阀门总成在阀门弹簧的作用下向上运动关闭了进气通道，芯管继续上移，使芯管下方与阀门总成之间出现了间隙，该间隙使平衡气室通过芯管与大气相通，从而将各车轮对应的制动气室中的高压气放出，达到了解除制动的目的。CA1091型汽车串列双腔活塞式制动阀五、继动阀与快放阀1、继动阀：缩短由储气筒到制动气室充气路程。2、快放阀：解除制动时，可直接将制动气室的压缩空气排入大气。六、双通单向阀在两管路对同一装置供气的情况下，为防止两管路气压不等，互相充气而影响用气装置的工作，常采用双通单向阀。快放阀继动阀七、制动气室1、功用：将输入的气压转换成机械能再输出，使制动器产生制动作用。2、分类：单制动气室：活塞式、膜片式。复合制动气式：多用活塞式。八、气压式车轮制动器一般采用凸轮式机械张开装置。其结构见下图。1-制动气室2-制动凸轮3-制动鼓凸轮式制动器工作过程1-刹车毂、2-制动蹄、3-制动蹄摩擦片、4-制动气室、5-制动推杆、6-制动器室固定支架、7-凸轮轴调整臂、8-制动凸轮轴、9-制动底板、10-制动销锁片、11-制动销垫片、12-制动销第四节驻车制动系1.作用：停驶后防止滑溜，坡道起步，行车制动效能失效后临合行车制动器进行紧急制动。2.分类：按在汽车上安装位置的不同，驻车制动装置分中央驻车制动装置和车轮驻车制动装置两类。前者的制动器安装在变速器或分动器之后，称为中央制动器，其制动力矩作用在传动轴上；有些轿车在后轮制动器中加装必要的机构，使之兼充驻车制动器，结构简单紧凑，为复合式制动器。操纵杆手柄弹簧齿板棘爪摇臂传动杆凸轮拉臂凸轮调整杆调整螺栓调整螺套弹簧调整螺母轿车后轮驻车制动系示意图第五节辅助制动系原因：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。一、辅助制动有以下几种：排气制动、液力减速、电力减速、空气动力减速等，其中最常用的是排气制动。二、排气制动应用矿山或山区公路上行驶的汽车；在行车密度很高，交通情况复杂的城市街道上行驶的汽车；在冰雪泥泞等滑溜路面上行驶的越野车；在高速公路上行驶的汽车。三、排气制动原理图喷油泵停油控制气缸排气管碟形阀碟阀工作气缸踏钮开关阀储气罐第六节制动防滑转系统一、附着系数与车轮滑移率的关系1.滑移率汽车从纯滚动到抱死拖滑的制动过程是一个渐进的过程，经历了纯滚动、边滚边滑和纯滑动三个阶段。为了评价汽车车轮滑移成分所占比例的多少，常用滑移率s来表示，其定义如下：式中：V为车速(m/s)；VW为车轮速度；ω为车轮滚动角速度；r为车轮半径(m)。当车轮纯滚动时，Vw=V，S=0；当车轮抱死纯滑动时，Vw=0,S=100%；当车轮边滚边滑时，V＞Vw，0＜S＜100%。车轮滑移率越大，说明车轮在运动中滑动成分所占的比例越大。2.附着系数与滑移率的关系滑移率对汽车车轮制动纵向附着系数ψx和侧向附着系数ψy影响极大，从而影响汽车的制动性能。由下图可以看出，当地面对车轮法向反作用力一定时，滑移率大约在20%左右时制动纵向附着系数ψx最大，车轮与路面之间的附着力就最大，此时的地面制动力也就最大，制动效果最佳。当滑移率等于零时，侧向附着系数ψy最大，汽车抗侧滑能力最强，制动时方向稳定性最好。ψy随着滑移率的增大而减小，当车轮完全抱死拖滑时ψy≈0，汽车制动稳定性最差。基于以上理论，ABS制动防抱死系统防止汽车制动时车轮抱死，并把车轮的滑移率保持在10%～30%的范围内，以保证车轮与路面有良好的纵向、侧向附着力，有效防止制动时汽车侧滑、甩尾、失去转向等现象发生，提高了汽车制动时的方向稳定性；制动时，ABS系统将制动力保持在最佳的范围内，缩短了制动距离。这样也减弱了轮胎与地面之间的剧烈摩擦，减轻了轮胎的磨损。二、防滑控制系统简介ABS---制动防抱死系统EBD---电子制动力分配EDL---电子差速器TCS---牵引力控制系统(ASR:驱动防滑系统）ESP---电子稳定程序通常装有TCS的车型同时装有EDL、ABS装有ESP的车型同时装有EDL、ABS、TCS(ASR)三、汽车制动防抱死系统1、ABS概述在汽车制动时，如果车轮抱死滑移，车轮与路面间的侧向附着力将完全消失。如果只是前轮(转向轮)制动到抱死滑移而后轮还在滚动，汽车将失去转向能力。如果只是后轮制动到抱死滑移而前轮还在滚动，即使受到不大的侧向干扰力，汽车也将产生侧滑(甩尾)现象。这些都极易造成严重的交通事故。因此，汽车在制动时不希望车轮制动到抱死滑移，而是希望车轮制动到边滚边滑的状态。由试验得知，汽车车轮的滑动率在15％～20％时，轮胎与路面间有最大的附着系数。所以为了充分发挥轮胎与路面间的这种潜在的附着能力，目前在某些高级轿车、大客车和重型货车上装备了防抱死制动系统(AntilockBrakeSystem)，简称ABS。2、ABS的组成ABS制动防抱死系统是在普通制动系统的基础上加装车轮速度传感器、ABS电控单元、制动压力调节装置及制动控制电路等电子控制系统组成的。普通制动系统的组成与前述液压制动系统完全相同，由制动主缸、制动轮缸和制动管路等组成，用来实现汽车的常规制动。电子控制系统则是在制动过程中用来确保车轮始终不抱死，车轮滑移率处于合适的范围内，车轮始终处于理想的运动状态。1.前轮速度传感器2.制动压力调节装置3.ABS电控单元4.ABS警告灯5.后轮速度传感器6.停车灯开关7.制动主缸8.比例分配阀9.制动轮缸10.蓄电池11.点火开关3、ABS的优点（1）增加了汽车制动时的稳定性。汽车在制动时，如果前轮先抱死，驾驶员将无法控制汽车的行驶方向，这是非常危险的；倘若后轮先抱死，则会出现侧滑、甩尾，甚至使汽车整个调头等严重事故。ABS系统可以防止车轮制动时被完全抱死，提高了汽车行驶的稳定性。（2）能缩短制动距离。这是因为在同样紧急制动的情况下，ABS系统可以将滑移率控制在20％左右，从而可获得最大的纵向制动力。需要说明的是，当汽车在积雪路面上制动时，若车轮抱死，则车轮前的楔状积雪可阻止汽车的前进。在此条件下，装有ABS系统的汽车，其制动距离可能更长。（3）改善了轮胎的磨损状况。事实上，车轮抱死会加剧轮胎磨损，而且轮胎胎面磨耗不均匀，使轮胎磨损消耗增大。（4）使用方便，工作可靠。ABS系统的使用与普通制动系统的使用几乎没有区别，制动时只要把脚踏在制动踏板上，ABS系统就会根据情况自动进入工作状态，如遇雨雪路滑，驾驶员也没有必要用一连串的点刹车方式进行制动，ABS系统会使制动状态保持在最佳点。4、ABS系统的工作原理轮缸柱塞电控单元电动机液压泵主缸线圈电磁阀轮速传感器①常规制动（升压）过程②轮缸保压过程③轮缸减压过程④轮缸增压过程四、驱动防滑系统（ASR）1、作用：防止汽车在起步、加速，特别是在非对称路面或转弯时产生驱动轮滑转，以提高汽车在驱动过程中的方向稳定性、转向控制能力和加速性能。2、优点：（1）汽车起步、行驶中驱动轮可提供最佳驱动力；（2）能保持汽车的方向稳定性和前轮驱动汽车的转向控制能力；（3）减少了轮胎的磨损与发动机的油耗。3、驱动防滑系统的控制方式（1）对发动机输出转矩进行控制（2）对驱动轮进行控制（3）对可变差速器进行控制谢谢以上文档由西安汽车科技职业学院汽构教研室张永锋老师编写