1、第十四講 汽車制動系統 汽車不僅要跑得起來而且要停得下來，有時，汽車還要在坡路上停駐，或以勻速下坡，這都需要制動系統起作用，制動系統直接影響汽車的安全性能。為提高汽車的安全性能，制動系統的電子控制技術正在不斷完善之中。第一節 概述 對汽車起制動作用的是作用在汽車上且方向與汽車行駛方向相反的外力，滾動阻力、空氣阻力和坡度阻力都是作用在行駛中的汽車上的反方向作用力，而這些外力的大小都是隨機的、不可控制的，因此汽車上必須裝設一系列專門裝置以實現上述功能。制動系功用駕駛員能根據道路和交通情況，利用裝在汽車上的一系列專門裝置，迫使路面在汽車車輪上施加一定的與汽車行駛方向相反的外力，對汽車進行一定程度的強

2、制制動。這種可控制的對汽車進行制動的外力稱為制動力，用于產生制動力的一系列專門裝置稱為制動系統。 其功用有：1. 使行駛中的汽車減速、停車；2. 使已停駛的汽車保持不動（駐車）；3. 使下坡行駛的汽車速度保持穩定。1制動系統的工作原理 利用與車身（或車架）相連的非旋轉元件和與車輪（或傳動軸）相連的旋轉元件之間的相互摩擦來阻止車輪的轉動或轉動的趨勢。2制動系統的組成n 1）供能裝置包括供給、調節制動所需能量以及改善傳能介質狀態的各種部件。其中產生制動能量的部分稱為制動能源。人的肌體也可作為制動能源。2）控制裝置包括產生制動動作和控制制動效果的各種部件，如制動踏板、制動閥等。3）傳動裝置包括將制動

3、能量傳輸到制動器的各個部件，如制動主缸和制動輪缸等。4）制動器產生制動摩擦力矩的部件。較為完善的制動系統還具有制動力調節裝置、報警裝置、壓力保護裝置等附加裝置。 2制動系統的組成3制動系統的類型n1）按制動系統的功用分類（1）行車制動系統使行駛中的汽車減低速度甚至停車的一套專門裝置。（2）駐車制動系統使已停駛的汽車駐留原地不動的一套裝置。 （3）第二制動系統在行車制動系統失效的情況下保證汽車仍能實現減速或停車的一套裝置。（4）輔助制動系統在汽車下長坡時用以穩定車速的一套裝置。n上述各制動系統中，行車制動系統和駐車制動系統是每一輛汽車都必須具備的。 2）按制動系統的制動能源分類n（1）人力制動系

4、統以駕駛員的肌體作為唯一制動能源的制動系統。（2）動力制動系統完全依靠發動機動力轉化成的氣壓或液壓進行制動的制動系統。（3）伺服制動系統兼用人力和發動機動力進行制動的制動系統。按照制動能量的傳輸方式，制動系統又可分為機械式、液壓式、氣壓式和電磁式等。同時采用兩種傳能方式的制動系統可稱為組合式制動系統，如氣頂液制動系統。目前所有汽車都采用雙回路制動系統，如轎車的左前輪和右后輪共用一條制動回路、右前輪和左后輪共用另一條制動回路，當一個回路失效時，另一個回路仍能工作，這樣有效提高了汽車的行車安全性。輔助制動n汽車在坡度較大的道路上長距離下坡行駛時，需要不斷進行制動，以使車速不至過高。但頻繁地使用行車

5、制動，不僅會使制動器的摩擦片過度磨損，還會使制動器發生熱衰退，出現剎車失靈的情況。若采用輔助制動系統，則能避免這種情況的發生。 n輔助制動系統能夠降低車速或穩定車速，但不能將車輛緊急制停。輔助制動系中用以產生制動力矩對車輛起緩速作用的部件稱為緩速器。汽車緩速制動方法有： n 1. 發動機緩速 n 2. 液力緩速n 3. 電渦流緩速n 4. 牽引電機緩速n 5. 空氣動力緩速第二節第二節 制動器制動器 一般制動器都是通過其中的固定元件對旋轉元件施加制動力矩，使后者的旋轉角速度降低，同時依靠車輪與地面的附著作用，產生路面對車輪的制動力以使汽車減速。凡利用固定元件與旋轉元件工作表面的摩擦而產生制動力

6、矩的制動器都成為摩擦制動器。 目前汽車所用的摩擦制動器可分為鼓式鼓式和盤式盤式兩大類。 旋轉元件固裝在車輪或半軸上，即制動力矩直接分別作用于兩側車輪上的制動器稱為車輪制動器車輪制動器。 旋轉元件固裝在傳動系的傳動軸上，其制動力矩經過驅動橋再分配到兩側車輪上的制動器稱為中央制動器，用于駐車和緩速。一、鼓式制動器n鼓式制動器的旋轉元件是制動鼓，固定元件是制動蹄，制動時制動蹄在促動裝置作用下向外旋轉，外表面的摩擦片壓靠到制動鼓的內圓柱面上，對鼓產生制動摩擦力矩。 凡對蹄端加力使蹄轉動的裝置統稱為制動蹄促動裝置，制動蹄促動裝置有輪缸、凸輪和楔。以液壓制動輪缸作為制動蹄促動裝置的制動器稱為輪缸式制動器；

7、以凸輪作為促動裝置的制動器稱為凸輪式制動器；用楔作為促動裝置的制動器稱為楔式制動器。 根據工作表面的不同鼓式制動器分為內張式和外束式兩種。汽車車輪制動器所用的鼓式制動器多為內張式。1. 輪缸式制動器輪缸式制動器1）領從蹄式制動器n其特點是兩個制動蹄各有一個支點，一個蹄在輪缸促動力作用下張開時的旋轉方向與制動鼓的旋轉方向一致，稱為領蹄；另一個蹄張開時的旋轉方向與制動鼓的旋轉方向相反，稱為從蹄。領蹄在摩擦力的作用下，蹄和鼓之間的正壓力較大，制動作用較強。從蹄在摩擦力的作用下，蹄和鼓之間的正壓力較小，制動作用較弱。兩個制動蹄受到的輪缸促動力相等，稱為等促動力制動器。領從蹄式制動器的兩個制動蹄作用在制

8、動鼓上的法向反力大小不等，這種制動器稱為非平衡式制動器。 領從蹄式制動器領從蹄式制動器n制動蹄下端的支承方式為浮式支承，具有間隙自調機構.n駐車制動器，帶有一套駐車制動的操縱機構。 2）雙領蹄和雙向雙領蹄式制動器 每一制動蹄都用一個單活塞制動輪缸促動，固定元件的結構布置是中心對稱式。 雙領蹄式鼓式制動器雙向雙領蹄式使用了兩個雙活塞輪缸，無論汽車前進還是倒車，都是雙領蹄式制動器，故稱雙向雙領蹄式制動器 雙向雙領蹄式3）雙從蹄式制動器汽車前進時兩個制動蹄均為從蹄的制動器為雙從蹄式制動器。 雙領蹄、雙向雙領蹄、雙從蹄式制動器固定元件的布置都是中心對稱，兩制動蹄作用在制動鼓上的法向反力大小相等、方向相

9、反、相互平衡，這種形式的制動器為平衡式制動器。 4）單向和雙向自增力式制動器（1）單向自增力式制動器其特點是兩個制動蹄只有一個單活塞的制動輪缸，第二制動蹄的促動力來自第一制動蹄對頂桿的推力，兩個制動蹄在汽車前進時均為領蹄，但倒車時能產生的制動力很小。 單向自增力式制動器 （2）雙向自增力式制動器其特點是兩個制動蹄的上方有一個雙活塞制動輪缸，輪缸的上方還有一個制動蹄支承銷，兩制動蹄的下方用頂桿相連。無論汽車前進還是倒車，都與自增力式制動器相當，故稱雙向自增力式制動器。 雙向自增力式5）制動器間隙的調整）制動器間隙的調整制動器間隙是指在不制動時，制動鼓和制動蹄摩擦片之間的間隙。其設定值由汽車制造廠

10、規定，一般在0.250.5mm之間。 制動器間隙過小，不能保證完全解除制動，造成摩擦副拖磨；此間隙過大，將使制動踏板行程太長，制動器反應時間過長，推遲制動器開始起作用的時刻,直接威脅到行車安全。制動器在使用過程中，隨著摩擦片的磨損，制動器間隙會變大，情況嚴重時，即使將制動踏板踩到下極限位置，也產生不了足夠的制動力矩。要求制動器必須有檢查和調整間隙的可能。 目前，大多數轎車都裝有制動器間隙自調裝置，也有一些載貨汽車仍采用手工調節。（1）手動調整裝置n 轉動調整凸輪和帶偏心軸頸的支承銷凸輪固定在制動底板上，支承銷固定在制動蹄上，沿圖中箭頭所示方向轉動調整凸輪時，通過支承銷將制動蹄向外頂，制動器間隙

11、將減小。 （1）手動調整裝置n 轉動調整螺母有些制動器輪缸兩端的端蓋制成調整螺母，用一字螺絲刀撥動調整螺母的齒槽，使螺母轉動，帶螺桿的可調支座便向內或向外作軸向移動，使制動蹄上端靠近或遠離制動鼓，制動間隙減小或增大。間隙調整好以后，用鎖片插入調整螺母的齒槽中，固定螺母位置。 （1）手動調整裝置n 調整可調頂桿長度可調頂桿由頂桿體、調整螺釘和頂桿套組成。頂桿套一端具有帶齒的凸緣，套內制有螺紋，調整螺釘借螺紋旋入頂桿套內。撥動頂桿套帶齒的凸緣，可使調整螺釘沿軸向移動，從而改變了可調頂桿的總長度，調整了制動器間隙。此調整方式僅適用于自增力式制動器。 （2）自動調整裝置n 摩擦限位式間隙自調裝置用以限

12、定不制動時制動蹄內極限位置的限位摩擦環裝在輪缸活塞內，限位摩擦環是一個有切口的彈性金屬環，壓裝入輪缸后與缸壁之間的摩擦力可達400550N。 2凸輪式制動器凸輪式制動器凸輪式制動器是用凸輪取代制動輪缸對兩制動蹄起促動作用，通常利用氣壓使凸輪轉動。 凸輪式制動器凸輪式制動器凸輪制動器制動調整臂的內部為蝸輪蝸桿傳動，蝸輪通過花鍵與凸輪軸相連。正常制動時，制動調整臂體帶動蝸桿繞蝸輪軸線轉動，蝸桿又帶動蝸輪轉動，從而使凸輪旋轉，張開制動蹄起制動作用。 制動調整臂除了具有傳力作用外，還可以調整制動器的間隙。當需要調整制動器間隙時，制動調整臂體（也是蝸輪蝸桿傳動的殼體）固定不動，轉動蝸桿，蝸桿帶動蝸輪旋轉

13、，從而改變了凸輪的原始角位置，達到了調整目的。3楔式制動器n楔式制動器的制動蹄依靠在柱塞上，柱塞內端面是斜面，與支于隔離架兩邊槽內的滾輪接觸。制動時，輪缸活塞在液壓作用下使制動楔向內移動，制動楔又使二滾輪一面沿柱塞斜面向內滾動，一面使二柱塞在制動底板的孔中向外移動一定距離，從而使制動蹄壓靠到制動鼓上。輪缸液壓一旦撤除，這一系列零件即在制動蹄復位彈簧的作用下各自復位。 二二 、盤式制動器、盤式制動器 盤式制動器一般由液壓控制，主要零部件有制動盤、輪缸（制動分泵）、制動鉗、油管等。二二 、盤式制動器、盤式制動器 盤式制動器摩擦副中的旋轉元件是以端面工作的金屬圓盤，被稱為制動盤。 根據固定元件結構形

14、式的不同，盤式制動器有兩種：一類是由制動盤和制動鉗組成的鉗盤式制動器，另一類是固定元件也呈圓盤形的全盤式制動器。 鉗盤式制動器可分為定鉗盤式和浮鉗盤式兩類。 全盤式制動器可分為單盤式和多盤式。1鉗盤式制動器1）定鉗盤式制動器其特點是制動盤兩側的制動塊用兩個液壓缸單獨促動。 1.制動盤 2.活塞 3.摩擦塊 4.進油口 5.制動鉗體 6.車橋部分定鉗盤式制動器定鉗盤式制動器的缺點1. 油缸較多，使制動鉗結構復雜；2. 油缸分置于制動盤兩側，必須用跨越制動盤的鉗內油道或外部油管來連通，制動鉗尺寸大；3. 熱負荷大時，油缸和跨越制動盤的油管或油道中的制動液容易受熱汽化；4. 若要兼用于駐車制動，則必

15、須加裝一個機械促動的駐車制動鉗。由于上述缺點，定鉗盤式制動器目前使用較少。 2）浮鉗盤式制動器n按制動鉗的運動方式，浮鉗式制動器又可分為滑動鉗盤式制動器和擺動鉗盤式制動器，其中滑動鉗盤式制動器應用更廣。滑動鉗盤式制動器的特點是：制動鉗可以相對制動盤作軸向滑動；只在制動盤的內側設置油缸，而外側的制動塊則附裝在鉗體上。 浮鉗盤式制動器定鉗盤式制動器的組成與工作原理1.制動盤 2.制動鉗體 3.摩擦塊 4.活塞 5.進油口 6.導向銷 7.車橋浮鉗盤式制動器浮鉗盤式制動器的優點1. 浮鉗盤式制動器軸向和徑向尺寸較小；2. 無須用跨越制動盤的鉗內油道或外部油管來連通，制動液不會受熱汽化；3. 浮鉗盤式

16、制動器在兼充行車和駐車制動器的情況下，只須在行車制動鉗油缸附近加裝一些用以推動油缸活塞的駐車制動機械傳動零件即可。 故自70年代以來，浮鉗盤式制動器逐漸取代了定鉗盤式制動器。多活塞鉗盤式2全盤式制動器n全盤式制動器摩擦副的固定元件和旋轉元件都是圓盤形的，分別稱為固定盤和旋轉盤，其工作原理與摩擦離合器相似。 制動盤散熱3盤式制動器的優缺點分析n1）盤式制動器與鼓式制動器相比具有以下優點（1）盤式制動器無摩擦助勢作用，制動力矩受摩擦系數的影響較小，即熱穩定性好；（2）盤式制動器浸水后效能降低較少，而且只須經一兩次制動即可恢復正常，即基本不存在水衰退問題；（3）在輸出相同制動力矩的情況下，盤式制動器

17、尺寸和質量一般較小；（4）制動盤沿厚度方向的熱膨脹量極小，不會像制動鼓的熱膨脹那樣使制動器間隙明顯增加而導致制動踏板行程過大；（5）較容易實現間隙自動調整，其他維修作業也較簡便。n2）盤式制動器的缺點（1）效能較低，所需制動促動管路壓力較高，一般要用伺服裝置；（2）兼用于駐車制動時，需要加裝的駐車制動傳動裝置較鼓式制動器復雜。 第三節人力制動系統第三節人力制動系統n人力制動系統的制動能源是駕駛員的肌體。按其傳動裝置的結構形式，人力制動系統有機械式和液壓式兩種，前者只用于駐車制動。一、機械制動系統機械制動系統目前主要用于駐車制動，因為駐車制動系統必須可靠地保證汽車在原地停駐，并在任何情況下不致自

18、動滑行。這一點只有用機械鎖止方法才能實現。機械式制動系一、機械制動系統 二、人力液壓制動系統1人力液壓制動系統的組成和工作過程2制動主缸n裝備有 ABS的制動系統，在行車制動時，由于制動壓力調節器的作用使主缸內液壓發生波動，主缸活塞產生前后竄動，其液壓變化頻率可達410次/s，缸內高壓可達20MPa。這樣，處在補償孔和旁通孔之間的活塞皮碗就會發生過度磨損，甚至發生切削現象，使皮碗早期損壞。為此，在串聯雙腔制動主缸中取消了補償孔和旁通孔，而由中心單向閥代替兩孔的作用。 3制動輪缸n制動輪缸主要有單活塞和雙活塞之分，其基本組成是缸體、活塞、調整螺釘（頂塊）、放氣閥等，其中放氣閥是制動系統的必備部件

19、，用以排除制動管路中混入的空氣。 第四節伺服制動系統第四節伺服制動系統n伺服制動系統是在人力液壓制動系統的基礎上加設一套動力伺服系統而形成的，是兼用人體和發動機作為制動能源的制動系統。伺服制動系統的類型如下：（1）按伺服系統輸出力的作用部位和對其控制裝置操縱方式的不同，伺服制動系統可分為助力助力式式（直接操縱式）和增壓式增壓式（間接操縱式）兩類。（2）伺服制動系統又可按伺服能量的形式分為真空伺服式真空伺服式、氣壓伺服式氣壓伺服式和液壓伺服式液壓伺服式三種，其伺服能量分別為真空能（負氣壓能）、氣壓能和液壓能。一、助力式（直接操縱式）伺服制動系統n其特點是伺服系統的控制裝置用制動踏板機構直接操縱，

20、其輸出力作用于液壓主缸，與踏板力一起對主缸油液加壓。n1真空助力伺服制動系統n 轎車上廣泛裝用真空助力器作為制動助力器，利用發動機喉管處的真空度來幫助駕駛員操縱制動踏板。根據真空助力膜片的多少，真空助力器分為單膜片式和串聯膜片式兩種。 真空伺服氣室和控制閥組合成一個整體部件，稱為真空助力器。真空伺服制動氣室的前方是串列雙腔制動主缸，主缸輸出的高壓油液通過對角線布置的雙回路液壓制動管路傳遞到各個車輪制動器的制動輪缸。真空助力器結構真空助力器結構1 制動主缸推桿 2 橡膠反作用盤 3 膜片座 4 空氣閥座 5 橡膠閥門 6 彈簧 7 控制閥推桿 8 控制閥柱塞 9 膜片2氣壓助力伺服制動系統n氣壓

21、助力伺服制動系統內有液壓和氣壓兩套系統，且都是雙回路。其助力作用依靠壓縮空氣而產生。二、增壓式（間接操縱式）伺服制動系統n其特點是制動踏板機構控制制動主缸，主缸輸出的液壓傳遞到輔助缸，并對伺服系統進行控制，伺服系統的輸出力與主缸液壓共同作用于輔助缸，輔助缸輸出到輪缸的液壓遠高于主缸液壓。1真空增壓伺服制動系統1真空增壓伺服制動系統n通常輔助缸、真空伺服氣室和控制閥組合裝配成一個部件，稱為真空增壓器。2氣壓增壓伺服制動系統n氣壓增壓伺服制動系統是利用高壓空氣產生助力作用。由輔助缸、氣壓伺服氣室和控制閥組裝而成的部件稱為氣壓增壓器。 第五節動力制動系統第五節動力制動系統n動力制動系統的特點是：駕駛

22、員的肌體僅作為控制能源，而不是制動能源。動力制動系統中，用以進行制動的能源是由空氣壓縮機產生的氣壓能，或是由油泵產生的液壓能，而空氣壓縮機或油泵則由汽車發動機驅動。動力制動系統有氣壓制動系統、氣頂液制動系統和全液壓動力有氣壓制動系統、氣頂液制動系統和全液壓動力制動系統制動系統三種。氣壓制動系統的供能裝置和傳動裝置全部是氣壓式。其控制裝置主要由制動踏板機構和制動閥等氣壓控制元件組成，有些汽車在踏板機構和制動閥之間還串聯有液壓式操縱傳動裝置。氣頂液制動系統的供能裝置、控制裝置與氣壓制動系統相同，但其傳動裝置包括氣壓式和液壓式兩部分。全液壓動力制動系統中除制動踏板機構以外，其供能、控制和傳動裝置全部

23、是液壓式。一、氣壓制動系統n氣壓制動系統適用于中型以上特別是重型的貨車和客車。n1氣壓制動回路氣壓制動系統各元件之間的連接管路有3種：n 供能管路，供能裝置各組成件（如空壓機、儲氣筒）之間和供能裝置與控制裝置（如制動閥）之間的連接管路；n 促動管路，控制裝置與制動器促動裝置（如制動氣室）之間的連接管路；n 操縱管路，一個控制裝置與另一個控制裝置之間的連接管路。如果制動系統中只有一個氣壓控制裝置，即只有一個制動閥，就沒有操縱管路。 氣壓制動回路氣壓動力制動系3控制裝置n1）制動閥制動閥是氣壓行車制動系統中的主要控制裝置，用以起隨動作用并保證有足夠強的踏板感，即在輸入壓力一定的情況下，使其輸出壓力與輸入的控制信號踏板行程和踏板力成一定的遞增函數關系。其輸出壓力的變化在一定范圍內應該是漸進的。制動閥輸出壓力可以作為促動管路壓力直接輸入到作為傳動裝置的制動氣室，但必要時也可作為控制信號輸入另一控制裝置（如繼動閥）。制動閥n串列雙腔活塞式制動閥。上下兩腔的工作都由制動踏板控制，并能保證當一個回路漏氣時，另一回路仍能工作。 4制動氣室n制動氣室的作用是將氣壓能轉換成機械