陳家瑞汽車構(gòu)造課件汽車制動系.ppt

第十三章 汽車制動系,二、組成及類型,制動器：產(chǎn)生制動力矩，阻止車輪或車軸轉(zhuǎn)動的裝置。 按原理分：機械摩擦式（廣泛）、液力式、電磁式 機械摩差式分：鼓式蹄式（內(nèi)制、外張）、帶式（外制、外收）盤式全盤、點盤 制動傳動機構(gòu)：控制制動器的裝置。 類型有：簡單式（機械式、液壓式）、氣壓式（動力式）、加力式（簡單式加動力式） 輔助制動裝置 如：長下坡的車速穩(wěn)定裝置、排氣制動裝置、下坡緩行器等 制動系按制動能源可分為： 人力制動系：其以駕駛員肌體為唯一制動能源， 動力制動系：完全靠發(fā)動機的動力轉(zhuǎn)化成的氣壓或液壓形式的 勢能來制動。其制動能源如空氣壓縮機或油泵。 伺服制動系：其兼用人力和發(fā)動機動力進行制動。如人力液壓 制動系加設(shè)一套動力伺服系統(tǒng)。其可分為助力式（直接操 縱式）和增壓式（間接操縱式）。,三、制動基本原理,制動裝置的基本工作原理 以蹄式制動器為列：駕駛員經(jīng)制動系控制裝置，操縱制動器的不旋轉(zhuǎn)元件制動蹄對旋轉(zhuǎn)元件制動鼓（與輪轂連接）制動，從而產(chǎn)生（制動力矩）。制動力矩經(jīng)車輪與地面的附著作用生成（制動力），制動力作用于車輪車橋懸架車架（身），汽車減速，直至停車。,制動原理示意圖 1.制動踏板 2.隔板 3.推桿 4.制動主缸 5.油管 6.輪胎 7.輪缸 8.回位彈簧 9.摩擦片 10.制動鼓 11.制動蹄 12.支承銷 13.凸輪 14.限位螺母,四、制動系的要求,行車制動能力足夠。 評價指標：汽車在一定初速度下的制動減速度和制動距離。 操縱輕便。 評價指標：汽車在緊急制動時的最大操縱力和行程。 方向穩(wěn)定。剎車不跑偏，要求左右制動力相等。 不甩尾，不失控，要求不發(fā)生一軸首先抱死拖滑現(xiàn)象。 滯后小。 從開始踩下制動踏板到制動力開始產(chǎn)生時間短。 從開始放松制動踏板到制動力開始解除時間短。 駐坡能力高 。車輛在良好路面上可靠停駐的最大坡度。 熱穩(wěn)定性好。制動器受熱，制動性能不易衰退。 水穩(wěn)定性好。 可靠性好。 當(dāng)汽車制動系某部分失靈時，汽車不會完全喪失制動能力。 公害小。即噪聲、粉塵、污染小。,第二節(jié) 制動器,目前汽車制動器多采用摩擦式制動器。它利用固定元件與旋轉(zhuǎn)元件工作表面的摩擦產(chǎn)生制動力矩，主要分成鼓式和盤式兩類。 根據(jù)制動器的安裝位置的不同，可分為車輪制動器和中央制動器。車輪制動器的旋轉(zhuǎn)元件固定在車輪或半軸上；中央制動器的旋轉(zhuǎn)元件固裝在傳動系的傳動軸上，其一般用于駐車制動。,制動器概述,常見的鼓式制動器示意圖 ）簡單非平衡式 ）凸輪張開的領(lǐng)從蹄式 ）單向助勢平衡式 ）雙向助勢平衡式 ）雙向自增力式,一、鼓式（蹄片式）制動器,利用不旋轉(zhuǎn)的元件（制動蹄），對旋轉(zhuǎn)元件（制動鼓）制動的制動器。以常見的液壓輪缸張開的鼓式蹄片制動器為列。 簡單非平衡式（領(lǐng)從蹄式） 結(jié)構(gòu)特點： 兩蹄同一端用一雙活塞直通輪缸控制張開，另一端經(jīng)偏心支承銷與制動底板絞鏈。其輪缸、支承銷、偏心凸輪乘軸對稱布置。 工作原理： 前進時： 張力：；法向反力： ，摩擦力： 左蹄有助勢作用，為轉(zhuǎn)緊蹄（領(lǐng)蹄）右蹄有減勢作用，為轉(zhuǎn)松蹄（從蹄） 左蹄制動效果右蹄效果 前進與倒車制動效果一致。,平衡式,）單向助勢平衡式,1） 單向助勢平衡式 兩單活塞輪缸置于兩蹄異端，兩支承銷置于兩蹄另一端，輪缸、支承銷、凸輪屬中心對稱布置。 工作原理：,（前進制動時） 張力：；法向反力： ，摩擦力： 左右蹄片受力平衡。左、右制動蹄均有助勢作用，為轉(zhuǎn)緊蹄（領(lǐng)蹄）。其制動效果好。倒車制動時，兩蹄均為減勢蹄，為轉(zhuǎn)松蹄（從蹄）。其制動效果差，故不用于后輪制動器。,鼓式制動器概述,雙向助勢平衡式（雙向作用的雙領(lǐng)蹄式）,用兩雙活塞輪缸使兩蹄呈全浮式支承，輪缸、制動蹄、彈簧屬即中心對稱又軸對稱布置。 工作原理： 前進和倒車制動兩蹄均為緊蹄（領(lǐng)蹄），制動效能不變。但其用作汽車后輪制動器時，需另設(shè)駐車中央制動器。,自動增力式,結(jié)構(gòu)特點： 兩制動蹄只用一單活塞輪缸張開，兩蹄只用一支承銷與制動底板絞鏈，兩蹄用可調(diào)浮動連桿連接。 工作原理： 前進制動時，左蹄為緊蹄（領(lǐng)蹄），右蹄由浮動連桿傳遞的自增力張開，（1左蹄輪缸張力1，且是制動器自己產(chǎn)生的，故叫自增力）有自動增力作用，為自增力蹄。前進制動效能高。倒車制動時。左蹄為松蹄（從蹄），右蹄基本無作用，其制動效能差。,制動摩擦片介紹,制動底板介紹,盤式制動器概述,二、盤式制動器,與鼓式制動器相比其優(yōu)點： 無助勢作用，因而制動器效能受摩擦系數(shù)影響小，效能穩(wěn)定。 尺寸和質(zhì)量小。 制動盤沿厚度方向熱膨脹量小。 間隙自動調(diào)整，維修簡便。 浸水后效能降低小，只須一、二次制動可恢復(fù)正常。,旋轉(zhuǎn)元件為制動盤與2軸花鍵連接，前后制動臂與支承銷鉸鏈，前后制動塊與制動臂鉸鏈。操縱手柄用棘齒機構(gòu)定位。,制動鉗介紹,制動盤介紹,駐車制動器,駐車制動介紹,第三節(jié) 制動傳動機構(gòu),一、要求 工作可靠：保證對制動器的正確控制。 滯后?。褐苿恿氐漠a(chǎn)生和解除時間短。 操縱輕便。 隨動作用：即操縱力或制動踏板行程與產(chǎn)生的制動力矩成一定比例，任意一腳制動踏板行程（制動力）對應(yīng)唯一的制動力矩，并且能跟隨、復(fù)演踏板行程（制動力）。 二、液壓控制傳動機構(gòu) 利用制動液作為傳力介質(zhì)，機械效率高，傳力比大，易于實現(xiàn)各車輪制動力的合理分配，作用滯后時間小，結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，重量輕，價格底。但制動能源是人力，故只用于微型、輕型汽車。,液壓制動系概述,單回路液壓控制傳動機構(gòu),其由：制動踏板、推桿、單腔制動主缸、輪缸、制動器儲油室、油管和制動液組成。 結(jié)構(gòu)特點: 采用單腔制動主缸,制動器采用雙向助勢平衡式,在前進、倒車制動時,左右蹄都是緊蹄,制動效果好,雙回路液壓控制制動傳動機構(gòu),）一軸對一軸式；）型；）一軸半對半軸式 ）雙半軸對雙半軸式,（一）制動主缸,單腔制動主缸,制動主缸工作原理,工作原理：,不制動時：活塞位于補償孔和旁通孔之間，出油閥和回油閥均關(guān)閉。 制動時：首先消除推桿與活塞之間的間隙。推活塞移動，當(dāng)活塞關(guān)閉補償孔后，前腔油壓，油閥打開。 持續(xù)制動時：前腔和輸油管的壓力平衡，出油閥彈簧回位，出油閥關(guān)閉。,雙腔液壓制動主缸工作原理,真空助力器介紹,三、氣壓控制制動傳動機構(gòu),氣壓控制的制動傳動機構(gòu)的制動能源是空氣壓縮機產(chǎn)生的壓縮空氣。其操縱輕便省力，但其制動起作用時間長，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，尺寸、重量大。廣泛用于中、重型汽車。 單回路氣壓制動傳動機構(gòu) 空氣壓縮機將壓縮空氣沖進儲氣筒。制動時踩下制動踏板，制動閥中進氣閥打開，輸出一定壓強的空氣進入制動氣室，驅(qū)動制動器，從而產(chǎn)生制動力矩。,氣壓制動概述,雙回路氣壓制動傳動機構(gòu),1空氣壓縮機；2卸載閥；3調(diào)壓器；4單向閥；5放水閥；6取氣閥；7安全閥；氣壓過底報警開關(guān)；掛車制動閥；10接頭；12后輪制動氣室； 13快放閥；14雙通單向閥；15制動燈開關(guān)；16制動閥；17氣壓表；18前輪制動氣室 其制動過程與單回路的制動過程類似。它采用雙腔制動閥，組成兩套彼此獨立的管路，分別控制前、后橋的制動器,掛車制動概述,四、氣液綜合式制動傳動機構(gòu),以真空加力液壓傳動機構(gòu)為例： 其工作原理是：利用發(fā)動機進氣管中的真空度，在液壓控制傳動機構(gòu)中裝置真空加力器，以減輕踏板壓力，從而增加制動效能。 其廣泛用于轎車和中型貨、客車。,氣液綜合式是由空氣加力器與液壓控制傳動機構(gòu)組成。常用的空氣加力器有真空加力器和壓縮空氣加力器。,ABS概述,4、轎車防抱死自動系統(tǒng)（ABS）和驅(qū)動力控制系統(tǒng)（TRC）概述 概述,車輪抱死制動的危害性,對制動效能的影響 評價指標用汽車在一定初速度下的制動距離、制動減速度和制動時間,滑移率S為： S=（車身瞬時速度車輪瞬時速度）/ 車身瞬時速度 * 100%,當(dāng)汽車車輪抱死制動時，由于滑動附著系數(shù)小于峰值附著系數(shù)，制動力有所下降，所以此時汽車制動效能較差。,對方向穩(wěn)定性的影響,制動時的方向穩(wěn)定性是指制動時汽車遵循駕駛員預(yù)定方向直線或轉(zhuǎn)彎行駛的能力。常用制動跑偏、制動側(cè)滑和前輪喪失轉(zhuǎn)向能力來評價。,S，則橫向附著系數(shù)，當(dāng)S=100%時，即汽車抱死制動時，橫向附著系數(shù)下降至零。此時，車輪在極小的側(cè)向力作用下即產(chǎn)生側(cè)滑。若汽車前軸先抱死，則汽車方向失控；后軸先抱死，則汽車甩尾。,綜上所述，制動時車輪抱死，制動效能和制動時的方向穩(wěn)定性均變差。而如果制動時將車輪滑移率S控制在15%20%，此時縱向附著系數(shù)最大，可得到最大的制動力。橫向附著系數(shù)也較大，汽車具有較好的抗側(cè)滑能力及制動時的轉(zhuǎn)向操縱能力。達到最佳的最大效果。,ABS的作用,汽車防抱死制動系統(tǒng)即ANTILOCK BRAKING SYSTEM，縮寫為ABS。 理想的制動控制過程,制動開始時讓制動力驟升，滑移率達到理想值Sopt的時間，即縱向附著系數(shù)達到最大值時間最短。然后適當(dāng)降低制動壓力，使滑移率S保持在Sopt，縱向附著系數(shù)B保持在最大值Bmax，即可獲得最短的制動距離。,ABS的功用,使實際的制動過程控制在接近于理想制動過程。,在制動時，當(dāng)車輪滑移率剛超過Sopt，出現(xiàn)抱死趨勢時，ABS迅速適當(dāng)降低制動壓力，減小車輪制動力矩，使車輪恢復(fù)至靠近穩(wěn)定界限Sopt的穩(wěn)定區(qū)域內(nèi)。再提高制動壓力，當(dāng)S稍微超過穩(wěn)定界限，再降低制動壓力。如此反復(fù)，,ABS的發(fā)展及應(yīng)用,20世紀初ABS就已用于火車上，防止制動時車輪抱死和局部摩擦。1950年，開始用于航空領(lǐng)域的飛機上。,德國博視公司（BOSCH）是汽車ABS的發(fā)明、研制單位。1978年正式生產(chǎn)出ABS1型汽車防抱死制動系統(tǒng)。1984年推出ABS2型，1986年開始生產(chǎn)ABS3型，以后相續(xù)開發(fā)出ABS2S型及將汽車防抱死制動系統(tǒng)和驅(qū)動力自動調(diào)節(jié)裝置結(jié)合的ABS/ASR系統(tǒng)。,德國瓦布科公司（WABCO）是世界上最大的ABS生產(chǎn)廠家之一。其研制出全數(shù)字化和高度集成化的ABS，并將微機控制應(yīng)用于制動系統(tǒng)。,德國戴維斯公司（TEVES）于1990年開始研制生產(chǎn)第四代ABS。,80年代是汽車ABS研制和生產(chǎn)應(yīng)用的迅速發(fā)展階段。美國的KELSEY HAYES研制生產(chǎn)后輪制動抱死裝置（）。美國通用的子公司DEL CO研制出ABS 防抱死制動系統(tǒng)。,ABS的分類、組成及布置型式,汽車ABS的分類,按傳動介質(zhì),氣壓式：主要用于中、重型貨車,液壓式：用于液壓式制動系統(tǒng)的汽車,按結(jié)構(gòu),機械式：,電子式：由車輪速度傳感器、壓力調(diào)節(jié)裝置、電子控制裝置和外圍電路組成。,按壓力調(diào)節(jié)裝置與制動主缸的位置,附加式（Addon）：如博視2型、戴維斯MK 型,整體式（Integral）：如戴維斯MK 型,控制通道的數(shù)目,單通道;雙通道 三通道;四通道 六通道（貨車）,壓力調(diào)節(jié)裝置控制對象,單獨控制（輪控） 一同控制,軸控制 對角控制,ABS是由傳感器、電子控制單元（ECU）和制動壓力調(diào)節(jié)器三個部分組成。其功用如表所示：,博視（BOSCH）制動防抱死系統(tǒng),1978年博視公司研制的ABS2型制動防抱死系統(tǒng)，是世界上最早成功采用數(shù)字電子技術(shù)的ABS產(chǎn)品，其首先在Mesdes Benzs車型上采用。1983年推出的ABS 2S型，是目前應(yīng)用最廣泛的一種制動防抱死系統(tǒng)。1985年博視公司又在ABS 2S的基礎(chǔ)上進一步簡化結(jié)構(gòu)，開發(fā)出了經(jīng)濟性ABS產(chǎn)品ABS 2E型。其后有推出可擴展驅(qū)動防滑系統(tǒng)（ASR）的ABS 2U型、ABS 2I型和ABS 2P型等多種增強功能的ABS產(chǎn)品?？偟膩碚f，博視的ABS 2型均屬于附加式制動防抱死系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)和工作原理基本相同。,ABS介紹,博視ABS 2型ABS的構(gòu)造,其組成主要有：車輪速度傳感器、電子控制裝置（ECU）、主繼電器、液壓調(diào)節(jié)裝置、側(cè)向加速度開關(guān)、警示燈等,ABS的ECU介紹,輪速傳感器介紹,ABS工作原理,其工作過程,升壓 此時，電磁閥中無電流通過。由于主彈簧彈力大于副彈簧彈力，進油閥被打開，卸荷閥關(guān)閉，制動主缸與輪缸油路接通，所以輪缸壓力即能在沒有ABS參與的常規(guī)制動條件下增加，也能在ABS系統(tǒng)工作的條件下增加。 保持壓力 降壓,博視ABS 2型ABS的工作原理,起動發(fā)動機 起動發(fā)動機時，黃色ABS警示燈亮自檢無故障關(guān)閉ABS警示燈。 低速行駛 當(dāng)汽車以517Km/h低速行駛時，ECU自動檢測 制動，但ABS不工作（常規(guī)制動） 制動，且ABS工作 ABS的工作實際上就是“升壓保壓降壓”過程的不斷循環(huán)。,驅(qū)動力控制裝置（TRC）概述,汽車在起步加速或超車加速時，會出現(xiàn)驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)現(xiàn)象，其使輪胎與地面的附著性能惡化，路面附著能力不能充分利用。同時也會降低汽車抗側(cè)滑能力。對于前置前驅(qū)的汽車可能導(dǎo)致轉(zhuǎn)向能力喪失。,為防止驅(qū)動輪滑轉(zhuǎn)，提高車輛的行駛安全性，國外的不少高級轎車上與ABS同時配置了驅(qū)動力控制裝置（Traction Control），簡稱為TRC系統(tǒng)；也稱為驅(qū)動輪防滑系統(tǒng)（Mccleration Skid Rertraint），簡稱為ASR系統(tǒng)。,功用： 防止汽車在各種運行狀態(tài)下驅(qū)動輪可能發(fā)生的滑轉(zhuǎn)，使驅(qū)動輪在各種不同路面上均能獲得最佳驅(qū)動力，保證車輛的行駛穩(wěn)定性和不喪失轉(zhuǎn)向能力。,ABS與TRC系統(tǒng)的關(guān)系,制動抱死拖滑和驅(qū)動