汽車制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析與創(chuàng)新方案

汽車制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析與創(chuàng)新方案關(guān)鍵詞：制動系統(tǒng)，制動器，電控，駐車制動系統(tǒng)，電磁閥摘要：轎車制動系統(tǒng)直接影響轎車行駛的安全性和停車的可靠性，是轎車十分重要的組成部分。只有制動性能優(yōu)良，制動系統(tǒng)工作可靠，才能充分發(fā)揮轎車的其它性能。因此了解制動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)十分重要，而且目前的制動系統(tǒng)仍然有一些不足，需要改進。本文對制動系統(tǒng)的概念和制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)進行了分析，并且提出了一些本人獨立想到的制動系統(tǒng)創(chuàng)新方案，希望未來的制動系統(tǒng)更為智能化。正文:一、制動系統(tǒng)的概念及重要性使行駛中的汽車減速甚至停車，使下坡行駛的汽車的速度保持穩(wěn)定，以及使已停駛的汽車保持不動，這些作用稱為汽車制動。為了實現(xiàn)汽車制動，在汽車上必須裝設(shè)一系列專門裝置，以便駕駛?cè)四芨鶕?jù)道路和交通等情況，借以使外界（主要是路面）在汽車某些部分（主要是車輪）施加一定的與汽車行駛方向相反的力，對汽車進行一定程度的強制制動。這樣一系列專門裝置即稱為制動系統(tǒng)。轎車安全性研究資料表明40%道路交通事故與轎車的制動性能有關(guān)，其中10%的道路交通事故是因轎車高速行駛或在不良路面上行駛進行緊急制動，車輪抱死而發(fā)生側(cè)滑、跑偏，使轎車失去操縱性和穩(wěn)定性引起的。據(jù)研究顯示，發(fā)生人身傷亡交通事故中，在潮濕的路面上約1/3與汽車側(cè)滑、跑偏有關(guān)，在冰雪路面上70%-80%與側(cè)滑、跑偏有關(guān)。根據(jù)對側(cè)滑、跑偏事故的分析，發(fā)現(xiàn)有50%是由制動引起的。轎車的制動性能直接關(guān)系到人們的生命財產(chǎn)安全。從轎車誕生時起，制動系統(tǒng)在車輛的安全方面就扮演著至關(guān)重要的角色。二、制動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析制動系統(tǒng)由供能裝置，控制裝置，傳動裝置和制動器組成。較為完善的制動系統(tǒng)還具有制動力調(diào)節(jié)裝置以及報警裝置、壓力保護裝置等附加裝置。供能裝置也就是制動能源，包括供給、調(diào)節(jié)制動所需能量以及各個部件，產(chǎn)生制動能量的部分稱為制動能源?？刂蒲b置包括產(chǎn)生制動動作和控制制動效果的部件。傳動裝置包括把制動能量傳遞到制動器的各個部件。制動器產(chǎn)生阻礙車輛運動或運動趨勢的力的部件，也包括輔助制動系統(tǒng)中的部件。制動器轎車制動器幾乎都是機械摩擦式的，即利用旋轉(zhuǎn)元件與固定元件兩工作表面間的摩擦產(chǎn)生的制動力矩使轎車減速或停車。摩擦式制動器按其旋轉(zhuǎn)元件的形狀分為鼓式和盤式兩大類，它們又可以細分為如下圖的小類。盤式制動器是由制動鉗、制動塊、制動盤和其他部件組成。盤式制動器摩擦副中的旋轉(zhuǎn)元件是圓盤狀的制動盤，以端面為工作表面，圓盤稱為制動盤。旋轉(zhuǎn)元件固裝在車輪或半軸上，即制動力矩直接分別作用兩側(cè)車輪上的制動盤上。按摩擦副中的固定摩擦元件的結(jié)構(gòu)來分，盤式制動器分為鉗盤式和全盤式制動器兩大類。全盤式制動器的固定摩擦元件和旋轉(zhuǎn)元件均為圓盤形，制動時各盤摩擦表面全部接觸。其工作原理類似離合器，故也稱為離合器式制動器。鉗盤式制動器又可以按制動鉗的結(jié)構(gòu)型式分為固定鉗式和浮動鉗式兩種。而固定鉗式盤式制動器又可分為雙缸對置、四缸對置和外側(cè)雙缸內(nèi)側(cè)單缸等三種。鼓式制動器一般可按其制動蹄的受力情況進行分類，它們可分為：領(lǐng)從蹄式制動器、雙領(lǐng)蹄式制動器、雙從蹄式制動器、增力式制動器、凸輪鼓式制動器、單楔鼓式制動器、雙楔鼓式制動器等以上分別介紹了盤式與鼓式制動器，與鼓式制動器相比盤式制動器有許多優(yōu)點：(1)熱穩(wěn)定性較好；由于制動盤對摩擦襯塊無摩擦增力作用，另外，制動摩擦襯塊的尺寸不大，其工作表面的面積僅為制動盤面積的12％～16％，故散熱性較好。(2)水穩(wěn)定性較好；因為制動襯塊對制動盤的單位壓力高，易將沾附的水擠出，同時離心力也易將沾水甩掉，再加上襯塊對盤的擦拭作用，制動器出水后只需經(jīng)一兩次制動即能恢復正常：而鼓式制動器則需經(jīng)過甚至十余次制動方能恢復正常的制動效能。(3)制動穩(wěn)定性好：盤式制動器的制動力矩與其制動油缸的活塞推力及摩擦系數(shù)成線性關(guān)系，還由于無自行增勢作用，因此在制動過程中制動力矩增長較和緩，與鼓式制動器相比，能保證高的制動穩(wěn)定性。(4)制動力矩與汽車前進和后退等行駛狀態(tài)無關(guān)。(5)在輸出同樣大小的制動力矩條件下，盤式制動器結(jié)構(gòu)尺寸和質(zhì)量比鼓式的要小。(6)盤式制動器的摩擦襯塊比鼓式制動器的摩擦襯片在磨損后更易更換，結(jié)構(gòu)也較簡單，維修、保養(yǎng)容易。(7)制動盤與摩擦襯塊間的間隙小(O．05mm～O．15mm)，因此縮短了油缸活塞的操作時間，并使制動驅(qū)動機構(gòu)的力傳動比有增大的可能。(8)制動盤的熱膨脹不會像制動鼓熱膨脹那樣引起制動踏板行程損失，這也使得間隙自動調(diào)整裝置的設(shè)計可以簡化。(9)易于構(gòu)成多回路制動驅(qū)動系統(tǒng)，使系統(tǒng)有較好的可靠性與安全性，以保證汽車在任何車速下各車輪都能均勻一致地平穩(wěn)制動。(10)能方便地實現(xiàn)制動器磨損報警，以便能及時地更換摩擦襯塊。制動管路的多回路系統(tǒng)為了提高制動驅(qū)動機構(gòu)的工作可靠性，保證行車安全，制動驅(qū)動機構(gòu)至少應(yīng)有兩套獨立的系統(tǒng)，即應(yīng)是雙回路系統(tǒng)，也就是說應(yīng)將轎車的全部行車制動器的液壓或氣壓管路分成兩個或更多個相互獨立的回路，以便當一個回路發(fā)生故障失效時，其它完好的回路仍能可靠地工作。真空助力器伺服制動系統(tǒng)是在人力液壓制動的基礎(chǔ)上加設(shè)一套由其他能源提供制動力的助力裝置，使人力與動力可兼用，即兼用人力和發(fā)動機動力作為制動能源的制動系統(tǒng)。在正常情況下，其輸出工作壓力主要由動力伺服系統(tǒng)產(chǎn)生，因而在動力伺服系統(tǒng)失效時，仍可全由人力驅(qū)動液壓系統(tǒng)產(chǎn)生一定程度的制動力。按照伺服系統(tǒng)能源的不同，又有真空伺服制動系統(tǒng)、氣壓伺服制動系統(tǒng)和液壓伺服制動系統(tǒng)。按助力特點，伺服制動系統(tǒng)又可分為助力式和增壓式兩種。轎車上一般使用的是真空助力器，是利用發(fā)動機進氣管中節(jié)氣門后的真空度作為動力源。制動主缸制動主缸的作用是將由踏板力輸入的機械推力裝換成液壓力。駐車制動器駐車制動裝置是使汽車在路面(包括斜坡)上停駐時，為防止車輛滑行，以及汽車在坡道上起步時，用以防止車輛后退的裝置。駐車制動裝置有別于行車制動裝置，它們各自有相互獨立的操縱裝置，駐車制動裝置常采用手操縱機構(gòu)，所以通常又稱為手制動，但駐車制動裝置既可以是手操縱也可以是腳操縱。一般轎車和輕型卡車采用手操縱機構(gòu)，而大型車輛則采用腳操縱的駐車制動踏板機構(gòu)。制動系統(tǒng)的大致結(jié)構(gòu)已如上分析，下面將重點介紹我個人所想到的創(chuàng)新方案。三、制動系統(tǒng)的創(chuàng)新方案1.改進制動力調(diào)節(jié)裝置目前汽車上多數(shù)通過限壓閥、比例閥、感載閥等來調(diào)節(jié)壓力。我認為如果使用電磁閥調(diào)節(jié)液壓能夠達到更好的效果，通過一些傳感器將數(shù)據(jù)輸入到ECU中，根據(jù)設(shè)定好的行車方案控制液體壓力，那么汽車的前后促動管路壓力可以與理想的前后促動管路壓力更好地擬合，使前后輪可以達到同步瀕臨滑移，但是如此可能會提高制造成本，所以比較適用于一些高級轎車。而且還有一個缺點，如果它的技術(shù)性能不可靠，那么就完全不能起到作用，相比于機械式控制，電子式控制更容易損壞或無法起作用。2.使用電子駐車制動器通過電子控制駐車制動器，不需要手動操縱，可將啟動按鈕安裝在汽車控制面板上，更加方便地操縱駐車制動器，而且可以將其與報警系統(tǒng)耦合，使汽車更加智能化。3.增加一個模擬制動“腳感”的裝置該裝置可以根據(jù)行車過程中遇到的路面情況，模擬出“腳感”，使駕駛員可以更好地感受到路面情況，以便調(diào)整自己的駕駛狀態(tài)。而且該裝置可以通過汽車的控制面板來選擇