汽车制动系统简介-汽车文化

汽车上用以使外界（主要是路面）在汽车某些部分（主要是车轮）施加一定的力，从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置统称为制动系统。其作用是使行驶中的汽车按照驾驶人的要求进行强制减速甚至停车；使已停驶的汽车在各种道路条件下（包括在坡道上）稳定驻车；使下坡行驶的汽车速度保持稳定。

（1）制动系统的分类

①按制动系统的作用，制动系统可分为行车制动系统、驻车制动系统、应急制动系统及辅助制动系统等。用以使行驶中的汽车降低速度甚至停车的制动系统称为行车制动系统；用以使已停驶的汽车驻留原地不动的制动系统则称为驻车制动系统；在行车制动系统失效的情况下，保证汽车仍能实现减速或停车的制动系统称为应急制动系统；在行车过程中，辅助行车制动系统降低车速或保持车速稳定，但不能将车辆紧急制停的制动系统称为辅助制动系统。上述各制动系统中，行车制动系统和驻车制动系统是每一辆汽车都必须具备的。

②按制动操纵能源，制动系统可分为人力制动系统、动力制动系统和伺服制动系统等。以驾驶人的肌体作为唯一制动能源的制动系统称为人力制动系统；完全靠由发动机的动力转化而成的气压或液压形式的势能进行制动的系统称为动力制动系统；兼用人力和发动机动力进行制动的制动系统称为伺服制动系统或助力制动系统。

③按制动能量的传输方式，制动系统可分为机械式、液压式、气压式、电磁式等。同时，采用两种以上传能方式的制动系统称为组合式制动系统。

（2）汽车制动系统的工作原理

汽车制动系统的工作原理如图3.58所示，它由制动器和液压传动机构组成。

图3.58　制动系工作原理示意图

1—制动踏板；2—推杆；3—主缸活塞；4—制动主缸；5—油管；6—制动轮缸；7—轮缸；8—制动鼓；9—摩擦片；10—制动器；11—制动底板；12—支撑销；13—制动蹄回位弹簧

车轮制动器主要由旋转部分、固定部分和张开机构组成。旋转部分是制动鼓，它固定在车轮轮毂上，随车轮一同旋转，它的工作面是内圆柱面。固定部分主要包括制动蹄和制动底板等。制动底板用螺栓与转向节凸缘（前轮）或桥壳凸缘（后轮）固定在一起。在固定不动的制动底板上，有两个支撑销，支撑着两个弧形制动蹄的下端。制动蹄的外圆面上装有摩擦片，上端用制动蹄回位弹簧拉紧液压轮缸等张开机构使其张开。液压轮缸也安装在制动底板上。液压传动机构主要由制动踏板、推杆、制动主缸、制动轮缸和油管等组成。装在车架上的制动主缸也用油管与制动轮缸相连通。主缸活塞可由驾驶员通过制动踏板来操纵。

制动系统不工作时，制动鼓的内圆面与制动蹄摩擦片的外圆面之间保留有一定的间隙，使制动鼓可以随车轮自由旋转。

制动时，踩下制动踏板，推杆便推动主缸活塞，使主杠中的油液以一定压力流入制动轮缸，通过轮缸活塞使两制动蹄的上端向外张开，从而使摩擦片压紧在制动鼓的内圆面上。

这样，不旋转的制动蹄就对旋转着的制动鼓产生一个摩擦力矩M o，其作用方向与车轮旋转方向相反，摩擦力矩大小取决于轮缸的张力、摩擦因数和制动鼓及制动蹄的尺寸等。制动鼓将该力矩M o传到车轮后，由于车轮与路面间的附着作用，车轮即对路面作用一个向前的周缘力F1，与此同时，路面给车轮作用一个向后的反作用力F2，即制动力。制动力F2由车轮经车桥和悬架传递给车架和车身，迫使整个汽车产生一定的减速度，制动力越大，减速度也越大。

当松开制动踏板时，制动蹄回位弹簧即将制动蹄拉回原位，摩擦力矩M o和制动力F2消失，制动作用即解除。(www.xing528.com)

制动时车轮上的制动力F2不仅取决于制动力矩M o，还取决于轮胎与路面间的附着条件。如果完全丧失附着，就不会产生制动效果，即车轮停止了转动而被抱死，汽车仍然向前滑移。不过，在讨论制动系统的结构问题时，一般都假设具备良好的附着条件。

（3）制动器概述

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，依靠车轮与地面的附着作用，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。目前，汽车所用的摩擦制动器可分为鼓式（见图3.59）和盘式（见图3.60）两大类。

图3.59　鼓式制动器

旋转元件固装在车轮或半轴上，即制动力矩直接分别作用于两侧车轮上的制动器称为车轮制动器。旋转元件固装在传动系的传动轴上，其制动力矩经过驱动桥再分配到两侧车轮上的制动器称为中央制动器。

典型的鼓式制动器主要由底板、制动鼓、制动蹄、轮缸（制动分泵）、复位弹簧、定位销等零部件组成。底板安装在车轴的固定位置上，上面装有制动蹄、轮缸、复位弹簧、定位销，承受制动时的旋转扭力。每一个鼓有一对制动蹄，制动蹄上有摩擦衬片。制动鼓则是安装在轮毂上，是随车轮一起旋转的部件，它是由一定分量的铸铁做成，形状似圆鼓状。当制动时，轮缸活塞推动制动蹄压迫制动鼓，制动鼓受到摩擦减速，迫使车轮停止转动。

图3.60　盘式制动器

盘式制动器摩擦副中的旋转元件是以端面工作的金属圆盘，被称为制动盘。其固定元件则有着多种结构形式，大体上可分为两类：一类是工作面积不大的摩擦块与金属背板组成的制动块，每个制动器中有2～4个。这些制动块及其促动装置都装在横跨制动盘两侧的夹钳形支架中，总称为制动钳。这种由制动盘和制动钳组成的制动器称为钳盘式制动器。另一类固定元件的金属背板和摩擦片也呈圆盘形，制动盘的全部工作面可同时与摩擦片接触，这种制动器称为全盘式制动器。

钳盘式制动器过去只用作中央制动器，但目前则越来越多地被各级轿车和货车用作车轮制动器。全盘式制动器只有少数汽车（主要是重型汽车）采用为车轮制动器。钳盘式制动器又可分为定钳盘式和浮钳盘式两类。

盘式制动器与鼓式制动器相比，有以下优点：一般无摩擦助势作用，制动器效能受摩擦系数的影响较小，效能较稳定；浸水后效能降低较少，而且只需经一两次制动即可恢复正常；在输出制动力矩相同的情况下，尺寸和质量一般较小；制动盘沿厚度方向的热膨胀量极小，不会像制动鼓的热膨胀那样使制动器间隙明显增加而导致制动踏板行程过大；较容易实现间隙自动调整，其他保养修理作业也较简便。对于钳盘式制动器而言，因为其制动盘外露，还有散热良好的优点。

盘式制动器不足之处是效能较低，故用于液压制动系统时所需制动促动管路压力较高，一般要用伺服装置。

目前，盘式制动器已广泛应用于轿车，但除了在一些高性能轿车上用于全部车轮以外，大都只用作前轮制动器，而与后轮的鼓式制动器配合，使汽车在制动时有较高的方向稳定性在货车上，盘式制动器也有采用，但离普及还有相当距离。