制动系统气压驻车防滑

第三节 气压制动系统一、气压制动回路二、空气压缩机及调压阀三、双回路压力保护阀四、制动阀五、继动阀与快放阀六、双通单向阀七、制动气室八、气压式车轮制动器 第 四 节 驻 车 制 动 系第五节 辅助制动系第六节 制动防滑转系统 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 ： 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 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 。 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。 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。 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 加 速踏 板 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)； V W 为 车 轮 速 度 ； 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 x 和 侧 向 附 着 系 数 y 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 x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 y 最 大 ， 汽 车 抗 侧滑 能 力 最 强 ， 制 动 时 方 向 稳 定 性 最 好 。 y随 着 滑 移 率 的 增 大而 减 小 ， 当 车 轮 完 全 抱 死 拖 滑 时 y 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 (Antilock Brake System)， 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 常 规 制 动 （ 升 压 ） 过 程 轮 缸 保 压 过 程 轮 缸 减 压 过 程 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