模块11 制动器

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,*,模块,11,制动器,汽车底盘构造与维修,1,1.1.1 制动系的功用,制动系统的作用是：根据,实际需求,，使高速行驶的汽车,减速,或在,最短的距离内,停车；下坡时保持车速稳定；使停驶的汽车,可靠停驻,。,当汽车行驶在宽阔平坦、车流和人流较少的路况下，可以通过高速行驶提高运输生产效率；但在汽车行驶过程中，也会遇到复杂多变的路面状况，例如进入弯道、不平路面、两车交会、遇到障碍物等等，为保证行驶安全，就要求汽车尽可能在最短的距离内将车速降低，甚至停车。,2,汽车作为最重要的交通运输工具之一，要想保障它的,安全性,，必须要有一套,可靠的制动系统,。,3,1.1.2制动系分类,按功能不同，分为,行车制动系,、,驻车制动系,、,应急制动系,、安全制动系和辅助制动系。其中，行车制动系主要由驾驶员右脚控制,减速踏板,；驻车制动系主要用,手刹,来驻车；应急制动系指当行车制动装置失效时，保证汽车仍能实现减速或停车的制动系统，通常由独立的管路控制车轮；安全制动系将在制动气压不足时发挥作用，使车辆停车；辅助制动系统是为了下长坡时减轻行车制动器的磨损而设立，其中利用发动机排气制动应用最广。,4,手刹,5,按照制动能源的不同分类，分为,人力制动系,、,动力制动系,和,伺服制动系,。人力制动系是以驾驶员的肌体作为唯一制动能源的制动系；动力制动系是完全靠发动机的动力转化而成的气压或液压形式的能量进行制动的制动系；伺服制动系兼用人力和发动机动力进行制动。,6,1.1.3制动系统的基本组成：,（1）,供能装置,。包括供给、调节制动所需能量以及改善传能介质状态的各种部件，如气压制动系中的压缩机、液压制动系中人的肌体。,（2）,控制装置,。如制动踏板。,（3）,传动装置,。将供能装置提供的作用力传到制动器，同时控制制动器的工作，从而获得所需的制动力矩，例如制动主缸、制动轮缸。,（4）,制动器,：产生阻碍车辆运动或运动趋势的力的部件。,7,1.1.4制动系的工作原理,汽车以一定速度行驶，具有一定的动能，要使它在短距离内减速或停车，路面就必须对汽车车轮强制地产生一个,阻力,阻止汽车行驶，其方向与汽车行驶方向相反。这个力即为制动力。因此，制动就是将汽车的,动能强制地转换为热能,，扩散于大气中。,8,1.1.5 对制动系的要求,为保证汽车能在安全条件下发挥出高速行驶的能力，制动系必须满足下列要求：,（1）具有良好的制动效能，有,迅速减速直至停车,的能力。,（2）操纵轻便，操纵制动系统所需的,力不能过大,。,（3）,制动稳定性好,，制动时，前、后车轮制动力分配合理，左右轮上的制动力矩基本相等，使汽车在制动过程中不跑偏，不甩尾。,（4）制动平顺性好。制动力能,迅速平稳增加,，也能,迅速彻底解除,。,9,（5）,散热性好,，连续制动时，制动鼓和制动蹄上的摩擦片因高温引起的摩擦系数下降要小，水湿后恢复要快。,（6）对挂车的制动系，还要求挂车的制动作用,略早于主车,；挂车自行脱挂时能自动进行应急制动。,10,鼓式制动器：,简单的鼓式制动器由,旋转部分,、,固定部分,、,促动装置,和,定位调整机构,组成。,旋转部分为制动鼓，通过轴承支承在后桥支承短轴上，与车轮一起旋转。,固定部分是制动底板和制动蹄。制动底板固定装在车桥的凸缘盘上，两制动蹄与通过制动底板下端的偏心支承销做动配合。,促动装置的作用是对制动蹄施加力使其向外张开。,间隙调整装置的作用是保持和调整制动蹄和制动鼓间正确的相对位置。,11,工作原理：汽车不制动时，,制动踏板为自由状态,，,轮缸制动液无压力,，两制动蹄在,复位弹簧,的作用下压靠在轮缸活塞顶块上，制动鼓内圆柱面与制动蹄摩擦片之间保留一定间隙，,制动鼓可以随车轮一起自由旋转,。,12,13,制动时，踩下制动踏板，主缸推杆推动主缸内的,活塞前移,，,制动液压力增大,，经管路进入轮缸，,推动轮缸活塞外移,，使制动蹄,克服复位弹簧的拉力,绕支承销向外转动而张开，消除制动蹄与制动鼓之间的间隙后，,使制动蹄压紧在制动鼓上,。因摩擦作用，在制动鼓上就产生一个与车轮的旋转方向相反的摩擦力矩，这个力就是车轮受到的制动力。解除制动时，放松制动踏板，在,复位弹簧,的作用下，制动蹄回位，制动系又恢复到不制动的状态。,14,鼓式制动器原理示意图,15,盘式制动器由,摩擦衬块,从两侧夹紧与车轮共同旋转的,制动盘,后而产生制动效能。盘式制动器的,旋转元件为金属盘,，称为制动盘，,固定元件为制动钳,，制动块由工作面积不大的摩擦块和金属背板组成，每个制动器中，有两到四个制动块（摩擦片）。,16,浮钳盘制动器由,制动盘,、,内外摩擦块,、,制动钳体,、,制动钳支架,和,前制动轮缸,等组成。,制动盘固定在轮毂上,，夹在内外摩擦衬块中间，,与前轮一起转动,。,制动钳支架固定在转向节上,，,制动钳体,用紧固螺栓与,制动钳导向销,连接，导向销插入制动钳支架的孔中做,滑动配合,，因此制动钳体可沿导向销轴线相对制动盘做轴向移动。,17,盘式制动器工作原理示意图,制动时，制动液从进油口进入，推动左面的活塞压向制动盘，直到和制动盘接触，若制动液压继续增大，则制动钳体将沿导向销的方向向左运动，使右摩擦块也和制动盘接触。,18,盘式制动器的优点如下：,（1）散热能力强，热稳定性好。受热后，制动盘只在径向膨胀，不会影响制动间隙。,（2）抗水衰退能力强。受水浸后，在离心力的作用下被很快甩干，摩擦衬片上的剩水也由于压力高而被挤出，一般仅需2-3次制动后即可恢复正常。,（3）制动效能稳定，平顺性好。,（4）结构简单，摩擦片安装更换容易，维修方便。,（5）制动间隙小。,19,ABS概述：,思考：有ABS制动系统的汽车，对比无ABS制动系统的汽车。,ABS是一种安全控制制动系统，被广泛应用于各种类型的汽车上。,ABS既有普通制动系统的功能，又可以防止车轮制动抱死,，保证汽车的制动方向稳定性，防止产生侧滑和跑偏。制动时，汽车对制动系的要求是：不仅能在最短的时间内减速或停车，而且要保证行驶的稳定性和方向的稳定性。,20,对传动制动系统的汽车进行制动时，尽管驾驶员可以间歇地踩下、释放刹车踏板（点刹），从而防止车轮抱死，但这样只能靠经验来判断，无法精确地控制汽车的制动情况，特别是紧急制动时，更不可能将滑移率控制在理想范围内，尤其是雨雪天气，汽车极容易发生侧滑和甩尾，失去转向控制能力。需要注意的是，若ABS系统发生故障，汽车仍能够继续行驶，但仅限于低速。,21,经资料统计，附着系数随路面的不同而呈现较大幅度的变化；当,滑移率在20%,(边滚边滑的过程中，滑动占20%的成份)左右时，路面的附着系数达到最大值，此时车轮才能与地面产生最大的摩擦力，从而获得,最佳的制动效能,，而车轮抱死时，纵向附着系数较小，制动效能较差。,不同附着系数路面举例：结冰路面、积雪路面、潮湿路面、干燥路面等。,22,当汽车的,实际车速等于,车轮滚动时的,圆周速度,时，滑移率为零，车轮为,纯滚动,；当汽车制动时，逐渐踩下制动踏板，车轮,边滚动边滑动,，滑移率在0%100%之间；当制动踏板完全踩到底，且无ABS接入时，车轮处于,抱死状态,，而车身又具有一定的速度时，车轮滚动圆周的速度为零，则,滑移率为100%,。,23,ABS系统是在传统制动系统的基础上，增加了一套电子控制单元，包括传感器（轮速传感器）、执行器（液压调节器）和ECU（电脑），防止车轮抱死。在汽车制动过程中，当ABS电子控制单元检测到车轮趋于抱死时，就会迅速发出指令，降低制动系统的压力，使车轮的滑移率降低并恢复到靠近理想滑移率的稳定区域内。通过自动、高频率地对制动系统的压力进行不断调节，从而使车轮制动时不能抱死。,24,ABS的组成：,一般的ABS由传感器、电子控制装置（ECU）和执行器三个部分所组成。可参考书本第3页表1-1。,ABS分类：,首先明确几个概念：控制通道、独立控制、同时控制、低选原则和高选原则。,控制通道：一个能独立进行制动压力调节的制动管路称为一个,控制通道,。也就是说，某个车轮制动轮缸的压力可以,单独调节,，而与其他车轮制动轮缸不相关联，因此这个车轮制动轮缸的制动压力的调节就单独占用一个控制通道。这种独自占用一个控制通道的控制方法称为,独立控制,或,单轮控制,。,25,同时控制,：如果两个车轮的制动压力是同时进行调节的，即同时改变，则称为同时控制。同时控制的两个车轮可以是同一轴上的两个车轮，也可以是不同车轴上的两个车轮。,低选原则,：当两个车轮同时控制的汽车行驶在左右附着系数不同的路面上时，由于两边车轮与路面间附着力不同，制动时路面附着系数小的一侧车轮先抱死，附着系数大的一侧车轮后抱死，为保证系数较小的车轮不发生抱死，这两个车轮就采用较低的制动压力控制。,高选原则,：两个车轮同时控制时，如果保证附着系数较大的车轮不抱死，附着系数小的车轮会产生抱死现象，这两个车轮就采用较高的制动压力进行控制，称为高选原则。,26,27,四通道式ABS,：该系统一般由,4个控制通道,、,4个轮速传感器,和,1个电子控制单元,所组成，在4个控制通道中各设1个制动压力调节器进行独立控制。由于该系统可以最大程度地利用每个车轮的附着力进行制动，所以汽车,制动效果最好,。但汽车在两侧车轮附着系数不等的路面上制动时，由于同一轴上的制动力不相等，往往造成汽车,制动跑偏,的现象。例如汽车右侧地面较为光滑平整，左侧较为粗糙，则右侧先发生抱死的趋势，左侧后发生抱死的趋势，因此制动时左侧的制动压力大于右侧的制动压力，汽车左偏。,a) 双管路前后布置 b) 双管路交叉布置,28,三通道式ABS,：三通道ABS有,四传感器三通道式,和,三传感器三通道式,两种，其中四传感器三通道ABS又分前后布置和对角布置两种。,四轮ABS大多采用三通道式系统,，而三通道系统都是对,两前轮的制动压力进行单独控制,，,对两后轮的制动压力一般按低选原则同时控制,。,制动管路的,交叉布置,，若任意一管路失效，则仍然可以有50%的制动力，另外，前后轴制动力分配比值不变，有利于,制动的稳定性,。这种制动系统布置形式多用于发动机前置，前轮驱动的轿车。,29,由于三通道ABS对两后轮进行同时控制，所以对,后轮驱动的汽车,在变速器或主减速器中,只设置一个转速传感器,来检测两后轮的平均转速即可。当两后轮按低选原则进行同时控制时，可以保证汽车两后轮的,制动力相等,，即使两侧车轮的附着力相差较大，两后轮的制动力也只能限制在低附着力的水平上，使两后轮的制动力始终保持平衡，从而使汽车在各种条件下制动时都具有良好的方向稳定性。,30,在前轮驱动的轿车上，前轮的制动力在汽车总制动力中占,70%,左右，因此对两前轮进行独立控制，可以充分利用两前轮的附着力，确保良好的转向控制能力。因此三通道ABS在小轿车上获得了广泛的应用。,三通道三传感器式,31,双通道式ABS主要由两传感器式、三传感器式和四传感器式。双通道ABS由于在方向稳定性、转向控制和制动能力等方面难以兼顾，因此目前采用较少。,在四传感器双通道前轮独立控制ABS中，,两个前轮进行独立控制,，并通过比例阀按一定比例将制动压力传到后轮，在不对称路面上制动时，附着系数高的一侧的前轮产生的高压传至低附着系数一侧的后轮，该后轮可能发生抱死；而低附着系数一侧的前轮液压较低，传至高附着系数一侧的后轮时不会发生抱死，能够保持汽车行驶方向的稳定性。,32,四传感器双通道前轮独立控制后轮低选控制ABS是在四传感器双通道前轮独立控制ABS的基础上，用低选阀代替比例阀，不对称路面上制动时，高附着系数一侧前轮的高压不直接传给附着系数较低侧的后轮，而只按照低附着系数侧前轮的制动压力进行控制，可以避免后轮抱死，控制效果较好。,33,单通道式ABS是在后轮制动总管中设置一个制动压力调节器，在后驱动桥上安装一个传感器或者在两后轮上各安装一个轮速传感器。该控制方式一般是按照低选原则对两后轮进行同时控制的，由于未对前轮进行控制，前轮可能会出现抱死的现象，因而转向操纵能力不好，目前应用在一些轻型货车上。,34,ABS的结构主要包括传感器（轮速传感器、减速度传感器）、控制器（电子控制单元）和执行器（制动压力调节器、ABS液压泵电动机继电器）。,工作原理如下：,ABS电子控制单元一般根据制动开关信号、轮速传感器传来的脉冲信号以及其他传感器辅助信号，经计算机处理后，发出指令信号给调压器总成，进行制动液压控制。储能器用来储存高压油，压力开关阀传感器用来检测储能器的液压，并把信号送给ABS电子控制单元。ABS液压泵总成产生ABS所需的较高的制动液压。ABS液压泵电动机继电器使液压泵电机正常动作。当系统安全电磁阀继电器发现ABS有故障时，它会切断电磁阀的搭铁回路，使ABS停止工作，然后点亮ABS故障报警灯。,35,轮速传感器。轮速传感器是与齿圈共同作用的。当齿圈转动时，轮速传感器感应交流信号，输入到ABS电子控制单元，提供轮速信号。轮速传感器通常,装在各车轮上,或者差速器以及变速器输出轴处。,轮速传感器由传感头和齿圈所组成，当齿圈转动时，齿顶和齿根轮流交替地对向极轴，此时磁感线不断变化，于是在线圈中产生感应信号并传递至ABS电控单元，该电压变化的频率便能精确的反映出车轮速度的变化。,安装传感器，要保证其传感头与齿圈间留有适当的空隙，要求安装牢固，并且安装前需要在传感器上加注润滑剂，确保汽车制动中的震动不会干扰到传感器信号，并避免灰尘等杂物对传感器的影响。,36,37,减速传感器，目前，在一些汽车上还装有减速传感器，其作用是在汽车制动时，获得汽车的减速信号。该信号送入电控单元后，可以对路面进行区别和判断路面附着系数的高低情况，并采取相应的控制措施，以提高制动性能。它是对轮速传感器的补偿，使制动更加精确。,38,