汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)組成及工作原理

汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)

汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的制動(dòng)安全系統(tǒng)，一般由制動(dòng)傳動(dòng)裝置和制動(dòng)器組成。

1)制動(dòng)傳動(dòng)裝置

制動(dòng)傳動(dòng)裝置包括將制動(dòng)能量傳遞給制動(dòng)器的各種部件和管路，如制動(dòng)踏板、制動(dòng)總泵、輪缸和連接管路。

2)制動(dòng)

制動(dòng)器是產(chǎn)生阻礙車(chē)輛運(yùn)動(dòng)或趨勢(shì)的力的部件。通常，這是通過(guò)固定元件的工作表面和旋轉(zhuǎn)元件之間的摩擦來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

一個(gè)完善的制動(dòng)系統(tǒng)還具有制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置、報(bào)警裝置、壓力保護(hù)裝置等附加裝置。制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理

與車(chē)身連接的非旋轉(zhuǎn)元件和與車(chē)輪連接的旋轉(zhuǎn)元件之間的相互摩擦用于停止車(chē)輪的旋轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)趨勢(shì)。而運(yùn)動(dòng)的汽車(chē)動(dòng)能轉(zhuǎn)化為摩擦副的熱能，消散到大氣中。

現(xiàn)在以液壓制動(dòng)系統(tǒng)為例，說(shuō)明制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理，如圖15.1所示。

車(chē)輪制動(dòng)器主要由旋轉(zhuǎn)部分、固定部分和開(kāi)啟機(jī)構(gòu)組成。

轉(zhuǎn)動(dòng)部分為制動(dòng)鼓，制動(dòng)鼓固定在輪轂上，隨車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)，其工作面為內(nèi)圓柱面。固定部分主要包括制動(dòng)蹄和制動(dòng)底板。制動(dòng)器底板用螺栓固定在轉(zhuǎn)向節(jié)法蘭(前輪)或橋殼法蘭上。在固定制動(dòng)底板上，有兩個(gè)支撐銷(xiāo)支撐著兩個(gè)弧形制動(dòng)蹄的下端。閘瓦外表面裝有摩擦片，上端由閘瓦回位彈簧張緊壓靠在輪缸活塞上。制動(dòng)蹄可以通過(guò)凸輪或制動(dòng)輪缸等開(kāi)啟機(jī)構(gòu)打開(kāi)。制動(dòng)輪缸也安裝在制動(dòng)底板上。液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由制動(dòng)踏板和推桿組成！主缸、制動(dòng)輪缸和油管等。安裝在車(chē)身上的制動(dòng)總泵通過(guò)油管與制動(dòng)輪缸連通，駕駛員可以通過(guò)制動(dòng)踏板操作總泵的活塞。

I}沒(méi)有制動(dòng)過(guò)程

不制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)鼓的內(nèi)圓柱面與摩擦片之間有一定的間隙，使制動(dòng)鼓能隨車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。

2)制動(dòng)過(guò)程

為了使行駛中的汽車(chē)減速和停車(chē)，需要利用路面向相反方向?qū)ζ?chē)車(chē)輪強(qiáng)行產(chǎn)生外力，即制動(dòng)力。

制動(dòng)時(shí)，當(dāng)駕駛員踩下制動(dòng)踏板時(shí)，推桿推動(dòng)制動(dòng)總泵的活塞，迫使制動(dòng)油通過(guò)油管進(jìn)入制動(dòng)輪缸。油壓使制動(dòng)輪缸的活塞頂著回位彈簧的拉力推動(dòng)制動(dòng)蹄繞支撐銷(xiāo)轉(zhuǎn)動(dòng)，上端向外開(kāi)口，消除制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓的間隙后壓在制動(dòng)鼓上。這樣，不轉(zhuǎn)動(dòng)的閘瓦摩擦件會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的制動(dòng)鼓產(chǎn)生一個(gè)摩擦力矩m，其方向與車(chē)輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反，其大小取決于制動(dòng)輪缸活塞的開(kāi)啟力、閘瓦鼓之間的摩擦系數(shù)以及制動(dòng)鼓和閘瓦的大小。制動(dòng)鼓將扭矩M傳遞給車(chē)輪。由于車(chē)輪和路面之間的附著力，車(chē)輪在路面上施加向前的圓周力F。同時(shí)，路面還對(duì)車(chē)輪施加一個(gè)向后的切向反作用力F，即路面對(duì)車(chē)輪的制動(dòng)力。每個(gè)車(chē)輪上的路面制動(dòng)力之和就是汽車(chē)上的總制動(dòng)力，從車(chē)輪通過(guò)車(chē)軸和懸架傳遞到車(chē)架和車(chē)身上，迫使整個(gè)汽車(chē)有一定的減速度。制動(dòng)力越大，減速度越大。

3)制動(dòng)器釋放過(guò)程

松開(kāi)制動(dòng)踏板，在回位彈簧的作用下，制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓之間的間隙可以恢復(fù)，從而釋放制動(dòng)。

制動(dòng)時(shí)，車(chē)輪上的制動(dòng)力Fb隨著踏板力和制動(dòng)力矩的增大而增大。但是由于輪胎與路面附著力的限制，制動(dòng)力F不能超過(guò)附著力F！，f等于輪胎上的垂直載荷G與輪胎與路面之間的附著系數(shù)Q的乘積，即Fb =GQ當(dāng)制動(dòng)力等于附著時(shí)，車(chē)輪將被鎖死，在路面上被拖動(dòng)。打滑會(huì)導(dǎo)致胎面嚴(yán)重局部磨損，在路面上留下黑色拖痕。同步滑動(dòng)阻力導(dǎo)致胎面局部高溫和局部變薄，就像一層潤(rùn)滑劑將輪胎與路面隔開(kāi)，降低了附著系數(shù)。最大制動(dòng)力和最短制動(dòng)距離不會(huì)在車(chē)輪鎖定時(shí)出現(xiàn)，而是在車(chē)輪即將鎖定但未完全鎖定時(shí)出現(xiàn)。制動(dòng)力接近附著力，即在所謂的“臨界狀態(tài)”下達(dá)到最大值?？梢钥闯觯ㄟ^(guò)制動(dòng)到鎖定狀態(tài)可以獲得的制動(dòng)力與車(chē)輪上的垂直載荷成正比。也就是說(shuō)，車(chē)輪上的負(fù)載越大，可以獲得的制動(dòng)力就越大。因此，根據(jù)各種汽車(chē)前輪和后輪軸輪的不同質(zhì)量分布，包括附著質(zhì)量和傳遞質(zhì)量，應(yīng)從開(kāi)啟機(jī)構(gòu)、制動(dòng)鼓和制動(dòng)蹄的類(lèi)型和尺寸等制動(dòng)結(jié)構(gòu)類(lèi)型方面合理分配制動(dòng)力，以獲得理想的制動(dòng)功。事實(shí)上，在制動(dòng)過(guò)程中，車(chē)輪的載荷及其對(duì)地面的附著系數(shù)并不是恒定的，因此很難完全避免車(chē)輪抱死和打滑。很多汽車(chē)在制動(dòng)系統(tǒng)中增加了前輪和后輪軸輪的制動(dòng)力分配和調(diào)節(jié)裝置，可以減少車(chē)輪抱死現(xiàn)象，但最理想的是電控自動(dòng)防抱死制動(dòng)裝置，俗稱(chēng)ABS裝置。