汽車制動(dòng)系統(tǒng)工作原理詳解

1、眾所周知，當(dāng)我們踩下制動(dòng)踏板時(shí)，汽車會(huì)減速直到停車。 但這個(gè)工作是怎么樣完成的？你腿部的力量是怎么樣傳遞到車 輪的？這個(gè)力量是怎么樣被擴(kuò)大以至能讓一臺(tái)笨重的汽車停下 來？首先我們把制動(dòng)系統(tǒng)分成 6部分，從踏板到車輪依次解釋每 部分的工作原理，在了解汽車制動(dòng)原理之前我們先了解一些基本 理論，附加部分包括制動(dòng)系統(tǒng)的基本操作方式。基本的制動(dòng)原理當(dāng)你踩下制動(dòng)踏板時(shí)，機(jī)構(gòu)會(huì)通過液壓把你腳上的力量傳遞給車輪。但實(shí)際上要想讓車停下來必須要一個(gè)很大的力量，這要比人腿的力量大很多。所以制動(dòng)系統(tǒng)必須能夠放大腿部的力量， 要做到這一點(diǎn)有兩個(gè)辦法：1、杠桿作用2、利用帕斯卡定律，用液力放大制動(dòng)系統(tǒng)把力量傳遞給車輪，給

2、車輪一個(gè)摩擦力，然后車輪 也相應(yīng)的給地面一個(gè)摩擦力。在我們討論制動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成原理之 前，讓我們了解三個(gè)原理：杠桿作用、液壓作用、摩擦力作用杠桿作用制動(dòng)踏板能夠利用杠桿作用放大人腿部的力量，然后把這個(gè) 力量傳遞給液壓系統(tǒng)。如上圖，在杠桿的左邊施加一個(gè)力F，杠桿左邊的長(zhǎng)度(2X)是右邊(X)的兩倍。因此在杠桿右端可以得到左端兩倍的力2F，但是它的行程Y只有左端行程2Y的一半。液壓系統(tǒng)其實(shí)任何液壓系統(tǒng)背后的基本原理都很簡(jiǎn)單：作用在一點(diǎn)的力被不能壓縮的液體傳遞到另一點(diǎn)， 這種液體通常是油。絕大多數(shù)制動(dòng)系統(tǒng)也在此中放大制動(dòng)力量。下圖是最簡(jiǎn)單的液壓系統(tǒng)：如圖：兩個(gè)活塞（紅色）裝在充滿油（藍(lán)色）的玻璃圓桶中，

3、之 間由一個(gè)充滿油的導(dǎo)管連接， 如果你施一個(gè)向下的力給其中一個(gè) 活塞（圖中左邊的活塞）那么這個(gè)力可以通過管道內(nèi)的液壓油傳 送到第二個(gè)活塞。由于油不能被壓縮，所以這種方式傳遞力矩的 效率非常高，幾乎100%勺力傳遞給了第二個(gè)活塞。 液壓傳力系 統(tǒng)最大的好處就是可以以任何長(zhǎng)度，或者曲折成各種形狀繞過其他部件來連接兩個(gè)圓桶型的液壓缸。還有一個(gè)好處就是液壓管可以分支，這樣一個(gè)主缸可以被分成多個(gè)副缸，如圖所示：使用液壓系統(tǒng)的另外一個(gè)好處就是能使力量成倍的增加 。 在液壓系統(tǒng)中你需要做的只是改變一個(gè)活塞和液壓缸的尺寸， 如 下圖：I 2 in. 16 in上圖表示的就是力的加倍放大，力放大的倍數(shù)要以活塞的

4、直 徑來定。左邊的活塞直徑為 2寸（注：相當(dāng)于5.08cm），右邊的 活塞直徑為6寸（相當(dāng)于15.24cm）。因?yàn)閳A的面積等于 Pi * r2, 所以左邊的活塞面積為 3.14平方厘米，右邊的活塞面積為28.26 平方厘米。右邊的活塞面積比左邊的大 9倍。這就意味著給左邊 的活塞施加任何一個(gè)力，右邊的活塞就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)比左邊大9倍的力。因此當(dāng)你給左邊的活塞施加一個(gè)100磅的向下的力時(shí)，右邊的活塞就會(huì)產(chǎn)生一個(gè) 900磅的向上的力。唯一的不足就是當(dāng)左 邊的活塞向下運(yùn)動(dòng)9寸時(shí)，右邊的活塞只能向上運(yùn)動(dòng)1寸。摩擦力摩擦力是一個(gè)物體在另一個(gè)物體上滑動(dòng)的相互阻力，參照下 圖。兩個(gè)物體的接觸面都是用相同材料做成

5、的但其中一個(gè)較另一 個(gè)重，所以不難看出哪一邊較難推動(dòng)。要了解其中的原因，我們可以分析下面的例子：即使用肉眼看起來接觸面很平滑，但在顯微鏡下他們確是相當(dāng)粗糙的。當(dāng)你把物體平放在桌面上時(shí)， 物體和桌面之間的小鋸 齒會(huì)結(jié)合在一起，而他們其中有一些合適的鋸齒會(huì)相互咬合，如 果給他的壓力越大，那么咬合的鋸齒就越多，其阻力也越大，所 以重的物體就更難推動(dòng)。不同的材料表面，有不同的鋸齒結(jié)構(gòu)；舉例來說：橡皮與橡 皮之間就比鋼與鋼之間更難滑動(dòng)。材料的類型決定了摩擦系數(shù)。所以摩擦力與物體接觸面上的正壓力成正比。例如：如果摩擦系數(shù)為0.1，一個(gè)物體重100磅，另一個(gè)物體重400磅，那么如果 要推動(dòng)他們就必須給100磅的物體施加一個(gè)10磅的力，給400 磅的物體施加一個(gè)40磅的力才能克服摩擦力前進(jìn)。物體越重則 需要克服更大的摩擦力。 這個(gè)原理就跟制動(dòng)抓緊裝置相似，如果給制動(dòng)碟的壓力越大那么車輛獲得的制動(dòng)力就越大。簡(jiǎn)單制動(dòng)系統(tǒng)模型當(dāng)踩下制動(dòng)踏板時(shí)， 在踏板處通過杠桿原理把制動(dòng)力放大了 3 倍，再通過液壓機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)活塞把制動(dòng)力又放大了 3 倍 放大以后的制動(dòng)力