汽車原理與結(jié)構(gòu)-制動系統(tǒng)

1、上次課內(nèi)容回顧一、獨(dú)立懸架 結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 類型 二、典型獨(dú)立懸架 麥弗遜式 多軸懸架 主動懸架三、轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 機(jī)械轉(zhuǎn)向系 動力轉(zhuǎn)向系四、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的組成 操縱部分 運(yùn)動轉(zhuǎn)換部分 傳動部分 動力部分五、兩側(cè)輪偏角、最小轉(zhuǎn)彎半徑共28頁 第1頁三、轉(zhuǎn)向向系角傳傳動比i轉(zhuǎn)向的操操縱件為為方向盤盤，轉(zhuǎn)向向系設(shè)計計中應(yīng)確確定方向盤轉(zhuǎn)動動的角增增量與轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向車輪輪的角增增量之比比。轉(zhuǎn)向系角角傳動比比：ii1i2其中：i1為轉(zhuǎn)向器器角傳動動比；i2為轉(zhuǎn)向傳傳動機(jī)構(gòu)構(gòu)角傳動動比。由于組成成轉(zhuǎn)向傳傳動機(jī)構(gòu)構(gòu)的傳動動件為各各類連桿桿，其角角傳動比i2近似為1，因此轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向系角角傳動比比i的大小取取決于轉(zhuǎn)向向器角傳傳動比i1。

2、大多數(shù)情情況：i i1共28頁第第2頁從減速增增矩的原原理看，方向盤盤直徑一一定時，角傳動動比越大大，操作作將越省省力，但但比值太太大則操操作不夠夠靈活。所以i的選擇應(yīng)應(yīng)兼顧兩兩方面的的要求。經(jīng)驗(yàn)值：貨車i1632客車、轎轎車i1632由于要同同時滿足足上述兩兩方面的的要求，所以i的選擇是十分分局限的的，為此此動力轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)統(tǒng)已成為為現(xiàn)代中中型貨車、中中小客車車（轎車車）發(fā)展展的趨勢勢。四、轉(zhuǎn)向向器轉(zhuǎn)向器是是轉(zhuǎn)向系系統(tǒng)中的的主要降降速裝置置，通常常由12級減速傳傳動副構(gòu)構(gòu)成，具具有減速速、改變變運(yùn)動方方向的作作用。（與蝸輪輪減速器器類似）共28頁第第3頁1、轉(zhuǎn)向器器效率正效率：轉(zhuǎn)向器輸輸入功與

3、與從轉(zhuǎn)向向器輸出端輸輸出功之之比。逆效率：轉(zhuǎn)向器輸輸出功與與從轉(zhuǎn)向向器輸入端輸輸入功之之比。正效率高高的轉(zhuǎn)向向器操作作省力；逆效率高的的轉(zhuǎn)向器器容易將將路面反反力傳遞遞到方向盤盤。可逆轉(zhuǎn)向向器：逆逆效率很很高的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向器不可逆轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向器：逆效率率很低的的轉(zhuǎn)向器器極限可逆逆轉(zhuǎn)向器器：逆效效率適中中的轉(zhuǎn)向向器顯然，為為兼顧各各方面的的需求，極限可可逆轉(zhuǎn)向向器的運(yùn)運(yùn)用最為廣廣泛。共28頁第第4頁1轉(zhuǎn)向齒輪輪2轉(zhuǎn)向齒條條3彈簧4調(diào)整螺栓栓5螺母6壓塊7防塵罩8油封9軸承10殼體2、典型轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向器左圖是目目前普通通車輛中最最常用的的齒輪齒條式轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向器，具有結(jié)構(gòu)簡單單、緊湊湊；剛性大質(zhì)量量輕；傳傳動效率高，制制

4、造方便便，成本低的特特點(diǎn)。主動件：1轉(zhuǎn)動從動件：2移動共28頁第第5頁五、轉(zhuǎn)向向傳動機(jī)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)向傳動動機(jī)構(gòu)的的功能就就是將轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向器輸輸出的動動力和運(yùn)運(yùn)動傳遞到到前橋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向節(jié)，使車輪輪偏轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)向器的的輸出運(yùn)運(yùn)動有移移動和轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動兩種種形式，因此傳傳動機(jī)構(gòu)的的輸入應(yīng)應(yīng)與其相相符合。1、非獨(dú)立立懸架轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)構(gòu)如左圖所所示：1轉(zhuǎn)向器2搖臂3直拉桿4轉(zhuǎn)向節(jié)臂臂5梯形臂6橫拉桿方向盤前梁（前前橋）車橋僅為為轉(zhuǎn)向橋橋時，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向梯形形杠桿置置于前梁梁之后。共28頁第第6頁轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)構(gòu)的布置置取決于于車橋的的具體構(gòu)構(gòu)造和轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向器的輸輸出方式式。當(dāng)汽汽車發(fā)動動機(jī)前置置時，為為避免運(yùn)動的干干涉，大大部分轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向傳動動機(jī)構(gòu)

5、要要安裝在在車橋之前。轉(zhuǎn)向驅(qū)動動橋中傳傳動杠桿桿系置于于車橋之之前轉(zhuǎn)向輸出出方向不不同時，直拉桿桿3可橫置共28頁第第7頁2、獨(dú)立懸懸架轉(zhuǎn)向向傳動機(jī)機(jī)構(gòu)獨(dú)立懸架架的轉(zhuǎn)向向輪相對對車架是是獨(dú)立跳跳動的，車橋也也是分體式式，因此此相應(yīng)轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向傳動動機(jī)構(gòu)的的轉(zhuǎn)向梯梯形就必必須分成兩段。車橋后布布置式獨(dú)獨(dú)立懸架架轉(zhuǎn)向傳傳動機(jī)構(gòu)構(gòu)（兩段段式）車橋前布布置式獨(dú)獨(dú)立懸架架轉(zhuǎn)向傳傳動機(jī)構(gòu)構(gòu)（三段段式）轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向器轉(zhuǎn)向器輸輸出為轉(zhuǎn)動動轉(zhuǎn)向器輸輸出為轉(zhuǎn)動動共28頁第第8頁六、動力力轉(zhuǎn)向系系捷達(dá)轎車車整體式式動力轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向器示示意圖扭桿活塞供能裝置置動力缸左腔右腔控制閥用發(fā)動機(jī)機(jī)輸出的的部分機(jī)機(jī)械能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化成液液壓（或或氣

6、壓）能，在駕駕駛員控控制下對對轉(zhuǎn)向系系某一環(huán)環(huán)節(jié)施加加不同方方向的動力，以以減輕駕駕駛員的的轉(zhuǎn)向操操縱力。液壓動力力轉(zhuǎn)向系系實(shí)例共28頁第第29頁（1）齒輪齒齒條動力力轉(zhuǎn)向器器帶有動力力的轉(zhuǎn)向向系統(tǒng)，轉(zhuǎn)向器器功能、原理與與無動力力時完全相相同。（2）直線行行駛扭桿不動動（方向向盤不轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)動），控制閥閥處于中中間位置，油路路完全暢暢通，液液壓缸左左右腔等等壓，活活塞靜止止。（要求有有穩(wěn)定的的鎖定功功能，保保證汽車車直線行行駛時的的穩(wěn)定性位置置。）共28頁第第10頁（3）轉(zhuǎn)向控控制操作方向向盤，扭扭桿轉(zhuǎn)動動，此時時活塞尚尚處在鎖鎖定狀態(tài)（齒輪輪齒條鎖鎖死），轉(zhuǎn)軸微微量扭曲曲，控制制閥芯相對閥套套位移

7、造造成油路路受阻直直到中斷斷，液壓壓缸兩腔腔出現(xiàn)壓差差，活塞塞移動，齒條隨隨活塞一一體移動動；活塞移動動，兩腔腔壓力趨趨于平衡衡，導(dǎo)致致控制閥閥芯逐漸漸回位，此此時方向向盤上若若不繼續(xù)續(xù)加力，閥芯復(fù)復(fù)位，液液壓缸兩腔腔等壓，車輪鎖鎖定在轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向位置置；以此類推推，對方方向盤進(jìn)進(jìn)行不同同力度的的操作，液壓動動力具有隨隨動作用用，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)動力轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向。共28頁第第11頁第八章汽汽車車制動系系統(tǒng)汽車制動動，就是是指使行行駛中的的汽車減減速直至至停止或或使靜止中中的汽車車保持不不動的作作用?？煽刂频牡膶ζ囓囘M(jìn)行制制動的外力力成為制制動力，產(chǎn)生制動力的的一系列列專門裝裝置即制動系系統(tǒng)。制制動系統(tǒng)統(tǒng)是汽車制動

8、的的必備條條件之一一（制動效果與與地面附附著力有有關(guān)）。制動系統(tǒng)統(tǒng)原理圖圖共28頁第第12頁汽車的制制動性汽車行駛駛中按需需要強(qiáng)制制減速直直至停止止的能力力。汽車制動動性是評評價汽車車安全性性的重要要指標(biāo)。同時，汽車良好的的制動性性能也是是提高平平均行駛駛速度，獲取較較高運(yùn)輸輸生產(chǎn)率的的關(guān)鍵因因素。具有一定定質(zhì)、高高速行駛駛的汽車車，若需需強(qiáng)制減減速或及及時停止，需需要克服服巨大的的慣性力力，為此此所需的的最短距距離稱為為制動的安全距離離。能否及時時停車取取決于兩兩個因素素：車輛內(nèi)部部產(chǎn)生的的制動力力矩車輪與地地面的附附著力共28頁第第13頁汽車制動動過程制動外力力取決于于摩擦力力，而在在短暫

9、的的制動過過程摩擦擦力的變化隨隨相對滑滑移的變變化而變變化。因此制動動是一個個及其復(fù)復(fù)雜的過過程，地地面附著著系數(shù)并并非恒定，而而是隨著著車輪滑滑移程度度不同而而不斷變變化。實(shí)測數(shù)據(jù)據(jù)表明，車輪與與地面相相對滑移移在1012時，附著系數(shù)數(shù)達(dá)到最最大值。汽車制動動的關(guān)鍵鍵問題制動跑偏偏側(cè)滑造成的原原因：四輪（或或更多）之間存存在差異異瞬間、偶偶發(fā)的側(cè)側(cè)向力車輛裝載載中心位位置引發(fā)發(fā)的力矩矩共28頁第第14頁一、制動動原理制動轂8隨車輪一一起轉(zhuǎn)動動，底板板11相對車架架靜止，兩個弧形制動動蹄10安裝在底底板上，表面附附有摩擦擦片9。行駛時時摩擦片9與制動鼓鼓8內(nèi)圓表面面保留一定間間隙，由由彈簧保保

10、持正確位置。制動時踏踏動制動動板1，推桿2驅(qū)動主活活塞3，使制動動缸工作，兩個輪輪缸活塞塞7移動，摩擦擦片9與鼓內(nèi)圓圓摩擦產(chǎn)生制動動。共28頁第第15頁二、制動動系統(tǒng)的的組成1、供能裝裝置包括供給給、調(diào)節(jié)節(jié)制動所所需能量量以及改改善傳能能介質(zhì)狀狀態(tài)的各種部部件。為為制動提提供足夠夠的制動動力。2、控制裝裝置產(chǎn)生制動動動作和和控制制制動效果果的各種種部件。3、傳動裝裝置將制動能能量傳遞遞到制動動器的各各種部件件。4、制動器器產(chǎn)生阻礙礙車輛運(yùn)運(yùn)動或運(yùn)運(yùn)動趨勢勢的制動動力的部部件。共28頁第第16頁三、制動動系統(tǒng)的的類型1、按功用用分類行車制動動系統(tǒng)駐車制動動系統(tǒng)第二制動動系統(tǒng)輔助制動動系統(tǒng)2、按制

11、動動能源分分類人力制動動系統(tǒng)動力制動動系統(tǒng)伺服制動動系統(tǒng)共28頁第第17頁四、ABS簡介ABS（Anti-lockBrakingSystem）是一種汽汽車制動動時，自動動防止驅(qū)驅(qū)動、從從動車軸軸立刻被被抱死的的自動化化裝置。研究表明明，當(dāng)汽汽車輪胎胎相對地地面的滑滑動率在在10%-20%時，輪胎胎和地面面的摩擦擦力（附附著力）最大。在制動動期間，如果司機(jī)機(jī)能控制制輪胎的的滑動率率始終處處于10%-20%范圍之內(nèi)內(nèi)，汽車將在在更短的的制動距距離內(nèi)停停車。實(shí)際上，要人為為做到是是不可能能的。因因?yàn)榫o急急制動時時間很短，遠(yuǎn)低低于人的的生理反反映時間間，且駕駕駛員本本身處于于巨大的的慣性力場場之中而而

12、不能自自控。實(shí)現(xiàn)這一一設(shè)想的的裝置ABS共28頁第第18頁1、總制動動力合成成示意圖圖由力偶產(chǎn)產(chǎn)生的旋旋轉(zhuǎn)作用用導(dǎo)致車車輛側(cè)滑滑的趨勢勢。這是行車車緊急制動動時的大忌忌，包括括質(zhì)心較較低的轎轎車，出出現(xiàn)側(cè)滑也也容易產(chǎn)產(chǎn)生甩尾尾，甚至至側(cè)向翻翻到。無無駕駛經(jīng)經(jīng)驗(yàn)的司司機(jī)，駕駛駛大型載載重車在在速度80KM/h以上緊急急制動時時，由于于中心高，裝載不不均衡，幾乎都都要側(cè)翻翻。制動過程程左右車輪制動動力相等等，無跑偏，維持直直線運(yùn)行。制動過程程左右車輪制動動力不相相等，將承受附附加力矩矩?zé)o法維持直線線運(yùn)行車輛質(zhì)心心位置共28頁第第19頁高速公路路緊急制制動導(dǎo)致致側(cè)翻緊急制動動時因車車軸抱死死，導(dǎo)致致

13、巨大的的側(cè)向轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩，重心高、質(zhì)量大大的貨運(yùn)運(yùn)車極易易側(cè)翻共28頁第第20頁2、車軸抱抱死狀態(tài)態(tài)下的受受力分析析由于制動動一般在在短時間間內(nèi)完成成，操作作不當(dāng)（或駕駛駛員根本無法反反映）將將出現(xiàn)跑跑偏，側(cè)側(cè)滑等危危險，而而側(cè)滑主主要是四四輪狀態(tài)不不同所致致。側(cè)滑與車車輛操縱縱性能有有關(guān)（后后面內(nèi)容容），有有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)對車輛自身性性能有明明確規(guī)定定。如：ISO/DIS6599中規(guī)定，車輛整整車性能能檢定中中規(guī)定了了制動性的的具體參參數(shù)。“車輛緊緊急制動動時，前前后軸左左右輪制制動力差差值不能能大于軸上荷載載的5 。”造成制動動側(cè)滑的的另一主主要原因因是力學(xué)學(xué)因素，即制動動時車輛所受合合力的偶偶然性。

14、共28頁第第21頁3、車軸抱抱死狀態(tài)態(tài)汽車制動動最終必必將達(dá)到到四輪抱抱死的結(jié)結(jié)果，但但抱死的的時間肯定存存在有差差異。理論上分分析表明明，車軸軸抱死對對理想的的車輛、理想的的路面來說，不不存在危危險性。但實(shí)際上上由于受受力狀態(tài)態(tài)不可能能均衡，車軸任任何情況況下被制動閘抱抱死都是是不利的的，制動動時前后后各車輪輪皆應(yīng)保保持一定定的轉(zhuǎn)動，方能確確保制動動的安全全性。 車軸抱死死側(cè)滑！共28頁第第22頁緊急制動動車軸抱抱死的兩兩種狀態(tài)態(tài)左圖：前前軸先于于后軸被被制動閘閘抱死右圖：后后軸先于于前軸被被制動閘閘抱死左圖：前前輪先抱抱死，車輛受隨隨機(jī)側(cè)向向力時將將以O(shè)為瞬時中中心轉(zhuǎn)動動右圖：后后輪先抱抱

15、死，車輛偶受受側(cè)向力力時將以O(shè)為瞬時中中心轉(zhuǎn)動動側(cè)向力與與離心力相反反側(cè)向力與與離心力相同同行車方向向側(cè)滑傾倒倒共28頁第第23頁4、ABS基本組成成汽車防抱抱死制動動裝置（ABS）的四個主主要部分分組車輪轉(zhuǎn)速速傳感器器制動壓力力調(diào)節(jié)裝裝置電子控制制裝置ABS警示燈5、ABS工作原理理在緊急制制動時ABS系統(tǒng)能根根據(jù)車輪輪相對車車軸的轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速以6120次/秒（機(jī)械械式620；電子式式60120）的張合合頻率控制制制動器的的松緊程程度，調(diào)調(diào)節(jié)制動動力矩使使車輪保保持一定定的滑動率率。直到到當(dāng)汽車車速度降降至58km/h以下，系系統(tǒng)自動動停止工作作。緊急處理理共28頁第第24頁ABS結(jié)構(gòu)及原原理圖 上圖：安安裝ABS傳感器的汽車輪輪轂實(shí)物物制動器摩摩擦部位位下圖：ABS四輪系統(tǒng)統(tǒng)安裝示示意圖車速傳感感器安裝齒輪輪共28頁第第25頁不同檔次次的ABS運(yùn)用于各各類國產(chǎn)產(chǎn)車型重慶長安安大客重慶長安安微型車車揚(yáng)州亞星星大客云南東風(fēng)風(fēng)中型貨貨車襄樊皮卡卡長春一汽汽大客共28頁第第26頁ABS的發(fā)展趨趨勢有效的ABS系統(tǒng)應(yīng)用用以來，大幅度度降低了了緊急制制動的風(fēng)險性，已廣泛泛地被人人們所重重視。目目前世界界各國著著名汽車制造商商都在投投入巨資資進(jìn)行高