制動(dòng)系統(tǒng)的作用、組成及工作原理

PAGE17PAGE3第頁(yè)教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)：掌握制動(dòng)系統(tǒng)的作用、組成及工作原理；掌握鼓式、盤(pán)式制動(dòng)器的結(jié)構(gòu)、工作原理及各自的應(yīng)用；掌握液壓制動(dòng)傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)；了解制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)和工作原理；了解防抱死制動(dòng)系統(tǒng)工作原理；掌握制動(dòng)器的拆裝、檢查、調(diào)整要領(lǐng)。能力目標(biāo)：能夠拆裝、檢查制動(dòng)器素質(zhì)目標(biāo)：教學(xué)重點(diǎn)制動(dòng)系統(tǒng)的作用、組成及工作原理教學(xué)難點(diǎn)制動(dòng)器的工作原理教學(xué)手段理實(shí)一體實(shí)物講解小組討論、協(xié)作教學(xué)學(xué)時(shí)教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)注釋單元十一離合器〖理論知識(shí)〗一、制動(dòng)系統(tǒng)概述1.制動(dòng)系統(tǒng)的組成、類型與性能要求1）制動(dòng)系統(tǒng)的組成制動(dòng)系統(tǒng)主要由供能裝置、控制裝置、傳動(dòng)裝置和制動(dòng)器四部分組成。2）制動(dòng)系統(tǒng)的類型（1）按所起作用分類。制動(dòng)系統(tǒng)分為行車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)、駐車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)、應(yīng)急制動(dòng)系統(tǒng)及輔助制動(dòng)系統(tǒng)等。（2）按制動(dòng)操縱能源分類。制動(dòng)系統(tǒng)分為人力制動(dòng)系統(tǒng)、動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)和伺服制動(dòng)系統(tǒng)等。（3）按制動(dòng)能量的傳輸方式分類。制動(dòng)系統(tǒng)分為機(jī)械式、液壓式、氣壓式、電磁式和綜合式等。3）制動(dòng)系統(tǒng)的性能要求（1）制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具有良好的制動(dòng)效能。（2）制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)操縱輕便。（3）制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具有良好的穩(wěn)定性。（4）制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具有良好的制動(dòng)平順性。（5）制動(dòng)系統(tǒng)應(yīng)具有良好的散熱性。（6）掛車(chē)的制動(dòng)系統(tǒng)還要求掛車(chē)的制動(dòng)作用略早于主車(chē)；掛車(chē)自行脫掛時(shí)能自動(dòng)進(jìn)行應(yīng)急制動(dòng)。2.行車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)造和工作原理1）行車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的構(gòu)造行車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)是使行駛中的汽車(chē)減速甚至停車(chē)的裝置,其基本組成如圖20-1所示。圖20-1行車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)基本組成2）行車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理3.駐車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)的組成與工作原理駐車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)由操縱桿、平衡杠桿、拉繩、制動(dòng)器等組成。其操縱方式為機(jī)械式,制動(dòng)時(shí),靠駕駛員拉動(dòng)操縱桿,通過(guò)鋼絲拉索,使駐車(chē)制動(dòng)器產(chǎn)生制動(dòng)作用。二、行車(chē)制動(dòng)器1.鼓式車(chē)輪制動(dòng)器在制動(dòng)過(guò)程中,因制動(dòng)蹄繞支承銷轉(zhuǎn)動(dòng)與輪鼓旋轉(zhuǎn)方向相同,在制動(dòng)鼓上壓得更緊,起到增勢(shì)作用的稱為“增勢(shì)蹄”或稱“領(lǐng)蹄”。如制動(dòng)蹄繞支承銷轉(zhuǎn)動(dòng)與輪鼓旋轉(zhuǎn)方向是反方向的,有使制動(dòng)蹄離開(kāi)制動(dòng)鼓的趨勢(shì),起著減勢(shì)作用的稱為“減勢(shì)蹄”或稱“從蹄”。根據(jù)制動(dòng)過(guò)程中兩制動(dòng)蹄產(chǎn)生制動(dòng)力矩的不同,鼓式制動(dòng)器可分為領(lǐng)從蹄式、單向雙領(lǐng)蹄式、雙向雙領(lǐng)蹄式、雙從蹄式、單向自增力式和雙向自增力式等,如圖20-4所示。圖20-4各種鼓式制動(dòng)器的示意圖1）簡(jiǎn)單非平衡式車(chē)輪制動(dòng)器（1）制動(dòng)原理。汽車(chē)行駛中不需要制動(dòng)時(shí),制動(dòng)踏板處于自由狀態(tài),制動(dòng)主缸無(wú)制動(dòng)液輸出,制動(dòng)蹄在回位彈簧4的作用下壓靠在制動(dòng)輪缸活塞上,制動(dòng)鼓的內(nèi)圓柱面與摩擦片之間保留一定間隙,制動(dòng)鼓可以隨車(chē)輪一起旋轉(zhuǎn).（2）制動(dòng)蹄的增勢(shì)和減勢(shì)。制動(dòng)時(shí),制動(dòng)輪缸內(nèi)壓力油推動(dòng)制動(dòng)輪缸活塞向外移動(dòng),對(duì)前、后兩制動(dòng)蹄施加大小相等的作用力F1和F2,迫使兩制動(dòng)蹄抵靠到制動(dòng)鼓上；隨同車(chē)輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)著的制動(dòng)鼓對(duì)制動(dòng)蹄作用有法向反力FY1和FY2,切向反力FX1和FX2（即制動(dòng)鼓對(duì)制動(dòng)蹄的摩擦力）。當(dāng)制動(dòng)鼓逆時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí),前制動(dòng)蹄1所受的力FX1的方向朝下,后制動(dòng)蹄6所受的力FX2的方向朝上,為簡(jiǎn)化起見(jiàn),假設(shè)這些力的合力是作用于摩擦片5的中央。前蹄上的力FX1與推力F1所造成的繞支承銷7的力矩是同方向的,因而使左蹄在制動(dòng)鼓上壓得更緊,起到增勢(shì)的作用；后蹄上的力FX2與推力F2繞支承銷的力矩是反方向的,起著減勢(shì)的作用。因這兩個(gè)作用力不能互相平衡,故稱為非平衡式制動(dòng)器。2）平衡式車(chē)輪制動(dòng)器（1）單向增勢(shì)平衡式制動(dòng)器在制動(dòng)鼓正向旋轉(zhuǎn)時(shí),兩蹄均為領(lǐng)蹄的制動(dòng)器稱為雙領(lǐng)蹄制動(dòng)器,這種制動(dòng)器的特點(diǎn)是兩個(gè)制動(dòng)蹄各用一個(gè)單活塞式輪缸,且兩套制動(dòng)蹄、制動(dòng)輪缸、偏心制動(dòng)銷和調(diào)整凸輪等在制動(dòng)底板上的布置是中心對(duì)稱的。（2）雙向增勢(shì)平衡式制動(dòng)器。將對(duì)稱的兩個(gè)輪缸內(nèi)裝入兩個(gè)雙向活塞,則兩制動(dòng)蹄既是支承點(diǎn)又是張開(kāi)力的作用點(diǎn)。支承點(diǎn)、張開(kāi)力作用點(diǎn)可隨制動(dòng)鼓旋轉(zhuǎn)方向不同而相互轉(zhuǎn)換,即可使汽車(chē)前進(jìn)或倒車(chē)制動(dòng)時(shí)均得到相同且較高的制動(dòng)效能。3）自動(dòng)增力式車(chē)輪制動(dòng)器自動(dòng)增力式制動(dòng)器的原理是將兩蹄用推桿浮動(dòng)連接,利用液壓張開(kāi)力促動(dòng),使兩蹄產(chǎn)生增勢(shì)作用,還充分利用前蹄的增勢(shì)推動(dòng)后蹄,使總摩擦力矩進(jìn)一步增大。自動(dòng)增力式車(chē)輪制動(dòng)器可分為單向（單活塞）式和雙向（雙活塞）式兩種。2.盤(pán)式車(chē)輪制動(dòng)器1）鉗盤(pán)式制動(dòng)器（1）浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器。這種浮鉗盤(pán)式制動(dòng)器具有熱穩(wěn)定性好和水穩(wěn)定性好的優(yōu)點(diǎn),且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低廉。浮鉗的結(jié)構(gòu)還有利于整個(gè)制動(dòng)器靠近車(chē)輪輪輻布置,使轉(zhuǎn)向主銷的小端點(diǎn)外移,實(shí)現(xiàn)負(fù)偏移距（即指主銷地點(diǎn)在車(chē)輪接地點(diǎn)的外側(cè)）,提高汽車(chē)抗制動(dòng)跑偏能力。（2）定鉗盤(pán)式制動(dòng)器。2）盤(pán)式制動(dòng)器的特點(diǎn)（1）盤(pán)式制動(dòng)器具有以下優(yōu)點(diǎn)。①散熱能力強(qiáng),熱穩(wěn)定性好。受熱后,制動(dòng)盤(pán)只在徑向膨脹,不會(huì)影響制動(dòng)間隙。②抗水衰退能力強(qiáng)。受水浸后,在離心力作用下被很快甩干,摩擦片上的剩水也由于壓力高而容易擠出,一般僅需要1~2次制動(dòng)后即可恢復(fù)正常。③制動(dòng)時(shí)的平順性好。④結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,維修方便。⑤制動(dòng)間隙小,便于自動(dòng)調(diào)節(jié)。(2）盤(pán)式制動(dòng)器的缺點(diǎn)如下。①制動(dòng)時(shí)無(wú)助勢(shì)作用,故要求管路液壓較高。②防污性差,制動(dòng)摩擦片磨損較快。三、駐車(chē)制動(dòng)器1.中央駐車(chē)制動(dòng)器制動(dòng)鼓通過(guò)螺栓與變速器輸出軸的凸緣盤(pán)連接在一起,制動(dòng)底板固定在變速器輸出軸軸承蓋上,兩制動(dòng)蹄通過(guò)偏心支承銷支承在制動(dòng)底板上,其上端裝有滾輪,在回位彈簧的作用下,滾輪抵靠在凸輪的兩側(cè),凸輪軸支承在制動(dòng)底板的上部,軸外端與擺臂連接,擺臂的另一端與穿過(guò)壓緊彈簧的拉桿相連,拉桿再通過(guò)搖臂、傳動(dòng)桿與駐車(chē)制動(dòng)桿相連。駐車(chē)制動(dòng)時(shí),將駐車(chē)制動(dòng)桿上端向后拉動(dòng),則制動(dòng)桿的下端向前擺動(dòng),傳動(dòng)桿帶動(dòng)搖臂順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),拉桿則帶動(dòng)擺臂順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),凸輪軸亦順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),凸輪則使兩制動(dòng)蹄以支承銷為支點(diǎn)向外張開(kāi),壓靠到制動(dòng)鼓上,產(chǎn)生制動(dòng)作用。當(dāng)制動(dòng)桿拉到制動(dòng)位置時(shí),鎖止棘爪嵌入齒扇上的棘齒內(nèi),起鎖止作用。2.鼓式駐車(chē)制動(dòng)器這種駐車(chē)制動(dòng)機(jī)構(gòu)通常設(shè)置在后輪鼓式制動(dòng)器中,與腳制動(dòng)器共用一套制動(dòng)摩擦片。操縱機(jī)構(gòu)通過(guò)駐車(chē)制動(dòng)器拉索拉動(dòng)制動(dòng)蹄操縱桿繞支點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),并通過(guò)駐車(chē)制動(dòng)蹄支柱推動(dòng)兩制動(dòng)摩擦片外張,壓住后制動(dòng)鼓,起到駐車(chē)制動(dòng)的作用。3.盤(pán)鼓式駐車(chē)制動(dòng)器盤(pán)鼓式駐車(chē)制動(dòng)器是將一個(gè)作為行車(chē)制動(dòng)器的盤(pán)式制動(dòng)器和一個(gè)作為駐車(chē)制動(dòng)器的鼓式制動(dòng)器組合在一起。雙作用制動(dòng)盤(pán)的外緣盤(pán)作盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)盤(pán),中間的鼓部作鼓式制動(dòng)器的駐車(chē)制動(dòng)鼓。四、液壓制動(dòng)系統(tǒng)1.制動(dòng)主缸制動(dòng)主缸屬于單向作用活塞式液壓缸,它的作用是將踏板機(jī)構(gòu)輸入的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能。制動(dòng)主缸分單腔和雙腔式兩種,分別用于單回路和雙回路液壓制動(dòng)系統(tǒng)。2.制動(dòng)輪缸制動(dòng)輪缸的作用是將從制動(dòng)主缸輸入的液壓能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能,以使制動(dòng)器進(jìn)入工作狀態(tài)。制動(dòng)輪缸有單活塞式和雙活塞式兩種。單活塞式制動(dòng)輪缸主要用于雙領(lǐng)蹄式和雙從蹄式制動(dòng)器,而雙活塞式制動(dòng)輪缸應(yīng)用較廣,既可用于領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器,又可用于雙向雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器及雙向自增力式制動(dòng)器。3.真空助力器1）真空助力器的結(jié)構(gòu)真空助力器主要由真空伺服氣室和控制閥組成,如圖20-21（a）所示。真空伺服氣室由前殼體1和后殼體19組成,兩者之間夾裝有真空伺服氣室膜片20,將伺服氣室分成前、后兩腔。前腔經(jīng)真空單向閥9通向發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管(即真空源),外界空氣經(jīng)過(guò)濾環(huán)11和毛氈過(guò)濾環(huán)14濾清后進(jìn)入真空伺服氣室后腔。真空伺服氣室膜片座8的轂筒中裝有控制閥6?？刂崎y由空氣閥10和真空單向閥9組成,其結(jié)構(gòu)圖部分放大后如圖20-21（b）、（c）所示,空氣閥與控制閥推桿12固裝在一起,控制閥推桿利用調(diào)整叉13與制動(dòng)踏板機(jī)構(gòu)連接。真空伺服氣室膜片座8上有通道A和B,通道A用于連通真空伺服氣室前腔和控制閥,通道B用于連通伺服氣室后腔和控制閥。真空伺服氣室工作時(shí)產(chǎn)生的推力同踏板力一樣,直接作用在制動(dòng)主缸推桿2上。圖20-21真空助力器2）真空助力器的工作原理4.真空增壓器1）真空增壓器的結(jié)構(gòu)真空增壓器主要由真空伺服氣室、控制閥和輔助缸三部分組成。2）真空增壓器的工作原理圖20-24真空增壓器工作原理示意圖五、制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置1.限壓閥限壓閥是一種最簡(jiǎn)單的壓力調(diào)節(jié)閥,串聯(lián)于液壓或氣壓制動(dòng)回路的后制動(dòng)管路中。限壓閥的作用是當(dāng)前、后制動(dòng)管路壓力p1和p2由零同步增長(zhǎng)到一定值后,自動(dòng)將p2限定在該值不變,避免后輪抱死。2.比例閥(P閥)比例閥(又稱P閥)的作用是當(dāng)前、后制動(dòng)管路壓力p1與p2同步增長(zhǎng)到一定值ps后,自動(dòng)對(duì)p2的增長(zhǎng)加以節(jié)制,也就是使p2的增量按一定比例小于p1的增量。比例閥與限壓閥的區(qū)別在于當(dāng)制動(dòng)管路壓力達(dá)到ps以后,輸入與輸出的壓力按一定比例增長(zhǎng),使實(shí)際制動(dòng)管路壓力分配曲線更接近于理想曲線。因此比例閥比限壓閥更能充分發(fā)揮后輪的制動(dòng)力。3.感載閥液壓制動(dòng)系統(tǒng)用的感載閥有感載限壓閥和感載比例閥兩種,其特性曲線如圖20-28所示。圖20-28液壓感載閥特性曲線1）感載比例閥2）感載限壓閥4.慣性閥(G閥)慣性閥(又稱G閥)的作用是根據(jù)汽車(chē)制動(dòng)時(shí)作用在重心上的慣性力自動(dòng)調(diào)節(jié)制動(dòng)力在前、后輪上的分配。1）慣性限壓閥慣性限壓閥的結(jié)構(gòu)如圖20-31所示。慣性限壓閥內(nèi)有一個(gè)慣性球2,慣性球起作用時(shí)其支承面相對(duì)于水平面的仰角θ必須大于零。汽車(chē)在水平路面上時(shí),θ應(yīng)為10°～13°。通常慣性球在其本身重力作用下處于下極限位置,并將閥門(mén)4推到與閥蓋5接觸,使得閥門(mén)與閥座3之間保持一定的間隙。此時(shí)進(jìn)油口A與出油口B連通。圖20-31慣性限壓閥的結(jié)構(gòu)2）慣性比例閥慣性比例閥的結(jié)構(gòu)如圖20-32所示。慣性比例閥的閥座8位于慣性球7的前方,慣性球兼起閥門(mén)作用。閥體上部有兩個(gè)同心但直徑不等的油腔E和G,E腔與出油口B連通,而G腔通過(guò)油道H與進(jìn)油口A連通。E腔中直徑較大的第一活塞2與G腔中直徑較小的第二活塞4組成差徑活塞組。圖20-32慣性比例閥的結(jié)構(gòu)5.組合閥一些新車(chē)型上裝有制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)組合閥,其外形如圖20-33所示。它由鍛造鋁合金制成,設(shè)置在汽車(chē)前艙的左側(cè)、制動(dòng)主缸的下方。組合閥有三個(gè)出口,從主動(dòng)主缸出來(lái)的制動(dòng)液通過(guò)這些出口分別通往前、后制動(dòng)輪缸。組合閥由壓差閥(D閥)、比例閥(P閥)、旁通閥(B閥)和制動(dòng)信號(hào)燈開(kāi)關(guān)等組成。圖20-33制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)組合閥外形圖六、防抱死制動(dòng)系統(tǒng)1.ABS相關(guān)理論基礎(chǔ)汽車(chē)從純滾動(dòng)到抱死拖滑的制動(dòng)過(guò)程是一個(gè)漸進(jìn)的過(guò)程,經(jīng)歷了純滑動(dòng)、邊滾邊滑和純滑動(dòng)三個(gè)階段。為了評(píng)價(jià)汽車(chē)車(chē)輪滑移成分所占比例的多少,常用滑移率s來(lái)表示,其定義如下s=u－uw/u×100%=u－rω/u×100%式中,u為車(chē)速；uw為車(chē)輪速度；ω為車(chē)輪滾動(dòng)角速度；r為車(chē)輪半徑。2.ABS組成ABS主要由輪速傳感器、電子控制器和液壓調(diào)節(jié)器三部分組成。3.ABS工作過(guò)程1）常規(guī)制動(dòng)常規(guī)制動(dòng)過(guò)程中,ABS系統(tǒng)不工作。電磁線圈中無(wú)電流通過(guò),柱塞10處于如圖20-37所示的位置。此時(shí)制動(dòng)主缸6與制動(dòng)輪缸直通,制動(dòng)主缸的制動(dòng)液直接進(jìn)入制動(dòng)輪缸,制動(dòng)輪缸壓力隨制動(dòng)主缸壓力而增減。此時(shí)回油泵也不需工作。圖20-37循環(huán)調(diào)壓式ABS常規(guī)制動(dòng)過(guò)程2）減壓過(guò)程輪速傳感器檢測(cè)到車(chē)輪有抱死信號(hào)時(shí),ECU即向電磁閥線圈5通入一個(gè)較大電流,柱塞10移到上端。此時(shí)制動(dòng)主缸與制動(dòng)輪缸的通路被切斷,電磁閥將制動(dòng)輪缸與回油通道或儲(chǔ)液室接通,輪缸中制動(dòng)液經(jīng)電磁閥流入儲(chǔ)液室,制動(dòng)輪缸壓力下降。與此同時(shí),驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)起動(dòng),帶動(dòng)回油泵工作,把流回儲(chǔ)液器的制動(dòng)液加壓后輸送到制動(dòng)主缸,為下一個(gè)制動(dòng)周期做準(zhǔn)備。3）保壓過(guò)程當(dāng)輪速傳感器發(fā)出抱死危險(xiǎn)信號(hào)較弱時(shí),ECU向電磁閥線圈通入一個(gè)較小的保持電流(約為最大電流的1/2)時(shí),柱塞移到如圖20-39所示的位置。此時(shí)制動(dòng)主缸、制動(dòng)輪缸和回油孔相互隔離密封,制動(dòng)輪缸中的制動(dòng)壓力保持一定。圖20-39循環(huán)調(diào)壓式ABS保壓制動(dòng)過(guò)程4）增壓過(guò)程當(dāng)壓力下降后車(chē)輪加速太快時(shí),柱塞又回到初始位置。此時(shí),ECU便切斷通往電磁閥的電流,制動(dòng)主缸和制動(dòng)輪缸再次相通,制動(dòng)主缸中的高壓制動(dòng)液再次進(jìn)入制動(dòng)輪缸,使制動(dòng)壓力增加。車(chē)輪又趨于抱死狀態(tài)?！夹〗Y(jié)〗1.汽車(chē)用車(chē)輪制動(dòng)器分為鼓式和盤(pán)式兩種。它們的區(qū)別在于前者的摩擦副中的旋轉(zhuǎn)元件為制動(dòng)鼓,其圓柱面為工作表面；后者的摩擦副中的旋轉(zhuǎn)元件為圓盤(pán)狀制動(dòng)盤(pán),其端面為工作表面。2.鼓式車(chē)輪制動(dòng)器一般可分為簡(jiǎn)單非平衡式、平衡式和自動(dòng)增力式三種。鉗盤(pán)式制動(dòng)器根據(jù)工作方式不同,有定鉗盤(pán)式和浮鉗盤(pán)式兩種結(jié)構(gòu)類型。3.駐車(chē)制動(dòng)器按其安裝位置分為中央制動(dòng)式和車(chē)輪制動(dòng)式。4.汽車(chē)制動(dòng)系統(tǒng)中設(shè)置了各種制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置,使前、后輪制動(dòng)