汽車制動系統組成及工作原理

汽車制動系統的組成和結構

汽車制動系統是一個復雜的制動安全系統，一般由制動傳動裝置和制動器組成。

1)制動傳動裝置

制動傳動裝置包括將制動能量傳遞給制動器的各種部件和管路，如制動踏板、制動總泵、輪缸和連接管路。

2)制動

制動器是產生阻礙車輛運動或趨勢的力的部件。通常，這是通過固定元件的工作表面和旋轉元件之間的摩擦來實現的。

一個完善的制動系統還具有制動力調節裝置、報警裝置、壓力保護裝置等附加裝置。制動系統的工作原理

與車身連接的非旋轉元件和與車輪連接的旋轉元件之間的相互摩擦用于停止車輪的旋轉或旋轉趨勢。而運動的汽車動能轉化為摩擦副的熱能，消散到大氣中。

現在以液壓制動系統為例，說明制動系統的工作原理，如圖15.1所示。

車輪制動器主要由旋轉部分、固定部分和開啟機構組成。

轉動部分為制動鼓，制動鼓固定在輪轂上，隨車輪轉動，其工作面為內圓柱面。固定部分主要包括制動蹄和制動底板。制動器底板用螺栓固定在轉向節法蘭(前輪)或橋殼法蘭上。在固定制動底板上，有兩個支撐銷支撐著兩個弧形制動蹄的下端。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。制動蹄可以通過凸輪或制動輪缸等開啟機構打開。制動輪缸也安裝在制動底板上。液壓傳動機構主要由制動踏板和推桿組成！主缸、制動輪缸和油管等。安裝在車身上的制動總泵通過油管與制動輪缸連通，駕駛員可以通過制動踏板操作總泵的活塞。

I}沒有制動過程

不制動時，制動鼓的內圓柱面與摩擦片之間有一定的間隙，使制動鼓能隨車輪轉動。

2)制動過程

為了使行駛中的汽車減速和停車，需要利用路面向相反方向對汽車車輪強行產生外力，即制動力。

制動時，當駕駛員踩下制動踏板時，推桿推動制動總泵的活塞，迫使制動油通過油管進入制動輪缸。油壓使制動輪缸的活塞頂著回位彈簧的拉力推動制動蹄繞支撐銷轉動，上端向外開口，消除制動蹄與制動鼓的間隙后壓在制動鼓上。這樣，不轉動的閘瓦摩擦件會對轉動的制動鼓產生一個摩擦力矩m，其方向與車輪的轉動方向相反，其大小取決于制動輪缸活塞的開啟力、閘瓦鼓之間的摩擦系數以及制動鼓和閘瓦的大小。制動鼓將扭矩M傳遞給車輪。由于車輪和路面之間的附著力，車輪在路面上施加向前的圓周力F。同時，路面還對車輪施加一個向后的切向反作用力F，即路面對車輪的制動力。每個車輪上的路面制動力之和就是汽車上的總制動力，從車輪通過車軸和懸架傳遞到車架和車身上，迫使整個汽車有一定的減速度。制動力越大，減速度越大。

3)制動器釋放過程

松開制動踏板，在回位彈簧的作用下，制動蹄與制動鼓之間的間隙可以恢復，從而釋放制動。

制動時，車輪上的制動力Fb隨著踏板力和制動力矩的增大而增大。但是由于輪胎與路面附著力的限制，制動力F不能超過附著力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Q的乘積，即Fb =GQ當制動力等于附著時，車輪將被鎖死，在路面上被拖動。打滑會導致胎面嚴重局部磨損，在路面上留下黑色拖痕。同步滑動阻力導致胎面局部高溫和局部變薄，就像一層潤滑劑將輪胎與路面隔開，降低了附著系數。最大制動力和最短制動距離不會在車輪鎖定時出現，而是在車輪即將鎖定但未完全鎖定時出現。制動力接近附著力，即在所謂的“臨界狀態”下達到最大值。可以看出，通過制動到鎖定狀態可以獲得的制動力與車輪上的垂直載荷成正比。也就是說，車輪上的負載越大，可以獲得的制動力就越大。因此，根據各種汽車前輪和后輪軸輪的不同質量分布，包括附著質量和傳遞質量，應從開啟機構、制動鼓和制動蹄的類型和尺寸等制動結構類型方面合理分配制動力，以獲得理想的制動功。事實上，在制動過程中，車輪的載荷及其對地面的附著系數并不是恒定的，因此很難完全避免車輪抱死和打滑。很多汽車在制動系統中增加了前輪和后輪軸輪的制動力分配和調節裝置，可以減少車輪抱死現象，但最理想的是電控自動防抱死制動裝置，俗稱ABS裝置。