汽车制动系统毕业论文 (1).

浅析汽车制动系统
[摘要]对日常使用轿车（主要指汽油动力轿车）的使用用途进行调查，报告出轿车的制动力矩取决于汽车制动性能的好坏，然而为满足汽车能够在各种工况下可靠、稳定的工作，这不得不让汽车的制动距离降低和防止车轮抱死，这样使得制动系统的工作要求较高，有效地控制制动力矩。

同时为了环境减低噪音，单纯的刹车系统已不能满足车辆高速行驶时的紧急刹车，而单独的ＡＢＳ加上刹车片式的制动却不能保证车辆行驶时的正确制动力矩。

在这样的条件下，ＤＳＣ控制系统就显示出它应有的功能了。

[关键词]汽车噪音ABS/DSC 制动距离
目录
引言 (3)
1.概述 (4)
1.1制动力产生的原因 (4)
1.2制动的定义及方式 (4)
1.3 制动系的作用 (4)
2.制动系统 (4)
2.1 制动系统组成 (5)
2.2 制动缸工作原理及分类 (5)
2.3 制动缸的工作过程 (6)
3. 制动力矩分配（EBD） (6)
3.1 ＥＢＤ概述．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．8 3．2 ＥＢＤ功能．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． (8)
4 制动管路的分布方式 (8)
4.1 制动管路的分布方式 (8)
5 制动器的类型及其原理类型 (9)
5.1.鼓式制动器工作原理及种类 (11)
2盘式制动器工作原理及种类 (11)
6 制动系统对制动距离的影响 (13)
6.1 制动距离的定义及标准 (13)
6.2 影响制动力的因素 (13)
7 制动系统的发展前景 (13)
7.1制动系统的发展历史 (13)
7.2制动系统的发展现状 (14)
7.3制动系统的发展趋势 (16)
结论 (18)
谢辞 (19)
参考文献 (20)
引言
最近您是否有这样的体验，把车开到速度很高的时候，结果由于出现某种紧急情况需要急速刹车，而你的车轮被抱死后滑行很长的一段距离并且兼有车轮被摩擦出现黑色轮印呢了？也许这样一两次看不出什么的，但时间一长，次数一多您就会发现这样对轮胎的磨损是非常严重的。

也许您会考虑改善一下，以便省点买轮胎的钱。

汽车给我们带来了舒适便捷，但同时由于只懂得能力差异对人类社会造成的伤害是明显的。

如何能够解决汽车存在所带来的矛盾呢？厂家想到了开发新的制动系统来改善，而以ＤＳＣ／ＡＢＳ系统同时运用作为制动力矩成为了发展趋势。

但高昂的成本和不够完善的制动系统管理成为了汽车制动力矩得不到改善的两大瓶颈。

为了不让新制动技术的研发停滞，汽车业已经有了解决这些问题的技术。

那就是DSC/ＡＢＳ的动态稳定控制系统及
车轮防抱死系统的综合运用。

如今市场上已有很多车型，大部分汽车制造商都宣带有ＡＢＳ（车轮防抱死）功能。

从某种意义上来说，许多人可能已经拥有了带有ＡＢＳ的机动车辆。

例如，雅马哈摩托车就是一种带有ＡＢＳ的摩托车，因为它结合了制动油缸和管路。

实际上，带ＡＢＳ的车辆无处不在，并且作为了现代轿车必配的制动系统。

带制动系统的汽车的发展历史
制动系统发展现状
制动系统的发展趋势
本文的目的
顾名思义，制动系统就是为了使车辆减速并停下的系统装置。

其实制动系统是一种安全技术。

它不仅要在平时使用的时候来降低车速，而且要在紧急情况下挽救生命。

汽车必须至少满足以下要求，才能给生活带来便利。

汽车应能够：
a)具有一定的续使里程
b)良好的制动效果
c)跟上其他交通工具的速度
一般的车辆都能满足这些要求，但它同时也产生了噪音，而且一般能量损失大。

不过，制动力的产生是由摩擦得到的。

摩擦产生的热量不能够利用便散失了。

1.1制动力产生的原因
通常制动力的产生是由于制动液压缸通过压内部的液压油来推动液压缸的活塞使带有压力的液压油作用到制动钳上，再通过制动钳推压刹车片从而达到与刹车盘的接触使车轮停止运转，而由于惯性车辆要保持向前运动的状态因此与路面就产生了摩擦，而制动力就是根据摩擦的反向力形成的。

1.2制动的定义及制动方式
俗称“刹车”。

使运行中的机车、车辆及其他运输工具或机械等停止或减低速度的动作。

制动的一般原理是在机器的高速轴上固定一个轮或盘，在机座上安装与之相适应的闸瓦、带或盘，在外力作用下使之产生制动力矩。

制动方式有油压（轿车脚刹）；机械（手刹）；气压及真空助力气压（货车脚刹），弹簧储能（大型货车脚刹手刹）；排气辅助制动（大型柴油机车）；发动机怠速辅助制动（操作）；电磁涡轮缓速器（大型客车）。

1.3制动系统的作用
制动系统作用是：使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车；使已停驶的汽车在各种道路条件下（包括在坡道上）稳定驻车；使下坡行驶的汽车速度保持稳定。

对汽车起制动作用的只能是作用在汽车上且方向与汽车行驶方向相反的外力，而这些外力的大小都是随机的、不可控制的，因此汽车上必须装设一系列专门装置以实现上述功能。

2.制动系统的基本组成
2.1组成
（1）供能装置：包括供给、调节制动所需能量以及改善传动介质状态的各种部件（2）控制装置：产生制动动作和控制制动效果各种部件，如制动踏板
（3）传动装置：包括将制动能量传输到制动器的各个部件如制动主缸、轮缸
（4）制动器：产生阻碍车辆运动或运动趋势的部件
制动系统一般由制动操纵机构和制动器两个主要部分组成。

(1)制动操纵机构
产生制动动作、控制制动效果并将制动能量传输到制动器的各个部件，以及制动轮缸和制动管路。

(2)制动器
产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力(制动力)的部件。

汽车上常用的制动器都是利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩，称为摩擦制动器。

它有鼓式制动器和盘式制动器两种结构型式。

2.2 制动缸的工作原理
1. 制动系统的一般工作原理是，利用与车身(或车架)相连的非旋转元件和与车轮(或传动轴)相连的旋转元件之间的相互摩擦来阻止车轮的转动或转动的趋势。

·蹄鼓间有间隙，车轮和制动鼓可自由旋转
2)制动时
·要汽车减速，脚踏下制动器踏板通过推杆和主缸活塞，使主缸油液在一定压力下流入轮缸，并通过两轮缸活塞推使制动蹄绕支承销转动，上端向两边分开而以其摩擦片压紧在制动鼓的内圆面上。

不转的制动蹄对旋转制动鼓产生摩擦力矩，从而产生制动力3）解除制动
·当放开制动踏板时回位弹簧即将制动蹄拉回原位，制动力消失。

2. 制动主缸的结构
1）·制动主缸的作用是将自外界输入的机械能转换成液压能，从而液压能通过管路再输给制动轮缸
·制动主缸分单腔和双腔式两种，分别用于单、双回路液压制动系。

2）、制动工作原理
制动系统的一般工作原理是，利用与车身(或车架)相连的非旋转元件和与车轮(或传动轴)相连的旋转元件之间的相互摩擦来阻止车轮的转动或转动的趋势。

1)制动系不工作时
·蹄鼓间有间隙，车轮和制动鼓可自由旋转
2)制动时
·要汽车减速，脚踏下制动器踏板通过推杆和主缸活塞，使主缸油液在一定压力下流入轮缸，并通过两轮缸活塞推使制动蹄绕支承销转动，上端向两边分开而以其摩擦片压紧在制动鼓的内圆面上。

不转的制动蹄对旋转制动鼓产生摩擦力矩，从而产生制动力3）解除制动
·当放开制动踏板时回位弹簧即将制动蹄拉回原位，制动力消失。

2.3制动主缸的工作过程
·制动主缸的作用是将自外界输入的机械能转换成液压能，从而液压能通过管路再输给制动轮缸
·制动主缸分单腔和双腔式两种，分别用于单、双回路液压制动系。

（1）单腔式制动主缸
·不制动时，主缸活塞位于补偿孔、回油孔之间
2)制动时
·活塞左移，油压升高，进而车轮制动
3）解除制动
·撤除踏板力，回位弹簧作用，活塞回位，油液回流，制动解除
（2）双腔式制动主缸
1）结构（如一汽奥迪100型轿车双回路液压制动系统中的串联式双腔制动主缸）
·主缸有两腔
·第一腔与右前、左后制动器相连；第二腔与左前、右后制动器相通
·每套管路和工作腔又分别通过补偿孔和回油孔与储油罐相通。

第二活塞由右端弹簧保持在正确的初始位置，使补偿孔和进油孔与缸内相通。

第一活塞在左端弹簧作用下，压靠在套上，使其处于补偿孔和回油孔之间的位置。

如下图所示：
3 制动力矩分配（ＥＢＤ）
３．１EBD的概述
EBD与ＡＢＳ比较有人认为EBD比ABS先进很多，其实不然。

从技术实现上，EBD仅仅是在ABS的控制电脑里增加一个控制软件，机械系统与ABS完全一致。

它只是ABS 系统的有效补充，一般和ABS组合使用，可以提高ABS的功效。

当发生紧急制动时，EBD 在ABS作用之前，可依据车身的重量和路面条件，自动以前轮为基准去比较后轮轮胎的滑动率，如发觉此差异程度必须被调整时，刹车油压系统将会调整传至后轮的油压，以得到更平衡且更接近理想化的刹车力分布。

３．２ＥＢＤ功能
EBD的功能就是在汽车制动的瞬间，高速计算出四个轮胎由于附着不同而导致的摩擦力数值，然后调整制动装置，使其按照设定的程序在运动中高速调整，达到制动力与摩擦力(牵引力)的匹配，以保证车辆的平稳和安全。

１）当紧急刹车车轮抱死的情况下，EBD在ABS动作之前就已经平衡了每一个轮的有效地面抓地力，可以防止出现甩尾和侧移，并缩短汽车制动距离。

EBD实际上是ABS的辅助功能，它可以改善提高ABS的功效。

所以在安全指标上，汽车的性能又多了“ABS+EBD”。

２）在刹车的时候，车辆四个车轮的刹车卡钳均会动作，以将车辆停下。

但由于路面状况会有变异，加上减速时车辆重心的转移，四个车轮与地面间的抓地力将有所不同。

传统的刹车系统会平均将刹车总泵的力量分配至四个车轮。

从上述可知，这样的分配并不符合刹车力的使用效益。

EBD系统便被发明以将刹车力做出最佳的应用。

３）EBD是Electronic Brake-Force Distribution的缩写，中文全名为电子刹车力分配系统。

配置有EBD系统的车辆，会自动侦测各个车轮与地面将的抓地力状况，将刹车系统所产生的力量，适当地分配至四个车轮。

在EBD系统的辅助之下，刹车力可以得到最佳的效率，使得刹车距离明显地缩短，并在刹车的时候保持车辆的平稳，提高行车的安全。

而EBD系统在弯道之中进行刹车的操作亦具有维持车辆稳定的功能，增加弯道行驶的安全。

4.制动管路的分布方式
4.1制动管路的分布方式
Ⅱ式（前后式）：一条回路连接前桥（轴）车轮制动器，另一条回路连接后桥车轮制动器。

前桥车轮制动器与后轮制动器各用一个回路。

X式（对角线式）：一条回路连接左前轮和右后轮制动器；另一条回路右前轮与左后轮同属一个回路。

式HI：一条回路只连接前轮制动器，另一条回路连接前桥和后桥车轮制动器每侧前轮制动器的半数轮缸和全部后部制动轮缸属于同一个回路其余的前轮缸属于另一个回路。

LL式：每条回路均连接前轮制动器和一侧后轮制动器，即一条回路连接左.右前轮和左后轮制动器，另一条回路连接左右前轮制动器。

两个回路分别对两侧前轮制动器的半数轮缸和一个后轮制动器。

5.制动器的类型及其原理类型
5.1 制动器工作原理及种类
5.1.1工作原理
鼓式刹车是一种传统的制动系统，其工作原理可以很形象地用一只咖啡杯来形容．刹车鼓就像咖啡杯，当您将五个手指伸入旋转的咖啡杯时，手指就是刹车片,只要您将五指向外一张，摩擦咖啡杯内壁,咖啡杯就会停止旋转．汽车上的鼓式刹车简单点说是由制动油泵,活塞,刹车片和鼓室组成,刹车时由制动分泵的高压刹车油推动活塞，对两片半月形的制动蹄片施加作用力,使其压紧鼓室内壁,靠摩擦力阻止刹车鼓转动从而达到制动效果。

5.1.2鼓式制动盘组成及分类
鼓式制动器的组成：
1.制动底板—用来安装各种组件，容纳制动器组件并防止组件被路面飞溅的泥水弄脏。

根据所受制动力矩的大小分为冲压底板和铸造底板。

2.促动装置（轮缸）—轮缸安装在制动器底板上，进行制动时液压式轮缸的活塞向外移动，推动制动蹄将摩擦片压紧制动鼓，从而实现制动。

从蹄
领蹄
该图为领从蹄式制动器：汽车前进时，按照制动鼓旋转方向看去，制动蹄张开方向与制动
该图为双领从蹄式制动器：当汽车正向行驶时，该两蹄均为领蹄；而在倒车时，则该两蹄均为从蹄。

这种结构制动器称为双领蹄制动器。

按照制动蹄促动器结构分类
1.轮缸式制动器：利用轮缸活塞推动制动蹄张开。

2.凸轮张开式制动器：利用凸轮的转动时制动蹄张开。

3.楔式制动器：利用楔杆的楔入是制动蹄张开。

按照制动蹄支承方式分类
1.固定支承式：制动蹄下端的圆孔套在支撑销上，可自由的绕其转动，即仅有一个自由度，因此，蹄于鼓之间的相对位置是确定的，制动蹄运动平稳，结构牢固。

2.浮动支承式：制动蹄下端为曲面，可靠在支承面上转动或上下滑动，即具有两个自由度。

由于这个特点，制动蹄具有自动定心作用，可落到制动鼓内的最佳接触位置
按照制动鼓的受力状况分类
根据制动时制动鼓受到的来自两蹄的法向力是否平衡，可制动器分为平衡式与非平衡式两类。

1.双领蹄式、双向双领蹄式、双从蹄式制动器由于结构是中心对称的，两蹄对制动鼓单位压力的分布呈中心对称，因此制动鼓所受到的法向力相互平衡，属于平衡式制动器。

2.领从蹄式、单向自增力式、双向自增力式制动器均属非平衡式制动器。

鼓式制动器的应用：双领蹄式和双向双领蹄式制动器的促动器分别是两个单向轮缸和双向轮缸。

主要优点是制动效能较高，在汽车前进时其效能因数约为领从蹄式制动器的1.5倍，可显著减小控制力，同时制动鼓和前轮毂受力均衡，摩擦片磨损均匀。

目前，双领蹄式和双向双领蹄式制动器分别用于多种轻型汽车的前、后轮。

5.2. 盘式制动器工作原理及种类
5.2.1盘式制动器工作原理
同样,碟式刹车的工作原理可用一只碟子来形容，您用拇指和食指捏住旋转的碟子时,碟子也会停止旋转．汽车上的碟式刹车是由刹车油泵,一个与车轮相连的刹车圆盘和圆盘上的刹车卡钳组成．刹车时，高压刹车油推动卡钳内的活塞,将制动蹄片压向刹车盘从而产生制动效果。

碟式刹车碟式刹车有时也叫盘式刹车,它分普通盘式刹车和通风盘式刹车两种。

通风盘式刹车是在两块刹车盘之间预留出一个空隙,使气流在空隙中穿过,有些通风盘还在盘面上钻出许多圆形通风孔，或是在盘面上割出通风槽或预制出矩形的通风孔．通风
盘式刹车利用风流作用,其冷热效果要比普通盘式刹车更好。

碟式刹车的主要优点是在高速刹车时能迅速制动，散热效果优于鼓式刹车,制动效能的恒定性好,便于安装像ABS那样的高级电子设备．鼓式刹车的主要优点是刹车蹄片磨损较少,成本较低,便于维修、由于鼓式刹车的绝对制动力远远高于碟式刹车,所以普遍用于后轮驱动的卡车上.。

5.2.2盘式制动器的种类
点盘式
由于摩擦面仅占制动盘的一小部分，故称点盘式。

有固定卡钳式和浮动卡钳式两种。

为了不使制动轴受到径向力和弯矩，点盘式制动缸应成对布置。

制动转矩较大时，可采用多对制动缸。

必要时可在中间开通风沟，以降低摩擦副温升，还应采取隔热散热措施，以防止液压油温高变质。

全盘式
这种制动器结构紧凑，摩擦面积大。

盘式制动器又分为定钳形和浮钳型两种，定钳形的两个油缸分别布置在制动盘的内外两侧，因此需要较大的车轮内侧空间。

但对于小型汽车和轿车，车轮内侧空间很小，难以装下定钳式盘式制动器制动钳，因此又开发了浮钳形盘式制动器。

这种制动器只有制动盘的内侧有油缸，但两侧都有制动块，因此占用
体积小，适合在轿车上布置。

点盘式和全盘式优缺点：
1、热稳定性较好
2、水稳定性较好
3、制动力矩与汽车前进和后退行驶无关。

4、在输出同样大小的制动力矩的条件下，盘式制动器的质量和尺寸比鼓式要小
5、盘式的摩擦衬块比鼓式的摩擦衬片在磨损后更易更换，结构也较简单，维修保养容易。

6、制动盘与摩擦衬块间的间隙小(0.05～0.15mm)，这就缩短了油缸活塞的操作时间，并使制动驱动机构的力传动比有增大的可能。

缺点是对制动器和制动管路的制造要求较高，摩擦片的耗损量较大，成本贵，而且由于摩擦片的面积小，相对摩擦的工作面也较小，需要的制动液压高，必须要有助力装置的车辆才能使用是效能较低，故用于液压制动系统时所需制动促动管路压力较高，一般要用伺服装置。

制动比较粗暴。

两个粘有摩擦衬面的摩擦盘能在花键轴上来回滑动，是制动器的旋转部分。

当制动时，能在极短时间使车辆停止。

再加上压盘上球槽的倾斜角不可能无限大，所以制动不平顺。

6 .制动系统对制动距离的影响
6.1制动距离的定义及标准
制动距离(StoppingDistance，mm)：制动距离是衡量一款车的制动性能的关键性参数之一，它的意思就人们在车辆处于某一时速的情况下，从开始制动到汽车完全静止时，车辆所开过的路程。

是汽车在一定的初速度下，从驾驶员急踩制动踏板开始，到汽车完全停住为止所驶过的距离。

各国的制动法规，都规定了各种车型在规定初速下的制动距离。

超过这个距离的车辆,就是不合格车辆，不能在道路上行驶.交通管理部门在进行车辆检验时，最重要的指标之一就是制动距离。

我国对汽车（空载时）制动距离的要求是：不超过九座的载客汽车初速度50Km/h 时，不超过19m；其它总质量不超过4.5t的汽车初速度50Km/h是时，不超过21m；其它汽车，汽车列车初速度30Km/h时，不超过12m。

制动距离应由专业人员使用专门仪器进行测量.过去那种踩刹车,拖轮胎印的办法，既不科学，又不准确。

制动距离达不到要求时，应及时对制动系统进行检修，以防事故发生。

6.2影响制动力的因素
制动距离的长短是判断这部车子制动系统工作是否正常的重要因素。

一般来说，车子越重，惯性也就越大，它所配备的制动系统也要更为强劲一些，当然由于一些超级跑车的动力异常澎湃，所以制动系统也是一流的。

家用轿车从100公里的时速到静止，时间一般在3秒左右，但是距离却长达40米。

经过测试得知，市场上销售的汽车中，宝马530ｉ的制动距离最为突出，达到了37．8米。

而有些轿车从100公里／小时－0竟需46米，虽然符合国家的安全标准，但是不要小看这8米多的差距，在危急时刻，一部制动距离出色的汽车可以挽救你的财产乃至生命。

另外路面的附着系数也会影响着制动距离。

7.制动系统的发展前景
7.1制动系统的发展历史
从汽车诞生时起，车辆制动系统在车辆的安全方面就扮演着至关重要的角色。

最早期的汽车以制动蹄片操作，运作模式跟马车极为相似。

至20世纪初有车厂开始使用制动鼓，当时只用于后轮上，至1904年才被用于前轮。

1909年，英国人HerbertFrood 将自己发明的摩擦片申请注册，后来IsottaFraschini为首个采用该设计的汽车，带动后来汽车制动系统固有的发展模式。

仿效者不断改善制动系统，英国人Weight发明了四轮液压制动，初时只用于平民汽车。

人类约花了十年时间去提高液压制动的可靠性，主要是以制动油去运作，取替了沿用的水，后来更将之应用于赛车上。

20年代初，制动碟片的原理被应用于行走欧洲主要城市的电车上，效果良好，于是好多英国和美国车厂尝试将之用于汽车，可惜总是徒劳无功。

至二次大战期间，军用的需求大增，生产商不断尝试引入新设计，其中包括制动碟片及油缸。

5年后，碟式制动经常生产过热的问题渐被改善，散热效果良好加上更精确的制动效能，令碟式制动大热起来，并大量应用于赛车上，逐步取替了原有的鼓式设计。

1936年，博世公司申请一项电液控制的ABS装置专利促进了防抱死制动系统在汽车上的应用。

1969年的福特使用了真空助力的ABS制动器；1971年，克莱斯勒车采用了四轮电子控制的ABS装置。

这些早期的ABS装置性能有限，可靠性不够理想且成本高。

1979年，默·本茨推出了一种性能可靠、带有独立液压助力器的全数字电子系统控制的ABS制动装置。

1985年美国开发出带有数字显示微处理器、复合主缸、液压制动助力器、电磁阀及执行器“一体化”的ABS防抱死装置。

1992年ABS的世界年产量已超过1000万辆份，世界汽车ABS的装用率已超过20％。

一些国家和地区（如欧洲、日本、美国等）已制定法规，使ABS成为汽车的标准设备。

时至今日，前碟后鼓的制动模式只用于小型汽车上，大部分车种已全面采用四轮碟式制动。

经过了一百多年的发展，汽车制动系统的形式已经基本固定下来。

随着电子，特别是大规模、超大规模集成电路的发展，汽车制动系统的形式也将发生变化。

7.2 制动系统发展现状
当考虑基本的制动功能量，液压操纵仍然是最可靠、最经济的方法。

即使增加了防抱制动(ABS)功能后，传统的“油液制动系统”仍然占有优势地位。

但是就复杂性和经济性而言，增加的牵引力控制、车辆稳定性控制和一些正在考虑用于“智能汽车”的新技术使基本的制动器显得微不足道。

传统的制动控制系统只做一样事情，即均匀分配油液压力。

当制动踏板踏下时，主缸就将等量的油液送到通往每个制动器的管路，并通过一个比例阀使前后平衡。

而ABS或其他一种制动干预系统则按照每个制动器的需要时对油液压力进行调节。

目前，车辆防抱制动控制系统(ABS)已发展成为成熟的产品，并在各种车辆上得到了广泛的应用，但是这些产品基本都是基于车轮加、减速门限及参考滑移率方法设计的。

方法虽然简单实用，但是其调试比较困难，不同的车辆需要不同的匹配技术，在许多不同的道路上加以验证；从理论上来说，整个控制过程车轮滑移率不是保持在最佳滑移率上，并未达到最佳的制动效果。