总装底盘知识平台学习手册(二)——制动系统(一)

第一章制动系统

一、概述：

制动系统是汽车的一个重要组成部分，它直接影响汽车的安全性。据有关资料介绍，在由于汽车本身造成的交通事故中，制动故障引起的事故占事故总量的45%。可见，制动系统是保证行车安全的极为重要的一个系统。要了解制动系统，就要从制动系统的目的说起，只有知道了这些，我们才能够比较系统的了解制动系统和掌握一些常见的故障分析方法。

（一）、制动的目的：

a）下坡制动。防止不必要的加速

b）减速制动。降低车速

c）驻车制动。让车不发生不希望的移动。

（二）常见的制动装置

知道了制动的目的，下面我们来说一下常用的制动装置，一说到制动，很多人首先想到的就是制动器。但是摩擦式制动装置只是一种制动装置，还有一种常用的就是发动机制动，也就是常说的倒拖，利用发动机排气时候以及运动中的机械阻力作为制动力，经过变速器放大后，起到制动作用，发动机制动对缩短制动系统的作用十分大，这也是为什么行车时要禁止空挡滑行的原因。另外卡车上面还有一些装有电磁制动器的。

二、常规制动的原理和制动系统

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。

图2.1、汽车制动系统

当需要汽车减速时，驾驶员脚踏下制动器踏板，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（对盘式制动器，高性能的制动块在轮缸作用下沿滑道压紧在制动盘上）。不转的制动蹄（制动块）对旋转制动鼓产生摩擦力矩，从而产生制动力。

从图2.1我们大致的也了解了汽车制动系统的构造，但这远远是不够的，因为在实际问题分析和应用中，故障现象往往是和零部件本身的工作原理有关系的，因而在这里也大致介绍一些系统的相关知识。

（一）、制动主缸

制动主缸安装于驾驶室（或其附近），能够将驾驶员施加在制动踏板上的力以及真空助力器产生的力转化为相应的油液的压力。整个过程，制动主缸本身相当于一种能量的转换装置，将简单的机械力转化成方便传递的液压力。

图2.2 补偿孔式单腔主缸

上图为单腔制动主缸的示意图。随车汽车的发展，车速大幅度增高，为了提高汽车的行驶安全性，国家在交通法规内提出了硬性要求，规定现代汽车的行车制动装置均要求采用双回路的制动系统。双回路制动系统的制动主缸为串联双腔制动泵，相当于两个单腔主缸串联在一起。

当制动时，储油壶的制动液从进油孔进入到活塞进油腔内，橡胶皮碗前进到堵住补偿孔之后，压油腔内压力上升，直到出油阀打开，制动液的压力顺着油管传到轮缸，开始制动。松开踏板后，在回位弹簧的作用下，活塞开始后退，此时制动液压力较高，制动液推开回油

阀，向主缸内流动，但是由于制动液的粘性和管壁及系统内的阻力，制动液并不能及时的全部回到主缸内，这就导致压油腔形成了真空度，油液会通过活塞的边缘和缸壁的间隙流入压油缸，填补真空度，一直到补偿孔打开，活塞迅速回位，活塞进油腔的油液从进油孔回到储油罐内。当制动踏板自由状态下，活塞的位置处于补偿孔和进油孔中间位置。

图2.3中心阀式双腔主缸

补偿孔式制动主缸结构简单，成本低，在低端车上应用较多，但是因为橡胶皮碗的活塞每次工作都要经过补偿孔的边缘，这会减少皮碗的使用寿命，为了解决这一问题，人们又开发了中心阀式制动主缸。

中心阀式制动主缸结构如图2.3，在活塞的中心有一个单向阀，当制动工作时，在压力和单向阀弹簧共同作用下，单向阀关闭，保证了压油腔能够建立起足够的压力，完成制动动作；当制动结束时，在回位弹簧的作用下，活塞较快回位，会在压油腔形成真空度，活塞两侧制动液产生压力差，并克服单向阀弹簧弹力，单向阀导通，弥补压油腔的真空度。在整个工作过程中，中心单向阀的起到了补偿孔的作用，而且因为避免了活塞多次经过补偿孔边缘，所以没有皮碗寿命短的缺点。

目前市面上常见的主缸，不仅有补偿孔串联式双腔主缸和双中心阀主缸，还有结合了两种结构的一中心阀一补偿孔式的制动主缸总成。

在制动缸设计时，制动主缸的直径应符合GB7524—87的系列尺寸，主缸直径的系列尺寸为

14.5，16，17.5，19，20.5，22，（22.22），24，（25.40），26，28，（28.58），30，32，35，38，42，46mm

制动主缸应有的工作容积：

V m=V+V′

式中：V——全部轮缸的总工作容积；

V′——制动软管在液压下变形而引起的容积增量。

在初步设计时，考虑到软管变形，轿车制动主缸的工作容积可取为V m=1.1V。

V m=π/4 d²m s m

一般s m=（1.8-1.2）d m

（二）、制动管路

上面已经说过，针对现代汽车车速较高，为了提高制动驱动机构的工作可靠性，确保行车安全，制动驱动机构至少应该有两套独立的系统，即至少应该是双回路系统，也就是说应将汽车的全部行车制动器的液压或气压管路分成两个甚至更多个相互独立的回路，以便当一个回路发生故障失效时，其他完好的回路仍能够可靠的工作。

根据法规，现有汽车的回路必须是多回路系统，出于成本和布置的考虑，目前大多数轿车采用的都是双回路制动管路，其布置形式大多都采用X型布置，下面我们来大致的了解一下，双回路的布置形式和优缺点。

图2.4 双回路布置方案图

1——制动主缸，2——双回路系统的一条分路，3——双回路系统的另一条分路双回路系统共有5种布置方案，分别是：H型，X型，HI型，LL型和HH型。选择方案时，主要是考虑其制动效能的损失程度、制动力的不对称情况和回路系统的复杂程度等。

图2.4（a）为前后轮各成独立的回路系统，简称H型。特点是布置最为简单，可以与传统的单轮缸鼓起制动器相配合，成本较低。这种布置方案在各类汽车上都有采用，但是在货车上使用最广泛。但若后轴分路失效，一旦制动时，前轮容易抱死从而失去了转向能力；而多前轴分路失效，对于前驱的车辆来说，就会发生更加严重的事故，那就是后轴抱死后的甩尾，而这是我们日常设计中应该极力避免的，所以目前H型布置，对于大多采用前驱的