制动系统教案

有行车制动和驻车制动两种装置，主要由制动器、制动操纵机构、制动传动机构和制动力的调节机构四部分组成。

二、制动系的工作原理
制动系的工作原理是：非旋转元件和车身或车架相连，旋转元件与车轮或传动轴相连，依靠旋转元件与非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，并将运动着的汽车的动能转化为摩擦副的热能散到大气中。

图19-1-1 是一种简单的液压制动系示意图，驾驶员踩下制动踏板，通过推杆推动主缸活塞，使主缸内的油液在一定压力下流入轮缸，并通过两个轮缸活塞推动两制动蹄绕支承销旋转，上端向两边分开而以其摩擦片压紧在制动鼓的内端面上，使制动鼓减小转动速度，或保持不动。

三、对制动系的要求
为保证汽车能在安全条件下发挥出高速行驶的能力，制动系统必须具有优良的制动性能、操纵轻便、制动稳定性好、制动平顺性好和散热性好等特点。

一、鼓式制动器
（ 1 ）领从蹄式制动器：在制动鼓正向旋转和反向旋转时 , 都有一个领蹄和一个从蹄的制动器即称为领从蹄式制动器，图19-2-1 所示为其结构示意图。

图中箭头所示为汽车前进时制动鼓的旋转方向，即制动鼓的正向旋转方向。

制动轮缸 6 所施加给制动蹄 1 的促动力Ｆs 使得该制动蹄绕支承点 3 张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向相同。

具有这种属性的制动蹄称为领蹄。

与此相反 , 制动轮缸 6 所施加给制动蹄 2 的促动力Ｆs 使得该制动蹄绕支承点 4 张开时的旋转方向与制动鼓的旋转方向相反。

具有这种属性的制动蹄称为从蹄。

当汽车倒驶 , 即制动鼓反向旋转时 , 蹄 1 变成从蹄 , 而蹄 2 则变成领蹄。

制动时两活塞对两个制动蹄所施加的促动力是相等的，凡两蹄所受促动力相等的领从蹄式制动器称为等促动力制动器。

制动时，领蹄 1 和从蹄 2 在促动力 FS 的作用下，分别绕各自的支承点 3 和 4 旋转到紧压在制动鼓 5 上。

旋转着的制动鼓即对两制动蹄分别作用着法向反力 N1 和 N2 ，以及相应的切
向反力 T1 和 T2 ，两蹄上的这些力分别为各自的支点 3 和 4 的支点反力Sl 和 S2 所平衡，领蹄上的切向力T1 所造成的绕支点3的力矩与促动力Fs 所造成的绕同一支点的力矩是同向的。

所以力T1 的作用结果是使领蹄1在制动鼓上压的更紧，即力 N1 变的更大，从而力T1 也更大。

这表明领蹄具有“增势‘作用。

与此相反，切向力Ｔ 2 则使从蹄２有放松制动鼓的趋势，即有使N2 和T2 本身减小的趋势。

故从蹄具有”减势“作用。

由于领从蹄式制动器的制动鼓所受到的来自两蹄的法向力 N1 和N2 不相平衡，则两蹄法向力之和只能由车轮轮毂轴承的反力来平衡，这就对轮毂轴承造成了附加径向载荷，使其寿命缩短。

凡制动鼓所受来自两蹄的法向力不能互相平衡的制动器称为非平衡式制动器。

（ 2 ）单向双领蹄式制动器：在制动鼓正向旋转时，两蹄均为领蹄的制动器称为双领蹄式制动器，如图19-2-2 所示为其结构示意图。

双领蹄式制动器与领从蹄式制动器在结构上主要有两点不相同，一是双领蹄式制动器的两制动蹄各有一个单活塞轮缸，而领从蹄式制动器的两蹄共用一个活塞式轮缸；二是双领蹄式制动器的两套制动蹄、制动轮缸、支承销在制
动底板上的布置是中心对称的，而领丛蹄式制动器中的制动蹄、制动轮缸、支承销在制动底板上的布置是轴对称布置的，由于固定元件布置都是中心对称的，属于平衡式制动器。

（ 3 ）双向双领蹄式制动器：无论是前进制动还是倒车制动，两制动蹄都是领蹄的制动器称为双向双领蹄式制动器，图19-2-3 为其结构示意图。

与领从蹄式制动器相比，双向双领蹄式制动器在结构上有三个特点：一是采用两个双活塞式制动轮缸；二是两制动蹄的两端采用浮式支承，且支点的周向位置也是浮动的；三是制动底板上的所有固定元件，如制动蹄、制动轮缸、回位弹簧等都是成对的，而且既按轴对称，又按中心对称布置，属于平衡式制动器。

（ 4 ）双从蹄式制动器：前进制动时两制动蹄均为从蹄的制动器称为双从蹄制动器，图19-2-4 所示为其结构示意图。

这种制动器与双领蹄式制动器结构很相似，两者的差异只在于固定元件与旋转元件的相对运动方向不同。

虽然双从蹄式制动器前进制动效能低于双领蹄式和领从蹄式制动器，但其效能对摩擦系数变化的敏感程度较小，即具有良好的制动效能稳定性，属于平衡式制动器。

（ 5 ）单向自增力式制动器：图19-2-5 所示为其结构示意图，第一制动蹄 1 和第二制动蹄 2 的下端分别浮支在浮动的顶杆 6 的两端。

汽车前进制动时，单活塞式轮缸将促动力 FS1 加于第一蹄，使其上压靠到制动鼓 3 上。

第一蹄是领蹄，并且在各力作用下处于平衡状态。

顶杆 6 是浮动的，将与力 S1 大小相等、方向相反的促动力 FS2 施于第二蹄。

故第二蹄也是领蹄。

作用在第一蹄上的促动力和摩擦力通过顶杆传到第二蹄上，形成第二蹄促动力 FS2 。

对制动蹄 1 进行受力分析可知， FS2>FS1 。

此外，力 FS2 对第二蹄支承点的力臂也大于力 FS1 对第一蹄支承的力臂。

因此，第二蹄的制动力矩必然大于第一蹄的制动力矩。

倒车制动时，第一蹄的制动效能比一般领蹄的低得多，第二蹄则因未受促动力而不起制动作用。

（ 6 ）双向自增力式制动器：图19-2-6 所示为其结构示意图，其特点是制动鼓正向和反向旋转时均能借蹄鼓间的摩擦起自增力作用。

它的结构不同于单向自增力式之处主要是采用双活塞式制动轮缸4，可向两蹄同时施加相等的促动力F s 。

制动鼓正向（如箭头所示）旋转时，前制动蹄 1 为第一蹄，后制动蹄 3 为第二蹄，制动鼓反向旋转时则情况相反。

由图可见，在制动时，第一蹄只受一个促动力F s ，而第二蹄则有两个促动力F s 和S ，且S > F s 。

考虑到汽车前进制动的机会远多于倒车制动，且前进制动时制动器工作负荷也远大于倒车制动，故后蹄 3 的摩擦片面积做得较大。

（ 7 ）凸轮式制动器：国内外汽车的气压制动系中，大都是采用凸轮促动的车轮制动器，而且多为领从蹄式，图19-2-7 所示为其结构示意图。

制动时，制动调整臂在制动气室 1 的推杆作用下，带动凸轮轴 2 转动，使得两制动蹄压靠到制动鼓 3 上而制动。

由于凸轮轮廓的中心对称性及两蹄结构和安装的轴对称性，凸轮转动所引起的两蹄上相应点的位移必然相等。

前、后制动蹄 1 、 2 在凸轮 6 的作用下，压向制动鼓 5 ，制动鼓 5 对制动蹄 1 、 2 产生摩擦作用。

在摩擦力的作用下，前制动蹄 1 有离开凸轮6 的趋势，致使凸轮 6 对制动蹄 1 的压力有所减弱；后制动蹄 2 有向凸轮 6 的趋势，致使凸轮 6 对制动蹄 2 的压力有所增强。

由于前制动蹄 1 有领蹄作用，后制动蹄 2 有从蹄作用，又有凸轮 6 对前制动蹄 1 促动力较小，对后制动蹄 2 促动力较大这一情况，所以，前后制动蹄片 1 、 2 的制动效果是接近的。

二、盘式制动器
现代汽车上使用的盘式制动器有两种：一种是固定钳盘式制动器，另一种是浮动钳盘式制器。

（ 1 ）固定钳盘式制动器
固定钳盘式制动器的基本结构如图19-2-8 所示。

旋转元件是固定在车轮上以端面为工作面，用合金铸铁制成的制动盘 1 。

固定的摩擦元件是面积不大的制动块总成 3 。

制动钳的钳形支架通过螺栓与转向节（前桥）或桥壳（后桥）固装，并用调整垫片控制制动钳与制动盘之间的相对位置。

制动时，制动油液被压入内 . 外两油缸中，在液压作用下两活塞 2 带动两侧制动块 3 作相向移动压紧制动盘 1 ，产生摩擦力矩。

解除制动时，活塞和制动块依靠密封圈的弹力和弹簧的弹力回位。

（ 2 ）浮动钳盘式制动器
浮动钳盘式制动器的工作原理，如图19-2-9 所示。

制动时，活塞制动块3在液压作用力作用下，由活塞４推靠在制动盘 1 上，同时制动钳上的反力推动制动钳沿定位导向销 6 移动，使外侧的摩擦片 3 也压靠在制动盘 1 上，产生制动力，于是制动盘两边都被紧紧抱住，使其停止转动。

与固定钳盘式制动器相比较，浮动钳盘式制动器的单侧轮缸结构不需要设置跨越制动盘的油道，故不仅轴向和径向尺寸较小，有可能布置的更接近车轮轮毂，而且制动液受热汽化的机会较少，浮动钳盘式制动器现已基本取代了固定钳盘式制动器。

（ 3 ）盘式制动器的特点
盘式制动器与鼓式制动器相比较，有以下优点：
制动盘暴露在空气中，散热能力强。

浸水后制动效能降低较少，而且只须经一两次制动即可恢复正常。

制动时的平顺性好且效能稳定。

制动盘沿厚度方向的膨胀量极小，不会象制动鼓的热膨胀那样使制动器间隙明显增加而导致制动踏板行程过大。

此外，也便于装设间隙自调装置。

结构简单，摩擦片拆装更换容易，因而维修方便。

盘式制动器的缺点是：
因制动时无助势作用，故要求管路液压比鼓式制动器高，一般需在液压传动装置中加装制动加力装置和采用较大缸径的油缸。

防污性能差，制动块摩擦面积小，磨损较快。

兼用于驻车制动时，需要加装的驻车制动传动装置较鼓式制动器复杂，因而在后轮上的应用受到限制。

三、驻车制动器
根据驻车制动器安装位置的不同，驻车制动器可以分为中央驻车制动器和车轮驻车制动器两类。

图19-2-10 为一盘鼓组合式制动器。

这种制动器将一个作行车制动器的盘式制动器和一个作驻车制动器的鼓式制动器组合在一起。

双作用制动盘 2 的外缘盘作盘式制动器的制动盘，中间的鼓部作鼓式制动器的制动鼓。

进行驻车制动时，将驾驶室中的手动驻车制动操纵杆拉到制动位置，经一些列杠杆和拉绳传动，将驻车制动杠杆的下端向前拉，使之绕平头销转动，其中间支点推动制动推杆左移，将前制动蹄推向制动鼓。

待前制动蹄压靠到制动鼓上之后，推杆停止移动，此时制动杠杆绕中间支点继续转动。

于是制动杠杆的上端向右移动，使后制动蹄压靠到制动鼓上，施以驻车制动。

解除制动时，将驻车制动操纵杆推回到不制动的位置，制动杠杆在卷绕在拉绳回位弹簧的作用下回位，同时制动蹄回位弹簧将两制动蹄拉拢。

分钟）清点学生人数，整顿课堂秩序。

提问：制动时动力是怎样传递的？
职业素养是个很大的概念，专业是第一位的，但是除了专业，敬业和道德是必备的，体现到职场上的就是职业素养；体现在生活中的就是个人素质或者道德修养。

一、组成及工作原理
液压式制动传动装置在目前的轿车、轻型货车的行车制动系上得到了广泛的应用。

液压式制动传动装置的组成如图19-3-1 所示 , 主要由制动主缸 , 液压管路 , 后轮鼓式制动器中的制动轮缸 , 前轮钳盘式制动器中的
液压缸等组成。

其工作原理如下：踩下制动踏板 4 ，制动液由制动主缸 5 中的活塞推动，经油管压入到制动轮缸 6 和制动钳 2 中，将制动蹄或制动块推向制动鼓和制动盘制动。

放开制动踏板，制动蹄和轮缸活塞在回位弹簧的作用下回位，将制动液压回主缸。

制动管路中的油压和制动器产生的制动力矩是与踏板力成线性关系的，制动系的这项性能称为制动踏板感（或称路感），驾驶员可因此而直接感觉到汽车制动的强度，以便及时加以必要的控制和调节。

二、制动液
制动液的质量是保证液压系统工作可靠的重要因素。

对制动液的要求是：高温下不易汽化，否则将在管路中产生气阻现象，使制动系失效；低温下有良好的流动性；不会使与之经常接触的金属（铸铁，钢，铝或铜）件腐蚀，橡胶件发生膨胀，变硬和损坏；能对液压系统的运动件起良好的润滑作用；吸水性差而溶水性良好，使能渗入其中的水汽形成微粒而与之均匀混合，否则将在制动液中形成水泡而大大降低汽化温度。

如图 19-4-2 所示，真空助力器的工作原理是：未踩制动踏板时，如（ a ）图所示，发动机真空管的真空度通过单向阀 4 作用在膜片前腔，又通过开启的橡胶真空阀门 7 、真空通道 9 作用在膜片总成 5 的后腔，则膜片总成 5 在回位弹簧 3 的作用下处于最右（后）的位置。

踩下制动踏板的初期，控制阀推杆 8 推动大气阀门 10 左（前）行，橡胶真空阀门 7 在其后边弹簧的作用下随大气阀门前行，直到将真空通道 9 关闭。

继续踩下制动踏板后，如图（ b ）所示，大气阀门 10 继续前行，离开橡胶真空阀门 7 ，则外部的空气经过滤清后从膜片座 6 的后部进入，通过大气阀门 10 和橡胶真空阀门 9 之间的大气通道 12 进入膜片总成 5 的后腔，从而造成前后腔的压力差，使膜片总成 5 帮助大气阀门 10 并通过橡胶反作用盘 11 推动制动主缸推杆完成制动助力作用。

四、气压制动系统
气压式制动传动装置是利用压缩空气作为制动装置的动力源。

制动时，驾驶员通过控制制动踏板的行程，便可控制制动气压的大小，得到不同的制动效果。

其特点是：制动操纵省力，制动强度大， . 踏板行程小；但需要消耗发动机的动力；制动较粗暴而且结构相对复杂。

因此，只有在一般载重型和部分中型汽车上采用。

1、典型气压制动系统
图19-5-1 所示为一典型气压制动系统示意图。

由发动机驱动的空气压缩机 1 将压缩空气经单向阀 4 首先输入湿储气罐 6 ，压缩空气在湿储气罐内冷却并进行油水分离之后，分成两个回路：一个回路经储气罐 14 、双腔制动阀 3 的后腔通向前制动气室 2 ，另一个回路经储气罐 17 、双腔制动阀3 的前腔和快放阀 13 通向后制动气室 10 。

当其中一个贿赂发生故障失效时，另一个回路仍能继续工作，以维持汽车具有一定的制动能力，从而提高了汽车行驶的安全性。

不制动时，前、后制动气室分别经制动阀和快放阀与大气相通，而与来自储气罐的压缩空气隔绝，因此所有车轮制动器均不制动。

当驾驶员踩下制动踏
板时，双腔制动阀首先切断各制动气室与大气的通道，并接通与压缩空气的通
道，于是两个主储气罐便各自独立地经制动阀向前、后制动气室供气，促动前、后制动器产生制动。

分钟）
ABS，可安装在任何带液压刹车的汽车上。

它是利用阀体内的一个橡胶气囊，在踩下刹车时，给予刹车油压力，充斥到ABS的阀体中，此时气囊利用中间的空气隔层将压力返回，使车轮避过锁死点。

防抱死制动系统，通过安装在车轮上的传感器发出车轮将被抱死的信号，控制器指令调节器降低该车轮制动缸的油压，减小制动力矩，经一定时间后，再恢复原有的油压，不断的这样循环（每秒可达5~10次），始终使车轮处于转动状态而又有最大的制动力矩。

没有安装ABS的汽车，在行驶中如果用力踩下制动踏板，车轮转速会急速降低，当制动力超过车轮与地面的摩擦力时，车轮就会被抱死，完全抱死的车轮会使轮胎与地面的摩擦力下降，如果前轮被抱死，驾驶员就无法控制车辆的行驶方向，如果后轮被抱死，就极容易出现侧滑现象。

二、ABS的组成、工作过程及类型
1、ABS的组成
图3-2 ABS结构示意图(一)
图3-3 ABS结构示意图(二)
2、ABS的工作过程
（1）常规制动(ABS不工作)
图3-4 正常制动时(ABS不工作)制动系统工作图
（2）紧急制动(ABS工作)
1) 压力降低模式。

图3-5 ABS系统压力降低模式工作图
2)保持模式。

图3-6 ABS系统保持模式工作图
3) 压力提高模式。

图3-7 ABS系统压力提高模式工作图
3、ABS的分类
（1）按控制通道分
（2）按制动压力调节器形式分
1) 循环式制动压力调节器。

2) 可变容积式制动压力调节器。

三、ABS部件
1、轮速传感器
（1）电磁感应式轮速传感器
（2）霍尔效应式轮速传感器
2、ABS执行器
单通道
三通道
双通道
四通道
四、讨论及评价（20分钟）
六、小结（5分钟）
图3-19 ABS执行器(一)
图3-20 ABS执行器(二) （1）三位三通电磁阀
（2）储液室和液压泵(压力降低元件)。