制动分类

制动系统分类

汽车制动系统是汽车上用以使外界(主要是路面)在汽车某些部分(主要是车轮)施加一定的力，从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置。汽车制动系统从不同的角度可以有不同的分类。

功用

汽车制动系统按功用可分为：（1）行车制动系统，作用是使正在行驶中的汽车减速或在最短的距离内停车，由驾驶员用脚来操纵的，故又称脚制动装置；（2）驻车制动系统，作用是使已经停在各种路面上的汽车驻留原地不动，由驾驶员用手操纵的，故又称手制动装置；（3）辅助制动系统，作用是在行车过程中，降低车速或保持车速稳定，但不能将车辆紧急制停；（4）应急制动系，作用是行车制动系统失效的情况下，保证汽车仍能实现减速或停车的制动系统，一般与驻车制动系统结合，以机械机构的形式实现，可靠性高。汽车制动系统至少应有两套独立的装置，即行车制动装置和驻车制动装置。

其中辅助伺服制动系统的出现是为了减少对行车制动系统的使用，保证安全性。汽车在坡度较大的道路上长距离下坡行驶时，需要不断进行制动，以使车速不至过高。但频繁地使用行车制动，不仅会使制动器的摩擦片过度磨损，还会使制动器发生热衰退，出现刹车失灵的情况。采用辅助制动系统，则能避免这种情况的发生。其中用以产生制动力矩对车辆起缓速作用的部件称为缓速器，包括发动机缓速、电涡流缓速、液力缓速和牵引电机缓速。

1．发动机缓速

汽车在挂档前进时，对发动机停止供油，汽车通过驱动轮和传动系反带发动机曲轴继续旋转。这样，发动机就象空气压缩机那样，对汽车起到了缓速的作用。为了加强发动机这种缓速作用，可设法增加进气、排气、压缩等方面的阻力，如阻塞进气或排气通道，或改变进、排气门启闭时刻等。按照原理的不同，发动机缓速系统又可大致分为：排气蝶阀制动，泄气式制动还有压缩式制动三大类型。国内最常见的就是蝶阀制动了，在国内绝大部分的卡车的排气管上都能看到。三种发动机制动器制动效果的比较如下表所示。

2．电涡流缓速

电涡流缓速器的主要元件是与汽车传动系相连的盘状（也有鼓状的）的金属转子和由若干个固定不动的电磁铁组成的定子。二者之间有很小的（0.5—1.5mm）间隙。当有电流通过定子的励线圈时，定子产生磁场。在磁场中旋转的转子内部便产生电涡流，这一电流在磁场中所受到的力是阻碍转子转动的，于是便能产生缓速作用。电涡流缓速器一般用于重型汽车和汽车列车。它具有制动强度较大，且易控制的特点。但由于其工作温度高，因此持续工作

能力相对较低。

3．液力缓速

液力缓速器的主要零件是固定叶轮和旋转叶轮，一般安装在变速器处。当汽车需要缓速时，汽车通过驱动桥和变速器等带动液力缓速器的旋转叶轮转动，固定叶轮通过流动的液体对旋转叶轮产生阻力矩，使汽车缓速。虽然在液力缓速器相对电涡流缓速器来说，在价格上相对较高，但随着国产液力缓速器的技术成熟，价格差距将不再明显。液力缓速器能以较小的质量提供大的制动力矩，而且持续制动能力强大，维护简单成本低，更适合重卡，是发展的趋势。

4．牵引电机缓速

当电力传动的汽车需要缓速时，可将牵引电动机改作发电机，把汽车的行驶动能转变为电能，因此能够有效提高电动汽车的能量利用率，延长续驶里程。国外有关研究表明，在存在较频繁的制动与启动的城市工况运行条件下，有效地回收制动能量，可使电动汽车的行驶距离延长10%～30%。制动能量回收要综合考虑汽车动力学特性、电机发电特性、电池安全保证与充电特性等多方面的问题。目前国内关于制动能量回收的研究还处在初级阶段。

制动能源

汽车制动系统按制动能源又可分为人力制动系统、动力制动系统和伺服制动系统。

1．人力制动是单靠驾驶员施加的踏板力或手柄力作为制动力源。其中又有机械式和液压式两种。

机械式完全靠杆系传力，由于机械效率低，传动比小，润滑点多，且难以保证前、后轴制动力的正确比例和左、右轮制动力的均衡，所以在汽车的行车制动装置已被淘汰。但因其结构简单，成本低，工作可靠（故障少），还广泛地应用于中、小型汽车的驻车制动装置中。

液压式人力制动（通常简称为液压制动）用于行车制动装置。液压制动的优点是：作用滞后时间较短（0.1～0.3s）；工作压力高（可达10～20MPa），因而轮缸尺寸小，可以安装在制动器内部，直接作为制动蹄的张开机构（或制动块的压紧机构），使之结构简单，质量小；机械效率较高（液压系统有自润滑作用）。液压制动的主要缺点是：过度受热后，部分制动液气化，在管路形成气泡，严重影响液压传输，使制动系统的效能降低，甚至完全失效。

此外，由于汽车载荷增加会导致在制动时，地面对后轴的支持力减小，导致后轮抱死而失去方向稳定性，从而导致事故。为满足前后轮同时抱死或前轮先抱死的要求，在一些汽车上采用了各种制动力调节装置，来调节前后车轮制动管路中的工作压力。常用的有限压阀、比例阀和感载比例阀。

1）限压阀是一种最简单的压力调节阀，串联在制动主缸与后轮制动器的管路之间。它的作用是当前后制动管路压力由零同步增长到一定值后，即自动将后轮制动器管路中的液压限定在该值不变，防止后轮抱死。采用限压阀后后轮制动管路中的压力变化如下图所示。

特性曲线：1—无阀时；2—理想液压分配；3—采用限压阀时实际液压分配线

2）质心高度与轴距的比值较小的汽车，在制动时前后轮间载荷转移较小。在这种情况下，只采用限压阀，将使后轮制动力远小于后轮附着力，即附着力的利用率太低，不能满足制动力尽可能大的要求。因此，需采用比例阀或采用其特性能随汽车轴载质量变化而改变的

感载比例阀（SABS），从而使汽车前后轮的附着力能充分利用，以提高制动效果。

感载比例阀利用车身与车桥之间的距离变化（外界作用力）来改变弹簧的预紧力，随着车辆载荷的增加，相应地进行调整，使得在任何载荷条件下都能得到一个近似理想的制动力分配。其特性曲线如下图所示。

2．动力制动即利用由发动机的动力转化而成，并表现为气压和液压形式的势能作为汽车制动的全部力源。驾驶员施加于踏板或手柄上的力，仅用于回路中控制元件的操纵，因此，人力制动中踏板力和踏板行程之间的反比例关系，在动力制动中不复存在，从而可使踏板力较小，同时又有适当的踏板行程。缺点是在动力系统失效时，制动作用即全部丧失。动力制动一般包括气压制动、气顶液制动和全液压制动。

气压制动是由发动机驱动的空气压缩机将压缩空气经单向阀首先输入湿储气罐，压缩空气在湿输气管内冷却、并进行油水分离之后，分成两个回路：一个回路经储气筒、双腔制动阀的中腔通向后制动气室；另一个回路经储气筒、双腔制动阀的下腔通往前制动气室。当其中一个回路发生故障失效时，另一个回路仍能继续工作，以保证汽车具有一定的制动能力，从而提高了汽车行驶的安全性。

其主要优点是：操纵轻便，工作可靠，不易出事故，维修保养方便；此外，其气源除供制动用外，还可以供其他装置用。其主要缺点是：必须有空气压缩机、贮气筒、制动阀等装置，使结构复杂、笨重、成本高；管路中压力的建立和撤除都较慢，即作用滞后时间较长（0.3～0.9s），因而增加了空驶距离和停车距离，为此，在制动阀到制动气室和贮气筒的距离过远的情况下，有必要加设气动的第二级元件——继动阀（亦称加速阀）以及快放阀；管路压力