汽車制動系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)

汽車制動系統(tǒng)是一個復(fù)雜的制動安全系統(tǒng)，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(chǎn)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(zhuǎn)元件之間的摩擦來實現(xiàn)的。

一個完善的制動系統(tǒng)還具有制動力調(diào)節(jié)裝置、報警裝置、壓力保護裝置等附加裝置。制動系統(tǒng)的工作原理

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

現(xiàn)在以液壓制動系統(tǒng)為例，說明制動系統(tǒng)的工作原理，如圖15.1所示。

車輪制動器主要由旋轉(zhuǎn)部分、固定部分和開啟機構(gòu)組成。

轉(zhuǎn)動部分為制動鼓，制動鼓固定在輪轂上，隨車輪轉(zhuǎn)動，其工作面為內(nèi)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(zhuǎn)向節(jié)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(gòu)打開。制動輪缸也安裝在制動底板上。液壓傳動機構(gòu)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(nèi)圓柱面與摩擦片之間有一定的間隙，使制動鼓能隨車輪轉(zhuǎn)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?qū)ζ囓囕啅娦挟a(chǎn)生外力，即制動力。

制動時，當(dāng)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(jìn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)動的閘瓦摩擦件會對轉(zhuǎn)動的制動鼓產(chǎn)生一個摩擦力矩m，其方向與車輪的轉(zhuǎn)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(shù)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(fù)，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(shù)Q的乘積，即Fb =GQ當(dāng)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(dǎo)致胎面嚴(yán)重局部磨損，在路面上留下黑色拖痕。同步滑動阻力導(dǎo)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(shù)。最大制動力和最短制動距離不會在車輪鎖定時出現(xiàn)，而是在車輪即將鎖定但未完全鎖定時出現(xiàn)。制動力接近附著力，即在所謂的“臨界狀態(tài)”下達(dá)到最大值?？梢钥闯觯ㄟ^制動到鎖定狀態(tài)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(fù)載越大，可以獲得的制動力就越大。因此，根據(jù)各種汽車前輪和后輪軸輪的不同質(zhì)量分布，包括附著質(zhì)量和傳遞質(zhì)量，應(yīng)從開啟機構(gòu)、制動鼓和制動蹄的類型和尺寸等制動結(jié)構(gòu)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(shù)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(tǒng)中增加了前輪和后輪軸輪的制動力分配和調(diào)節(jié)裝置，可以減少車輪抱死現(xiàn)象，但最理想的是電控自動防抱死制動裝置，俗稱ABS裝置。