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第六章第六章 汽车制动系汽车制动系.本章基本内容及要求本章基本内容及要求掌握制动系的掌握制动系的作用作用、组成组成、分类分类、制动原、制动原理理掌握掌握制动器制动器的的分类分类及其及其特点特点了解典型了解典型制动系统制动系统掌握前后轮掌握前后轮制动力的分配制动力的分配了解制动了解制动防抱系统防抱系统（ABSABS）能对汽车制动系常见故障进行解析能对汽车制动系常见故障进行解析.6.1 6.1 概述概述一.制动系的作用制动系的作用使行驶中的汽车减速甚至停车使行驶中的汽车减速甚至停车使下坡的汽车速度保持不变使下坡的汽车速度保持不变使已停驶的汽车保持不动（驻车制动）使已停驶的汽车保持不动（驻车制动）二二.制动系的组成及其作用制动系的组成及其作用供能装置：产生并调整制动所需能源供能装置：产生并调整制动所需能源控制装置：控制制动动作控制装置：控制制动动作传动装置：传递制动能源传动装置：传递制动能源制动器：产生制动力制动器：产生制动力附加装置：制动力调节装置、报警装置等附加装置：制动力调节装置、报警装置等.6.1 6.1 概述概述三三.制动系分类制动系分类.6.1 6.1 概述概述四四.制动系工作原理制动系工作原理结构结构 制动踏板、制动主缸、制动踏板、制动主缸、制动轮缸、制动鼓、制动制动轮缸、制动鼓、制动蹄、回位弹簧蹄、回位弹簧工作原理工作原理制动蹄对制动鼓产生磨制动蹄对制动鼓产生磨擦力矩擦力矩M磨擦力矩使车轮对路面磨擦力矩使车轮对路面产生向前的力产生向前的力F，同，同时路面给车轮一个向后时路面给车轮一个向后的力的力FBFB是路面给车轮的制动是路面给车轮的制动力。制动力越大，汽车力。制动力越大，汽车的减速度越大。影响制的减速度越大。影响制动力的因素有：磨擦力动力的因素有：磨擦力矩矩M和路面附着条件和路面附着条件。汽车制动系统的工作原理：汽车制动系统的工作原理：在汽车车轮上作用一个与汽车行驶方向或趋势相反的在汽车车轮上作用一个与汽车行驶方向或趋势相反的力矩，并使路面产生阻碍车轮转动和汽车行驶的阻力。力矩，并使路面产生阻碍车轮转动和汽车行驶的阻力。.6.2 6.2 制动器制动器制动器制动器 用来产生阻碍车辆运动或运动趋势的力的部件用来产生阻碍车辆运动或运动趋势的力的部件摩擦制动器：摩擦制动器：利用固定元件与旋转元件工作表面摩擦而产生制利用固定元件与旋转元件工作表面摩擦而产生制 动力的制动器动力的制动器摩擦制动器可分为：摩擦制动器可分为：鼓式制动器：鼓式制动器：鼓式制动器摩擦副为旋转的制动鼓和固定鼓式制动器摩擦副为旋转的制动鼓和固定 不动的制动蹄（或制动带）不动的制动蹄（或制动带）盘式制动器：盘式制动器：盘式制动器摩擦副为旋转的制动盘和固定盘式制动器摩擦副为旋转的制动盘和固定 不动制动钳不动制动钳.6.2 6.2 制动器制动器一一.鼓式制动器鼓式制动器内张型内张型外束型外束型轮缸式制动器轮缸式制动器凸轮式制动器凸轮式制动器楔式制动器楔式制动器l 双向领从蹄式制动器双向领从蹄式制动器结构：结构：（轴对称布置）（轴对称布置）工作原理：工作原理：前制动蹄前制动蹄后制动蹄后制动蹄支承销支承销复位弹簧复位弹簧轮缸活塞轮缸活塞1.1.轮缸式制动器（之一）轮缸式制动器（之一）应用：应用：BJ2020BJ2020、Audi100Audi100、捷达、桑特纳、捷达、桑特纳、CA7220CA7220等等后轮后轮.6.2 6.2 制动器制动器关键知识点：关键知识点：领蹄领蹄制动时，其张制动时，其张开方向与制动鼓旋转方向开方向与制动鼓旋转方向相同相同的制动蹄的制动蹄 制动制动“助势助势”从蹄从蹄制动时，其张制动时，其张开方向与制动鼓旋转方向开方向与制动鼓旋转方向相反相反的制动蹄的制动蹄 制动制动“减势减势”.6.2 6.2 制动器制动器关键知识点：关键知识点：属属“非平衡式非平衡式”制动器制动器在在等促等促动力动力下下制动时制动时M领制领制（22.5）M从制从制FT1FT2FN1FN2FN1FN2由轮毂轴承承担由轮毂轴承承担（非平衡式）（非平衡式）轮毂轮毂轴承轴承寿命寿命领蹄领蹄的周的周向尺向尺寸较寸较从蹄从蹄大？大？n 前进或倒车制动时，均有一个前进或倒车制动时，均有一个领蹄和从蹄，且两者互换。领蹄和从蹄，且两者互换。制动效能较低制动效能较低n 制动鼓的热容量要大，即受热制动鼓的热容量要大，即受热变形小变形小n 摩擦片的抗热衰退性要好摩擦片的抗热衰退性要好.6.2 6.2 制动器制动器关键知识点：关键知识点：制动器间隙制动器间隙定义：制动蹄在不工作定义：制动蹄在不工作的原始位置时，其摩擦的原始位置时，其摩擦片与制动鼓之间的间隙片与制动鼓之间的间隙大小：大小：0.250.5mm使用中，该间隙会增大，使用中，该间隙会增大，要求可调！要求可调！过大过大制动踏板行程制动踏板行程，操作不便，操作不便制动不及时制动不及时过小过小行驶中车轮行驶中车轮“拖滞拖滞”调整方法：手动调整调整方法：手动调整 自动调整自动调整.6.2 6.2 制动器制动器1.1.轮缸式制动器（之二）轮缸式制动器（之二）l单向双领蹄式制动器单向双领蹄式制动器工作原理：工作原理：应用：应用：BJ2020BJ2020、CA1040CA1040等等前轮前轮结构：结构：（中心对称布置）（中心对称布置）.6.2 6.2 制动器制动器主要特点：主要特点：前进前进制动时，两制动蹄制动时，两制动蹄均为领蹄（双领蹄）均为领蹄（双领蹄）倒车倒车制动时，两制动蹄制动时，两制动蹄均为从蹄（双从蹄）均为从蹄（双从蹄）属属“平衡式平衡式”制动器制动器制动效能比领从蹄式高制动效能比领从蹄式高制动效能很低制动效能很低.6.2 6.2 制动器制动器1.1.轮缸式制动器（之三）轮缸式制动器（之三）l双向双领蹄式制动器双向双领蹄式制动器结构：结构：成对、全对称成对、全对称布置布置 制动蹄两端采制动蹄两端采用浮动支点用浮动支点 前进与倒退制前进与倒退制动，两支点和动，两支点和促动力作用点促动力作用点位置互换位置互换工作原理：工作原理：.6.2 6.2 制动器制动器主要特点：主要特点：前进和倒车前进和倒车制动时，两制动蹄制动时，两制动蹄均为领蹄均为领蹄制动底板上的固定元件（如制动蹄、轮缸、回制动底板上的固定元件（如制动蹄、轮缸、回位弹簧等）均是成对的，且既按轴对称，又按位弹簧等）均是成对的，且既按轴对称，又按中心对称布置；制动蹄两端采用浮式支承中心对称布置；制动蹄两端采用浮式支承属属“平衡式平衡式”制动器制动器制动效能均很高制动效能均很高以保证前进和倒车制动时效能一致以保证前进和倒车制动时效能一致应用：应用：CA7560CA7560前后轮前后轮.6.2 6.2 制动器制动器1.1.轮缸式制动器（之四）轮缸式制动器（之四）l单向自增力式制动器单向自增力式制动器结构：结构：工作原理：工作原理：主要特点：主要特点：l前进制动前进制动时，第二蹄制动时，第二蹄制动力矩力矩 第一蹄制动力矩，且第一蹄制动力矩，且两蹄均为两蹄均为“紧蹄紧蹄”l倒车制动倒车制动时，制动效能时，制动效能最最低低（比双领蹄式还低）（比双领蹄式还低）制动效能很高制动效能很高FS1没有被没有被FN1和固定支承件和固定支承件反力平衡，而是通过顶杆反力平衡，而是通过顶杆传给第一蹄上，形成第二传给第一蹄上，形成第二蹄的促动力。蹄的促动力。FS2 FS1虽第二蹄仍是虽第二蹄仍是“领蹄领蹄”，且，且FS1倒倒=FS1前前，但，但FS1倒倒的力臂很小，的力臂很小，制动效能制动效能第二蹄无促动力，不起作用第二蹄无促动力，不起作用倒车制倒车制动时动时自自增增力力.6.2 6.2 制动器制动器1.1.轮缸式制动器（之五）轮缸式制动器（之五）l双向自增力式制动器双向自增力式制动器结构：结构：双活塞轮缸、双活塞轮缸、后蹄摩擦片面积较大后蹄摩擦片面积较大工作原理：工作原理：主要特点：主要特点：l前进前进和和倒车制动倒车制动时，制动时，制动效能均很高效能均很高l前进前进和和倒车制动倒车制动时，两制时，两制动蹄作用互换动蹄作用互换l常用作常用作轿车后轮轿车后轮，便于兼，便于兼作驻车制动作驻车制动如：如：TOYOTA、Iveco、BJ2021等后轮等后轮.6.2 6.2 制动器制动器各种轮缸式制动器特点比较各种轮缸式制动器特点比较（在同等条件下）（在同等条件下）双向自双向自增力式增力式单向自单向自增力式增力式双向双双向双领蹄式领蹄式单向双单向双领蹄式领蹄式双向领双向领从蹄式从蹄式双从蹄双从蹄式式制动效制动效能能最高最高较高较高次较高次较高中等中等较低较低最低最低制动效制动效能稳定能稳定性性最低最低较低较低中等中等次较高次较高较高较高最高最高应用范应用范围围轿车后轿车后轮轮中、轻中、轻型汽车型汽车前轮前轮各种车各种车辆辆各种车各种车辆辆各种车各种车辆辆豪华轿豪华轿车车.6.2 6.2 制动器制动器2.2.盘式制动器盘式制动器按摩擦副中固定元件结构分为按摩擦副中固定元件结构分为浮钳盘式浮钳盘式钳盘式钳盘式全盘式全盘式定钳盘式定钳盘式.6.2 6.2 制动器制动器2.2.盘式制动器盘式制动器定钳盘式定钳盘式滑动钳盘式滑动钳盘式摆动钳盘式摆动钳盘式.6.2 6.2 制动器制动器l 定钳盘式定钳盘式2.2.盘式制动器盘式制动器结构：结构：工作原理：工作原理：注意：注意：活塞与钳体之间橡胶密封活塞与钳体之间橡胶密封圈的作用圈的作用制动时，弹性变形（储能）制动时，弹性变形（储能）解除时，储能被释放，活塞解除时，储能被释放，活塞 回位回位 密封圈极限变形量密封圈极限变形量=要求的要求的制动器间隙时的完全制动所制动器间隙时的完全制动所需活塞行程需活塞行程 制动器间隙若偏大，可在制动器间隙若偏大，可在使用一次后自动恢复其要求使用一次后自动恢复其要求值值制动盘制动盘制动钳制动钳转向节转向节制动块制动块活塞活塞外侧钳体外侧钳体制动盘制动盘.6.2 6.2 制动器制动器2.2.盘式制动器盘式制动器l 定钳盘式定钳盘式应用情况：应用情况：TOYOTATOYOTA皇冠、皇冠、IVECOIVECO前轮前轮其缺点：其缺点：油缸较多，制动钳结构复杂，尺寸大；油缸较多，制动钳结构复杂，尺寸大；热负荷大时，制动液易受热汽化；热负荷大时，制动液易受热汽化；不便作驻车制动（否则，要增加一个机械促动的驻不便作驻车制动（否则，要增加一个机械促动的驻车制动钳）车制动钳）难以适应现代汽车使用要求，已逐渐难以适应现代汽车使用要求，已逐渐(20世纪世纪70年年代后代后)被被浮钳式制动器浮钳式制动器取代！取代！.6.2 6.2 制动器制动器2.2.盘式制动器盘式制动器l 浮钳盘式浮钳盘式制动盘制动盘制动钳体制动钳体导向销导向销固定制动块固定制动块活动制动块活动制动块活塞密封圈活塞密封圈活塞活塞结构：结构：工作原理：工作原理：注意，与定钳盘式制动器相比：注意，与定钳盘式制动器相比：浮钳盘式只有单浮钳盘式只有单(内内)侧有油缸；侧有油缸；轴向、径向尺寸小，布置位置轴向、径向尺寸小，布置位置 可更接近轮毂；可更接近轮毂；制动液受热汽化机会少；制动液受热汽化机会少；较易实现兼作驻车制动器较易实现兼作驻车制动器制动钳支架制动钳支架.6.2 6.2 制动器制动器盘式制动器的主要特点：盘式制动器的主要特点：制动效能较稳定制动效能较稳定不怕水不怕水尺寸和质量较小尺寸和质量较小热稳定性好热稳定性好能实现制动器间隙的自动调整能实现制动器间隙的自动调整制动效能较低制动效能较低兼用作驻车制动时，需加装的传动装置较鼓式制兼用作驻车制动时，需加装的传动装置较鼓式制动器复杂动器复杂目前绝大部分轿车前后轮均采用目前绝大部分轿车前后轮均采用盘式盘式（钳式）制动器。（钳式）制动器。.6.36.3典型制动系统介绍典型制动系统介绍1.1.人力（液压）制动系人力（液压）制动系前轮制动器前轮制动器后轮制动器后轮制动器制动轮缸制动轮缸制动踏板机构制动踏板机构制动主缸制动主缸油管油管装车完成后，制动系统中充满油液；装车完成后，制动系统中充满油液；制动系统管路中不能有空气侵入，否则将引起系统失效。制动系统管路中不能有空气侵入，否则将引起系统失效。制动系统的管路压力和制动力矩与制动踏板力成线性关系。制动系统的管路压力和制动力矩与制动踏板力成线性关系。.6.36.3典型制动系统介绍典型制动系统介绍2.2.动力制动系动力制动系l气压制动系气压制动系l气顶液制动系气顶液制动系l全液压制动系全液压制动系.6.36.3典型制动系统介绍典型制动系统介绍3.3.伺服制动系伺服制动系l助力式伺服制动系助力式伺服制动系l真空助力式伺服制动系真空助力式伺服制动系l气压助力式伺服制动系气压助力式伺服制动系l增压式伺服制动系增压式伺服制动系l真空增压式伺服制动系真空增压式伺服制动系l气压增压式伺服制动系气压增压式伺服制动系4.4.其它制动装置其它制动装置l排气制动排气制动l降落伞降落伞.6.36.3典型制动系统介绍典型制动系统介绍3.3.伺服制动系伺服制动系l助力式伺服制动系助力式伺服制动系l真空助力式伺服制动系真空助力式伺服制动系组成：组成：1.1.制动踏板机构；制动踏板机构；2.2.控制阀；控制阀；3.3.真空伺服气室真空伺服气室；4.4.制动主缸；制动主缸；5.5.储液罐；储液罐；6.6.制动信号灯液压开关；制动信号灯液压开关；7.7.真空单向阀；真空单向阀；8.8.真空管；真空管；9.9.感载比例阀；感载比例阀；101013.13.制动轮缸。制动轮缸。.6.36.3典型制动系统介绍典型制动系统介绍3.3.伺服制动系伺服制动系l助力式伺服制动系助力式伺服制动系l气压助力式伺服制动系气压助力式伺服制动系.6.46.4关于前后轮制动力的分配关于前后轮制动力的分配1.1.制动时，地面制动力制动时，地面制动力Fb、制动器制动力、制动器制动力Fm 、地面、地面附着力附着力F之间的关系之间的关系FFbmax=FFb=FmFm踏板力踏板力l 当当Fb F时时车轮作车轮作“滚动滚动”l 当当Fb=Fbmax=F时时车轮车轮“抱死抱死”即使即使F Fm m继续继续，F b=F(恒定恒定)制动制动过程过程三种三种情况情况前轮前轮先先“抱死抱死”失去转向能力失去转向能力后轮后轮先先“抱死抱死”后轴出现侧滑、后轴出现侧滑、“甩尾甩尾”前后轮前后轮同时同时“抱死抱死”可避免侧滑；可避免侧滑；只有在当只有在当Fb=Fbmax时，才失时，才失去去“转向转向”，附着条件利用率高附着条件利用率高理想状理想状态态.6.46.4关于前后轮制动力的分配关于前后轮制动力的分配2.2.理想的前后轮制动力（或前后轮管路促动力）分配理想的前后轮制动力（或前后轮管路促动力）分配满载满载空载空载无制动力调节装置时无制动力调节装置时l理想的前后轮制动力：理想的前后轮制动力：l前后轮同步前后轮同步“抱死抱死”滑移的条件是：滑移的条件是：前后车轮制动力之比等于前后车轮对路前后车轮制动力之比等于前后车轮对路面的垂直载荷之比。面的垂直载荷之比。前后轮制动力前后轮制动力需进行调节需进行调节空载时：空载时：Fm前前Fm后后满载时：满载时：前期前期Fm前前Fm后后后期后期Fm前前Fm后后.6.46.4关于前后轮制动力的分配关于前后轮制动力的分配3.3.制动力调节装置制动力调节装置 分两大类：分两大类：限压阀限压阀、比例阀比例阀、递增阀、递增阀、惯性阀惯性阀、感载阀、感载阀 特点：特点：串联在后促动管路中串联在后促动管路中调节方法：当调节方法：当F Fm m前前与与F Fm m后后同步增长到一定的值后，同步增长到一定的值后，自动限制自动限制F Fm m后后的大小的大小调节手段：自动、渐进调节手段：自动、渐进/手动、阶跃手动、阶跃.6.46.4关于前后轮制动力的分配关于前后轮制动力的分配感载推杆感载推杆.6.46.4关于前后轮制动力的分配关于前后轮制动力的分配制动防抱死装置制动防抱死装置ABS（Anti-Braking System）ABSABS的工作原理的工作原理：试验表明：试验表明：当车轮滑移率在当车轮滑移率在15%20%时，轮胎与地时，轮胎与地面之间有最大面之间有最大纵向纵向附着附着系数系数zz，同时，同时侧向侧向附着附着系数系数cc也较大。也较大。通过检测和控制车轮的通过检测和控制车轮的滑移率，以获得最大的制动滑移率，以获得最大的制动力与汽车侧向稳定性。力与汽车侧向稳定性。.6.46.4关于前后轮制动力的分配关于前后轮制动力的分配n制动防抱死装置制动防抱死装置ABS（Anti-Braking System）ABSABS的组成：的组成：轮速传感器轮速传感器电子控制器电子控制器液压调节器液压调节器.6.46.4关于前后轮制动力的分配关于前后轮制动力的分配.6.46.4关于前后轮制动力的分配关于前后轮制动力的分配 带带ABSABS的制动系统的布置的制动系统的布置.本章小结本章小结制动系的制动系的作用、作用、组成组成、分类分类、（主要是按功能和制动能源分主要是按功能和制动能源分）制动原理制动原理 （制动器间隙、制动器制动力、地面制动力、领蹄、制动器间隙、制动器制动力、地面制动力、领蹄、从蹄、助势、减势从蹄、助势、减势）制动器制动器的的分类分类及其及其特点特点（主要是六种轮缸式制动器主要是六种轮缸式制动器）典型典型制动系统制动系统前后轮前后轮制动力的分配制动力的分配（制动时车轮抱死滑移、理想前后轮制动力分配制动时车轮抱死滑移、理想前后轮制动力分配及要求、制动力调节装置及要求、制动力调节装置）制动制动防抱系统防抱系统（ABSABS）（作用、组成作用、组成）制动系常见故障及现象解析制动系常见故障及现象解析制动距离增长制动距离增长制动制动“跑偏跑偏”、“甩尾甩尾”、“失去方向失去方向”“点刹点刹”.汽车底盘新技术索引汽车底盘新技术索引转向控制系统转向控制系统 车身电子稳定系统车身电子稳定系统（Electronic Stability Program，ESP）监控汽车的行驶状态和驾驶者的操控动作，使电脑估算汽车监控汽车的行驶状态和驾驶者的操控动作，使电脑估算汽车失稳的程度，计算出恢复稳定行驶的调节参数失稳的程度，计算出恢复稳定行驶的调节参数 属于汽车主动安全性控制系统，也是属于汽车主动安全性控制系统，也是“智能主动防滑稳定系智能主动防滑稳定系统统”的最高形式的最高形式 主动前轮转向系统主动前轮转向系统(Active Front Steering，AFS)可变传动比（低速时可变传动比（低速时-较小；高速时较小；高速时-较大）较大）可通过转向干预来实现对车辆稳定性的控制可通过转向干预来实现对车辆稳定性的控制 后轮转向系统后轮转向系统(Rear Wheel Steer，RWS)转向盘转向角和汽车行驶速度与后轮转向角成函数关系（低转向盘转向角和汽车行驶速度与后轮转向角成函数关系（低速时速时-转弯半径小；高速时转弯半径小；高速时-方向稳定）方向稳定）.汽车底盘新技术索引汽车底盘新技术索引主动悬架控制系统主动悬架控制系统 主动车身稳定控制系统主动车身稳定控制系统(Active Body Control，ABC)对侧倾、俯仰、横摆、跳动和车身高度的控制对侧倾、俯仰、横摆、跳动和车身高度的控制 连续性阻尼控制系统连续性阻尼控制系统(Continuous Damping Control，CDC)一种智能识别道路状况的最新汽车减振系统一种智能识别道路状况的最新汽车减振系统 可以根据电子控制单元给出的指令改变悬架的刚度和阻尼系数可以根据电子控制单元给出的指令改变悬架的刚度和阻尼系数 。良。良好的稳定性能、将车身的振动响应控制在允许的范围内好的稳定性能、将车身的振动响应控制在允许的范围内.汽车底盘新技术索引汽车底盘新技术索引线控制动系统线控制动系统（Brake-By-Wire，BBW）新型智能化制动系统，是未来制动控制系统的发展趋势制动能源-电力嵌入式总线技术+ABS+TCS+ESP+ACC。精确地调整制动系统的工作过程，缩短制动响应时间，提高车辆的制动效果，加强了汽车的制动安全性能 底盘线控系统底盘线控系统 线控驱动系统+线控转向系统+线控制动系统 连续控制底盘系统连续控制底盘系统(Continuously Controlled Chassis Concept，FOUR-C)分布在底盘的相应传感器可测量车身相对于道路的纵向、横向和垂直方向的加速度，并可通过防抱制动器和稳定控制系统来测量每个车轮的旋转和垂直运动、转向盘的偏转角、速度、转向，对动力分布及悬架做出调节.汽车底盘新技术索引汽车底盘新技术索引其他电子新技术其他电子新技术辅助停车入位系统自动空调系统智能照明系统未来汽车底盘技术的发展方向未来汽车底盘技术的发展方向 集成融合上述新技术成为整体汽车底盘智能控制系统 ABS/ASR/ESP集成 ABS/ASR/ACC集成.