汽車制動系統的組成構造和工作原理

汽車制動系統的組成構造
汽車制動系是一套復雜的制動安全系統，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輸到制動器的各個部件及管路，如制動踏板、制動主缸、輪缸及連接管路。
2)制動器
制動器是產生阻礙車輛運動或運動趨勢的力的部件。一般通過固定元件與旋轉元件工作表面之間的摩擦作用來實現。
較完善的制動系還具有制動力調節裝置、報警裝置、壓力保護裝置等附加裝置。
制動系工作原理
利用與車身（或車架）相連的非旋轉元件和與車輪（或傳 動軸）相連的旋轉元件之間的相互摩擦來阻止車輪的轉動 或轉動的趨勢。並將運動著的汽車的動能轉化為摩擦副的 熱能耗散到大氣中。

現以液壓行車制動系為例闡述制動系工作原理，如圖15.1所示。

車輪制動器主要由旋轉部分、固定部分和張開機構組成。
旋轉部分是制動鼓，它固 定在車輪輪毂上，隨車輪一同旋轉，它的工作面是內圓柱面。固定部分主要包括制動蹄和制動底板等。制動底板用螺栓與轉向節凸 緣(前輪）或橋殼凸緣（後輪）固定在一起。在固定不動的制動底板上，有兩個支承銷，支承著兩個弧形制動蹄的下端。制動蹄的外圓面上裝有摩擦片，上端用制動蹄回位彈簧拉緊 壓靠在輪缸活塞上。制動蹄可用凸輪或制動輪缸等張開機構使其張開。制動輪缸也安裝在制動底板上。液壓制動傳動機構主要由制動踏板、推桿！制動主缸、制動輪缸和油管等組成。裝在車身上的制動主缸用油管與制動輪缸相連通，主缸活塞可由駕駛員通過制動踏板來操縱。

I}沒有制動過程
不制動時，制動鼓的內圓柱面與摩擦片之間保留一定的間隙，使制動鼓可以隨車輪一起旋轉。

2}制動過程
行駛的汽車要實現減速、停車，必須借助路面強制地對汽車車輪產生行駛方向相反的 外力，即制動力。
制動時，駕駛員踩下制動踏板，推桿便推動制動主缸活塞，迫使制動油液經油管進人制動輪缸，油液壓力使制動輪缸活塞克服復位彈簧的拉力推動制動蹄繞支承銷轉動，上端 向外張開，消除制動蹄與制動鼓之間的間隙後壓緊在制動鼓上。這樣不旋轉的制動蹄摩擦 片對旋轉著的制動鼓就產生一個摩擦力矩M，其方向與車輪旋轉方向相反，其大小取決於制動輪缸活塞的張開力、制動蹄鼓間的摩擦系數及制動鼓和制動蹄的尺寸。制動鼓將力矩M傳至車輪，由於車輪與路面的附著作用，車輪即對路面作用一個向前的周向力F同時，路面也給車輪一個向後的切向反作用力F，即車輪受到的路面制動力。各車輪所受路面制動力之和就是汽車受到的總制動力，它由車輪經車橋和懸架傳給車架及車身，迫 使整個汽車產生一定的減速度，制動力愈大，減速度愈大。

3}制動解除過程
放松制動踏板，在復位彈簧作用下，制動蹄與制動鼓的間隙又得以恢復，從而解除制動。
制動時車輪上的制動力Fb隨踏板力及其產生的制動力矩的增加而增加。但受到輪胎與路面附著情況的限制，制動力F.不可能超過附著力F!，F等於輪胎上的垂直載荷 G與輪胎和路面間的附著系數Q的乘積，即Fb =GQ當制動力等於附著力時，車輪將被 抱死而在路面上滑拖。滑拖會使胎面局部嚴重磨損，在路面上留下一條黑色的拖印。同 時滑拖使胎面產生局部高溫而局部稀化，就像輪胎與路面間被一層潤滑劑隔開，使附著 系數反而減小。最大制動力和最短的制動距離並不是在車輪抱死時出現，而是在車輪將 要抱死又未完全抱死時出現，制動力接近附著力，即在所謂“臨界狀態”時，達到最大 值。可見，制動到抱死狀態所能達到的制動力與車輪上的垂直載荷成正比。即車輪上的 載荷越大，可能獲得的制動力也應越大。為此，應根據各類汽車前後橋車輪所分配的質 量的不同，包括附著質量和轉移質量，從制動器的結構型式上如張開機構、制動鼓、制 動蹄的型式和尺寸大小等方面，合理地分配制動力的大小，來獲得較理想的制動工作。

實際上，一般結構的車輪制動器在制動過程中，因車輪的載荷及其與地面附著系數不 是常數，所以很難完全避免車輪抱死滑拖。不少汽車在制動系統中增設了前後橋車輪制動力分配調節裝置，能減少車輪的抱死現象，但最理想的還是電子控制的自動防抱死制動裝置即通常所說ABS裝置。