汽車制動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理是什么？在應(yīng)用中具有什么功能？

汽車制動(dòng)系統(tǒng)的組成和結(jié)構(gòu)

汽車制動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的制動(dòng)安全系統(tǒng)，一般由制動(dòng)傳動(dòng)裝置和制動(dòng)器組成。

1)制動(dòng)傳動(dòng)裝置

制動(dòng)傳動(dòng)裝置包括向制動(dòng)器傳遞制動(dòng)能量的各種零件和管路，如制動(dòng)踏板、制動(dòng)總泵、輪缸和連接管路等。

2)制動(dòng)器

制動(dòng)器是產(chǎn)生阻礙車輛運(yùn)動(dòng)或趨勢(shì)的力的部件。一般是通過固定元件與旋轉(zhuǎn)元件工作面之間的摩擦來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

一個(gè)完善的制動(dòng)系統(tǒng)還要有制動(dòng)力調(diào)節(jié)裝置、報(bào)警裝置、壓力保護(hù)裝置等附加裝置。

制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理

連接到車身(或車架)的非旋轉(zhuǎn)元件和連接到車輪(或傳動(dòng)軸)的旋轉(zhuǎn)元件之間的相互摩擦用于防止車輪旋轉(zhuǎn)或傾向于旋轉(zhuǎn)。汽車行駛的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為摩擦副的熱能，消散到大氣中。

現(xiàn)在以液壓行車制動(dòng)系統(tǒng)為例來(lái)說明制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理，如圖15.1所示。

車輪制動(dòng)器主要由轉(zhuǎn)動(dòng)部分、固定部分和開啟機(jī)構(gòu)組成。

轉(zhuǎn)動(dòng)部分為制動(dòng)鼓，固定在輪轂上，隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)，工作面為內(nèi)圓柱面。固定部分主要包括閘瓦和制動(dòng)底板。制動(dòng)器底板用螺栓固定在轉(zhuǎn)向節(jié)法蘭(前輪)或橋殼法蘭(后輪)上。在固定制動(dòng)底板上，有兩個(gè)支撐銷支撐兩個(gè)弧形制動(dòng)蹄的下端。制動(dòng)蹄的外周面上設(shè)有摩擦片，制動(dòng)蹄的上端通過制動(dòng)蹄回位彈簧張緊壓靠在輪缸活塞上。制動(dòng)蹄可以由諸如凸輪或制動(dòng)輪缸的打開機(jī)構(gòu)打開。制動(dòng)輪缸也安裝在制動(dòng)底板上。液壓制動(dòng)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)主要由制動(dòng)踏板和推桿組成!主缸、制動(dòng)輪缸和油管等。安裝在車身上的制動(dòng)總泵通過油管與制動(dòng)輪缸連接，駕駛員可以通過制動(dòng)踏板控制制動(dòng)總泵的活塞。

I}沒有剎車過程。

不制動(dòng)時(shí)，制動(dòng)鼓的內(nèi)圓柱面與摩擦片之間保持一定的間隙，使制動(dòng)鼓能隨車輪轉(zhuǎn)動(dòng)。

2}制動(dòng)過程

為了使行駛中的汽車減速停車，需要利用路面對(duì)汽車的車輪施加相反的力，即制動(dòng)力。

制動(dòng)時(shí)，駕駛員踩下制動(dòng)踏板，推桿推動(dòng)制動(dòng)總泵活塞，迫使制動(dòng)油通過油管進(jìn)入制動(dòng)輪缸。機(jī)油的壓力使制動(dòng)輪缸的活塞克服回位彈簧的拉力推動(dòng)制動(dòng)蹄繞支承銷轉(zhuǎn)動(dòng)，制動(dòng)蹄上端向外張開，消除制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓之間的間隙后壓在制動(dòng)鼓上。這樣，非旋轉(zhuǎn)制動(dòng)蹄的摩擦片在旋轉(zhuǎn)制動(dòng)鼓上產(chǎn)生一個(gè)摩擦力矩m，其方向與車輪的旋轉(zhuǎn)方向相反，其大小取決于制動(dòng)輪缸活塞的開啟力、制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓之間的摩擦系數(shù)、制動(dòng)鼓與制動(dòng)蹄的大小。制動(dòng)鼓將扭矩m傳遞給車輪。由于車輪和路面之間的附著力，車輪在路面上施加一個(gè)向前的圓周力F。同時(shí)路面也給了車輪一個(gè)向后的切向反作用力F，即車輪上的路面制動(dòng)力。各個(gè)車輪的路面制動(dòng)力之和就是汽車的總制動(dòng)力，通過車軸和懸架從車輪傳遞到車架和車身，迫使整車產(chǎn)生一定的減速度。制動(dòng)力越大，減速度越大。

3}制動(dòng)器釋放過程

松開制動(dòng)踏板，在回位彈簧的作用下，制動(dòng)蹄與制動(dòng)鼓之間的間隙會(huì)恢復(fù)，從而松開制動(dòng)。

制動(dòng)時(shí)，車輪上的制動(dòng)力Fb隨著踏板力和制動(dòng)力矩的增大而增大。但由于輪胎與路面附著力的限制，制動(dòng)力F不能超過附著力F!f等于輪胎上的垂直載荷g和輪胎與路面的附著系數(shù)q的乘積，即Fb=GQ。當(dāng)制動(dòng)力等于附著力時(shí)，車輪就會(huì)抱死，在路面上被拖行。打滑會(huì)嚴(yán)重磨損胎面，在路面留下黑色痕跡。時(shí)間同步拖動(dòng)造成胎面局部高溫和局部變薄，就像輪胎和路面之間隔了一層潤(rùn)滑劑，降低了附著系數(shù)。最大制動(dòng)力和最短制動(dòng)距離不是出現(xiàn)在車輪抱死的時(shí)候，而是出現(xiàn)在車輪即將抱死但沒有完全抱死的時(shí)候。制動(dòng)力接近附著力，即在所謂的“臨界狀態(tài)”達(dá)到最大值。可以看出，制動(dòng)到鎖止?fàn)顟B(tài)時(shí)所能達(dá)到的制動(dòng)力與車輪上的垂直載荷成正比。換句話說，車輪上的負(fù)載越大，可能的制動(dòng)力就越大。因此，應(yīng)根據(jù)各種汽車的前輪和后輪軸分配質(zhì)量的差異，包括附著質(zhì)量和傳動(dòng)質(zhì)量，從制動(dòng)器結(jié)構(gòu)類型方面，如開啟機(jī)構(gòu)、制動(dòng)鼓和制動(dòng)蹄的類型和尺寸等，合理分配制動(dòng)力。從而獲得理想的制動(dòng)功。

汽車傳動(dòng)系統(tǒng)(汽車控制技術(shù))是指汽車發(fā)動(dòng)機(jī)與驅(qū)動(dòng)輪之間的動(dòng)力傳遞裝置。它可以保證汽車在各種行駛條件下所必需的牽引力、車速，以及保證牽引力與車速之間協(xié)調(diào)變化等功能，使汽車具有良好的動(dòng)力性和燃油經(jīng)濟(jì)性;那汽車傳動(dòng)系統(tǒng)是由什么組成的呢?作者通過搜集整理資料對(duì)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)(汽車控制系統(tǒng))的組成以及各個(gè)部分的器件作了詳細(xì)介紹。

汽車傳動(dòng)系統(tǒng)的組成包括離合器、變速器、傳動(dòng)軸、主減速器、差速器及半軸等部分。以下是對(duì)汽車傳動(dòng)系統(tǒng)(汽車電子控制技術(shù))的組成各部件的具體介紹

驅(qū)動(dòng)輪 ： 將發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的動(dòng)力傳給驅(qū)動(dòng)車輪。

功用： 將發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的動(dòng)力傳給驅(qū)動(dòng)車輪。 與發(fā)動(dòng)機(jī)協(xié)同工作， 與發(fā)動(dòng)機(jī)協(xié)同工作，以保證汽車在各種行駛條件下正常行駛所必需的驅(qū)動(dòng)力與車速， 件下正常行駛所必需的驅(qū)動(dòng)力與車速，并使汽車 具有良好的動(dòng)力性與燃油經(jīng)濟(jì)性。 具有良好的動(dòng)力性與燃油經(jīng)濟(jì)性。

離合器

功用：1，離合器可使汽車發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系逐漸結(jié)合，保證汽車平穩(wěn)起步。

2，離合器可暫時(shí)切斷發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系的聯(lián)系，便于發(fā)動(dòng)機(jī)的起動(dòng)和變速器的換擋，以保證傳動(dòng)系換擋時(shí)工作平順。

3，離合器還能限制所傳遞的轉(zhuǎn)矩，防止傳動(dòng)系過載。

組成：主動(dòng)部分、從動(dòng)部分、壓緊裝置、分離機(jī)構(gòu)和操縱機(jī)構(gòu)。

變速器

功用：1，實(shí)現(xiàn)變速變矩。2，實(shí)現(xiàn)汽車倒駛。3，必要時(shí)中斷動(dòng)力傳輸。4，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力輸出。

由于變速器分為MT、AT、AMT、DCT、CVT等多種形式，并且此處并沒有完全展開介紹的必要。只按照手動(dòng)和自動(dòng)兩種情況分類。手動(dòng)變速器最為常見，自動(dòng)變速器已較為普遍并且有取代手動(dòng)變速器的趨勢(shì)。雖然類型不同、組成部分不同。但功能幾乎一樣。顯然自動(dòng)變速器結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜、技術(shù)含量更高、操作更為簡(jiǎn)便、價(jià)格較為昂貴、維修較為不便。此處就再略為介紹下對(duì)變速器的要求：1，能防止變速器自動(dòng)換擋和自動(dòng)脫檔。2，能保證變速器不會(huì)同時(shí)掛入兩個(gè)檔位。3，能防止誤掛倒檔。(關(guān)于汽車自動(dòng)變速器百科有專門詞條，欲知詳情請(qǐng)直接在百科里搜“汽車自動(dòng)變速器”就可以了)

萬(wàn)向傳動(dòng)裝置

功用：在汽車上任何一對(duì)軸間夾角和相對(duì)位置經(jīng)常發(fā)生變化的轉(zhuǎn)軸之間傳遞動(dòng)力。

序號(hào)安裝位置應(yīng)用特點(diǎn)

1變速器(或分動(dòng)器)與驅(qū)動(dòng)橋之間一般FR的輸出軸線與驅(qū)動(dòng)橋的輸入軸線難以布置重合，并且汽車在負(fù)荷變化及在不平路面行駛時(shí)引起的跳動(dòng)，將使驅(qū)動(dòng)橋輸入軸與變速器輸出軸之間的夾角和距離發(fā)生變化，故須萬(wàn)向傳動(dòng)裝置連接。

2變速器與離合器或與分動(dòng)器之間雖然變速器、離合器、分動(dòng)器等都支撐在車架上，且他們的軸線也可以設(shè)計(jì)重合，但為消除車架變形及制造、裝配誤差等引起的軸線同軸度誤差對(duì)動(dòng)力傳遞的影響，其間也常裝有萬(wàn)向傳動(dòng)裝置。

3轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋和斷開式驅(qū)動(dòng)橋中汽車的轉(zhuǎn)向驅(qū)動(dòng)橋需要滿足轉(zhuǎn)向和驅(qū)動(dòng)的功能，其半軸是分段的，轉(zhuǎn)向時(shí)兩段半軸軸線相交且夾角變化，因此要用萬(wàn)向傳動(dòng)裝置。在斷開式驅(qū)動(dòng)橋中，主減速器殼固定是在車架上的，橋殼上下擺動(dòng)，半軸是分段的，也須用萬(wàn)向傳動(dòng)裝置。

4轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)中某些汽車的轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)受整體布置的限制，轉(zhuǎn)向盤軸線與轉(zhuǎn)向器輸入軸線不重合，因此在轉(zhuǎn)向操縱機(jī)構(gòu)中裝有萬(wàn)向傳動(dòng)裝置

驅(qū)動(dòng)橋

驅(qū)動(dòng)橋?qū)⑷f(wàn)向傳動(dòng)裝置(或變速器)傳來(lái)的動(dòng)力經(jīng)降速增扭、改變動(dòng)力傳遞方向(發(fā)動(dòng)機(jī)縱置時(shí))后，分配到左右驅(qū)動(dòng)輪，使汽車行駛，并允許左右驅(qū)動(dòng)輪以不同的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)。

驅(qū)動(dòng)橋是傳動(dòng)系的最后一個(gè)總成，它由主減速器、差速器、半軸和橋殼組成。

1，主減速器使輸入轉(zhuǎn)矩增大、轉(zhuǎn)速降低，并將動(dòng)力傳遞方向改變后(發(fā)動(dòng)機(jī)橫置的除外)再傳給差速器。

2，差速器的功用是將主減速器傳來(lái)的動(dòng)力傳給左、右兩半軸，并在必要時(shí)允許左、右半軸以不同轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，以滿足兩側(cè)驅(qū)動(dòng)輪差速的需要。

3，半軸用于將差速器傳來(lái)的動(dòng)力傳給驅(qū)動(dòng)輪。

4，驅(qū)動(dòng)橋殼既是傳動(dòng)系的組成部分，同時(shí)也是行駛系的組成部分，其功用是安裝并保護(hù)主減速器、差速器和半軸，以及安裝懸架或輪轂。它還要與從動(dòng)橋一起支承汽車懸架以上各部分質(zhì)量，承受驅(qū)動(dòng)輪傳來(lái)的反力和力矩，并在驅(qū)動(dòng)輪與懸架之間傳力。

減速器： 減速增扭; 原因：發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高，扭矩小。原因：發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速高，扭矩小。

差速器、半軸： 實(shí)現(xiàn)左右車輪的差速; 實(shí)現(xiàn)左右車輪的差速; 原因：在汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，左右驅(qū)動(dòng)輪，在 原因：在汽車轉(zhuǎn)向時(shí)，左右驅(qū)動(dòng)輪， 相同的時(shí)間內(nèi)，行駛的距離不同， 相同的時(shí)間內(nèi)，行駛的距離不同，需要獲得不同的線速度， 獲得不同的線速度，內(nèi)側(cè)車輪的線速度 較小，外側(cè)車輪的線速度較大。 較小，外側(cè)車輪的線速度較大。

制動(dòng)系統(tǒng)的主要作用是使汽車在行駛過程中按照駕駛者的意愿減速或停車，在下坡過程中保持一個(gè)速度穩(wěn)定行駛，使停駛的汽車在各種路況下穩(wěn)定駐車。汽車一般使用摩擦制動(dòng)器。制動(dòng)系統(tǒng)可分為行車制動(dòng)系統(tǒng)和駐車制動(dòng)系統(tǒng)。制動(dòng)器分為鼓式制動(dòng)器和盤式制動(dòng)器。

汽車制動(dòng)系統(tǒng)組成如圖22-1 所示,行車制動(dòng)器組成如圖22-2 所示，駐車制動(dòng)系統(tǒng)組成如圖22-3所示。

行車制動(dòng)器是由駕駛員用腳來(lái)控制的，它的功用是使正在行駛的汽車減速或在最短的蹈離內(nèi)停車。

駐車制動(dòng)系統(tǒng)是由駕駛員手動(dòng)操縱的，它的功用是使已經(jīng)停在各種路面上的汽車駐留原地不動(dòng)。對(duì)于駐車制動(dòng)系統(tǒng)，一般在后輪制動(dòng)器中加裝必要的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，使后輪制動(dòng)器兼做駐車制動(dòng)器。