制动系统简介

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资源描述

制动系统功用•根据需要使汽车减速或在最短距离内停车;下坡行驶时限制车速;保证汽车停放可靠。即:行车减速,下坡限速,驻车不动。制动系的要求1、具有良好的制动效能:其评价指标有:制动距离、制动减速度、制动力和制动时间。2、操纵轻便:3、制动稳定性好:制动时,前后车轮制动力分配合理,左右车轮上的制动力矩基本相等,汽车不跑偏、不甩尾;磨损后间隙应能调整。4、制动平顺性好:制动力矩能迅速而平稳的增加,也能迅速而彻底的解除。5、散热性好:摩擦片的抗“热衰退”能力要高;水湿后恢复能力快。6、对挂车制动系,还要求其制动作用略早于主车,且挂车自行脱钩时能自动进行应急制动。制动系统的分类分类方法类型特点按功能分行车制动使行驶中的汽车减速或停车驻车制动使汽车停在各种路面驻留原地不动应急制动在行车制动系失效后使用的制动系辅助制动增设的制动装置,以适应山区行驶及特殊用途汽车需要分类方法类型特点按制动能源分人力制动以人力为唯一能源动力制动以发动机动力转化为液压或气压制动伺服制动兼用人力和发动机动力制动分类方法类型特点按制动能量传输方式分机械制动以机械传输制动能量液压制动以液压传输制动能量气压制动以气压传输制动能量电磁制动以电磁力传输制动能量组合制动多种传输制动能量综合制动系统的组成(1)功能装置:包括供给、调节制动器所需能量及改善传能介质状态的各种部件。其中传声制动能量的部分称为制动能源。人的肌肉亦可作为制动能源。(2)控制装置:包括传声制动动作和控制制动效果的各种部件。(3)传动装置:包括将制动能量传输到制动器的各个部件。(4)制动器:传声阻碍车辆的运动或运动趋势的力(制动力)的部件,其中也包括辅助制动系统中的缓速装置。制动系统功能装置控制装置传动装置制动器行车制动人的肌肉真空助力器制动踏板制动主缸制动轮缸制动器驻车制动人的肌肉电机手柄按钮踏板驻车拉线制动器工作原理•1.摩擦产热,将动能转化成为热能。制动系统的一般工作原理是,利用与车身(或车架)相连的非旋转元件和与车轮(或传动轴)相连的旋转元件之间的相互摩擦来阻止车轮的转动或转动的趋势。•2.工作过程:制动踏板→制动主缸(供油)→管路(油压)→轮缸→摩擦片→制动盘(鼓)当驾驶员踏下制动踏板,使活塞压缩制动液时,轮缸活塞在液压的作用下将制动蹄片压向制动鼓,使制动鼓减小转动速度,或保持不动。1.制动踏板2.推杆3.主缸活塞4.制动主缸5.油管6.制动轮缸7.轮缸活塞8.制动鼓9.摩擦片10.制动蹄11.制动底板12.支承销13.制动蹄回位弹簧制动踏板的正确使用1.先急后松制动方法遇到紧急情况时,第一脚制动先急速踩下制动踏板,紧接着缓慢踩2.预见性制动法遇到情况提前放松加速踏板使汽车减速,同时将制动踏板连续缓慢地踩下。这种提前减速制动可以降低因紧急制动所造成的冲击。3.点制动方法这种制动方法通常在雨天或泥泞路面上使用。点制动就是右脚轻轻地一点一点地踩制动踏板。这种制动方法可以减少由于车轮被抱死所出现的方向失控,同时可以获得较大的制动力。注:用于没有加装ABS的汽车4.紧急制动法这种制动方法用于十分紧急的情况下。制动时左手应握紧转向盘,右脚迅速将制动踏板踩到底。必要时同时拉紧驻车制动器,使车尽快停住。特别提醒:在紧急制动时,千万不要踩离合器踏板;在平时行驶中,不到十分紧急情况时,绝不得轻易使用紧急制动。真空助力器带制动主缸分类真空助力器带制动主缸总成真空助力器制动主缸储液罐单腔真空助力器双腔真空助力器带BA功能真空助力器非贯穿式贯穿式补偿孔式中心阀式柱塞式整体式分离式真空助力器工作原理•工作原理是利用发动机工作时产生的负压与大气压之间的压力差来迫使增压器内橡胶膜片移动,推动制动主缸的活塞,以此来减轻人踩制动踏板的力。•轿车上广泛装用真空助力器作为制动助力器,与制动踏板机构连接(真空伺服气室和控制阀组合成一个整体),利用发动机喉管处的真空度来帮助驾驶员操纵制动踏板。•一般安装在驾驶室仪表板前的发动机舱隔壁上,串接在制动踏板与制动主缸之间,起增加踏板力的作用。•根据真空助力膜片的多少,真空助力器分为单膜片式和双膜片式两种。•根据动力源不同,分为真空助力式和液压助力式两种。内外腔气室相通真空阀门A开启空气阀门B关闭真空大气真空助力器工作过程自然状态•自然状态时(车辆不制动时),在阀圈弹簧和支撑弹簧的共同作用下,真空阀口A处于开启状态,而空气阀口B处于关闭状态,所以,真空助力器的前后腔是连通的,同时它们又是与大气隔绝的。–真空阀口A:阀圈底面与活塞外壳之间的间隙–作用:连通前后腔–空气阀口B:阀圈底面与止动底座之间的间隙–作用:连通后腔与大气•若发动机正在工作,由真空泵产生的真空会将真空助力器的真空阀(通常为单向阀)吸开,此时前后腔都处于真空状态。中间工作状态内外腔气室隔开真空阀门A关闭空气阀门B开启外界空气F大气压真空•中间工作状态时,来自制动踏板的力推动操纵杆向前运动,止动底座也随之运动,使真空阀口A关闭,将前后腔隔离,接着空气阀口B开启,大气进入后腔,由此产生的前后腔压差推动膜片、膜板带着活塞外壳向前运动,此时,装配在推杆组件里的反馈盘同时受到止动底座和活塞外壳的推力作用,再通过推杆组件施加在主缸第一活塞上,主缸内产生的油压一方面传递给制动轮缸,另一方面又作为反作用力经由助力器传递回制动踏板,使司机产生踏板感。内外腔气室隔开空气阀门B关闭平衡状态外界空气•若制动踏板力保持不变,在经由反馈盘传递的主缸向后的反作用力和膜片+膜片盘+活塞外壳+阀碗+支撑弹簧+阀座向前运动趋势的共同作用下,空气阀口B封闭,达到平衡状态。此时,任何踏板力的增长都将破坏这种平衡,使空气阀口B重新开启,大气的进入将进一步导致后腔原有真空度的降低,加大前后腔压差。•真空助力器的工作过程是一个动平衡的过程。松开制动状态•松开踏板,在阀座回位弹簧的作用下,操纵杆带动止动底座向后运动,首先关闭空气阀口B,继续的运动将开启真空阀口A,助力器前后腔连通,真空重新建立。与此同时,在回位弹簧的作用下,膜片+膜片盘+活塞外壳组件(活塞体)回到初始位置。真空助力比计算•1、明确反馈盘的平衡与助力比的确定•根据前述的到达理论的平衡点时,可以得出以下平衡方程式:Fp=F0+P0(A1-A3)+P(A3-A2)-F11)•Fp----------助力器的输出力•F0-----------作用于控制阀推杆的作用力•P0-------前后腔的气压差•A1-------助力器膜片的有效面积•A3-------活塞体柄部横截面积•A2-------主缸推杆横截面积•P--------前腔的真空度•F1-------回位弹簧作用力•由上式可知,当前后腔压差P0等于前腔的真空度P时,即前后两腔处于平衡状态,则上式可理解为:•Fp=F0+P(A1-A2)-F12)•前腔的真空度P按汽车行业标准规定为500mmHg,前后腔的压差P0在0——500mmHg之间,随着后腔真空度的下降,由助力活塞柄部所影响的输入力也越耒越小,直到为零,且其变化规律为随着助力器助力的增加而变化的一个减函数;前腔的回位弹簧F1的作用力是随着活塞体的前移而增加,其变化规律为助力器助力的增加而变化的一个增函数,一般将两个互位反函数的值相加认为近似相等,即F1为一恒定值。•另由膜片产生的助力Fs为:•Fs=P(A1-A2)3)•控制阀推杆上的输入力F0将有一部分用耒克服控制阀回位弹簧F3的作用力,其余通过控制阀体作用到反馈盘上,所以作用到反馈盘上的有效输入力F0′为:•F0′=F0-F34)•F3--------控制阀回位弹簧作用力•由于膜片产生的助力有一部分将用于克服回位弹簧F1的反作用力,同时通过活塞体接受了控制阀回位弹簧的作用力F3作用于反馈盘上的作用力,则作用于反馈盘上的有效助力Fs′为:•Fs′=P(A1-A2)-F1+F35)•将4)、5)代入2)得•Fp=F0′+Fs′6)•即真空助力器的输出力等于有效输入力与有效助力的和。•如果将反馈盘上承受有效助力的面积设为付面,将承受有效输入力的面积设为主面,如下图所示:•图五•由于此时助力器处于平衡状态,即反馈盘上的各面所受压强相等,则存在以下平衡方程式:•(4*Fs′)/〔(D2-d2)*π〕=(4*F0′)/(d2*π)•根据上式可求出伺服比is和助力比it•助力器的伺服比is指膜片受真空压差作用而产生的有效助力Fs′与有效输入力F0′的比值,即•is=Fs′/F0′=(D2-d2)/d2•助力器的助力比it指真空助力器的输出力与有效输入力的比值,即•it=Fp/F0′=1+is付面(Fs′)主面(F0′)单腔贯穿式真空助力器局部放大动密封双腔真空助力器(双膜片式真空助力器)前腔后腔双膜片带BA(BrakeAssist)功能的真空助力器•带BA(刹车辅助)功能真空助力器工作原理:•驾驶者踩下刹车踏板时会打开一个机械式阀门,让外部空气经此阀门流入通常会低于“底部压力”的工作室,在工作室中形成一个较高的压力区,而由于真空室中的压力比“底部压力”低,活动的盘式膜片会随着两室之间的压差产生位置变化,并反映到刹车总泵的活塞杆上。位移探头负责监视刹车踏板的动作速度,一旦察觉驾驶者做了急刹车动作,就会马上通知刹车辅助装置控制仪,由电脑进行换算,并命令控制电磁阀以某一特定频率进行动作。随即空气以飞快的速度通过这个电磁阀进入工作室,形成冲击状高压。结果是:即使驾驶者没有大力踩下刹车踏板,只是简单做了个急刹车动作,刹车辅助装置也会善解人意地帮助他(她)加大刹车力度。在这套系统中还有个出气开关,其作用是在驾驶者的脚从刹车踏板上移开后,电磁阀立即关闭。制动主缸介绍•目前,制动主缸与真空助力器都作为一体式总成,它基本上是作为制动系统的一个动力源存在的,它是将驾驶员的制动踏板力转化为液压力,并具有一定的助力作用,汽车液压制动系统的核心制动主缸从出现至今,随着整车制动安全性的设计改进,制动主缸的结构也在不断改进,新的结构形式不断出现,在其不断更新的过程中产生众多的主缸结构形式,经过实践使用验证和市场选择,陆续出现了一些典型的结构形式,有必要对其典型结构作一些分析介绍,为制动主缸的设计开发提供经验数据。目前乘用车上常用的制动主缸类型有补偿孔式、中心阀式和柱塞式三种类型。•制动主缸即一个轴向柱塞泵,有两个独立的工作腔。当一腔失效时不影响另一个腔正常工作。•①补偿孔式(目前主要在面包车上使用,由于每次制动时,皮碗都需要通过补偿孔才能建立起压力,故称为补偿孔式,且由于皮碗经过补偿孔时容易被划伤,造成主缸漏油,故慢慢被淘汰);•②中心阀式(目前应用广泛,能有效的解决补偿孔式皮碗易被划伤的问题,但零部件较多,有被柱塞式取代的趋势);•③柱塞式(目前为主流,零部件较少,装配工艺简单、可靠性高、轴向尺寸较小,故应用最广泛);补偿孔式制动主缸结构概述:补偿孔式制动主缸结构简单,主要由缸体、第一活塞、第二活塞、主皮碗、副皮碗及两个回位弹簧等构成。工作时主皮碗每次都必须经过补偿孔,会减少主皮碗的使用寿命。补偿孔式制动主缸工作过程①自然状态自由(非工作)状态:主皮碗位于补偿孔和供油孔之间,压力腔和供油腔通过这两个孔相连,主缸没有油压输出。补偿孔式制动主缸工作过程②工作状态建压状态:•第一阶段:来自第一活塞的推力推动第一、二活塞组件向前运动,主皮碗唇边将两个补偿孔封闭。•第二阶段:继续推动活塞,因第二回位弹簧抗力小于第一回位弹簧,故先被压缩,第二压力腔先建压。此时第一压力腔内的制动液未被压缩,故第一腔没有液压。•第三阶段:继续推动活塞,来自第二压力腔的液压作用到第二活塞上产生的反作用力加上逐渐增大的第二回位弹簧抗力之和大于第一回位弹簧的抗力,使第一回位弹簧被压缩,第一腔也开始建压。补偿孔式制动主缸工作过程③泄压状态•泄压状态:当制动踏板松开后,在两个回位弹簧的作用下,活塞迅速回退,这时在压力腔容易形成真空。为了消除真空,必须让供油腔内的制动液快速地补充到压力腔。这时通过活塞上的过油孔制动液由供油腔进入到压力腔,使制动回路压力降低。中心阀式制动主缸•结构概述:中心阀主缸的设计思想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