本系列主要針對汽車的構造來進行簡單說明,一共分為23個專題,分别為:(1)發動機;(2)曲柄連杆機構;(3)配氣機構;(4)燃料供給系;(5)排放控制;(6)冷卻系;(7)潤滑系;(8)點火系;(9)啟動系;(10)傳動系;(11)離合器;(12)變速器;(13)萬向傳動;(14)驅動橋;(15)行駛系;(16)車架;(17)車橋與車輪;(18)懸架;(19)轉向系;(20)制動系;(21)車身;(22)電子控制;(23)新能源汽車。
前期文章有:汽車構造系列之十二---變速器,汽車構造系列之十一---離合器,汽車構造系列之九---啟動系,汽車構造系列之八--點火系,汽車構造系列之十---傳動系,汽車構造系列之十三---萬向傳動,汽車構造系列之七---潤滑系。
本篇主要介紹汽車構造系列之二十---制動系。
一.汽車制動系概述
汽車制動系是用于使行駛中的汽車減速或停車,使下坡行駛的汽車的車速保持穩定以及使已停駛的汽車在原地(包括在斜坡上)駐留不動的機構。汽車制動系直接影響着汽車行駛的安全性和停車的可靠性。随着高速公路的迅速發展和車速的提高以及車流密度的日益增大,為了保證行車安全,停車可靠,汽車制動系的工作可靠性顯得日益重要。
也隻有制動性能良好,制動系工作可靠的汽車,才能充分發揮其動力性能。汽車制動系至少應有行車制動裝置和駐車制動裝置。行車制動裝置用于使行駛中的汽車強制減速或停車,并使汽車在下段坡時保持适當的穩定車速。駐車制動裝置用于使汽車可靠而無時間限制地停住在一定位置甚至在斜坡上,它也有助于汽車在坡路上起步。制動系的基本結構如圖所示。
1.前輪盤式制動器 2.制動總泵 3.真空助力器 4.制動踏闆機構 5.後輪鼓式制動器 6.制動組合閥 7.制動警示燈
二.汽車制動系的組成
(1)功能裝置:包括供給調節制動所需能量以及改善傳能介質狀态的各種零件,其中生産制動能量的部分稱為制動能源。
(2)控制裝置:包括産生制動動作和控制動作和效果的各種部件,制動踏闆機構即是最簡單的一種控制裝置。
(3)傳動裝置:包括将制動能量傳輸到制動器的各個部件。如制動主缸和制動輪缸。
(4)制動器:産生阻礙車輛運動或運動趨勢的力的部件,其中也包括輔助制動系中的緩速裝置。較為完善的制動系統還具有制動力調節裝置,壓力保護裝置等。
三.汽車制動系的分類
1.按制動系統的功用分類
(1)行車制動系統:使行駛中的汽車降低速度或直接停車的一套專用裝置。
(2)駐車制動系統:使停止中的汽車駐留在原地的一套裝置。
(3)第二制動系統:在行車制動系統失效的情況下保證汽車仍能實現減速或停車的一套裝置。
(4)輔助制動系統:在汽車駛下較長的坡度時用以穩定車速的一套裝置。
2.按制動系統的制動能源分類
(1)人力制動系統:以駕駛員的肌體為制動能源的制動系統。
(2)動力制動系統:完全依靠發動機動力轉化成的氣壓或液壓進行制動的制動系統。
(3)伺服制動系統:兼用人力和發動機動力進行制動的制動系統。
3.按制動能量的傳輸方式分類
(1)機械式制動系統:使用機械鎖止的方式保證汽車在原地駐留的制動系統。
(2)液壓式制動系統:以人力為能源,以液體作為傳動介質的一種制動系統。
(3)氣壓式制動系統:以發動機的動力驅動空氣壓縮機産生足夠的高壓空氣作為制動能源的一種制動系統。
四.汽車制動系的工作原理
汽車制動系統的一般工作原理是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,以此來達成汽車的制動。此處以氣壓式制動系統舉例說明。
當司機踩下制動踏闆時,雙腔制動閥動作,貯氣筒的壓縮氣加到繼動閥的檢修口。當壓縮空氣加到繼動閥的繼動活塞上部時,繼動活塞向下運動,如圖所示排氣口閉合,進氣閥開啟。與從貯氣筒來的壓縮氣合在一起通過出氣口流向後輪制動氣室。當司機輕踩制動踏闆并保持時,加給制動氣室的壓縮氣作用于繼動活塞的底面,繼動活塞的上部與底部受力相同。
此時,由于内置的彈簧力,繼動活塞會稍稍向上運動。于是進氣閥關閉,繼動閥中無氣流通過。當司機松開制動踏闆時,檢修口的壓縮氣在雙腔制動閥處放入大氣。繼動閥的繼動活塞向上運動,進氣閥關閉,排氣口開啟。加到制動氣室的空氣經過排氣口排到大氣中。
五.ABS防抱死制動系統
防抱死制動系統ABS是一種特殊的制動系統,如今已經廣泛應用于各種汽車當中,甚至摩托車也可以使用該系統。在制動器有故障或路面濕滑的情況下進行汽車制動很容易産生打滑現象。制動打滑會減小制動力,增加制動距離,側向打滑會使車頭調轉并失去轉向控制能力,因而造成事故。因此采用ABS系統來防止制動中車輪抱死和打滑以保證穩定性、操縱性、最佳制動距離。
在濕滑路面上行駛時,ABS可防止車輪過度打滑,使汽車不會飄移或駛下路面。當汽車減速通過彎道時,ABS可以減小因車輪抱死造成的打滑,保證轉向穩定。ABS通過減少因車輪抱死造成的打滑能夠提供最佳的制動距離,保證良好的制動能力。防抱死制動系統在緊急制動時可以自動調節加給制動器的氣壓,防止車輪抱死,最大限度地利用可用牽引力。
ABS通過在制動中防止車輪抱死,使汽車能夠保持穩定并具有轉向能力。通過最佳利用可用牽引力,ABS還可以使制動距離得到縮短。安裝ABS時,還可以加裝一個防滑調節( ASR)系統。在起動加速時ASR可自動防止驅動輪打滑。ASR還可以将驅動扭矩傳給具有最大牽引力的車輪。
六.制動系的發展
已經普遍應用的液壓制動現在已經是非常成熟的技術。随着人們對制動性能要求的提高,防抱死制動系統、驅動防滑控制系統、電子穩定性控制程序、主動避撞技術等功能逐漸融人到制動系統當中,需要在制動系統上添加很多附加裝置來實現這些功能,這就使得制動系統結構複雜化,增加了液壓回路洩漏的可能以及裝配、維修的難度,制動系統要求結構更加簡潔,功能更加全面和可靠,制動系統的管理也成為必須要面對的問題。電子技術的應用是大勢所趨。
從制動系統的供能裝置、控制裝置、傳動裝置、制動器4個組成部分的發展曆程來看.都不同程度地實現了電子化。人作為控制能源。啟動制動系統,發出制動企圖;制動能源來自儲存在蓄電池或其它供能裝置;采用全新的電子制動器和集中控制的電子控制單元(ECU)進行制動系統的整體控制,每個制動器有各自的控制單元。
機械連接逐漸減少,制動踏闆和制動器之間動力傳遞分離開來,取而代之的是電線連接,電線傳遞能量,數據線傳遞信号,所以這種制動又叫做線控制動。這是自從ABS在汽車上得到廣泛應用以來制動系統又一次飛躍式發展。
電液複合制動系統是從傳統制動向電子制動的一種有效的過渡方案。采用液壓制動和電制動兩種制動系統。這種制動系統既應用了傳統的液壓制動系統以保證足夠的制動效能和安全性,又利用再生制動電機回收制動能量和提供制動力矩。
提高汽車的燃料經濟性,同時降低排放.減少污染。但是由于兩套制動系統同時存在.結構複雜、成本偏高。結構的複雜性也增加了系統失效和出現故障的可能性,維護和保養難度增加。
在車輛模塊化、集成化、電子化、車供能源的高壓化的趨勢驅動下.車輛制動系統也朝着電子化方向發展,很多汽車和零部件廠商都進行了電制動系統的研究和推廣。博世、西門子、特維斯等公司已經研制出一些試驗成果.電制動系統必将取代傳統制動系統,汽車底盤進一步一體化、集成化.制動系統性能也會發生質的飛躍。
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