液壓制動系統(tǒng)講義

液壓制動系統(tǒng) Page 2 2 液壓制動是以人力為能源，以液體作為傳動介質(zhì)的一種制 動形式。主要由制動踏板、制動主缸、制動輪缸和油管等組 成。 Page 3 3 一、液壓制動系統(tǒng)的構(gòu)造與工作原理 1.液壓制動系統(tǒng)的工作原理 液壓制動裝臵利用液壓油，將駕駛員肌體的力通過制動踏板 轉(zhuǎn)換為液壓力，再通過管路傳至車輪制動器，車輪制動器再將液 壓力轉(zhuǎn)變?yōu)橹苿犹銖堥_的機(jī)械推力，使制動蹄摩擦片與制動鼓產(chǎn) 生摩擦（將機(jī)械能轉(zhuǎn)換成熱能而消耗），從而產(chǎn)生阻止車輪轉(zhuǎn)動 的力矩。 當(dāng)駕駛員踏下制動踏板時(shí)，推桿推動制動主缸活塞使制動液 升壓，通過管道將液壓力傳至制動輪缸，輪缸活塞在制動液擠壓 的作用下將制動蹄片摩擦片壓緊制動鼓形成制動，根據(jù)駕駛員施 加于踏板力矩的大小，使車輪減速或停車。 當(dāng)駕駛員放開踏板，制動蹄和分泵活塞在回位彈簧作用下回 位，制動液壓回到總泵，制動解除。 Page 4 4 2.液壓制動的特點(diǎn) 優(yōu)點(diǎn)： （ 1）反應(yīng)靈敏，基本無滯后，隨動性好。 （ 2）制動柔和，行駛平穩(wěn)。 （ 3）節(jié)約能源 （ 4）結(jié)構(gòu)簡單、維修方便、成本低。 （ 5）非簧載質(zhì)量輕，行駛舒適性好、使用方便。 缺點(diǎn)： （ 1）操縱較費(fèi)力，制動力矩有限，不適合載重量大的車輛。 （ 2）液壓油低溫流動性差，高溫易產(chǎn)生氣阻，如有空氣侵入或漏 油會降低制動效能甚至失效。 （ 3）通常在液壓制動傳動機(jī)構(gòu)中增設(shè)制動增壓或助力裝臵，使制 動系統(tǒng)操縱輕便并增大制動力。 Page 5 5 1、單回路液壓制動 單管路是利用一個(gè)制動主缸，通過一套相互連通的管路， 控制全車制動器。若傳動裝置中一處漏油，會使整個(gè)制動系統(tǒng) 失效。目前，一般汽車上已 很少采用 。 Page 6 6 2.雙回路液壓制動 （ 1）雙回路液壓制動布置形式 兩橋制動器獨(dú)立制動： 由雙腔主缸通過兩套 (一軸對一軸 )獨(dú)立管 路分別控制車輪制動器。它主要用于對后輪制動依賴性較大的發(fā)動機(jī) 后置后輪驅(qū)動的汽車。 當(dāng)一套管路失效時(shí)，另一套管路仍能保持一定的制動效能，制動 效能低于正常時(shí)的 50%。 Page 7 7 制動時(shí) ，踩下制動踏板，推桿推動雙腔制動主缸的主 缸前、后活塞前移、使主缸前、后腔油壓升高，制動液分別 同時(shí)流至前，后車輪制動輪缸。輪缸的活塞在制動液壓力的 作用下，向外移動，進(jìn)而推動制動蹄張開壓向制動鼓產(chǎn)生制 動效能。 當(dāng)松開制動踏板時(shí) ，制動蹄和輪缸活塞在回做彈簧作用 下，各自回位，并將制動液壓回制動主缸，從而解除制動。 Page 8 8 前后制動器對角獨(dú)立制動： 該裝置由雙腔制動主缸，兩套獨(dú)立 (交 叉 )管路分別控制車輪制動器，它主要用于對前輪制動力依賴性較大的發(fā) 動機(jī)前置前輪驅(qū)動的汽車。 當(dāng)一套管路失效時(shí)，另一套管路使對角制動器保持一定的制動效能， 為正常時(shí)的 50%。 Page 9 9 當(dāng)制動系統(tǒng)中任一回路失效，剩余制動力仍能保 持正?？傊苿恿Φ?50%。當(dāng)汽車在高速狀態(tài)不被制動 時(shí)，均能保證后輪不抱死或者前輪比后輪先抱死，避 免制動時(shí)后輪失去側(cè)向 附著力，造成汽車失控，確保 行車安全。 同一制動器兩個(gè)輪缸獨(dú)立制動：當(dāng)一套管路失效時(shí)， 另一套管路仍能使前、后制動器保持一定的制動效能， 為正常時(shí)的 50%。 制動主缸 當(dāng)一套管路失效時(shí)，另一 套管路仍能使前、后制動器保持 一定的制動效能。制動效能為正 常時(shí)的 50。 Page 11 11 （ 2）結(jié)構(gòu)組成 由制動踏板、雙腔式制動主缸和前后車輪制動器以及 油管等組成。制動主缸的前后腔分別與前后輪制動輪缸之 間通過油管連接，并充滿液壓油。 Page 12 12 （ 3）對制動液的要求 (1) 高溫下不易汽化 ,否則將在管路中產(chǎn)生氣阻現(xiàn)象 ,使制動系統(tǒng)失 效 (2) 低溫下有良好的流動性 (3) 不會使與之經(jīng)常接觸的金屬件腐蝕 ,橡膠件發(fā)生膨脹、變硬和損 壞 (4) 能對液壓系統(tǒng)的運(yùn)動件起良好的潤滑作用 (5) 吸水性差而溶水性良好 ,即能使?jié)B入其中的水汽化形成微粒而與 之均勻混合 ,否則將在制動液中形成水泡而大大降低汽化溫度 目前使用的制動液大部分是植物制動液 ,用 50%左右 的蓖麻油和 50%左右的溶劑 (酒精或甘油等 )配成。 Page 13 13 由于植物制動液的汽化溫度不夠高，（且在 70 的 低溫下易凝結(jié)），蓖麻油又是貴重的化工原料，植物制 動液逐漸被合成制動液和礦物制動液所取代。 合成制動液：汽化溫度 190 ， -35 的低溫流動性 好，對金屬無腐蝕，對橡膠無傷害，溶水性好，但成本 高； 礦物制動液：溶水性差，使普通橡膠膨脹。 Page 14 14 4.雙腔式制動主缸 （ 1）作用 制動主缸作用是將制動踏板機(jī)械能轉(zhuǎn)換成液壓能。雙管 路液壓制動傳動裝臵中的制動主缸一般采用串聯(lián)雙腔或并 聯(lián)雙腔制動主缸。 （ 2）結(jié)構(gòu) 主缸的殼體內(nèi)裝有前活塞、后活塞及前后活塞彈簧，前 后活塞分別用皮碗、皮圈密封，前活塞用擋片保證其正確 位臵。兩個(gè)儲液筒分別與主缸的前、后腔相通，前出油口、 后出油口分別與前后制動輪缸相通，前活塞靠后活塞的液 力推動，后活塞直接由推桿推動。 Page 15 15 Page 16 16 主缸內(nèi)有兩個(gè)活塞。后活塞右端連接推桿；前活塞位 于缸筒中間把主缸內(nèi)腔分成兩個(gè)腔，兩腔分別與前后兩條液 壓管路相通，貯液罐分別向各自管路供給制動液。每個(gè)腔室 具有各種回位件、密封件、復(fù)合閥等。 Page 17 17 儲液罐 . 第一活塞 第二活塞 旁通 孔 補(bǔ)償 孔 雙腔式制動主缸 結(jié)構(gòu) 雙腔制動主缸： 活塞 活塞 出油閥 出油閥 與前腔連接的制動管路漏油時(shí)， 則只能后腔中建立液壓。此時(shí)前缸活 塞迅速前移，后缸工作腔中液壓升高 到制動所需的值。 與后腔連接的制動管路漏油 時(shí) , 先是后缸活塞前移 ,不能推 動前缸活塞，在后缸活塞直 接頂觸前缸活塞時(shí)，前缸活 塞前移，使前缸工作腔建立 必要的液壓而制動。 Page 19 19 串聯(lián)雙腔制動主缸 1-主缸缸體 2-出油閥座 3-出油閥 4-進(jìn)油管接頭 5-空心螺栓 6-密封墊 7-前缸 (第二 )活塞 8-定位螺釘 9-密封墊 10-補(bǔ)償孔 11-旁通孔 12-后缸 (第一 )活塞 13-擋 圈 14-護(hù)罩 15-推桿 16-后缸密封圈 17-后活塞皮碗 18-后缸彈簧 19-前缸密封 圈 20-前活塞皮碗 21-前缸彈簧 22-回油閥 A-后腔 B-前腔 Page 20 20 Page 21 21 （ 3）工作原理 踩下制動踏板時(shí)，主缸中的推桿向前移動，使皮碗掩蓋住儲 液筒旁通孔后，后腔壓力升高，在后腔液壓和后活塞彈簧力的作 用下，推動前活塞向前移動，前腔液力也隨之提高；繼續(xù)踩下制 動踏板時(shí)，前、后腔液壓繼續(xù)升高，使前、后制動器產(chǎn)生制動； 放松制動踏板時(shí)，主缸中的活塞和推桿分別在前、后活塞彈簧的 作用下回到初始位臵，從而解除制動。 若前腔控制的回路發(fā)生泄漏時(shí)，前活塞不產(chǎn)生液壓力，但在 后活塞液力作用下，前活塞被推到最前端，后腔產(chǎn)生的液壓力仍 使后輪產(chǎn)生制動。 若后腔控制的回路發(fā)生泄漏時(shí)，后腔不產(chǎn)生液壓力，但后活 塞在推桿作用下前移，并與前活塞接觸而使活塞前移，前腔仍能 產(chǎn)生液壓力控制前輪產(chǎn)生制動。 Page 22 22 若兩腳制動時(shí)，踏板迅速回位，活塞在彈簧的作用下迅速回 退，此時(shí)制動液受到止回閥的阻止不能及時(shí)回到腔內(nèi)，活塞前方 出現(xiàn)負(fù)壓，油壺的油在大氣壓的作用下從補(bǔ)償孔進(jìn)到活塞前方， 使活塞前方的油量增多。再踩制動時(shí)，制動有效行程增加。 前活塞回位彈簧的彈力大于后活塞回位彈簧的彈力，以保證 兩個(gè)活塞不工作時(shí)都處于正確的位臵。 為了保證制動主缸活塞在解除制動后能退回到適當(dāng)位臵，在 不工作時(shí)，推桿的頭部與活塞背面之間應(yīng)留有一定的間隙。這一 間隙所需的踏板行程稱為制動踏板的自由行程。該行程過大，將 使制動有效行程減小；過小則制動解除不徹底。 雙回路液壓制動系統(tǒng)中任一回路失效，主缸仍能工作，只是 所需踏板行程加大，導(dǎo)致汽車的制動距離增長，制動效能降低。 Page 23 23 單腔制動主缸工作原理 不工作時(shí)， 活塞頭部與 皮碗應(yīng)正好在補(bǔ)償孔和進(jìn)油 孔之間 。主要 是當(dāng)因泄露或 氣溫變化引起活塞包圍的腔 和主缸腔的制動液的收縮和 膨脹，通過這兩個(gè)孔維持平 衡。（與離合器主缸同） 制動時(shí)，推動推桿而后 推動活塞和皮碗， 掩蓋補(bǔ)償 孔后，主缸內(nèi)的液壓開始建 立 ，克服彈簧力后，推開油 閥后將制動液送到輪缸，解 除制動后，踏板機(jī)構(gòu)、主活 塞、輪缸活塞在各自的回位 彈簧作用下回位。 Page 24 24 雙腔制動主缸工作原理 制動時(shí)，后主缸中 的推桿向前移動，使皮 碗蓋住貯液罐補(bǔ)償孔， 此時(shí)后腔室液壓升高， 迫使油液向后輪制動器 流動，推動后輪制動器 工作。與此同時(shí)，在后 腔液壓和后活塞彈簧彈 力作用下，推動前活塞 向前移動，前腔壓力也 隨之提高，迫使油液流 向前輪制動器，推動前 輪制動器工作。 放松制動踏板，主 缸中活塞和推桿在前后 活塞彈簧的作用下回到 原始位置，制動解除。 Page 25 25 當(dāng)前腔控制的回 路發(fā)生故障時(shí)，前活 塞不產(chǎn)生液壓前輪制 動失效。但在后活塞 液力作用下，前活塞 被推到最前端，后腔 產(chǎn)生的液壓仍使后輪 產(chǎn)生制動。若后腔控 制的回路發(fā)生故障時(shí)， 前腔仍能產(chǎn)生液壓使 前輪產(chǎn)生制動，確保 行車安全。 優(yōu)點(diǎn) Page 26 26 5.制動分泵（輪缸） 制動分泵的作用是將主缸傳來的液壓力轉(zhuǎn)變?yōu)槭怪苿犹?張開的機(jī)械推力。由于車輪制動器的結(jié)構(gòu)不同，分泵的數(shù) 目和結(jié)構(gòu)也不同。 （ 1）分類 按結(jié)構(gòu)：通常分為雙活塞式和單活塞式兩類制動分泵。 按制動器形式：通常分為盤式和鼓式。 按制動力勢：通常分為非平衡式、平衡式和自增力式。 （ 2）作用 制動分泵的作用是將主缸傳來的液壓力轉(zhuǎn)變?yōu)槭怪苿犹?張開的機(jī)械推力。 Page 27 27 （ 3）結(jié)構(gòu)及組成 雙活塞式制動輪缸 缸體 1用螺栓固定在制動底板上，缸內(nèi)有兩個(gè)活塞 2， 兩個(gè)刃口相對的密封皮碗 3，利用彈簧 4分別壓靠在兩活塞 上，以保持兩皮碗之間的進(jìn)油孔暢通?；钊舛送古_孔內(nèi) 壓有推桿與制動蹄的上端抵緊。缸內(nèi)兩端防塵罩用以防塵 土和水分進(jìn)入，以免活塞與缸體腐蝕而卡死。缸體上方裝 有放氣閥用以排放分泵中的空氣。 應(yīng)用：用于非平衡式的鼓式車輪制動器 Page 28 28 雙活塞式制動輪缸 1-缸體 2-活塞 3-皮碗 4-彈簧 5-頂塊 6-防護(hù)罩 Page 29 29 盤式制動器分泵 盤式制動器分泵按活塞數(shù)量分有單活塞式、雙活塞式和 四活塞式；按制動器形式分有單面活塞式和雙面活塞式， 單面活塞用于浮鉗式制動器，雙面活塞用于定鉗式制動器。 盤式制動器都有間隙自調(diào)功能，也有另外設(shè)臵自調(diào)裝臵的。 盤式制動器分泵具有結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、安裝、維修方 便和導(dǎo)熱低等優(yōu)點(diǎn)。 Page 30 30 二、液壓制動系統(tǒng)輔助裝置 真空液壓制動系統(tǒng)傳動裝臵是在人力液壓制動傳動機(jī)構(gòu) 的基礎(chǔ)上，加裝一套以發(fā)動機(jī)工作時(shí)在進(jìn)氣管中產(chǎn)生的真 空度為力源的動力制動傳動裝臵。它以提高汽車制動性能， 減輕駕駛員的勞動強(qiáng)度。這種傳動裝臵由真空增壓式和真 空助力式兩種。 真空增壓式是利用真空度對制動主缸輸出的油液進(jìn)行 增壓，因此它裝在制動主缸之后；真空助力式是利用真空 度對制動踏板進(jìn)行助力，因此它裝在踏板與制動主缸之間。 Page 31 31 2.真空助力式液壓制動傳動裝置 （ 1）組成 真空助力器主要由真空伺服氣室和控制閥組成。其傳 動裝臵如圖所示。 1-制動踏板機(jī)構(gòu) 2-控制閥 3-加力氣室 4-制動主缸 5-儲液罐 6-制 動信號燈液壓開關(guān) 7-真空供能管路 8-真空單向閥 9-感載比例閥 10-左后輪缸 11-左前輪缸 12-右前輪缸 13-右后輪缸 Page 32 32 真空助 力器 主要部件 主缸 真空伺服氣 室 通發(fā)動機(jī)進(jìn)氣 管 控制 閥 真空單向閥 Page 33 33 奧迪 100制動系 Page 34 34 Page 35 35 （ 2）結(jié)構(gòu) 真空助力式液壓制動傳動裝臵主要由伺服氣室、主 缸推桿、控制閥、控制閥推桿等組成。 Page 36 36 主 缸 推 桿 膜 片 膜片座 橡膠閥門 控 制 閥 柱 塞 控制閥推桿 Page 37 37 真空助力器的結(jié)構(gòu)： 38 桑塔納真空助力器 制動主缸 制動控制閥 制動推桿 真空助力室 通制動輪缸 Page 39 39 （ 3）工作原理 制動時(shí)，踩下制動踏板，踏板力推動控制閥 12和控制閥柱 塞 18向前移動，在消除柱塞與橡膠反作用盤 7之間的間隙后，再 繼續(xù)推動制動主缸推桿 2，主缸內(nèi)的制動液壓油以一定壓力流入 制動輪缸。與此同時(shí)，在閥門彈簧 16的作用下，真空閥 9也隨之 向前移動，直到壓靠在膜片座 8的閥座上，從而使通道 A與 B隔絕。 進(jìn)而空氣閥 10離開真空閥 9而開啟，空氣經(jīng)過濾環(huán) 11、空氣閥的 開口和通道 B充入伺服氣室后腔，使伺服氣室前、后腔出現(xiàn)壓差 而產(chǎn)生推力，此推力通過膜片座 8、橡膠反作用盤 7推動制動主缸 推桿 2向前移動，此時(shí)制動主缸推桿上的作用力（即踏板力）和 伺服氣室反作用盤推力的綜合，使制動主缸輸出壓力成倍增高。 解除制動時(shí)，控制閥推桿彈簧 15使控制閥推桿和空氣閥向 后移動，真空閥離開膜片座 8上閥座，真空閥開啟。伺服氣室前、 后腔相同，均為真空狀態(tài)。膜片座和膜片在回位彈簧作用下回位， 制動主缸解除制動。 Page 40 40 具體工作過程 制動預(yù)備狀態(tài)：空氣閥 10關(guān)閉與大氣隔絕，真空閥 9打開通道 A與 B相通， 伺服氣室前、后腔相同，均為真空狀態(tài)。膜片座和膜片在回位彈簧作 用下處于最右端。助力器不工作處于預(yù)備狀態(tài)。 踩下制動踏板時(shí)：踏板力推動控制閥推桿 12和控制閥柱塞 18向前移動， 與此同時(shí)，在閥門彈簧 16的作用下，真空閥 9也隨之向前移動，直到壓 靠在膜片座 8的閥座上，從而使通道 A和 B隔絕 產(chǎn)生制動助力時(shí)：推桿繼續(xù)向前移進(jìn)，空氣閥 10離開真空閥 9而開啟， 空氣經(jīng)過空氣閥和通道 B充入伺服氣室后腔。此時(shí)伺服氣室前腔是真空 而后腔是大氣壓從而產(chǎn)生推力，此推力通過膜片座 8、推動制動主缸推 桿 2向前移動，此時(shí)制動主缸推桿上的作用力即為踏板力和伺服氣室反 作用盤推力的綜合，使制動主缸輸出的壓力成倍提高。 41 真空助力自由狀態(tài) 工作缸卸荷 工作缸卸荷 真空腔與大 氣腔相通 真空腔 大氣腔 42 控制閥將大氣室與真空室溝通 真空閥打開 大氣閥關(guān)閉 真空腔 與大氣 腔相通 43 真空助力過渡狀態(tài) 真空腔與大 氣腔相隔斷 工作缸進(jìn)油 口關(guān)閉 制動推桿向 左移動 44 前 工 作 腔 后工作腔 通往分泵 真空助力制動狀態(tài) 45 控制閥關(guān)閉真空室 并將大氣通向大氣室 大氣室 真 空 室 真空閥關(guān)閉 大氣閥打開 Page 46 46 保持踏板不動時(shí)：這時(shí)推桿不動，膜片座 8在大氣壓的作用下繼 續(xù)前行，直至空氣閥與閥座接觸關(guān)閉進(jìn)氣口，大氣不再進(jìn)入，這 時(shí)空氣閥和真空閥都處在關(guān)閉狀態(tài)，制動保持平衡。 需要制動力增加時(shí)：駕駛員對踏板加力，推桿再次前行，進(jìn)氣 閥再次打開，大氣又進(jìn)入 B腔，使 B腔的大氣壓力增加，制動的得 到 増 力。同時(shí)膜片座 8前進(jìn)，使空氣閥 10重新與閥座 8接合而關(guān)閉， 制動得到新的平衡。 Page 47 47 需要制動力減少時(shí)：駕駛員對踏板減力，推桿后退，真空閥 9離 開閥座 8而打開， B腔空氣流向 A腔， B腔壓力下降，制動助力作用 下降，同時(shí)膜片座 8后退，使真空閥重新與閥座接合而關(guān)閉， A、 B兩腔重新隔絕，制動重新平衡。 解除制動時(shí)：推桿后退使空氣閥 10向右移動先關(guān)閉進(jìn)氣口，同 時(shí)真空閥 9離開膜片座 8，真空閥開啟。 A、 B腔相通，后腔的空氣 經(jīng)前腔、單向閥進(jìn)入進(jìn)氣歧管，這時(shí)前、后腔均為真空狀態(tài)。膜 片座和膜片在回位彈簧作用下回位，制動主缸解除制動。 制動系的基本結(jié)構(gòu) 制動踏板 制動主缸 制動油管 制動鼓 制動輪缸 摩擦片 制動蹄 回位彈簧 支承銷 制動力 推桿 制動底板 瀚路