制動系統(tǒng)氣壓駐車防滑

第三節(jié) 氣壓制動系統(tǒng)一、氣壓制動回路二、空氣壓縮機及調壓閥三、雙回路壓力保護閥四、制動閥五、繼動閥與快放閥六、雙通單向閥七、制動氣室八、氣壓式車輪制動器 第 四 節(jié) 駐 車 制 動 系第五節(jié) 輔助制動系第六節(jié) 制動防滑轉系統(tǒng) 第三節(jié) 氣壓制動系原 理 ： 鼓 式 制 動 器 結 構 以 發(fā) 動 機 的 動 力 驅 動 空 氣 壓 縮 機 作為 制 動 器 制 動 的 唯 一 能 源 ， 而 駕 駛 員 的 體 力 僅 作 為 控 制 能源 的 制 動 系 統(tǒng) 稱 之 為 氣 壓 制 動 系 統(tǒng) 。 一 般 裝 載 質 量 在8000kg以 上 的 載 貨 汽 車 和 大 客 車 都 使 用 這 種 制 動 裝 置 。一 、 氣 壓 制 動 回 路 由 發(fā) 動 機 驅 動 的 空 氣 壓 縮 機 （ 以 下 簡 稱 空 壓 機 ） 1將 壓縮 空 氣 經 單 向 閥 4首 先 輸 入 濕 儲 氣 罐 6， 壓 縮 空 氣 在 濕 儲 氣罐 內 冷 卻 并 進 行 油 水 分 離 之 后 ， 分 成 兩 個 回 路 ： 一 個 回 路經 儲 氣 罐 14、 雙 腔 制 動 閥 3的 后 腔 通 向 前 制 動 氣 室 2， 另 一個 回 路 經 儲 氣 罐 17、 雙 腔 制 動 閥 3的 前 腔 和 快 放 閥 13通 向 后制 動 氣 室 10。 當 其 中 一 個 回 路 發(fā) 生 故 障 失 效 時 ， 另 一 個 回路 仍 能 繼 續(xù) 工 作 ， 以 維 持 汽 車 具 有 一 定 的 制 動 能 力 ， 從 而提 高 了 汽 車 行 駛 的 安 全 性 。 1.空 氣 壓 縮 機 2.前 制 動 氣 室 3.雙 腔 制 動 閥 4.儲 氣 罐 單 向 閥 5.放 水 閥 6.濕 儲 氣 罐 7.安 全 閥 8.梭 閥 9.掛 車 制 動 閥 10.后 制 動 氣 室 11.掛 車 分 離 開 關 12.接 頭 13.快 放 閥 14.主 儲 氣 罐 （ 供 前 制 動 器 ） 15.低 壓 報 警 器 16.取 氣 閥 17.主 儲 氣 罐 （ 供 后 制 動 器 ） 18.雙 針 氣 壓 表 19.調 壓 器 20.氣 喇 叭 開 關 21.氣 喇 叭 二 、 空 氣 壓 縮 機 及 調 壓 閥1、 空 壓 機（ 1） 功 用 ： 產 生 制 動 所 用 的 壓 縮 空 氣 。 一 般 固 定 在 發(fā) 動 機 氣缸 一 側 ， 多 由 發(fā) 動 機 通 過 皮 帶 或 齒 輪 驅 動 ， 有 的 采 用 凸 輪 軸 直接 驅 動 。（ 2） 種 類 ： 單 缸 式 和 雙 缸 式 ；（ 3） 結 構 ： 活 塞 式 。2、 調 壓 閥功 用 ： 調 節(jié) 供 氣 管 路 中 壓 縮 空 氣 的 壓 力 ， 使 之 保 持 在 規(guī) 定 的 壓力 范 圍 內 。 雙缸空氣壓縮機 雙缸空氣壓縮機卸荷裝置與調壓閥的工作原理示意圖 三 、 雙 回 路 壓 力 保 護 閥功 用 ： 雙 回 路 制 動 系 中 ， 空 氣 壓 縮 機 產 生 的 壓 縮 空 氣 經雙 回 路 保 護 閥 分 別 向 各 回 路 的 儲 氣 筒 充 氣 ， 當 一 條 回 路損 壞 時 漏 氣 時 ， 壓 力 保 護 閥 能 保 證 另 一 條 完 好 的 管 路 繼續(xù) 充 氣 。 雙回路壓力保護閥 四 、 制 動 閥1、 功 用 ： 用 以 控 制 由 儲 氣 筒 進 入 制 動 氣 室 的 壓 縮 空 氣 量 ， 并 有 隨動 作 用 。2、 型 式 ： 結 構單 腔 式 雙 腔 式 （ 串 列 雙腔 活 塞 式 并 列 雙 腔 膜 片 式 ） 三 腔 式 （ 并 聯 式 ） 3、 結 構 及 工 作 原 理 工 作 過 程 制 動 閥 的 隨 動 作 用 是 靠 平 衡 彈 簧 來 保 證 的 ； 制 動 閥 的 平 衡位 置 是 指 進 排 氣 閥 均 關 閉 ， 且 前 后 制 動 氣 室 的 氣 壓 保 證 穩(wěn) 定 狀態(tài) 。每 次 平 衡 過 程 ， 平 衡 彈 簧 下 端 面 的 位 置 相 同 。 踏下制動踏板到某一位置的瞬間初始時刻（如圖a所示）：拉臂通過間隙調整螺釘推動推桿并壓下平衡彈簧到某一位置，平衡彈簧通過膜片帶動芯管向下移動，其與閥門總成共同作用：關閉了平衡氣室（平衡膜片下方空間）與大氣的通道、打開了貯氣筒與平衡氣室的通道，使高壓空氣進入平衡氣室及制動分泵。 踏下制動踏板到某一位置瞬間之后的某一時刻（如圖b及c所示）：高壓氣進入平衡氣室及車輪邊的制動氣室并上升到平衡位置，此時平衡膜片下方受到大氣壓力作用產生向上的平衡力，該平衡力使平衡彈簧受到壓縮并回位，與此同時閥門總成關閉進氣通道，使平衡氣室及制動氣室的壓力不再升高；該作用是使制動力按駕駛員的操縱力成比例地施加于制動器，以達到制動的隨欲性。 放開制動踏板實現解除制動（如圖d所示）：當駕駛員松開制動踏板后，平衡膜片上方平衡彈簧的壓力消失，平衡膜片下方有高壓空氣及回位彈簧的綜合作用，使平衡膜片向上并帶動芯管上移，其結果是關閉了進氣通道并打開了排氣通道，即閥門總成在閥門彈簧的作用下向上運動關閉了進氣通道，芯管繼續(xù)上移，使芯管下方與閥門總成之間出現了間隙，該間隙使平衡氣室通過芯管與大氣相通，從而將各車輪對應的制 動氣室中的高壓氣放出，達到了解除制動的目的。 CA1091型 汽 車 串 列 雙 腔 活 塞 式 制 動 閥 五 、 繼 動 閥 與 快 放 閥 1、 繼 動 閥 ： 縮 短 由 儲 氣 筒 到 制 動 氣室 充 氣 路 程 。 2、 快 放 閥 ： 解 除 制 動 時 ， 可 直 接 將制 動 氣 室 的 壓 縮 空 氣 排 入 大 氣 。六 、 雙 通 單 向 閥 在 兩 管 路 對 同 一 裝 置 供 氣 的 情 況 下 ，為 防 止 兩 管 路 氣 壓 不 等 ， 互 相 充 氣 而影 響 用 氣 裝 置 的 工 作 ， 常 采 用 雙 通 單向 閥 。 快放閥 繼動閥 七 、 制 動 氣 室 1、 功 用 ： 將 輸 入 的 氣 壓 轉 換 成 機 械 能 再 輸 出 ， 使 制 動 器產 生 制 動 作 用 。 2、 分 類 ： 單 制 動 氣 室 ： 活 塞 式 、 膜 片 式 。 復 合 制 動 氣 式 ： 多 用 活 塞 式 。 八 、 氣 壓 式 車 輪 制 動 器一 般 采 用 凸 輪 式 機 械 張 開 裝 置 。 其 結 構 見 下 圖 。1-制 動 氣 室2-制 動 凸 輪3-制 動 鼓 凸 輪 式 制 動 器 工 作 過 程 1-剎車轂、2-制動蹄、3-制動蹄摩擦片、4-制動氣室、5-制動推桿、6-制動器室固定支架、7-凸輪軸調整臂、8-制動凸輪軸、9-制動底板、10-制動銷鎖片、11-制動銷墊片、12-制動銷 第 四 節(jié) 駐 車 制 動 系 1.作 用 ： 停 駛 后 防 止 滑 溜 ， 坡 道 起 步 ， 行 車 制 動 效 能 失 效后 臨 合 行 車 制 動 器 進 行 緊 急 制 動 。 2.分 類 ： 按 在 汽 車 上 安 裝 位 置 的 不 同 ， 駐 車 制 動 裝 置 分 中央 駐 車 制 動 裝 置 和 車 輪 駐 車 制 動 裝 置 兩 類 。 前 者 的 制 動 器安 裝 在 變 速 器 或 分 動 器 之 后 ， 稱 為 中 央 制 動 器 ， 其 制 動 力矩 作 用 在 傳 動 軸 上 ； 有 些 轎 車 在 后 輪 制 動 器 中 加 裝 必 要 的機 構 ， 使 之 兼 充 駐 車 制 動 器 ， 結 構 簡 單 緊 湊 ， 為 復 合 式 制動 器 。 操 縱 桿手 柄 彈 簧 齒 板棘 爪 搖 臂傳 動 桿 凸 輪 拉 臂 凸 輪 調 整 桿 調 整 螺 栓調 整 螺 套 彈 簧調 整 螺 母 轎車后輪駐車制動系示意圖 第 五 節(jié) 輔 助 制 動 系原 因 ： 汽 車 在 坡 度 較 大 的 道 路 上 長 距 離 下 坡 行 駛 時 ， 需 要 不 斷進 行 制 動 ， 以 使 車 速 不 至 過 高 。 但 頻 繁 地 使 用 行 車 制 動 ， 不 僅會 使 制 動 器 的 摩 擦 片 過 度 磨 損 ， 還 會 使 制 動 器 發(fā) 生 熱 衰 退 ， 出現 剎 車 失 靈 的 情 況 。 若 采 用 輔 助 制 動 系 統(tǒng) ， 則 能 避 免 這 種 情 況的 發(fā) 生 。 輔 助 制 動 系 統(tǒng) 能 夠 降 低 車 速 或 保 持 車 速 穩(wěn) 定 ， 但 不 能 將 車輛 緊 急 制 停 。一 、 輔 助 制 動 有 以 下 幾 種 ：排 氣 制 動 、 液 力 減 速 、 電 力 減 速 、 空 氣 動 力 減 速 等 ， 其 中 最 常用 的 是 排 氣 制 動 。 二 、 排 氣 制 動 應 用礦 山 或 山 區(qū) 公 路 上 行 駛 的 汽 車 ；在 行 車 密 度 很 高 ， 交 通 情 況 復 雜 的 城 市 街 道 上 行 駛 的 汽 車 ；在 冰 雪 泥 濘 等 滑 溜 路 面 上 行 駛 的 越 野 車 ；在 高 速 公 路 上 行 駛 的 汽 車 。三 、 排 氣 制 動 原 理 圖 噴 油 泵 停 油 控 制 氣 缸 加 速踏 板 排 氣 管 碟 形 閥碟 閥 工 作 氣 缸踏 鈕 開 關 閥儲 氣 罐 第 六 節(jié) 制 動 防 滑 轉 系 統(tǒng)一 、 附 著 系 數 與 車 輪 滑 移 率 的 關 系1. 滑 移 率 汽 車 從 純 滾 動 到 抱 死 拖 滑 的 制 動 過 程 是 一 個 漸 進 的過 程 ， 經 歷 了 純 滾 動 、 邊 滾 邊 滑 和 純 滑 動 三 個 階 段 。 為了 評 價 汽 車 車 輪 滑 移 成 分 所 占 比 例 的 多 少 ， 常 用 滑 移 率 s 來 表 示 ， 其 定 義 如 下 ：式 中 ： V為 車 速 (m/s)； V W 為 車 輪 速 度 ； 為 車 輪 滾 動角 速 度 ； r 為 車 輪 半 徑 (m)。 當 車 輪 純 滾 動 時 ， Vw = V ， S = 0； 當 車 輪 抱 死 純 滑 動時 ， Vw = 0 , S =100%； 當 車 輪 邊 滾 邊 滑 時 ， V Vw ，0 S 100%。 車 輪 滑 移 率 越 大 ， 說 明 車 輪 在 運 動 中 滑 動 成 分 所占 的 比 例 越 大 。2. 附 著 系 數 與 滑 移 率 的 關 系 滑 移 率 對 汽 車 車 輪 制 動 縱 向 附 著 系 數 x 和 側 向 附 著 系 數 y 影 響 極 大 ， 從 而 影 響 汽 車 的 制 動 性 能 。 由 下 圖 可 以 看 出 ， 當 地 面 對 車 輪 法 向 反 作 用 力 一 定 時 ， 滑移 率 大 約 在 20%左 右 時 制 動 縱 向 附 著 系 數 x最 大 ， 車 輪 與 路 面之 間 的 附 著 力 就 最 大 ， 此 時 的 地 面 制 動 力 也 就 最 大 ， 制 動 效 果最 佳 。 當 滑 移 率 等 于 零 時 ， 側 向 附 著 系 數 y 最 大 ， 汽 車 抗 側滑 能 力 最 強 ， 制 動 時 方 向 穩(wěn) 定 性 最 好 。 y隨 著 滑 移 率 的 增 大而 減 小 ， 當 車 輪 完 全 抱 死 拖 滑 時 y 0 ， 汽 車 制 動 穩(wěn) 定 性 最差 。 基 于 以 上 理 論 ， ABS制 動 防 抱 死 系 統(tǒng) 防 止 汽車 制 動 時 車 輪 抱 死 ， 并 把 車 輪 的 滑 移 率 保 持 在10% 30%的 范 圍 內 ， 以 保 證 車 輪 與 路 面 有 良 好的 縱 向 、 側 向 附 著 力 ， 有 效 防 止 制 動 時 汽 車 側滑 、 甩 尾 、 失 去 轉 向 等 現 象 發(fā) 生 ， 提 高 了 汽 車制 動 時 的 方 向 穩(wěn) 定 性 ； 制 動 時 ， ABS 系 統(tǒng) 將 制動 力 保 持 在 最 佳 的 范 圍 內 ， 縮 短 了 制 動 距 離 。這 樣 也 減 弱 了 輪 胎 與 地 面 之 間 的 劇 烈 摩 擦 ， 減輕 了 輪 胎 的 磨 損 。 二 、 防 滑 控 制 系 統(tǒng) 簡 介ABS-制 動 防 抱 死 系 統(tǒng)EBD-電 子 制 動 力 分 配EDL-電 子 差 速 器TCS-牽 引 力 控 制 系 統(tǒng) (ASR:驅 動 防 滑 系 統(tǒng) ）ESP-電 子 穩(wěn) 定 程 序通 常 裝 有 TCS的 車 型 同 時 裝 有 EDL、 ABS裝 有 ESP的 車 型 同 時 裝 有 EDL、 ABS、 TCS(ASR) 三 、 汽 車 制 動 防 抱 死 系 統(tǒng)1、 ABS概 述 在 汽 車 制 動 時 ， 如 果 車 輪 抱 死 滑 移 ， 車 輪 與 路 面 間 的 側向 附 著 力 將 完 全 消 失 。 如 果 只 是 前 輪 (轉 向 輪 )制 動 到 抱 死 滑移 而 后 輪 還 在 滾 動 ， 汽 車 將 失 去 轉 向 能 力 。 如 果 只 是 后 輪 制動 到 抱 死 滑 移 而 前 輪 還 在 滾 動 ， 即 使 受 到 不 大 的 側 向 干 擾 力 ，汽 車 也 將 產 生 側 滑 (甩 尾 )現 象 。 這 些 都 極 易 造 成 嚴 重 的 交 通事 故 。 因 此 ， 汽 車 在 制 動 時 不 希 望 車 輪 制 動 到 抱 死 滑 移 ， 而 是希 望 車 輪 制 動 到 邊 滾 邊 滑 的 狀 態(tài) 。 由 試 驗 得 知 ， 汽 車 車 輪 的滑 動 率 在 15 20 時 ， 輪 胎 與 路 面 間 有 最 大 的 附 著 系 數 。所 以 為 了 充 分 發(fā) 揮 輪 胎 與 路 面 間 的 這 種 潛 在 的 附 著 能 力 ， 目前 在 某 些 高 級 轎 車 、 大 客 車 和 重 型 貨 車 上 裝 備 了 防 抱 死 制 動系 統(tǒng) (Antilock Brake System)， 簡 稱 ABS。 2、 ABS 的 組 成 ABS制 動 防 抱 死 系 統(tǒng) 是 在 普 通 制 動 系 統(tǒng) 的 基 礎 上 加 裝 車輪 速 度 傳 感 器 、 ABS 電 控 單 元 、 制 動 壓 力 調 節(jié) 裝 置 及 制 動 控制 電 路 等 電 子 控 制 系 統(tǒng) 組 成 的 。 普 通 制 動 系 統(tǒng) 的 組 成 與 前 述 液 壓 制 動 系 統(tǒng) 完 全 相 同 ， 由制 動 主 缸 、 制 動 輪 缸 和 制 動 管 路 等 組 成 ， 用 來 實 現 汽 車 的 常規(guī) 制 動 。 電 子 控 制 系 統(tǒng) 則 是 在 制 動 過 程 中 用 來 確 保 車 輪 始 終不 抱 死 ， 車 輪 滑 移 率 處 于 合 適 的 范 圍 內 ， 車 輪 始 終 處 于 理 想的 運 動 狀 態(tài) 。 1.前 輪 速 度 傳 感 器 2.制 動 壓 力 調 節(jié) 裝 置 3.ABS電 控 單 元 4.ABS警 告 燈 5.后 輪 速 度 傳 感 器 6.停 車 燈 開 關 7.制 動 主缸 8.比 例 分 配 閥 9.制 動 輪 缸 10.蓄 電 池 11.點 火 開 關 3、 ABS的 優(yōu) 點（ 1） 增 加 了 汽 車 制 動 時 的 穩(wěn) 定 性 。 汽 車 在 制 動 時 ， 如 果 前 輪 先 抱 死 ， 駕 駛 員 將 無 法 控 制汽 車 的 行 駛 方 向 ， 這 是 非 常 危 險 的 ； 倘 若 后 輪 先 抱 死 ， 則會 出 現 側 滑 、 甩 尾 ， 甚 至 使 汽 車 整 個 調 頭 等 嚴 重 事 故 。 ABS系 統(tǒng) 可 以 防 止 車 輪 制 動 時 被 完 全 抱 死 ， 提 高 了 汽 車 行 駛 的穩(wěn) 定 性 。（ 2） 能 縮 短 制 動 距 離 。 這 是 因 為 在 同 樣 緊 急 制 動 的 情 況 下 ， ABS系 統(tǒng) 可 以 將 滑移 率 控 制 在 20 左 右 ， 從 而 可 獲 得 最 大 的 縱 向 制 動 力 。 需要 說 明 的 是 ， 當 汽 車 在 積 雪 路 面 上 制 動 時 ， 若 車 輪 抱 死 ，則 車 輪 前 的 楔 狀 積 雪 可 阻 止 汽 車 的 前 進 。 在 此 條 件 下 ， 裝有 ABS系 統(tǒng) 的 汽 車 ， 其 制 動 距 離 可 能 更 長 。 （ 3） 改 善 了 輪 胎 的 磨 損 狀 況 。 事 實 上 ， 車 輪 抱 死 會 加 劇 輪 胎 磨 損 ， 而 且 輪 胎 胎 面 磨 耗不 均 勻 ， 使 輪 胎 磨 損 消 耗 增 大 。（ 4） 使 用 方 便 ， 工 作 可 靠 。 ABS系 統(tǒng) 的 使 用 與 普 通 制 動 系 統(tǒng) 的 使 用 幾 乎 沒 有 區(qū) 別 ， 制動 時 只 要 把 腳 踏 在 制 動 踏 板 上 ， ABS系 統(tǒng) 就 會 根 據 情 況 自 動 進入 工 作 狀 態(tài) ， 如 遇 雨 雪 路 滑 ， 駕 駛 員 也 沒 有 必 要 用 一 連 串 的點 剎 車 方 式 進 行 制 動 ， ABS系 統(tǒng) 會 使 制 動 狀 態(tài) 保 持 在 最 佳 點 。 4、ABS系統(tǒng)的工作原理 輪 缸 柱 塞電 控單 元 電動機液 壓 泵主 缸線 圈 電 磁 閥輪 速 傳 感 器 常 規(guī) 制 動 （ 升 壓 ） 過 程 輪 缸 保 壓 過 程 輪 缸 減 壓 過 程 輪 缸 增 壓 過 程 四 、 驅 動 防 滑 系 統(tǒng) （ ASR） 1、 作 用 ： 防 止 汽 車 在 起 步 、 加 速 ， 特 別 是 在 非 對 稱 路 面 或 轉 彎 時 產生 驅 動 輪 滑 轉 ， 以 提 高 汽 車 在 驅 動 過 程 中 的 方 向 穩(wěn) 定 性 、 轉 向控 制 能 力 和 加 速 性 能 。 2、 優(yōu) 點 ： （ 1） 汽 車 起 步 、 行 駛 中 驅 動 輪 可 提 供 最 佳 驅 動 力 ； （ 2） 能 保 持 汽 車 的 方 向 穩(wěn) 定 性 和 前 輪 驅 動 汽 車 的 轉 向 控 制 能力 ； （ 3） 減 少 了 輪 胎 的 磨 損 與 發(fā) 動 機 的 油 耗 。 3、 驅 動 防 滑 系 統(tǒng) 的 控 制 方 式 （ 1） 對 發(fā) 動 機 輸 出 轉 矩 進 行 控 制 （ 2） 對 驅 動 輪 進 行 控 制 （ 3） 對 可 變 差 速 器 進 行 控 制