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話說汽車底盤之制動系統

前幾期和大家分享過了汽車底盤的傳動系統,行駛系統,轉向系統,今天分享的是汽車底盤最后一個系統--制動系統。制動系統的功用是使汽車減速,在最短距離停車,在坡道上停放等。

制動系統按照其主要功用可分為行車制動裝置和駐車制動裝置,俗稱腳剎和手剎。行車制動裝置主要是在車輛行駛中進行減速或者停車時使用的;駐車制動裝置是在汽車停車后剎車用的,防止車因為路面不平而前后滑行,主要用于可靠停車。


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行車制動裝置


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駐車制動裝置


我們先來看看制動系統工作的原理

科普版:


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不制動時,制動蹄與制動鼓之間有間隙,制動鼓可隨車輪一起自由旋轉,制動系統不起制動作用;制動時,踩下1-制動踏板,通過2-真空助力器助力,3-制動主缸(剎車總泵)產生高壓制動液,高壓制動液通過管路進入4-制動輪缸(剎車分泵),高壓制動液推動輪缸活塞移動,驅動兩5-制動蹄張開,與制動鼓貼合壓緊。此時,不旋轉的制動蹄對旋轉的6-制動鼓將產生一個摩擦轉矩MA,其方向與車輪的旋轉方向相反,大小決定于輪缸的張力、摩擦系數和制動鼓及制動蹄的尺寸。制動鼓將該轉矩傳到7-車輪后,將車輪抱死,由于車輪與路面間有附著作用,車輪即對路面作用一個向前的周緣力FA。與此相反,路面會給車輪一個向后的反作用力FB。它的大小等于MA 與車輪半徑之比值,方向與汽車行駛方向相反,這個力就是車輪受到的制動力FB。各輪上制動力的和是汽車受到的總制動力。制動力由車輪經車橋和懸架傳給車架及車身,迫使整個汽車產生一定的減速度,直至停車;放松制動踏板,輪缸制動液回到主缸,制動蹄在回位彈簧的作用下向中央收攏,制動蹄與制動鼓的間隙又恢復,因而制動解除。

 

無師自通版:

大家可以想一下我們平時是怎么洗杯子的?剎車鼓就像杯子,當你將五個手指伸入杯子內旋轉洗杯子時,杯子也是靈活轉動的,而只要你將五指向外一張,緊貼杯子內壁,杯子就會停止旋轉,嗯,終于剎住了!

再看看由車輪制動器、制動傳動裝置兩部分組成的制動系統。

車輪制動器就是一種摩擦制動器,因為旋轉元件固裝在車輪上,所以稱為車輪制動器。汽車上常用的車輪制動器可分為鼓式制動器盤式制動器兩種, 它們的區別在于前者摩擦副中的旋轉元件為制動鼓,其圓柱面為工作表面,后者的摩擦副中的旋轉元件為圓盤狀制動盤,其端面為工作表面。

(1) 鼓式車輪制動器。鼓式車輪制動器由制動鼓、輪缸、制動底板、回位彈簧、制動蹄等組成。


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工作原理:制動時,制動蹄在張力作用下分別繞下部的頂塊向外偏轉,直至其摩擦片壓緊于制動鼓內圓工作面,蹄鼓接觸產生摩擦轉矩,在摩擦力的作用下,制動鼓停止旋轉,即車輪停止旋轉,汽車產生制動。

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動態圖

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(2)盤式車輪制動器。盤式車輪制動器主要由制動鉗、導向銷、制動鉗支架、制動盤、固定制動塊、活動制動塊、密封圈、活塞等組成。

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工作原理:制動時,活塞在液壓力P1的作用下將活動摩擦塊推向制動盤。與此同時,作用在制動鉗上的反作用力P2推動制動鉗沿導向銷向右移動,使固定在制動鉗上的固定摩擦塊壓靠到制動盤上。于是,制動盤兩側摩擦塊在P1P2的作用下夾緊制動盤,使之在制動盤上產生與運動方向相反的制動轉矩,促使汽車制動。此時,輪缸槽中的矩形橡膠密封圈的刃邊在活塞摩擦力的作用下產生微量的彈性變形,放松制動時,活塞和摩擦塊依靠密封圈的彈力回位,由于摩擦塊與制動盤之間的間隙每邊只有0.1mm 左右,矩形密封圈刃邊的微量變形,就足以保證制動的解除。

 

從上述分析可以看出,矩形橡膠密封圈除起密封作用外,同時還起活塞回位的作用,另外,密封圈還可以自動調整摩擦塊與制動盤之間的間隙,如果摩擦塊與制動盤之間的間隙磨損加大,制動時密封圈變形達到極限后,活塞仍可繼續移動,直到摩擦塊壓緊制動盤為止。解除制動后,矩形密封圈所能將活塞推回的距離同磨損之前相同,仍保持標準值。

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動態圖

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(3)制動傳動裝置

制動傳動裝置按其傳力介質不同,可分為液壓制動傳動裝置和氣壓制動傳動裝置。


工作原理:駕駛員通過制動踏板操縱制動系統,制動踏板通過推桿驅動真空助力器,真空助力器以發動機進氣歧管或單獨設的真空泵產生的真空吸力為動力源,產生一個與制動踏板同向的制動力協助人力進行制動,制動主缸安裝在真空助力器的前面,里面裝有活塞,它在推力的作用下可將機械能轉化為液壓能,現代制動主缸產生兩路液壓向外輸出,即所謂的雙管路制動系統。從制動主缸輸出的液壓進入前、后制動輪缸,在輪缸產生的驅動力作用下,車輪制動器產生摩擦轉矩使汽車制動。制動主缸和輪缸的相對位置經常變化,故連接油管除用金屬管外,部分有相對運動的區段還用高強度橡膠管連接。

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