制動(dòng)系統(tǒng)工作原理

1、制動(dòng)系統(tǒng)的工作原理制動(dòng)系統(tǒng)的分類：行車制動(dòng)(腳剎) 和 駐車制動(dòng)(手剎)在行車過程中，一般都采用行車制動(dòng)（腳剎），便于在前進(jìn)的過程中減速停車。不單是使汽車保持不動(dòng)。若行車制動(dòng)失靈時(shí)才采用駐車制動(dòng)。當(dāng)車停穩(wěn)后，就要使用駐車制動(dòng)（手剎），防止車輛前滑和后溜。 停車后一般除使用駐車制動(dòng)外，上坡要將檔位掛在一檔（防止后溜），下坡要將檔位掛在倒檔（防止前滑）。制動(dòng)系統(tǒng)的組成及作用：制動(dòng)踏板：制動(dòng)力的施動(dòng)者，且具有助力的作用(杠桿原理)真空助力泵：利用發(fā)動(dòng)機(jī)吸氣原理產(chǎn)生助力作用制動(dòng)主缸：液壓力的施動(dòng)者儲(chǔ)液壺：儲(chǔ)藏備用油液制動(dòng)油管：傳遞液壓油的動(dòng)力制動(dòng)器：制動(dòng)力的執(zhí)行者，直接參與制動(dòng)制動(dòng)系統(tǒng)的發(fā)展基本制動(dòng)系

2、統(tǒng) 組成：制動(dòng)踏板、真空助力泵、制動(dòng)主缸、儲(chǔ)液壺、制動(dòng)油管、盤式制動(dòng)器、鼓式制動(dòng)器?；驹?腳踏板上的力經(jīng)過制動(dòng)踏板、真空助力泵和液壓油路放大以后，傳到盤式或者鼓式制動(dòng)器上面，使制動(dòng)器產(chǎn)生作用，對(duì)輪盤產(chǎn)生制動(dòng)摩擦力，產(chǎn)生制動(dòng)效果，達(dá)到減速或者駐車的目的。制動(dòng)力放大原理制動(dòng)模型簡化圖在左圖中，真空助力泵沒有畫出，后面做單獨(dú)分析。制動(dòng)踏板：對(duì)A點(diǎn)取力矩：*4x-*x=0 F=4P 液壓管路：在液壓油管路中，液體的壓力可以看作處處相等。故對(duì)橫截面的壓力大小只與半徑的平方有關(guān)系：即： F1=9F 既而 F1=36P 即只需要在踏板上施加1牛的力就能將其放大36倍。 AF1真空助力泵力放大原理在剎車踏

3、板工作之前，真空助力泵內(nèi)部與外界處于一個(gè)隔離的狀態(tài)?；ゲ唤粨Q氣體。 A腔室和C腔室處于連通狀態(tài)。 B通道，與發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣歧管相連，在發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中，發(fā)動(dòng)機(jī)吸氣作用使整個(gè)助力泵內(nèi)部形成真空(實(shí)際上是低壓或者負(fù)壓，即壓強(qiáng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于大氣壓).當(dāng)制動(dòng)踏板工作時(shí)，D口打開，與外界導(dǎo)通，E通道被閥體關(guān)閉,此時(shí)A腔室和C腔室隔離。此時(shí)A腔室仍然處于真空，而C腔室與大氣連通。在A、C腔室之間形成壓力差。起到助力作用。助力效果大概在45倍。萬都的產(chǎn)品助力效果為5倍。當(dāng)松下剎車時(shí)，D口關(guān)閉，A、C重新連通。整個(gè)助力泵內(nèi)部與外界隔離且處于真空。BACDE綜上所述，制動(dòng)系統(tǒng)力放大的過程主要由三部分組成:制動(dòng)踏板、真空助

4、力泵、制動(dòng)器活塞。力的放大效果能達(dá)到100倍以上。這樣，就使踩剎車變得很容易了。盤式制動(dòng)器和鼓式制動(dòng)器盤式制動(dòng)器組成：制動(dòng)盤、制動(dòng)鉗和摩擦片、以及磨損提示片。工作時(shí)，液壓油通過活塞推動(dòng)剎車片向制動(dòng)盤方向移動(dòng)，產(chǎn)生很大的壓力以達(dá)到摩擦制動(dòng)的效果。由于，其形狀很像一個(gè)鉗子，所以又叫鉗盤式制動(dòng)器。鼓式制動(dòng)器組成：制動(dòng)蹄片、制動(dòng)鼓、回位彈簧、固定銷等組成。位于制動(dòng)鼓內(nèi)有制動(dòng)蹄塊在一端受到促動(dòng)力時(shí)，可繞其另一端的支點(diǎn)向外轉(zhuǎn)動(dòng)，壓靠在制動(dòng)鼓內(nèi)圓面上，產(chǎn)生磨擦力矩，所以又稱這種制動(dòng)器為內(nèi)張式制動(dòng)器，對(duì)制動(dòng)蹄塊的一端施加力使之轉(zhuǎn)動(dòng)稱為制動(dòng)蹄塊促動(dòng)置， 施加的力稱為促動(dòng)力，一般采用凸輪或頂桿作為驅(qū)動(dòng)裝置，因此又

5、稱為凸輪或頂杠制動(dòng)器。 當(dāng)停止制動(dòng)時(shí)，通過回位彈簧制動(dòng)蹄片回位。盤式制動(dòng)器和鼓式制動(dòng)器優(yōu)缺點(diǎn)比較盤式制動(dòng)器優(yōu)點(diǎn)：(1)盤式制動(dòng)器在液力助力下制動(dòng)力大且穩(wěn)定;(2)空氣直接通過盤式制動(dòng)盤，故盤式制動(dòng)器的散熱性很好; 缺點(diǎn)：(1)結(jié)構(gòu)相對(duì)于鼓式制動(dòng)器來說比較復(fù)雜;(2)制動(dòng)鉗、管路系統(tǒng)要求也較高，而且造價(jià)高于鼓式制動(dòng)器.鼓式制動(dòng)器優(yōu)點(diǎn)：(1)結(jié)構(gòu)簡單，易于維護(hù)；(2)成本較低；缺點(diǎn)：(1)制動(dòng)效能和散熱性差，制動(dòng)力穩(wěn)定性差；(2)由于散熱性不好，鼓式制動(dòng)器存在熱衰退現(xiàn)象,導(dǎo)致剎車性能變差。 駐車制動(dòng)(手剎)手制動(dòng)柄以拉線拉動(dòng)制動(dòng)索，使后輪制動(dòng)蹄片或制動(dòng)鉗鎖死的停車制動(dòng)狀態(tài)。制動(dòng)輔助系統(tǒng)發(fā)展歷程：制

6、動(dòng)輔助系統(tǒng)發(fā)展歷程：由上圖可以看出，隨著人們對(duì)安全性越來越高的要求,制動(dòng)系統(tǒng)安全性能的要求也會(huì)越來越高。因此由此衍生出來一系列保障制動(dòng)過程中安全的產(chǎn)品。根據(jù)產(chǎn)品出現(xiàn)的先后，以及功能由低級(jí)到高級(jí)，由單一到多功能，這批產(chǎn)品分別為ABS/TCS/ESC或者ESP.帶ABSTCSESP的制動(dòng)系統(tǒng)ABS/TCS/ESC出現(xiàn)的背景如上圖所示，汽車在制動(dòng)過程中如果制動(dòng)力過大，出現(xiàn)前輪抱死的情況，就會(huì)使前輪失去與地面的附著力而使汽車不能轉(zhuǎn)向，只能沿著一個(gè)方向前進(jìn)，出現(xiàn)跑偏的情況。如果后輪抱死，則同樣道理，只要一打方向盤便會(huì)出現(xiàn)甩尾的現(xiàn)象。而不論是跑偏還是甩尾，都很可能造成很嚴(yán)重的交通事故。所以ABS就在這種情

7、況下應(yīng)運(yùn)而生了。ABS,全名是Anti-lock Brake System（防鎖死制動(dòng)系統(tǒng)）或Anti-skid Braking System（防滑移制動(dòng)系統(tǒng))，ABS既有普通制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)功能，又能防止車輪鎖死，使汽車在制動(dòng)狀態(tài)下仍能轉(zhuǎn)向，保證汽車的制動(dòng)方向穩(wěn)定性，防止產(chǎn)生側(cè)滑和跑偏，是目前汽車上最先進(jìn)、制動(dòng)效果最佳的制動(dòng)裝置。 轉(zhuǎn)向不足轉(zhuǎn)向過度ABS在制動(dòng)系統(tǒng)中的位置ABS/ TCS/ESC位于真空助力泵和制動(dòng)油管之間，在這之間起到調(diào)節(jié)油壓的具體作用。下面詳講ABS單元作用。ABSABS單元組成ABS控制系統(tǒng)由輪速傳感器、控線束和ABS單元組成?？刂凭€束將輪速傳感器的轉(zhuǎn)速信號(hào)傳遞給ABS單

8、元的ECU，ECU判斷汽車車輪是否抱死，以決定是否采取相關(guān)行為防抱死。ABS模塊具體構(gòu)造ABS相關(guān)單元的作用：ECU:接收傳感器的信號(hào)，計(jì)算并判斷是否啟動(dòng)ABS馬達(dá)、泵:將由輪缸流出的制動(dòng)液經(jīng)蓄能器泵回主缸，以防止ABS工作時(shí)制動(dòng)踏板行程發(fā)生變化。電磁閥:控制輪缸油路的通斷。油管接口:與制動(dòng)主缸相連，傳輸或者返回制動(dòng)油?？刂蒲b置和ABS警示燈等組成，在不同的ABS系統(tǒng)中，制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置的結(jié)構(gòu)形式和工作原理往往不同，電子控制裝置的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和控制邏輯也可能ABS通常都由車輪轉(zhuǎn)速傳感器、制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置、電子不盡相同。在常見的ABS系統(tǒng)中，每個(gè)車輪上各安裝一個(gè)轉(zhuǎn)速傳感器，將有關(guān)各車輪轉(zhuǎn)速的信號(hào)輸入

9、電子控制裝置。電子控制裝置根據(jù)各車輪轉(zhuǎn)速傳感器輸入的信號(hào)對(duì)各個(gè)車輪的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)和判定，并形成相應(yīng)的控制指令。制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置主要由調(diào)壓電磁閥組成，電動(dòng)泵組成和儲(chǔ)液器等組成一個(gè)獨(dú)立的整體，通過制動(dòng)管路與制動(dòng)主缸和各制動(dòng)輪缸相連。制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)裝置受電子控制裝置的控制，對(duì)各制動(dòng)輪缸的制動(dòng)壓力進(jìn)行調(diào)節(jié)。ABS的工作過程可以分為常規(guī)制動(dòng)，制動(dòng)壓力保持制動(dòng)壓力減小和制動(dòng)壓力增大等階段。在常規(guī)制動(dòng)階段，ABS并不介入制動(dòng)壓力控制，調(diào)壓電磁閥總成中的各進(jìn)液電磁閥均不通電而處于開啟狀態(tài)，各出液電磁閥均不通電而處于關(guān)閉狀態(tài)，電動(dòng)泵也不通電運(yùn)轉(zhuǎn)，制動(dòng)主缸至各制動(dòng)輪缸的制動(dòng)管路均處于溝通狀態(tài)，而各制動(dòng)輪缸至儲(chǔ)液

10、器的制動(dòng)管路均處于封閉狀態(tài)，各制動(dòng)輪缸的制動(dòng)壓力將隨制動(dòng)主缸的輸出壓力而變化，此時(shí)的制動(dòng)過程與常規(guī)制動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)過程完全相同。在制動(dòng)過程中，電子控制裝置根據(jù)車輪轉(zhuǎn)速傳感器輸入的車輪轉(zhuǎn)速信號(hào)判定有車輪趨于抱死時(shí)，ABS就進(jìn)入防抱制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)過程。例如，電子控制裝置判定右前輪趨于抱死時(shí)，電子控制裝置就使控制右前輪刮動(dòng)壓力的進(jìn)液電磁閥通電，使右前進(jìn)液電磁閥轉(zhuǎn)入關(guān)閉狀態(tài)，制動(dòng)主缸輸出的制動(dòng)液不再進(jìn)入右前制動(dòng)輪缸，此時(shí)，右前出液電磁閥仍末通電ABS工作原理而處于關(guān)閉狀態(tài)，右前制動(dòng)輪缸中的制動(dòng)液也不會(huì)流出，右前制動(dòng)輪缸的刮動(dòng)壓力就保持一定，而其它末趨于抱死車輪的制動(dòng)壓力仍會(huì)隨制動(dòng)主缸輸出壓力的增大而增大；

11、如果在右前制動(dòng)輪缸的制動(dòng)壓力保持一定時(shí)，電子控制裝置判定右前輪仍然趨于抱死，電子控制裝置又使右前出液電磁閥也通電而轉(zhuǎn)入開啟狀態(tài)，右前制動(dòng)輪缸中的部分制動(dòng)波就會(huì)經(jīng)過處于開啟狀態(tài)的出液電磁閥流回儲(chǔ)液器，使右前制動(dòng)輪缸的制動(dòng)壓力迅速減小右前輪的抱死趨勢(shì)將開始消除，隨著右前制動(dòng)輪缸制動(dòng)壓力的減小，右前輪會(huì)在汽車慣性力的作用下逐漸加速；當(dāng)電子控制裝置根據(jù)車輪轉(zhuǎn)速傳感器輸入的信號(hào)判定右前輪的抱死趨勢(shì)已經(jīng)完全消除時(shí)，電子控制裝置就使右前進(jìn)液電磁閥和出液電磁閥都斷電，使進(jìn)液電磁閥轉(zhuǎn)入開啟狀態(tài)，使出液電磁閥轉(zhuǎn)入關(guān)閉狀態(tài)，同時(shí)也使電動(dòng)泵通電運(yùn)轉(zhuǎn)，向制動(dòng)輪缸泵輸送制動(dòng)液，由制動(dòng)主缸輸出的制動(dòng)液經(jīng)電磁閥進(jìn)入右前制動(dòng)輪

12、缸，使右前制動(dòng)輪缸的制動(dòng)壓力迅速增大，右前輪又開抬減速轉(zhuǎn)動(dòng)。ABS通過使趨于抱死車輪的制動(dòng)壓力循環(huán)往復(fù)而將趨于防抱車輪的滑動(dòng)率控制，在峰值附著系數(shù)滑動(dòng)率的附近范圍內(nèi)，直至汽車速度減小至很低或者制動(dòng)主缸的常出壓力不再使車輪趨于抱死時(shí)為止。制動(dòng)壓力調(diào)節(jié)循環(huán)的頻率可達(dá)320HZ。在該ABS中對(duì)應(yīng)于每個(gè)制動(dòng)輪缸各有對(duì)進(jìn)液和出液電磁閥，可由電子控制裝置分別進(jìn)行控制，因此，各制動(dòng)輪缸的制動(dòng)壓力能夠被獨(dú)立地調(diào)節(jié)，從而使四個(gè)車輪都不發(fā)生制動(dòng)抱死現(xiàn)象。TCS/ESC的工作原理起步：假設(shè)在冰雪路面上起步，如果兩驅(qū)動(dòng)輪所處的路面附著力不一樣，如果起步時(shí)驅(qū)動(dòng)力過大，將會(huì)導(dǎo)致附著力低的一邊的車輪先打滑，而失去驅(qū)動(dòng)能力。

13、而附著力高的一邊的車輪正常驅(qū)動(dòng)。這樣的話起步時(shí)汽車就會(huì)跑偏。安裝了TCS的汽車，如果檢測(cè)到附著力低的車輪打滑，就會(huì)通過降低發(fā)動(dòng)機(jī)供油量的方式降低驅(qū)動(dòng)力，以達(dá)到正常起步的效果。過彎：汽車在轉(zhuǎn)彎時(shí)，如果節(jié)氣閥開度過大，將使驅(qū)動(dòng)輪打滑。前輪驅(qū)動(dòng)汽車的前輪如果打滑，汽車將出現(xiàn)轉(zhuǎn)向不足的現(xiàn)象，即汽車偏離了轉(zhuǎn)向圓弧，跑到轉(zhuǎn)向圓弧之外去了。后輪驅(qū)動(dòng)汽車的后輪如果打滑，汽車將出現(xiàn)過度轉(zhuǎn)向現(xiàn)象，即汽車偏離了轉(zhuǎn)向圓弧，跑到轉(zhuǎn)向圓弧之內(nèi)去了，嚴(yán)重時(shí)汽車會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)。計(jì)算機(jī)通過轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角傳感器掌握司機(jī)的轉(zhuǎn)向意圖，然后利用左右車輪速度傳感器檢測(cè)左右車輪速度差；從而判斷汽車轉(zhuǎn)向程度是否和司機(jī)的轉(zhuǎn)向意圖一樣。如果檢測(cè)出汽車轉(zhuǎn)

14、向不足(或過度轉(zhuǎn)向)，計(jì)算機(jī)立即判斷驅(qū)動(dòng)輪的驅(qū)動(dòng)力過大，發(fā)出指令降低驅(qū)動(dòng)力，以便實(shí)現(xiàn)司機(jī)的轉(zhuǎn)向意圖。TCS又叫牽引力控制系統(tǒng)，其功能是在ABS基礎(chǔ)上，加入了驅(qū)動(dòng)力防滑系統(tǒng)。用于汽車在低附著系數(shù)路面上的起步或者過彎上面。當(dāng)TCS檢測(cè)到驅(qū)動(dòng)力過大時(shí)，會(huì)通過降低發(fā)動(dòng)機(jī)供油量以防止汽車起步蛇形或者過彎轉(zhuǎn)向不足。具體工作原理：蛇行ESC的工作原理電子穩(wěn)定性控制系統(tǒng)(electronic stability control )，有時(shí)又叫ESP (Electronic Stability Program ).相對(duì)于ABS和TCS，ESC在汽車的橫向穩(wěn)定性上，有一個(gè)更安全的保障?，F(xiàn)分析一下汽車在轉(zhuǎn)彎時(shí)ESP

15、如何產(chǎn)生作用。轉(zhuǎn)彎背景：眾所周知，汽車在過彎的時(shí)候，會(huì)承受一個(gè)離心力，這個(gè)力的大小為：F=MV2/R,M為車的整備質(zhì)量，V為車速，而R為轉(zhuǎn)彎半徑，在行駛中取決了方向盤的轉(zhuǎn)向角度。如果轉(zhuǎn)彎速度過快或者方向盤角度過大，都會(huì)的導(dǎo)致離心力超過地面的附著力，產(chǎn)生滑移的現(xiàn)象，不能完成正常的轉(zhuǎn)彎效果。下面分析一下前輪兩驅(qū)的車進(jìn)彎時(shí)ESP的作用：1)如果進(jìn)彎時(shí)速度過大，將會(huì)導(dǎo)致驅(qū)動(dòng)輪不能按照方向盤的角度行使，出現(xiàn)轉(zhuǎn)向不足而使車頭跑到別的路面上去。這時(shí)候ESP首先通過方向盤轉(zhuǎn)角傳感器及各車輪轉(zhuǎn)速傳感器識(shí)別駕駛員轉(zhuǎn)彎方向（駕駛員意愿）ESP通過橫擺角速度傳感器（英文原稱為yaw rate sensor ）,識(shí)別車輛繞垂直于地面軸線方向的旋轉(zhuǎn)角度及側(cè)向加速度傳感器識(shí)別車輛實(shí)際運(yùn)動(dòng)方向。 若ESP判定為出現(xiàn)不足轉(zhuǎn)向，將制動(dòng)內(nèi)側(cè)后輪，使車輛進(jìn)一步沿駕駛員轉(zhuǎn)彎方向偏轉(zhuǎn)，從而穩(wěn)定車輛。ECU橫向側(cè)速度傳感器轉(zhuǎn)向不足制動(dòng)內(nèi)側(cè)后輪制動(dòng)外側(cè)前輪 ESC的工作原理轉(zhuǎn)向過度(2).如果進(jìn)彎時(shí)，后輪速度過大，將會(huì)導(dǎo)致轉(zhuǎn)向過度而產(chǎn)生甩尾。此時(shí)ESP判定為出現(xiàn)過度轉(zhuǎn)向，ESP將制