汽車(chē)剎車(chē)系統(tǒng)介紹

1、汽車(chē)剎車(chē)系統(tǒng)工作原理介紹機(jī)電學(xué)院12223084 張威開(kāi)過(guò)汽車(chē)的人都知道，當(dāng)我們踩下制動(dòng)踏板時(shí)，汽車(chē)會(huì)減速直到停車(chē)。但這個(gè)工作是怎么樣完成的？司機(jī)腿部的力量是怎么樣傳遞到車(chē)輪的？這個(gè)力量是什么樣被擴(kuò)大以至能讓一臺(tái)笨重的汽車(chē)停下來(lái)？  首先我們把制動(dòng)系統(tǒng)分成6部分，從踏板到車(chē)輪依次解釋每部分的工作原理，在了解汽車(chē)制動(dòng)原理之前我們先了解一些基本理論，附加部分包括制動(dòng)系統(tǒng)的基本操作方式?；镜闹苿?dòng)原理  當(dāng)司機(jī)踩下制動(dòng)踏板時(shí)，機(jī)構(gòu)會(huì)通過(guò)液壓把你腳上的力量傳遞給車(chē)輪。但實(shí)際上要想讓車(chē)停下來(lái)必須要一個(gè)很大的力量，這要比人腿的力量大很多。所以制動(dòng)系統(tǒng)必須能夠放大腿部

2、的力量，要做到這一點(diǎn)有兩個(gè)辦法：    杠桿作用    液壓,即利用帕斯卡定律，用液力放大    制動(dòng)系統(tǒng)把力量傳遞給車(chē)輪，給車(chē)輪一個(gè)摩擦力，然后車(chē)輪也相應(yīng)的給地面一個(gè)摩擦力。在我們討論制動(dòng)系統(tǒng)構(gòu)成原理之前，讓我們了解三個(gè)原理：    杠桿作用    液壓作用    摩擦力作用    杠桿作用    制動(dòng)踏板能夠利用杠桿作用放大人腿部的力量，然后把這個(gè)力量傳

3、遞給液壓系統(tǒng)。  如上圖，在杠桿的左邊施加一個(gè)力F，杠桿左邊的長(zhǎng)度（2X）是右邊（X）的兩倍。因此在杠桿右端可以得到左端兩倍的力2F，但是它的行程Y只有左端行程2Y的一半。液壓系統(tǒng)其實(shí)任何液壓系統(tǒng)背后的基本原理都很簡(jiǎn)單：作用在一點(diǎn)的力被不能壓縮的液體傳遞到另一點(diǎn)，這種液體通常是油。絕大多數(shù)制動(dòng)系統(tǒng)也在此中放大制動(dòng)力量。下圖是最簡(jiǎn)單的液壓系統(tǒng)：  如圖：兩個(gè)活塞（紅色）裝在充滿(mǎn)油（藍(lán)色）的玻璃圓桶中，之間由一個(gè)充滿(mǎn)油的導(dǎo)管連接，如果你施一個(gè)向下的力給其中一個(gè)活塞（圖中左邊的活塞）那么這個(gè)力可以通過(guò)管道內(nèi)的液壓油傳送到第二個(gè)活塞。由于油不能被壓縮，所以這種方

4、式傳遞力矩的效率非常高，幾乎100%的力傳遞給了第二個(gè)活塞。液壓傳力系統(tǒng)最大的好處就是可以以任何長(zhǎng)度，或者曲折成各種形狀繞過(guò)其他部件來(lái)連接兩個(gè)圓桶型的液壓缸。還有一個(gè)好處就是液壓管可以分支，這樣一個(gè)主缸可以被分成多個(gè)副缸，如圖所示：  使用液壓系統(tǒng)的另外一個(gè)好處就是能使力量成倍的增加。在液壓系統(tǒng)中你需要做的只是改變一個(gè)活塞和液壓缸的尺寸，如下圖：  上圖表示的就是力的加倍放大，力放大的倍數(shù)要以活塞的直徑來(lái)定。左邊的活塞直徑為2寸（注：相當(dāng)于5.08cm），右邊的活塞直徑為6寸（相當(dāng)于15.24cm）。因?yàn)閳A的面積等于Pi * r2,所以左邊的活塞面積為3

5、.14平方厘米，右邊的活塞面積為28.26平方厘米。右邊的活塞面積比左邊的大9倍。這就意味著給左邊的活塞施加任何一個(gè)力，右邊的活塞就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)比左邊大9倍的力。因此當(dāng)你給左邊的活塞施加一個(gè)100磅的向下的力時(shí)，右邊的活塞就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)900磅的向上的力。唯一的不足就是當(dāng)左邊的活塞向下運(yùn)動(dòng)9寸時(shí)，右邊的活塞只能向上運(yùn)動(dòng)1寸摩擦力  摩擦力是一個(gè)物體在另一個(gè)物體上滑動(dòng)的相互阻力，參照下圖。兩個(gè)物體的接觸面都是用相同材料做成的但其中一個(gè)較另一個(gè)重，所以不難看出哪一邊較難推動(dòng)。  要了解其中的原因，我們可以分析下面的例子：  即使用肉眼看起來(lái)接

6、觸面很平滑，但在顯微鏡下他們確是相當(dāng)粗糙的。當(dāng)你把物體平放在桌面上時(shí)，物體和桌面之間的小鋸齒會(huì)結(jié)合在一起，而他們其中有一些合適的鋸齒會(huì)相互咬合，如果給他的壓力越大，那么咬合的鋸齒就越多，其阻力也越大，所以重的物體就更難推動(dòng)。  不同的材料表面，有不同的鋸齒結(jié)構(gòu)；舉例來(lái)說(shuō)：橡皮與橡皮之間就比鋼與鋼之間更難滑動(dòng)。材料的類(lèi)型決定了摩擦系數(shù)。所以摩擦力與物體接觸面上的正壓力成正比。例如：如果摩擦系數(shù)為0.1，一個(gè)物體重100磅，另一個(gè)物體重400磅，那么如果要推動(dòng)他們就必須給100磅的物體施加一個(gè)10磅的力，給400磅的物體施加一個(gè)40磅的力才能克服摩擦力前進(jìn)。物體越重則需要克服更

7、大的摩擦力。這個(gè)原理就跟制動(dòng)抓緊裝置相似，如果給制動(dòng)碟的壓力越大那么車(chē)輛獲得的制動(dòng)力就越大。簡(jiǎn)單制動(dòng)系統(tǒng)模型     當(dāng)踩下制動(dòng)踏板時(shí)，在踏板處通過(guò)杠桿原理把制動(dòng)力放大了3倍，再通過(guò)液壓機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)活塞把制動(dòng)力又放大了3被。放大以后的制動(dòng)力推動(dòng)活塞移動(dòng)，活塞推動(dòng)蹄片帶動(dòng)剎車(chē)卡鉗緊緊的夾住制動(dòng)碟，由蹄片與制動(dòng)碟產(chǎn)生的強(qiáng)大摩擦力，讓車(chē)減速。這就是簡(jiǎn)單的制動(dòng)模型。通過(guò)它我們就可以理解制動(dòng)系統(tǒng)的基本原理了。剎車(chē)系統(tǒng)有盤(pán)式、鼓式兩種，盤(pán)式剎車(chē)又可分為盤(pán)式與通風(fēng)盤(pán)式。碟式、盤(pán)式、摩擦片式都可歸于盤(pán)式剎車(chē)。 鼓式剎車(chē)鼓式剎車(chē)是一種傳統(tǒng)的制動(dòng)系統(tǒng)，其工作原理可以很形象地用一

8、只咖啡杯來(lái)形容剎車(chē)鼓就像咖啡杯，當(dāng)您將五個(gè)手指伸入旋轉(zhuǎn)的咖啡杯時(shí)，手指就是剎車(chē)片,只要您將五指向外一張，摩擦咖啡杯內(nèi)壁,咖啡杯就會(huì)停止旋轉(zhuǎn)汽車(chē)上的鼓式剎車(chē)簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)是由制動(dòng)油泵,活塞,剎車(chē)片和鼓室組成,剎車(chē)時(shí)由制動(dòng)分泵的高壓剎車(chē)油推動(dòng)活塞， 對(duì)兩片半月形的制動(dòng)蹄片施加作用力,使其壓緊鼓室內(nèi)壁,靠摩擦力阻止剎車(chē)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)從而達(dá)到制動(dòng)效果。2碟式剎車(chē)同樣,碟式剎車(chē)的工作原理可用一只碟子來(lái)形容，您用拇指和食指捏住旋轉(zhuǎn)的碟子時(shí),碟子也會(huì)停止旋轉(zhuǎn)汽車(chē)上的碟式剎車(chē)是由剎車(chē)油泵,一個(gè)與車(chē)輪相連的剎車(chē)圓盤(pán)和圓盤(pán)上的剎車(chē)卡鉗組成剎車(chē)時(shí)，高壓剎車(chē)油推動(dòng)卡鉗內(nèi)的活塞,將制動(dòng)蹄片壓向剎車(chē)盤(pán)從而產(chǎn)生制動(dòng)效果。 碟式剎車(chē)有時(shí)也

9、叫盤(pán)式剎車(chē),它分普通盤(pán)式剎車(chē)和通風(fēng)盤(pán)式剎車(chē)兩種。 通風(fēng)盤(pán)式剎車(chē)是在兩塊剎車(chē)盤(pán)之間預(yù)留出一個(gè)空隙,使氣流在空隙中穿過(guò),有些通風(fēng)盤(pán)還在盤(pán)面上鉆出許多圓形通風(fēng)孔，或是在盤(pán)面上割出通風(fēng)槽或預(yù)制出矩形的通風(fēng)孔通風(fēng)盤(pán)式剎車(chē)?yán)蔑L(fēng)流作用,其冷熱效果要比普通盤(pán)式剎車(chē)更好。碟式剎車(chē)的主要優(yōu)點(diǎn)是在高速剎車(chē)時(shí)能迅速制動(dòng)，散熱效果優(yōu)于鼓式剎車(chē),制動(dòng)效能的恒定性好,便于安裝像ABS那樣的高級(jí)電子設(shè)備鼓式剎車(chē)的主要優(yōu)點(diǎn)是剎車(chē)蹄片磨損較少,成本較低,便于維修、由于鼓式剎車(chē)的絕對(duì)制動(dòng)力遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于碟式剎車(chē),所以普遍用于后輪驅(qū)動(dòng)的卡車(chē)上.盤(pán)式制動(dòng)器隨著汽車(chē)速度在不斷提高，貨車(chē)和大客車(chē)的總重不斷增加。另外，轎車(chē)的重心普遍降低和廣泛采

10、用小直徑寬斷面的輪胎，使制動(dòng)器安裝位置受到限制，因此在重型貨車(chē)和轎車(chē)上采用制動(dòng)熱穩(wěn)定能較好的盤(pán)式制動(dòng)器的日益增多。而盤(pán)式制動(dòng)器可分為鉗盤(pán)式制動(dòng)器和全盤(pán)式制動(dòng)器兩種。鼓式剎車(chē)優(yōu)點(diǎn) :1、自剎作用：鼓式剎車(chē)有良好的自剎作用，由于剎車(chē)來(lái)令片外張，車(chē)輪旋轉(zhuǎn)連帶著外張的剎車(chē)鼓扭曲一個(gè)角度（當(dāng)然不會(huì)大到讓你很容易看得出來(lái)）剎車(chē)來(lái)令片外張力（剎車(chē)制動(dòng)力）越大，則情形就越明顯，因此，一般大型車(chē)輛還是使用鼓式剎車(chē)，除了成本較低外，大型車(chē)與小型車(chē)的鼓剎，差別可能只有大型采用氣動(dòng)輔助，而小型車(chē)采用真空輔助來(lái)幫助剎車(chē)。 2、成本較低：鼓式剎車(chē)制造技術(shù)層次較低，也是最先用于剎車(chē)系統(tǒng)，因此制造成本要比碟式剎車(chē)低。 鼓式剎

11、車(chē)缺點(diǎn) : 由于鼓式剎車(chē)剎車(chē)來(lái)令片密封于剎車(chē)鼓內(nèi)，造成剎車(chē)來(lái)令片磨損后的碎屑無(wú)法散去，影響剎車(chē)鼓與來(lái)令片的接觸面而影響剎車(chē)性能。 盤(pán)式剎車(chē)的優(yōu)點(diǎn) : 由于剎車(chē)系統(tǒng)沒(méi)有密封，因此剎車(chē)磨損的細(xì)屑不會(huì)沉積在剎車(chē)上，盤(pán)式剎車(chē)的離心力可以將一切水、灰塵等污染向外拋出，以維持一定的清潔。此外由于盤(pán)式剎車(chē)零件獨(dú)立在外，要比鼓式剎車(chē)更易于維修 盤(pán)式剎車(chē)的缺點(diǎn) : 盤(pán)式剎車(chē)除了成本較高，基本上皆?xún)?yōu)于鼓式剎車(chē)，不過(guò)光就這一點(diǎn)，便成了它致命傷，人都愛(ài)錢(qián)嘛，除非你非常富有，否則買(mǎi)東西基本上都是先以錢(qián)先做考量，您說(shuō)是不是？盤(pán)式制動(dòng)器又稱(chēng)為碟式制動(dòng)器，顧名思義是取其形狀而得名。它由液壓控制，主要零部件有制動(dòng)盤(pán)、分泵、制動(dòng)

12、鉗、油管等。制動(dòng)盤(pán)用合金鋼制造并固定在車(chē)輪上，隨車(chē)輪轉(zhuǎn)動(dòng)。分泵固定在制動(dòng)器的底板上固定不動(dòng)。制動(dòng)鉗上的兩個(gè)摩擦片分別裝在制動(dòng)盤(pán)的兩側(cè)。分泵的活塞受油管輸送來(lái)的液壓作用，推動(dòng)摩擦片壓向制動(dòng)盤(pán)發(fā)生摩擦制動(dòng)，動(dòng)作起來(lái)就好象用鉗子鉗住旋轉(zhuǎn)中的盤(pán)子，迫使它停下來(lái)一樣。這種制動(dòng)器散熱快，重量輕，構(gòu)造簡(jiǎn)單，調(diào)整方便。特別是高負(fù)載時(shí)耐高溫性能好，制動(dòng)效果穩(wěn)定，而且不怕泥水侵襲，在冬季和惡劣路況下行車(chē)，盤(pán)式制動(dòng)比鼓式制動(dòng)更容易在較短的時(shí)間內(nèi)令車(chē)停下。有些盤(pán)式制動(dòng)器的制動(dòng)盤(pán)上還開(kāi)了許多小孔，加速通風(fēng)散熱提高制動(dòng)效率。反觀鼓式制動(dòng)器，由于散熱性能差，在制動(dòng)過(guò)程中會(huì)聚集大量的熱量。制動(dòng)蹄片和輪鼓在高溫影響下較易發(fā)生極為復(fù)雜的變形，容易產(chǎn)生制動(dòng)衰退和振抖現(xiàn)象，引起制動(dòng)效率下降。當(dāng)然，盤(pán)式制動(dòng)器也有自己的缺陷。例如對(duì)制動(dòng)器和制動(dòng)管路的制造要求較高，摩擦片的耗損量較大，成本貴，而且由于摩擦片的面積小，相對(duì)摩擦的工作面也較小，需要的制動(dòng)液壓高，必須要有助力裝置的車(chē)輛才能使用，所以只能適用于輕型車(chē)上。而鼓式制動(dòng)器成本相對(duì)低廉，比較經(jīng)濟(jì)。 所以，汽車(chē)設(shè)計(jì)者從經(jīng)濟(jì)與實(shí)用的角度出發(fā)，一般轎車(chē)采用了混合的形式，前輪盤(pán)式制動(dòng)，后輪鼓式制動(dòng)。四輪轎車(chē)在制