汽车制动系统3
第二十四章第二十四章 汽车制动系统汽车制动系统
本节学习重点:
¾掌握汽车前后车轮同步滑移的条件;
¾了解汽车制动力调节装置的工作原理;
¾了解制动力调节装置的类型;
¾了解汽车制动防抱死装置的组成和基本工作原理。
第6节 制动力调节装置
a.制动力调节装置的安装位置:
6.1 概述
在汽车制动时,调节前后轮制动力的分配,在避免车轮抱
死的前提下,尽量充分的利用地面附着力,以获得最大的制
动力,使汽车获得良好的制动效能和制动稳定性。
b.制动力调节装置的作
用:
汽车制动力调节装置大都安装在汽车制动回路中...
第二十四章第二十四章 汽车制动系统汽车制动系统
本节学习重点:
¾掌握汽车前后车轮同步滑移的条件;
¾了解汽车制动力调节装置的工作原理;
¾了解制动力调节装置的类型;
¾了解汽车制动防抱死装置的组成和基本工作原理。
第6节 制动力调节装置
a.制动力调节装置的安装位置:
6.1 概述
在汽车制动时,调节前后轮制动力的分配,在避免车轮抱
死的前提下,尽量充分的利用地面附着力,以获得最大的制
动力,使汽车获得良好的制动效能和制动稳定性。
b.制动力调节装置的作
用:
汽车制动力调节装置大都安装在汽车制动回路中的某个位
置:
o前促动管路
o后促动管路
o制动轮缸内
c.问题的提出 为什么要调节制动力?
¾汽车前后轮同步滑移的条件
制动蹄对制动鼓产生磨擦
力矩Mμ;
磨擦力矩使车轮对路面产
生向前的力Fμ,同时路面
给车轮一个向后的力FB。
FB≤Fφ=Gφ
制动力必须满足:
G—汽车对路面的垂直载荷
φ—轮胎与路面的附着系数
¾汽车前后轮同步滑移的条件
汽车制动的要求:
o获得最大的制动效能——前后制动轮的制动力都要接近最大
值;
o获得良好的制动稳定性——避免前轮或后轮单独抱死滑移。
汽车前轮单独抱死滑移,将使汽车失去转向能
力;
汽车后轮单独抱死滑移,将使汽车发生甩尾现
象。
汽车对前后轮制动力的要求:
汽车前后车轮能够制动到同步滑移。
前后轮同步滑移的条件是:前后制动力之比等于前后车
轮对路面的垂直载荷之比。
¾汽车前后轮同步滑移的条件
2
1
2
1
2
1
G
G
G
G
F
F
B
B == ϕϕ
FB1——前轮制动力;
FB2——后轮制动力;
G1—前轮对路面的垂直载荷;
G2——后轮对路面的垂直载荷;
φ—轮胎与路面的附着系数。
¾汽车行车制动过程中,前后轮载荷的变化
行车制动时,由于汽车惯性力的作用,前轮载荷增加,后轮
载荷减少。
导致前后轮载荷之比发生变化,同步滑移条件亦发生变化。
¾理想的前后轮促动管路压力分配特性
理想的制动力矩变
化:
汽车前后轮制动力矩
的比值应该随车轮载
荷变化。
在确定制动器形
式的条件下,汽车制
动力矩的大小取决于
制动管路的压力。
理想的制动力分配
曲线如右图实线。 空载
满载
无制动力调节
装置的特性
理想的
前后促动
管路压力
分配曲线
随汽车质
量、重心
高度不同
而不同。
¾前后轮促动管路压力调节装置
促动管路压力调节装
置的作用是,让实际的
促动管路压力分配曲线
更接近理想曲线。
常用的制动力调节装
置:
限压阀;
比例阀;
感载阀;
惯性阀;
制动防抱死装置。
6.2 限压法与比例阀
a.限压阀
作用:
限压阀安装在制
动系统的后促动管路
中,在后促动管路增
加到一定的压力后,
自动限制后轮制动力
矩,避免后轮抱死。
汽车满载情况
下:
当P1=P2=Ps时,
前后轮同步抱
死。
P1≠P2时,总是
前轮先抱死。
b.比例阀(P阀)
适合应用在理想促动力分配曲线中段的斜率较大的汽车,以便提高
后轮附着利用率,获得更大的后轮制动力。
作用:
比例阀一般串联在制动回路的后促动管路中,当前后促动管路的压力
P1与P2同步增长到一定值Ps后,对p2的增长加以限制,减小其增量。
¾比例阀的结构
阀
门
活
塞
弹
簧
一般采用两端承压面积不等的
差径活塞结构。
差径活塞的力平衡方程:
2
1
2
1
2
1122
A
FP
A
AP
FAPAP
+=
+=
即
( )
2
2
22
1
4
4
DA
dDA
π
π
=
−=
其中:
平衡状态:
当P1=P2=Ps时,阀门1关闭,
此状态为平衡状态。
超过平衡状态后,总有
P1>P2
¾比例阀的特性曲线
¾比例阀的结构实例
丰田王冠轿车的比例阀
1.调整螺塞;
2.油封;
3.弹簧座;
4.弹簧;
5.阀座;
6.差径活塞;
7.阀体。
¾限压阀和比例阀的局限性
由于汽车满载和空载的理想促动管路的压力分配特性不一
致,限压阀和比例阀的特性不能同时符合空载和满载的要求。
在经常满载行驶的汽车上,一般将调节作用点设在满载促动力
分配曲线上,或在其附近。这将影响空载时的制动特性。
在载荷变化较大的汽车上,将调节点设在空载与满载促动力
分配曲线之间;但在二者差别较大时,这将影响空载和满载的制
动特性。
为克服上述缺点,需要调节装置的调节作用随
汽车的载荷情况变化,以获得更好的制动性能。
6.3 感载阀
定义:促动管路压力调节特性随汽车载荷情况而改变的调节装
置。
感载阀分为感载比例阀和感载限压阀。
感载比例阀感载限压阀
6.3 感载阀
原理:
在限压阀和比例阀中,调节作用起始点的位置的控制
压力Ps仅取决于活塞弹簧的预紧力。感载阀的工作原理是让
该活塞弹簧的预紧力随汽车载荷变化,最终改变不同载荷
下,调节作用起始点的控制压力。
a.感载比例阀
1.螺塞;2.阀门;3.阀体;4.活塞;5.感载拉
力弹簧;7.摇臂;8.后悬架横向稳定杆。
组成:
比例阀和感载控制机构组
成。
特点:
作用在差径活塞的杠杆
推力随着汽车载荷增大而增
大,载荷减小而减小。
2
1
2
1
2 A
FP
A
AP +=
b.感载限压阀
弹簧预紧力与弹簧的压缩量成正比,进而与推杆行程成正比。
推杆 弹簧
活塞
当汽车载荷增加时,推杆行程增加,弹簧预紧力随之增加,限
压阀调节压力作用点上移,控制压力相应增加;反之亦然。
6.3 惯性阀
惯性阀又称为G阀,调整特性与感载阀相似,但其作用点的控制
压力Ps取决于汽车制动时作用在中心上的惯性力。即惯性阀的作用
点压力Ps与汽车总质量和制动减速度有关。
惯性阀分为惯性比例阀和惯性限压阀。
a.惯性限压阀
组成:
1.阀体;2.惯性球;3.阀
座;4.阀门;5.阀盖。
特点:
惯性球的支承面与水
平面的夹角必须大于零,
惯性阀才起作用。
a.惯性限压阀
¾制动减速度较小时:
P1较低时,制动减速度小,惯性球向前的惯性分力不能克
服重力支承面的分力,阀门保持开启,P1=P2。
¾制动减速度较大时:
P1增加到Ps,制动
减速度增加,惯性球
沿支承面的惯性分力
与重力沿支承面的分
力平衡,阀门弹簧将
惯性球推向前方,阀
门靠向阀座。P2被控
制在一个固定值。
a.惯性比例阀
1) 前阀体;
2) 第一活塞;
3) 弹簧;
4) 第二活塞;
5) 放气阀;
6) 阀体;
7) 惯性球;
8) 阀座;
9) 旁通锥阀。
组成:
a.惯性比例阀
A、B---进出油口;
C、D、H、J---油
道;
E、G-----油腔
制动减速度低时:
制动减速度高时:
21
2
2
4
d
Fp
d
dp π+⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ ′=
差径活塞平衡方程
制动减速度低时:
惯性球处在右极限
位置。
进油口A通过C、D
与出油口B相通。
P1=P2;
制动减速度高时:
惯性球沿支承面向
上滚到封闭阀门。
进油口A与出油口B
相通之间的通道C、D
被隔断。
21
2
2
4
d
Fp
d
dp π+⎟⎠
⎞⎜⎝
⎛ ′=
6.4 制动防抱死装置(ABS----Antilock Braking System)
a. ABS的工作原理:
试验
明:
当车轮滑移率在
15%~20%时,轮胎与
地面之间有最大纵向附
着系数φz,同时侧向
附着系数φc也较大。
通过检测和控制车轮的滑移率,以获得最大的制动力与
汽车侧向稳定性。
a. ABS的工作原理:
b. ABS的组成:
1) 轮速传感器
2) 电子控制器
3) 液压调节器
b. ABS的组成:
c. 带 ABS的制动系统的布置:
d. 轮速传感器
1.线圈;2.磁铁;3.磁极;4.磁通;5.齿圈
作用:
将车轮的旋转速度转化为电压信号,输入给电子控制单元。
原理:
o 齿圈与车轮一起
旋转;
o 磁极与齿圈的间
隙变化;
o 磁路中的词组变
化;
o 磁通量周期性的
变化;
o 感应线圈产生交
变的感应电压。
¾后轮轮毂单元
¾前轮轮毂单元
e. 电子控制单元
作用:
根据车轮信号
和车速信号,计
算车轮的滑移
率,并根据控制
策略向液压调节
单元发出控制信
号。f. 电子控制单元
作用:
接收电子单元
的控制信号,并
根据控制信号改
变促动管路的压
力。
g. ABS的工作过程:
1) 常规制动过程;
2) 轮缸压力保持过程;
3) 轮缸压力降低过程;
4) 轮缸压力升高过程。
1 2
3 4
43
1 2
思考题:
1.汽车车轮同步滑移的条件是什么?
2.汽车前车或后轮单独抱死会产生什么后果?
3.汽车制动力调节装置一般有哪几种类型?
4.汽车ABS系统有哪几部分组成?各部分的作用如何?
5.汽车ABS工作分哪几个过程?
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