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： ƒ限压阀； ƒ比例阀； ƒ感载阀； ƒ惯性阀； ƒ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： ƒ当P1=P2=Ps时， 前后轮同步抱 死。 ƒP1≠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 ƒ制动减速度低时： ƒ制动减速度高时： 21 2 2 4 d Fp d dp π+⎟⎠ ⎞⎜⎝ ⎛ ′= 差径活塞平衡方程 ƒ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； ƒ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: 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？