汽车制动系统
1 概述
使行驶中的汽车减速甚至停车，使下坡行驶的汽车的速度保持稳定，以及使已停驶的汽车保值不动，这些作用统称为汽车制动。
制动系至少有行车制动装置和驻车制动装置。前者用来保证第一项功能和在不长的坡道上行驶时保证第二项功能，而后者则用来保证第三项功能。除此之外，有些汽车还设有应急制动和辅助制动装置。
应急制动装置利用机械力源(如强力压缩弹簧)进行制动。在某些采用动力制动或伺服制动的汽车上，一旦发生蓄压装置压力过低等故障时，可用应急制动装置实现汽车制动。同时，在人力控制下它还能兼作驻车制动用。
辅助制动装置可实现汽车下长坡时持续地减速或保持稳定的车速，并减轻或者解除行车制动装置的负荷。
行车制动装置和驻车制动装置，都由制动器和制动驱动机构两部分组成。为防止制动时车轮被抱死，提高制动过程中的方向稳定性和转向操纵能力，缩短制动距离，所以近年来防抱死系统(ABS)在汽车上得到很快的发展和应用。
1.1汽车制动系统的分类
1) 按制动系统的作用
（1）行车制动系统——使行驶中的汽车降低速度甚至停车的一套专门装置。（2）驻车制动系统——使已停驶的汽车驻留原地不动的一套装置。
（3）第二制动系统——在行车制动系统失效的情况下，保证汽车仍能实现减速或停车的一套装置。
（4）辅助制动系统——在汽车下长坡是用以稳定车速的一套装置。
上述各制动系统中，行车制动系统和驻车制动系统是每一辆汽车都必须具备的。
2)按制动操纵能源
（1）人力制动系统——以驾驶员的肌体作为唯一制动能源的制动系统。
（2）动力制动系统——完全靠由发动机的动力转化而成的气压或液压形式的势能
图1 制动系统的组成示意图 1-前轮盘制动器；2-制动总泵；3-真空助力器；4-制动踏板机构；5-后轮鼓式制动；6-制动组合阀；7-制动警示灯
进行制动的系统称。
（3）伺服制动系统——兼用人力和发动机动力进行制动的制动系统称。
按制动能量的传输方式，制动系统又可分为机械式、液压式、气压式和电磁式等。同时采用两种以上传能方式的制动系称为组合式制动系统。
1.2汽车制动系的组成
右图1给出了一种轿车典型制动
系统的组成示意图，可以看出，制动
系统一般由制动操纵机构和制动器两
个主要部分组成。
1.2.1制动操作机构
产生制动动作、控制制动效果并将
制动能量传输到制动器的各个部件，如图
中的2、3、4、6，以及制动主缸和制动轮
缸。
(1)制动主缸 制动主缸分单腔和双腔两种，分别用于单回路和双回路液压制动系统。
（2）制动轮缸
制动轮缸的功用是将液体压力转变为制动蹄张开的机械推力。制动轮缸有单活塞和双活塞式两种。单活塞式制动轮缸主要用于双领蹄式和双从领蹄式制动器，而双活塞式制动轮缸应用较广，即可用于领从蹄式制动器，又可用于双向领从蹄式制动器及自增力式制动器。
1.2.2制动器
一般制动器都是通过其中的固定元件对旋转元件施加制动力矩，使后者的旋转角速度降低，同时依靠车轮与地面的附着作用，产生路面对车轮的制动力以使汽车减速。凡利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩的制动器都成为摩擦制动器。
旋转元件固装在车轮或半轴上，即制动力矩直接分别作用于两侧车轮上的制动器称为车轮制动器。旋转元件固装在传动系的传动轴上，其制动力矩经过驱动桥再分配到两侧车轮上的制动器称为中央制动器。
一、制动器分类
制动器主要分为两类：鼓式制动和盘式制动。
（一）鼓式制动器
1．领从蹄式制动器
2．双领蹄式和双向双领蹄式制动器
3. 双从蹄式制动器
4. 单向和双向自增力式制动器
以上介绍的各种鼓式制动器各有利弊。就制动效能而言，在基本结构参数和轮缸工作压力相同的条件下，自增力式制动器由于对摩擦助势作用利用得最为充分而居首位，以下依次为双领蹄式、领从蹄式、双从蹄式。但蹄鼓之间的摩擦系数本身是一个不稳定的因素，随制动鼓和摩擦片的材料、温度和表面状况(如是否沾水、沾油，是否有烧结现象等)的不同可在很大范围内变化。自增力式制动器的效能对摩擦系数的依赖性最大，因而其效能的热稳定性最差。此外，在制动过程中，自增力式制动器制动力矩的增长在某些情况下显得过于急速。双向自增力式制动器多用于轿车后轮，原因之一是便于兼充驻车制动器。单向自增力式制动器只用于中、轻型汽车的前轮，因倒车制动时对前轮制动器效能的要求不高。
双从蹄式制动器的制动效能虽然最低，但却具有最良好的效能稳定性，因而还是有少数华贵轿车为保证制动可靠性而采用(例如英国女王牌轿车)。
领从蹄制动器发展较早，其效能及效能稳定性均居于中游，且有结构较简单等优点，故目前仍相当广泛地用于各种汽车。
（二）盘式制动器
盘式制动器摩擦副中的旋转元件是以端面工作的金属圆盘，被称为制动盘。
其固定元件则有着多种结构型式，大体上可分为两类。一类是工作面积不大的摩擦块与其金属背板组成的制动块，每个制动器中有2～4个。这些制动块及其促动装置都装在横跨制动盘两侧的夹钳形支架中，总称为制动钳。这种由制动盘和制动钳组成的制动器称为钳盘式制动器。另一类固定元件的金属背板和摩擦片也呈圆盘形，制动盘的全部工作面可同时与摩擦片接触，这种制动器称为全盘式制动器。
钳盘式制动器又可分为定钳盘式和浮钳盘式两类。
盘式制动器与鼓式制动器相比，有以下优点：
1)一般无摩擦助势作用，因而制动器效能受摩擦系数的影响较小，即效能较稳定；
2)浸水后效能降低较少，而且只须经一两次制动即可恢复正常；
3）在输出制动力矩相同的情况下，尺寸和质量一般较小；
4）制动盘沿厚度方向的热膨胀量极小，不会象制动鼓的热膨胀那样使制动器间隙明显增加而导致制动踏板行程过大；
5）较容易实现间隙自动调整，其他保养修理作业也较简便；
盘式制动器不足之处是
1）效能较低，故用于液压制动系统时所需制动促动管路压力较高，一般要用伺服装置。
2）兼用于驻车制动时，需要加装的驻车制动装置较鼓式制动器复杂，因而在后轮上的应用受到限制。
1.3 汽车制动系的工作原理
制动系统的一般工作原理是，利用与车身(或车架)相连的非旋转元件和与车轮(或传动轴)相连的旋转元件之间的相互摩擦来阻止车轮的转动或转动的趋势。
1)制动系不工作时
·蹄鼓间有间隙，车轮和制动鼓可自由旋转
2)制动时
·要汽车减速，脚踏下制动器踏板通过推杆和主缸活塞，使主缸油液在一定压力下流入轮缸，并通过两轮缸活塞推使制动
蹄绕支承销转动，上端向两边分开而以其摩擦片压紧在制动鼓的内圆面上。不转的制动蹄对旋转制动鼓产生摩擦力矩，从而产生制动力
3）解除制动
·当放开制动踏板时回位弹簧即将制动蹄拉回原位，制动力消失。
2 汽车制动系的维护与诊断
2.1汽车制动系的日常保养
制动液：通常制动液的维护周期为2年或者4.8万千米。对于具有防抱死ABS 功能的制动系，及时地补充制动液就显得尤为重要。这主要是由于其蓄能器中灰尘和湿气的污染会导致价格不菲的阀体发生故障，并由此埋下安全隐患。
当车主发现制动力衰弱时，可以使用制动液湿度测试纸辅助分析故障原因是否因制动液缺损所致。如果该故障的根源为制动液不足，必须及时补充足量的制动液。由制动液储液罐通风口处正常渗入(或当储液罐盖打开时非正常进入)的湿气和灰
尘缩短了制动液的维护周期。在对制动液进行维护的同时，切不可疏忽车轮制动部分。
刹车垫、制动鼓、旋转体及制动钳：当前驱车辆主领潮流时，人们关注的焦点是如何对担当了2/3制动任务的前轮制动系进行科学有效的维护。现在，由于各种后驱车、全驱车、货车和SUV遍地开花，人们“重前轻后”的传统观念已经在逐步改变。
逐渐取代石棉衬片的半金属刹车垫将导致旋转体全表面的严重磨损。对车轮制动部件或刹车垫的检查是一项复杂的工作，并不是简简单单地从两边目测一下前轮刹车垫中间点的磨损量。在实际操作过程中，即使制动钳的开口距离恰好能够让您看到两边的刹车垫，也并不等于就可以得心应手、畅通无阻地操作了。此外，由于制动器防护罩的普及应用，使得旋转体与刹车垫的接触面被多重遮挡、难以察看。至于采用盘式制动的后轮，那更是深藏不露，令人难窥其貌。
通常，只有系统出现明显泄漏时，我们才会着重检查制动液的密封性。其全面系统的检查包括传统的静态检查(即原地静态查找泄漏点)和动态检查(即检查制动过程中的密封状况)。无论如何，当车辆制动系维护后续驶里程达到4.8万千米时，便需要对车辆的制动系进行一次全面的专业维护。
制动旋转体上的轻微划痕并无大碍。不过由于紧固螺母拧紧力不均和制动旋转体厚度不均而导致旋转体的过度磨损将严重影响制动性能。为了减轻重量，许多旋转体采用了非常规结构尺寸，从而难以满足部分机床加工夹持的基本要求。如果您发现某一旋转体已经过加工，那么请按照同一车轴上第二只旋转体的尺寸对其进行更换。理论上，可以仅更换一只旋转体，但是为了获得最佳的制动平衡效果，还是建议同时更换同一车轴上的两只旋转体。该建议同样也适用于后轮制动鼓。
在制动过程中，通过感受制动钳活塞的回复运动，便可以完成制动钳关键功能的自动检查工作。如果制动钳活塞回位不顺，请更换一只新的制动钳；如果要泄放或充注制动液，请确认泄放阀可以正常打开；如果泄放阀凝结，请更换为新的制动钳。
如果石棉衬片已经磨损了3.175mm，此时即使在轻载负荷下，其安全续驶里程也已经很有限了。另外，如果此时需要进行中高负荷的刹车，该磨损衬片衰弱的制动力必将使行车的安全性大打折扣。
一些后轮盘式制动的后驱车采用了帽式旋转体，该帽式旋转体还充当了驻车制动鼓。有很多车主常常忽略取消驻车制动便直接驱动汽车，其旋转体和制动蹄进行直接的金属-金属摩擦，结果必将导致旋转体、刹车垫和制动蹄发生严重磨损。
2.2 汽车制动系统的故障诊断
一、制动效能不良
现象：汽车行驶中制动时，制动减速度小，制动距离长。
原因：
1.总泵有故障。
2.分泵有故障。
3.制动器有故障。
4.制动管路中渗入空气。
诊断：
液压制动系统产生制动效能不良的原因，一般可根据制动踏板行程(俗称高、低)、踏制动踏板时的软硬感觉、踏下制动踏板后的稳定性以及边疆多脚制动时踏板增高度来判断。
1.一般制动时踏板高度太低、制动效能不良。如连续两脚或几脚制动，踏板高度随这增高且制动效能好转，说明制动鼓与磨擦片或总泵活塞与推杆的间隙过大。
2.维持制动时，踏板的高度若缓慢或迅速下降，说明制动管路某处破裂、接头密闭不良或分泵皮碗密封不良，其回位弹簧过软或折断，或总泵皮碗、皮圈密封不良，回油阀及出油阀不良。可首先踏下制动踏板，观察有无制动液渗漏部位。若外部正常，则应检查分泵或总泵故障。
3.连续几脚制动时,踏板高度仍过低,且在第二脚制动后,感到总泵活塞未回位,踏下制动踏板即有总泵推杆与活塞碰击响声,是总泵皮碗破裂或其连续几脚，回位弹簧太软。
4.连续几脚制动时踏板高度稍有增高，并有弹性感，说明制动管路中渗入了空气。
5.连续几脚，踏板均被踏到底，并感到踏板毫无反力，说明总泵储液室内制动液严重亏损。
6.连续几脚制动时，踏板高度低而软，是总进油孔中储液室螺塞通气孔堵塞。
7.一脚或两脚制动时，踏板高度适当，但太硬制动效能不良。应检查各轮磨擦片与鼓的间隙是否太小中高速不当。若间隙正常，则检查鼓壁与磨擦片表面状况。如正常，再检查制动蹄弹簧是否过硬，总泵或分泵皮碗是否发胀，活塞与缸壁配合是否松旷。如均正常，则应进而检查制动软管是否老化不畅通。
二、制动突然失灵
现象：汽车在行驶中，一脚或连续几脚制动，制动踏板均被踏到底，制动突然失灵。
原因：
1.总泵内无制动液。
2.总泵皮碗破损或踏翻。
3.分泵皮碗破损或踏翻。
4.制动管路严重破裂或接头脱节。
诊断：
发生制动失灵的故障，应立即停车检查。首先观察有无泄漏制动液处。如制动总泵推杆防尘套处制动液处。如制动总泵推杆防尘套处制动液漏流严重，多属总泵皮碗踏翻或严惩损坏。如某车轮制动鼓边缘有大量制动液，说明该轮分泵皮碗压翻或严重损坏。管路渗漏制动液一般明显可见。若无渗漏制动液现象，则应检查总泵储液室内制动液是否充足。
三、制动发咬
现象：踏下制动踏板时感到既高又硬或没有自由行程，汽车起步困难或行驶费力。
原因：
1.制动踏板没有自由行程或其回位弹簧脱落、折断或过软。
2.踏板轴锈滞加位困难。
3.总泵皮碗、皮圈发胀或活塞变形或被污物卡住。
4.总泵活塞回位弹簧过软、折断，皮碗发胀堵住回油孔或回油孔被污物堵塞。
5.制动蹄磨擦片与制动鼓间隙过小。
6.两前轮制动鼓与磨擦片的间隙不。
7.制动蹄回位弹簧过软、折断。
8.制动蹄在支承销上下能自由转动。
9.分泵皮碗胀大、活塞变形或有污物粘住。
10.制动管凹瘪、堵塞，使回油不畅。
11.制动液太脏，粘度太大，使回油困难。
诊断：
放松制动踏板后，全部或个别车轮仍有制动作用，即表明制动发咬。行车中出现制动发咬，若各轮制动鼓均过热，表明总泵有故障。若个别制动鼓过热，则属于该轮制动器工作不良。
若故障在总泵时，应先检查制动踏板自由行程。若无自由行程，一般为总泵推杆与活塞的间隙过小或没有间隙。若自由行程正常，可拆下总泵储液室螺塞，踏抬制动踏板，观察回油情况。如不回油，为回油孔堵塞。如回油缓慢，可检查制动液是否太脏、粘度太大。如制动液清纯，则总泵皮碗、皮圈可能发胀或其回位弹簧过
软，应分解总泵检查。
若故障在个别车轮制动器发咬，可架起该车轮，旋松分泵放气螺钉，如制动液随之急速喷出且车轮即刻转动自如，说明该轮制动管路堵塞，分泵未能回油。如转动该轮仍发咬，可检查制动蹄磨擦片与制动鼓间隙是否太小。若上述均正常，则应检查分泵活蹇以碗及制动蹭回位弹簧的情况。
四、制动跑偏(单边)
现象：汽车制动时，向一边偏斜。
原因：
1.两前轮磨擦片的接触面积相差太大，两前轮磨片的质量不同，两前轮制动鼓内径相差过多，两前轮制动蹄回位弹簧弹力不等。
2.前轮某侧分泵活塞与缸筒摩擦过甚，某侧前轮分泵有空气，软管老化或分泵皮碗不良或前轮某侧制动鼓失圆，两前轮胎气压不一致，某侧前轮磨擦片油污、水湿、硬化、铆钉外露。
3.两前轮制动蹄支承销偏心套磨损程度不一。
4.两后轮有上述前三条故障的。
5.车架变形、前轴移位、前束不合要求、转向机构松旷及两前钢板弹簧弹力不等。
诊断：
检查时先通过路试制动，根据轮胎拖印查明制动效能不良的车轮予以检修。拖印短或没有拖印的车轮即为制动效能不良。可先检视该轮制动管路是否漏油，轮胎气压是否充足。若正常，可高速磨擦片与制动鼓间隙。如仍无效，可查分泵是否渗入空气。若无空气渗入，即拆下制动鼓，按原因逐一检查制动器各部件。如也正常，说明故障不在制动系。
应检查车架或前轴的技术状况及转向机构情况。如有制动试验台检查更为方便，看哪个车轮制动力小，即为不良的车轮。
关于桑塔纳这类车辆的制动系统，也是液压制动。但都是钳式制动机构，如若出现故障，则应检查踏板自由行程、制动贮液罐的制动液面高度、制动片的厚度，检查制动压力调节器的制动压力等是否合乎要求。
3 汽车制动系的发展趋势
20世纪80年代后期，随着电子技术的发展，世界汽车技术领域最显著的成就就是防抱制动系统(ABS)的实用和推广。ABS集微电子技术、精密加工技术、液压控制技术为一体，是机电一体化的高技术产品。它的安装大大提高了汽车的主动安全性和操纵性。防抱装置一般包括三部分：传感器、控制器(电子计算机)与压力调节器。传感器接受运动参数，如车轮角速度、角加速度、车速等传送给控制装置，控制装置进行计算并与规定的数值进行比较后，给压力调节器发出指令。
1936年，博世公司申请一项电液控制的ABS装置专利促进了防抱制动系统在汽车上的应用。1969年的福特使用了真空助力的ABS制动器；1971年，克莱斯勒车采用了四轮电子控制的ABS装置。这些早期的ABS装置性能有限，可靠性不够理想，且成本高。
1979年，默·本茨推出了一种性能可靠、带有独立液压助力器的全数字电子系统控制的ABS制动装置。1985年美国开发出带有数字显示微处理器、复合主缸、液压制动助力器、电磁阀及执行器“一体化”的ABS防抱装置。随着大规模集成电路和超大规模集成电路技术的出现，以及电子信息处理技术的高速发展，ABS
以成为性能可靠、成本日趋下降的具有广泛应用前景的成熟产品。1992年ABS的世界年产量已超过1000万辆份，世界汽车ABS的装用率已超过20%。一些国家和地区(如欧洲、日本、美国等)已制定法规，使ABS成为汽车的标准设备。
3.1制动控制系统的现状
当考虑基本的制动功能量，液压操纵仍然是最可靠、最经济的方法。即使增加了防抱制动(ABS)功能后，传统的“油液制动系统”仍然占有优势地位。但是就复杂性和经济性而言，增加的牵引力控制、车辆稳定性控制和一些正在考虑用于“智能汽车”的新技术使基本的制动器显得微不足道。
传统的制动控制系统只做一样事情，即均匀分配油液压力。当制动踏板踏下时，主缸就将等量的油液送到通往每个制动器的管路，并通过一个比例阀使前后平衡。而ABS或其他一种制动干预系统则按照每个制动器的需要时对油液压力进行调节。
采用的以滑移率为目标的连续控制系统。模糊控制法是基于经验规则的控制，与系统的模型无关，具有很好的鲁棒性和控制规则的灵活性，但调整控制参数比较困难，无理论而言，基本上是靠试凑的方法。然而对大多数基于目标值的控制而言，控制目前，车辆防抱制动控制系统(ABS)已发展成为成熟的产品，并在各种车辆上得到了广泛的应用，但是这些产品基本都是基于车轮加、减速门限及参考滑移率方法设计的。方法虽然简单实用，但是其调试比较困难，不同的车辆需要不同的匹配技术，在许多不同的道路上加以验证；从理论上来说，整个控制过程车轮滑移率不是保持在最佳滑移率上，并未达到最佳的制动效果。
另外，由于编制逻辑门限ABS有许多局限性，所以近年来在ABS的基础上发展了车辆动力学控制系统(VDC)。结合动力学控制的最佳ABS是以滑移率为控制目标的ABS，它是以连续量控制形式，使制动过程中保持最佳的、稳定的滑移率，理论上是一种理想的ABS控制系统滑移率控制的难点在于确定各种路况下的最佳滑移率，另一个难点是车辆速度的测量问题，它应是低成本可靠的技术，并最终能发展成为使用的产品。对以滑移率为目标的ABS而言，控制精度并不是十分突出的问题，并且达到高精度的控制也比较困难；因为路面及车辆运动状态的变化很大，多种干扰影响较大，所以重要的问题在于控制的稳定性，即系统鲁棒性，应保持在各种条件下不失控。防抱系统要求高可靠性，否则会导致人身伤亡及车辆损坏。
因此，发展鲁棒性的ABS控制系统成为关键。现在，多种鲁棒控制系统应用到ABS的控制逻辑中来。除传统的逻辑门限方法是以比较为目的外，增益调度PID 控制、变结构控制和模糊控制是常用的鲁棒控制系统，是目前所规律有一定的规律。
另外，也有采用其它的控制方法，如基于状态空门及线性反馈理论的方法，模糊神经网络控制系统等。各种控制方法并不是单独应用在汽车上，通常是几种控制方法组合起来实施。如可以将模糊控制和PID结合起来，兼顾模糊控制的鲁棒性和PID控制的高精度，能达到很好的控制效果。
车轮的驱动打滑与制动抱死是很类似的问题。在汽车起动或加速时，因驱动力过大而使驱动轮高速旋转、超过摩擦极限而引起打滑。此时，车轮同样不具有足够的侧向力来保持车辆的稳定，车轮切向力也减少，影响加速性能。由此看出，防止车轮打滑与抱死都是要控制汽车的滑移率，所以在ABS的基础上发展了驱动防滑系统(ASR)。
ASR是ABS的逻辑和功能扩展。ABS在增加了ASR功能后，主要的变化是在电子控制单元中增加了驱动防滑逻辑系统，来监测驱动轮的转速。ASR大多借用ABS的硬件，两者共存一体，发展成为ABS/ASR系统。
目前，ABS/ASR已在欧洲新载货车中普遍使用，并且欧共体法规EEC/71/320已强制性规定在总质量大于3.5t的某些载货车上使用，重型车是首先装用的。然而ABS/ASR只是解决了紧急制动时附着系数的利用，并可获得较短的制动距离及制动方向稳定性，但是它不能解决制动系统中的所有缺陷。因此ABS/ASR功能，同时可进行制动强度的控制。
ABS只有在极端情况下(车轮完全抱死)才会控制制动，在部分制动时，电子制动使可控制单个制动缸压力，因此反应时间缩短，确保在任一瞬间得到正确的制动压力。近几年电子技术及计算机控制技术的飞速发展为EBS的发展带来了机遇。德国自20世纪80年代以来率先发展了ABS/ASR系统并投入市场，在EBS的研究与发展过程中走到了世界的前列。
德国博世公司在1993年与斯堪尼公司联合首次在Scania牵引车及挂车上装用了EBS。然而EBS是全新的系统，它有很大的潜力，必将给现在及将来的制动系统带来革命性的变革。
3.2制动控制系统的发展前景
今天，ABS/ASR已经成为欧美和日本等发达国家汽车的标准设备。
车辆制动控制系统的发展主要是控制技术的发展。一方面是扩大控制范围、增加控制功能；另一方面是采用优化控制理论，实施伺服控制和高精度控制。
在第一方面，ABS功能的扩充除ASR外，同时把悬架和转向控制扩展进来，使ABS不仅仅是防抱死系统，而成为更综合的车辆控制系统。制动器开发厂商还提出了未来将ABS/TCS和VDC与智能化运输系统一体化运用的构想。随着电子控制传动、悬架系统及转向装置的发展，将产生电子控制系统之间的联系网络，从而产生一些新的功能，如：采用电子控制的离合器可大大提高汽车静止启动的效率；在制动过程中，通过输入一个驱动命令给电子悬架系统，能防止车辆的俯仰。
在第二个方面，一些智能控制技术如神经网络控制技术是现在比较新的控制技术，已经有人将其应用在汽车的制动控制系统中。ABS/ASR并不能解决汽车制动中的所有问题。因此由ABS/ASR进一步发展演变成电子控制制动系统(EBS)，这
将是控制系统发展的一个重要的方向。但是EBS要想在实际中应用开来，并不是一个简单的问题。除技术外，系统的成本和相关的法规是其投入应用的关键。
经过了一百多年的发展，汽车制动系统的形式已经基本固定下来。随着电子，特别是大规模、超大规模集成电路的发展，汽车制动系统的形式也将发生变化。如凯西-海斯(K-H)公司在一辆实验车上安装了一种电-液(EH)制动系统，该系统彻底改变了制动器的操作机理。通过采用4个比例阀和电力电子控制装置，K-H公司的EBM就能考虑到基本制动、ABS、牵引力控制、巡航控制制动干预等情况，而不需另外增加任何一种附加装置。EBM系统潜在的优点是比标准制动器能更加有效地分配基本制动力，从而使制动距离缩短5%。一种完全无油液、完全的电路制动BBW (Brake-By-Wire)的开发使传统的液压制动装置成为历史。
全电路制动(BBW)其主要包含以下部分：
a)电制动器。其结构和液压制动器基本类似，有盘式和鼓式两种，作动器是电动机；
b)电制动控制单元(ECU)。接收制动踏板发出的信号，控制制动器制动；接收驻车制动信号，控制驻车制动；接收车轮传感器信号，识别车轮是否抱死、打滑等，控制车轮制动力，实现防抱死和驱动防滑。由于各种控制系统如卫星定位、导航系统，自动变速系统，无级转向系统，悬架系统等的控制系统与制动控制系统高度集成，所以ECU还得兼顾这些系统的控制；
c)轮速传感器。准确、可靠、及时地获得车轮的速度；
d)线束。给系统传递能源和电控制信号；
e)电源。为整个电制动系统提供能源。与其他系统共用。可以是各种电源，也包括再生能源。
从结构上可以看出这种全电路制动系统具有其他传统制动控制系统无法比拟的优点：
a)整个制动系统结构简单，省去了传统制动系统
b)无制动液，维护简单；
c)系统总成制造、装配、测试简单快捷，制BBW是未来制动控制系统的L发展方向。全电制动不同于传统的制动系统，因为其传递的是电，而不是液压油或压缩空气，可以省略许多管路和传感器，缩短制动反应时间。
d)液压阀、复杂的管路系统等部件，使整车质量降低；
e)制动响应时间短，提高制动性能；
f)动分总成为模块化结构；
g)采用电线连接，系统耐久性能良好；
h)易于改进，稍加改进就可以增加各种电控制功能。
全电制动控制系统是一个全新的系统，给制动控制系统带来了巨大的变革，为将来的车辆智能控制提供条件。但是，要想全面推广，还有不少问题需要解决：首先是驱动能源问题。采用全电路制动控制系统，需要较多的能源，一个盘式制动器大约需要1kW的驱动能量。目前车辆12V电力系统提供不了这么大的能量，因此，将来车辆动力系统采用高压电，加大能源供应，可以满足制动能量要求，同时需要解决高电压带来的安全问题。
其次是控制系统失效处理。全电制动控制系统面临的一个难题是制动失效的处理。因为不存在独立的主动备用制动系统，因此需要一个备用系统保证制动安全，不论是ECU元件失效，传感器失效还是制动器本身、线束失效，都能保证制动的基本性能。实现全电制动控制的一个关键技术是系统失效时的信息交流协议，如TTP/C。
系统一旦出现故障，立即发出信息，确保信息传递符合法规最适合的方法是多重通道分时区(TDMA)，它可以保证不出现不可预测的信息滞后。TTP/C协议是根据TDMA制定的。第三是抗干扰处理。车辆在运行过程中会有各种干扰信号，如何消除这些干扰信号造成的影响，目前存在多种抗干扰控制系统，基本上分为两种，即对称式和非对称式抗干扰控制系统。
对称式抗干扰控制系统是用两个相同的CPU和同样的计算程序处理制动信号。非对称式抗干扰控制系统是用两个不同的CPU和不一样的计算程序处理制动信号。两种方法各有优缺点。另外，电制动控制系统的软件和硬件如何实现模块化，以适应不同种类的车型需要；如何实现底盘的模块化，是一个重要的难题。只有将制动、转向、悬架、导航等系统综合考虑进来，从算法上模块化，建立数据总线系统，才能以最低的成本获得最好的控制系统。
电制动控制系统首先用在混合动力制动系统车辆上，采用液压制动和电制动两种制动系统。这种混合制动系统是全电制动系统的过渡方案。由于两套制动系统共存，使结构复杂，成本偏高。
随着技术的进步，上述的各种问题会逐步得到解决，全电制动控制系统会真正代替传统的以液压为主的制动控制系统。这种全电制动控制系统的配置方案。
4 结论
综上所述，现代汽车制动控制技术正朝着电子制动控制方向发展。全电制动控制因其巨大的优越性，将取代传统的以液压为主的传统制动控制系统。同时，随着其他汽车电子技术特别是超大规模集成电路的发展，电子元件的成本及尺寸不断下降。
汽车电子制动控制系统将与其他汽车电子系统如汽车电子悬架系统、汽车主动式方向摆动稳定系统、电子导航系统、无人驾驶系统等融合在一起成为综合的汽车电子控制系统，未来的汽车中就不存在孤立的制动控制系统，各种控制单元集中在一个ECU中，并将逐渐代替常规的控制系统，实现车辆控制的智能化。
纯电动汽车制动系统计算方案 1 2020年4月19日
文档仅供参考 目录 前言............................................................................ 错误!未定义书签。 一、制动法规基本要求 ............................................ 错误!未定义书签。 二、整车基本参数及样车制动系统主要参数 ......... 错误!未定义书签。 2.1整车基本参数................................................ 错误!未定义书签。 2.2样车制动系统主要参数 ................................ 错误!未定义书签。 三、前、后制动器制动力分配 ............................. 错误!未定义书签。 3.1地面对前、后车轮的法向反作用力 ............ 错误!未定义书签。 3.2理想前后制动力分配曲线及 曲线 ............. 错误!未定义书签。 3.2.1理想前后制动力分配 .......................... 错误!未定义书签。 3.2.2实际制动器制动力分配系数............... 错误!未定义书签。 五、利用附着系数与制动强度法规验算 ................. 错误!未定义书签。 六、制动距离的校核 ................................................ 错误!未定义书签。 七、真空助力器主要技术参数................................. 错误!未定义书签。 八、真空助力器失效时整车制动性能 ..................... 错误!未定义书签。 九、制动踏板力的校核 ............................................ 错误!未定义书签。 十、制动主缸行程校核 ............................................ 错误!未定义书签。十一、驻车制动校核 ................................................ 错误!未定义书签。 1、极限倾角 ....................................................... 错误!未定义书签。 2、制动器的操纵力校核.................................... 错误!未定义书签。 I 2020年4月19日
附录 Automobile Brake System The braking system is the most important system in cars. If the brakes fail, the result can be disastrous. Brakes are actually energy conversion devices, which convert the kinetic energy (momentum) of the vehicle into thermal energy (heat).When stepping on the brakes, the driver commands a stopping force ten times as powerful as the force that puts the car in motion. The braking system can exert thousands of pounds of pressure on each of the four brakes. Two complete independent braking systems are used on the car. They are the service brake and the parking brake. The service brake acts to slow, stop, or hold the vehicle during normal driving. They are foot-operated by the driver depressing and releasing the brake pedal. The primary purpose of the brake is to hold the vehicle stationary while it is unattended. The parking brake is mechanically operated by when a separate parking brake foot pedal or hand lever is set. The brake system is composed of the following basic component s: the “master cylinder” which is located under the hood, and is directly connected to the brake pedal, converts driver foot’s mechanical pressure into hydraulic pressure. Steel “brake lines” and flexible “brake hoses” connect the master cylinder to the “slave cylinders” located at each wheel. Brake fluid, specially designed to work in extreme conditions, fills the system.
汽车制动系统 1 概述 使行驶中的汽车减速甚至停车，使下坡行驶的汽车的速度保持稳定，以及使已停驶的汽车保值不动，这些作用统称为汽车制动。 制动系至少有行车制动装置和驻车制动装置。前者用来保证第一项功能和在不长的坡道上行驶时保证第二项功能，而后者则用来保证第三项功能。除此之外，有些汽车还设有应急制动和辅助制动装置。 应急制动装置利用机械力源(如强力压缩弹簧)进行制动。在某些采用动力制动或伺服制动的汽车上，一旦发生蓄压装置压力过低等故障时，可用应急制动装置实现汽车制动。同时，在人力控制下它还能兼作驻车制动用。 辅助制动装置可实现汽车下长坡时持续地减速或保持稳定的车速，并减轻或者解除行车制动装置的负荷。 行车制动装置和驻车制动装置，都由制动器和制动驱动机构两部分组成。为防止制动时车轮被抱死，提高制动过程中的方向稳定性和转向操纵能力，缩短制动距离，所以近年来防抱死系统(ABS)在汽车上得到很快的发展和应用。 1.1汽车制动系统的分类 1) 按制动系统的作用 （1）行车制动系统——使行驶中的汽车降低速度甚至停车的一套专门装置。（2）驻车制动系统——使已停驶的汽车驻留原地不动的一套装置。 （3）第二制动系统——在行车制动系统失效的情况下，保证汽车仍能实现减速或停车的一套装置。 （4）辅助制动系统——在汽车下长坡是用以稳定车速的一套装置。 上述各制动系统中，行车制动系统和驻车制动系统是每一辆汽车都必须具备的。 2)按制动操纵能源 （1）人力制动系统——以驾驶员的肌体作为唯一制动能源的制动系统。 （2）动力制动系统——完全靠由发动机的动力转化而成的气压或液压形式的势能
图1 制动系统的组成示意图 1-前轮盘制动器；2-制动总泵；3-真空助力器；4-制动踏板机构；5-后轮鼓式制动；6-制动组合阀；7-制动警示灯 进行制动的系统称。 （3）伺服制动系统——兼用人力和发动机动力进行制动的制动系统称。 按制动能量的传输方式，制动系统又可分为机械式、液压式、气压式和电磁式等。同时采用两种以上传能方式的制动系称为组合式制动系统。 1.2汽车制动系的组成 右图1给出了一种轿车典型制动 系统的组成示意图，可以看出，制动 系统一般由制动操纵机构和制动器两 个主要部分组成。 1.2.1制动操作机构 产生制动动作、控制制动效果并将 制动能量传输到制动器的各个部件，如图 中的2、3、4、6，以及制动主缸和制动轮 缸。 (1)制动主缸 制动主缸分单腔和双腔两种，分别用于单回路和双回路液压制动系统。 （2）制动轮缸 制动轮缸的功用是将液体压力转变为制动蹄张开的机械推力。制动轮缸有单活塞和双活塞式两种。单活塞式制动轮缸主要用于双领蹄式和双从领蹄式制动器，而双活塞式制动轮缸应用较广，即可用于领从蹄式制动器，又可用于双向领从蹄式制动器及自增力式制动器。 1.2.2制动器 一般制动器都是通过其中的固定元件对旋转元件施加制动力矩，使后者的旋转角速度降低，同时依靠车轮与地面的附着作用，产生路面对车轮的制动力以使汽车减速。凡利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩的制动器都成为摩擦制动器。 旋转元件固装在车轮或半轴上，即制动力矩直接分别作用于两侧车轮上的制动器称为车轮制动器。旋转元件固装在传动系的传动轴上，其制动力矩经过驱动桥再分配到两侧车轮上的制动器称为中央制动器。
目录 前言 (1) 一、制动法规基本要求 (1) 二、整车基本参数及样车制动系统主要参数 (2) 2.1整车基本参数 (2) 2.2样车制动系统主要参数 (2) 三、前、后制动器制动力分配 (3) 3.1地面对前、后车轮的法向反作用力 (3) 3.2理想前后制动力分配曲线及 曲线 (4) 3.2.1理想前后制动力分配 (4) 3.2.2实际制动器制动力分配系数 (4) 五、利用附着系数与制动强度法规验算 (9) 六、制动距离的校核 (11) 七、真空助力器主要技术参数 (12) 八、真空助力器失效时整车制动性能 (12) 九、制动踏板力的校核 (14) 十、制动主缸行程校核 (16) 十一、驻车制动校核 (17) 1、极限倾角 (17) 2、制动器的操纵力校核 (18)
前言 BM3车型的行车制动系统采用液压真空助力结构。前制动器为通风盘式制动器，后制动器有盘式制动器和鼓式制动器两种，采用吊挂式制动踏板，带真空助力器，制动管路为双回路对角线（X型）布置，安装ABS系统。 驻车制动系统为后盘中鼓式制动器和后鼓式制动器两种，采用手动机械拉线式操纵机构。 一、制动法规基本要求 1、GB21670《乘用车制动系统技术要求及试验方法》 2、GB12676《汽车制动系统结构、性能和试验方法》 3、GB13594《机动车和挂车防抱制动性能和试验方法》 4、GB7258《机动车运行安全技术条件》 400N
二、整车基本参数及样车制动系统主要参数 2.1整车基本参数 2.2样车制动系统主要参数
本车型要求安装ABS 三、 前、后制动器制动力分配 3.1地面对前、后车轮的法向反作用力 在分析前、后轮制动器制动力分配比前，首先了解地面作用于前后车轮的法向反作用力（图1）。 由图1，对后轮接地点取力矩得： 1z g du F L Gb m h dt =+……………………（1） 式中：1z F —地面对前轮的法向反作用力，N ； G —汽车重力，N ； b —汽车质心至后轴中心线的水平距离，m ； m —汽车质量，kg ； g h —汽车质心高度，m ； L —轴距，m ； du dt —汽车减速度2/m s 。 对前轮接地点取力矩，得： 2z du F L Ga m dt =-……………………（2） 式中：2z F —地面对后轮的法向反作用力，N ； a —汽车质心至前轴中心线的距离，m 。 12()()z g z g G F b h L G F a h L ???=+??? ?=-?? (3)
制动系统匹配设计计算 根据AA车型整车开发计划，AA车型制动系统在参考BB轿车底盘制造平台的基础上进行逆向开发设计，管路重新设计。本计算是以选配C发动机为基础。 AA车型的行车制动系统采用液压制动系统。前、后制动器分别为前通风盘式制动器和实心盘式制动器，制动踏板为吊挂式踏板，带真空助力器，制动管路为双回路对角线(X型)布置，采用ABS。驻车制动系统为机械式手动后盘式制动，采用远距离棘轮拉索操纵机构。因AA车型与参考样车BB的整车参数接近，制动系统采用了BB样车制动系统，因此，计算的目的在于校核前/后制动力、最大制动距离、制动踏板力、驻车制动手柄力及驻坡极限倾角。 设计要符合GB 12676-1999《汽车制动系统结构、性能和试验方法》；GB 13594-2003《机动车和挂车防抱制动性能和试验方法》和GB 7258-2004《机动车运行安全技术条件》的要求，其中的踏板力要求≤500N，驻车制动停驻角度为20％（12），驻车制动操纵手柄力≤400N。 制动系统设计的输入条件 整车基本参数见表1，零部件主要参数见表2。 表1 整车基本参数
表2 零部件主要参数制动系统设计计算 1.地面对前、后车轮的法向反作用力 地面对前、后车轮的法向反作用力如图1所示。 图1 制动工况受力简图由图1，对后轮接地点取力矩得:
式中：FZ1（N）：地面对前轮的法向反作用力；G（N）：汽车重力；b（m）：汽车质心至后轴中心线的水平距离；m（kg）：汽车质量；hg（m）：汽车质心高度；L（m）：轴距；（m/s2）：汽车减速度。 对前轮接地点取力矩，得： 式中：FZ2（N）：地面对后轮的法向反作用力；a（m）：汽车质心至前轴中心线的距离。 2.理想前后制动力分配 在附着系数为ψ的路面上，前、后车轮同步抱死的条件是：前、后轮制动器制动力之和等于汽车的地面附着力；并且前、后轮制动器制动力Fm1、Fm2分别等于各自的附着力，即：
绪论 汽车行驶时能在短距离内停车且维持行驶方向稳定性和在下长坡时能维持一定车速的能力称为汽车的制动性。人们在汽车上装设专门装置，以便驾驶员根据道路和交通等情况借以使外界（主要是路面）在汽车的某些部分（主要是车轮）施加一定的力，对汽车进行一定程度的强制制动，使驾驶员和乘客免受车祸的灾害。这一系列专门装置即称为制动系。 1.汽车制动系统的概况及作用 1.1汽车制动系统的发展概况 从汽车诞生时起，车辆制动系统在车辆的安全方面就扮演着至关重要的角色。近年来，随着车辆技术的进步和汽车行驶速度的提高，这种重要性表现得越来越明显。汽车制动系统种类很多，形式多样。传统的制动系统结构型式主要有机械式、气动式、液压式、气—液混合式。它们的工作原理基本都一样，都是利用制动装置，用工作时产生的摩擦热来逐渐消耗车辆所具有的动能，以达到车辆制动减速，或直至停车的目的。伴随着节能和清洁能源汽车的研究开发，汽车动力系统发生了很大的改变，出现了很多新的结构型式和功能形式。新型动力系统的出现也要求制动系统结构型式和功能形式发生相应的改变。例如电动汽车没有内燃机，无法为真空助力器提供真空源，一种解决方案是利用电动真空泵为真空助力器提供真空。汽车制动系统的发展是和汽车性能的提高及汽车结构型式的变化密切相关的，制动系统的每个组成部分都发生了很大变化。 1.2汽车制动系统作用 使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车;使已停驶的汽车在各种道路条件下(包括在坡道上)稳定驻车;使下坡行驶的汽车速度保持稳定。 2.制动器（brake staff）简介
制动器就是刹车。是使机械中的运动件停止或减速的机械零件。俗称刹车、闸。制动器主要由制动架、制动件和操纵装置等组成。有些制动器还装有制动件间隙的自动调整装置。为了减小制动力矩和结构尺寸，制动器通常装在设备的高速轴上，但对安全性要求较高的大型设备(如矿井提升机、电梯等)则应装在靠近设备工作部分的低速轴上。有些制动器已标准化和系列化，并由专业工厂制造以供选用。 制动器分为行车制动器（脚刹），驻车制动器（手刹）。在行车过程中，一般都采用行车制动（脚刹），便于在先进的过程中减速停车，不单是使汽车保持不动。若行车制动失灵时才采用驻车制动。当车停稳后，就要使用驻车制动（手刹），防止车辆前滑和后溜。停车后一般除使用驻车制动外，上坡要将档位挂在一档（防止后溜），下坡要将档位挂在倒档（防止前滑）。 使机械运转部件停止或减速所必须施加的阻力矩称为制动力矩。制动力矩是设计、选用制动器的依据，其大小由机械的型式和工作要求决定。制动器上所用摩擦材料（制动件）的性能直接影响制动过程，而影响其性能的主要因素为工作温度和温升速度。摩擦材料应具备高而稳定的摩擦系数和良好的耐磨性。摩擦材料分金属和非金属两类。前者常用的有铸铁、钢、青铜和粉末冶金摩擦材料等，后者有皮革、橡胶、木材和石棉等。 3.捷达汽车制动器结构分类 制动器按制动目的可分为行车制动器、驻车制动器、应急制动器和辅助制动器。制动器按耗散能量的方式可分为摩擦式、液力式、电磁式和电涡流式，目前广泛使用的是摩擦式制动器。摩擦式制动器按其摩擦副的几何形状可分为鼓式、盘式和带式，以鼓式、盘式制动器应用最广泛。 大众捷达鼓式、盘式制动器的分类如图3-1所示。
制动计算 制动系统方面的书籍很多，但如果您由于某事需要找到一个特定的公式，你可能很难找到。本文面将他们聚在一起并作一些的解释。他们适用于为任何两轴的车辆，但你的责任就是验证它们。并带着风险使用..... 车辆动力学 静态车桥负载分配 相对重心高度 动态车桥负载（两轴车辆） 车辆停止 制动力 车轮抱死 制动力矩 制动基本原理 制动盘的有效半径 夹紧力 制动系数 制动产生 系统压力 伺服助力 踏板力 实际的减速度和停止距离 制动热 制动耗能 动能 转动能量 势能 制动功率 干式制动盘温升 单一停止式温升 逐渐停止式温升 斜面驻车 车桥负荷 牵引力 电缆操纵制动的损失 液压制动器 制动液量要求 制动基本要求 制动片压缩性 胶管膨胀 钢管膨胀 主缸损失 制动液压缩性 测功机惯性
车辆动力学 静态车桥负载分配 这里：Mf=静态后车桥负载（kg）；M=车辆总质量（kg）；Ψ=静态车桥负载分配系数注：对于满载和空载的车辆的变化往往是不同的。 相对重心高度 这里： h=重心到地面的垂直距离（m）；wb=轴距；X=相对重心高度; 动态车桥负载（仅适用于两轴车辆） 制动过程中车桥负载的变化与哪个车桥制动无关。它们只依赖于静态负载条件和减速度大小。 这里：a=减速度（g）；M=车辆总质量（kg）；Mfdyn=前桥动态负载（kg）； 注：前桥负荷不能大于车辆总质量。后桥负荷是车辆质量和前桥负荷之间的差值，并不能为负数。它可能脱离地面。（摩托车要注意）！ 车辆停止 制动力 总制动力可以简单地用牛顿第二定律计算。 这里：BF=总制动力（N）；M=车辆总质量（kg）；a=减速度（g）；g=重力加速度（s/m2）；车轮抱死 如果车轮不抱死只能产生制动力，因为轮子滑动摩擦力比滚动摩擦力低得多。在车轮抱死前特定车轴可能的最大制动力计算公式如下： 这里：FA=车桥可能的总制动力（N）；Mwdyn=动态车桥质量（kg）；g=重力加速度（s/m2）；μf=轮胎与地面间摩擦系数； 制动力矩 决定了哪个车轮需要制动来产生足够的制动力，每个车轮扭矩的要求需要确定。对于某些规则，前部和后部制动器之间的分配是确定的。这可能是通过不同的刹车片大小或更容易使
制动系统新技术 盘式制动器在重型载货车中广泛应用 自90年代末气盘式制动器开始在欧洲重型载货车上应用以来，盘式气动制动器的使用比例持续增长，鼓式制动器的使用比例不断下降。目前，国外重型载货车，特别是公路运输用重型载货车基本上都采用盘式制动器，或前盘后鼓式制动器。全都采用鼓式制动器使用的比例很少，而且，也主要集中在工程用车中使用。 盘式气动制动器在重型载货车中之所以得以广泛应用主要是它的制动性能明显优于传统的鼓式制动器。盘式气动制动器在制动力和安全性方面，与鼓式制动器相比，在间断式制动时二者制动力相差不大，但是盘式制动器在反应速度和制动控制方面表现更好，更适合电气控制。在连续制动方面，盘式制动器的制动力比鼓式制动能更好地保证制动安全性。盘式制动器结构简单，质量轻，易于模块组装。在维护、保养方面，盘式制动器的的整套操作机构密封在外壳中，在组装时已进行充分地润滑和密封，不需要预防性维修保养。检查或更换磨损的蹄片时不用拆卸轮胎，感觉十分方便，与鼓式制动器比较，更换制动片所需要的时间可以节省80%。 发动机排气制动和缓速器作为辅助制动系统被列为标准配置 为了保证汽车的制动性能，国外经济发达国家新出台的交通安全法规规定重型载货车必须加装辅助制动系统，并将发动机排气制动和缓速器列为必须装备的装置。 发动机排气制动系统（EVB） 发动机排气制动是一种辅助制动装置。它是通过操纵排气制动开关，控制发动机排气蝶阀，进而控制发动机的排气来实现减速制动的。采用了发动机排气技术的重型载货车，下坡时不用踩刹车，发动机排气系统会自动给汽车提供制动力，将大量的能量吸收后转化为阻力释放，由此使整车的刹车制动力提高70%，可以有效杜绝刹车失灵,同时还可以降低制动器的损耗。在欧美发达国家，发动机排气制动成为交通法规规定的一种强制性必须安装的装置，因此，它在国外重型载货车普遍使用该装置。 缓速器 缓速器也是一种国外重型载货车普遍使用的辅助性汽车制动装置，该装置既可以使汽车在坡道行驶时，方便地实现缓速和恒速行驶，也可以在高速公路或路况较差的情况下，及时轻松地进行缓速，因此可极大地提高汽车行驶时的安全性与舒适性。缓速器主要有3种，即：电涡流缓速器、液力缓速器和永磁缓速器。液力缓速器由于其具有结构简单、性能可靠、成本低廉等特点，因此，在国外重型载货车上普遍使用的液力缓缓速。 这种辅助制动系统功能强大，在车速较高的情况下，缓速器的效率比较高。而在车速较低的情况下，发动机排气制动又可以起到很好的制动效果。缓速器在车辆不同工况下能够自动控制系统的各项操作，并能协调其他相关系统（ ABS/EBS），使车辆在较好的状态下工作。 据介绍，装载40吨货物的载货车，在下7%倾斜度的长坡时，只依靠液力缓速器就可以把车速控制在30公里/小时以下。所以在大多数情况下，依靠辅助制动系统能达到预期的制动效果，使制动部件的动作次数大大减少，从而延长了制动系统的寿命。 瑞典斯堪尼亚公司最近开发出能延长制动系统寿命、增强安全性技术——液力缓速器。 永磁式缓速器液压式缓速器 ABS的作用 ABS、ASR、EBS、ESP等系统 在制动传动机构方面，为了适应各国和各地区制动法规的要求，制动管路必须采用双回路传能的形式。为了改善操作条件，助力器的尺寸有加大的趋势。为了提高制动稳定性采用了ABS、ASR、EBS、ESP等系统。 ABS系统 ABS（防抱死制动系统）装置是欧、美、日重型载货车的标准装置。早在1998年美国联邦政府和欧盟委员会就颁布法令规定所有的汽车都必须安装ABS装置。 ABS是制动系统中的闭环控制装置，能防止制动过程中车轮抱死，保持车辆的方向性和稳定性，缩短制动距离。重型载货车用ABS都是气压ABS。它主要由车轮速度传感器、调节阀和控制器组成。 ABS的作用 ASR装置 ASR系统（Acceleration Slip Regulation），即驱动力防滑系统，是ABS系统的延伸和扩展，两个系统可以共用有关的传感器、液压件、伺服系统及微机控制系统，其作用是在汽车驱动加速时使驱动力不超过轮胎与路面的附着力，以防上车轮打滑，以获得更高的加速度。 EBS系统 EBS系统（电子控制制动系统）是一种集ABS与ASR控制功能于一体电控制动系统。该装置可以优化驾驶员的制动行为，在踩踏制动踏板时，驾驶员施加了一个减速力，EBS将根据这个减速力不断地调整汽车所有的减速参数，如：调整汽车制动缸的压力；调整牵引车的制动力的供给量，协调各轴之间的制动效果；起动发动机制动系统。 其优点是：提高汽车制动时车辆的稳定性；提高汽车制动的反应灵敏度；缩短停车距离；降低维修成本；在牵引车与拖车之间进行制动协调；具有自诊断功能。上个世纪90年代中期，奔驰Actros 重型载货车新开始全面使用WABCO EBS系统。随后，Scania公司开始使用Bosch公司的 EBS装置。目前该装置在国外重型载货车上普遍使用。
制动系统的组成 作为制动系统，作用当然就是让行驶中的汽车按我们的意愿进行减速甚至停车。工作原理就是将汽车的动能通过摩擦转换成热能。汽车制动系统主要由供能装置、控制装置、传动装置和制动器等部分组成，常见的制动器主要有鼓式制动器和盘式制动器。 鼓式制动器 鼓式制动器主要包括制动轮缸、制动蹄、制动鼓、摩擦片、回位弹簧等部分。主要是通过液压装置是摩擦片与岁车轮转动的制动鼓内侧面发生摩擦，从而起到制动的效果。
在踩下刹车踏板时，推动刹车总泵的活塞运动，进而在油路中产生压力，制动液将压力传递到车轮的制动分泵推动活塞，活塞推动制动蹄向外运动，进而使得摩擦片与刹车鼓发生摩擦，从而产生制动力。 从结构中可以看出，鼓式制动器是工作在一个相对封闭的环境，制动过程中产生的热量不易散出，频繁制动影响制动效果。不过鼓式制动器可提供很高的制动力，广泛应用于重型车上。 盘式制动器 盘式制动器也叫碟式制动器，主要由制动盘、制动钳、摩擦片、分泵、油管等部分构成。盘式制动器通过液压系统把压力施加到制动钳上，使制动摩擦片与随车轮转动的制动盘发生摩擦，从而达到制动的目的。 与封闭式的鼓式制动器不同的是，盘式制动器是敞开式的。制动过程中产生的热量可以很快散去，拥有很好的制动效能，现在已广泛应用于轿车上。 通风制动盘
制动过程实际上是摩擦力将动能转化为热能的过程，如制动器的热量不能及时散出，将会影响其制动效果。为了进一步提升制动效能，通风制动盘应运而生。通风刹车盘内部是中空的或在制动盘打很多小孔，冷空气可以从中间穿过进行降温。 从外表看，它在圆周上有许多通向圆心的洞空，它利用汽车在行驶当中产生的离心力能使空气对流，达到散热的目的，因此比普通实心盘式散热效果要好许多。 陶瓷制动盘 陶瓷制动盘相对于一般的刹车盘具有重量轻、耐高温耐磨等特性。普通的刹车盘在全力制动下容易高热而产生热衰退，制动性能会大打折扣，而陶瓷刹车盘有很好的抗热衰退性能，其耐热性能要比普通制动盘高出许多倍。 陶瓷制动盘在制动最初阶段就能产生最大的制动力，整体制动要比传统制动系统更快，制动距离更短。当然，它的价格也是非常昂贵的，多用于高性能跑车上。 紧急制动辅助系统(EBA) 紧急制动辅助系统，其作用是当行车电脑ECU发现驾驶员进行紧急制动时，可在瞬间自动加大制动力，以防止因为司机制动力不足而发生险情。
制动器的计算分析 整车参数 2、制动器的计算分析 2.1前制动器制动力 前制动器规格为?310×100mm，铸造底板，采用无石棉摩擦片，制动调整臂臂长，气室有效面积。当工作压力为P=6×105Pa时，前制动器产生的制动力： F1=2*A c*L/a*BF*?*R/R e*P 桥厂提供数据在P=6×105Pa时，单个制动器最大制动力为F1=3255kgf
以上各式中：A c—气室有效面积L—调整臂长度 a—凸轮基圆直径BF—制动器效能因数 R—制动鼓半径R e—车轮滚动半径 ?—制动系效率P—工作压力 2.2后制动器制动力 后制动器规格为?310×100mm，铸造底板，采用无石棉摩擦片，制动调整臂臂长，气室有效面积。当工作压力为P=6×105Pa时，前制动器产生的制动力： F2=2*A c*L/a*BF*?*R/R e*P 桥厂提供数据在P=6×105Pa时，单个制动器最大制动力为 F2 =3467kgf
2.3满载制动时的地面附着力 满载制动时的地面附着力是地面能够提供给车轮的最大制动力，正常情况下制动气制动力大于地面附着力是判断整车制动力是否足够的一个标准。地面附着力除了与整车参数有关之外，还与地面的附着系数有关，在正常的沥青路面上制动时，附着系数?值一般在0.5~0.8之间，我们现在按照路面附着系数为0.7来计算前后地面附着力：F ?前=G 满1×?+G hg L ×? 2 =2200×0.7+6000× 612 3300 × 0.7 2 =2002kgf F ?后= G 满2×?-G hg L ×? 2 = 3800×0.7-6000× 946 3300 × 0.7 2 =1487kgf 因为前面计算的前后制动器最大制动力分别为 F1=3255kgf
我国城轨车辆制动系统介绍及选型 吕晓晖 (中国北方机车车辆工业集团,266031,青岛∥高级工程师) 摘 要 介绍了日本N A BCO、德国K N O RR和英国WEST IN G HO US E制动系统控制装置的组成、工作原理及在我国各地城轨车辆上的应用。提出了选用城轨车辆制动系统需注意的几个方面:在保证安全性的同时,尽量减少制动系统的运用。应考虑制动控制系统的寿命周期成本;在选用城轨制动控制系统时,需要研究其零部件维修的可能性,而不是自始至终从国外购买整机。 关键词 城轨车辆;制动控制系统;电空制动 中图分类号 U260.352 Selection of Vehicle Brake System in C hina Lv Xiaohui A bstract Compar ed with the br ake systems in Japan, Ge mar y and UK(NABCO,KNORR and Westing House), the com position and func tions of the contempor ar y urban ra il vehicle bra ke syste m adopted in China's ur ban r ail tra nsit ar e introduced,meanwhile suggestions and analysi s are pr ese nted on the selec tion of ur ban r ail vehicle br ake system.The auther ar gues that a fe asibility study on br ake parts maintenance should be car ried out be fore the pur chase of the wh ole car body f rom abr oud. Key words urban r ail vehicle;br ake contr ol syste m; elec tropne uma tic br ake Author's address Chinese Norther n Loco.and Ca r I ndustr ial Gr oup,266031,Qingdao,China 城轨车辆制动系统的整体使用寿命要求20～30年,是影响城轨车辆安全性和寿命成本最重要的因素之一。本文介绍了当前我国城轨车辆主要选用的制动系统,从组成、功能和原理上进行了剖析,以便于城轨车辆制动系统的选用及维护。 1 城轨车辆制动系统介绍 目前我国城轨车辆主要选用国外进口的制动系统,主要包括日本NABCO制动系统、德国KNORR 制动系统、英国WES TING HO US E制动系统和SABWABCO(FAIVELEY)制动系统。以上均属于当今主型的模拟式直通电空制动系统,具有反应快速、操纵灵活,以及与牵引、TCMS(列车控制管理系统)和A TC等系统协调配合等特点。由于不同制动系统的风源和基础制动单元差别不大,下面主要对这些制动系统的控制系统或单元进行介绍。 1.1 日本NABC O制动系统 日本NABCO制动系统主要指NABCO的H RDA型电空制动系统,1992年投入应用,是一种传统的直通电空制动系统。在我国,该电空制动系统主要应用于北京和天津的城轨项目。 H RDA型电空制动系统的制动控制单元包括制动电子控制装置和气动控制装置两部分:电子控制装置为贮有定制程序的标准机箱,气动控制装置主要由电空中继阀、空重车调整阀和气路板等组成。制动控制单元的原理框图如图1所示。 如图2所示,制动电子控制装置和气动控制装置同装于一个制动控制箱内。制动控制箱外形尺寸为710mm×615mm×590m m,总重100kg。 1.1.1 制动电子控制装置 H RDA型电空制动系统的电子控制装置整体结构采用6U标准机箱,主要芯片采用日本日立公司的H8系统微控制器。该电子控制装置主要包括制动控制、防滑控制、通信及显示三个部分。 制动控制部可接收列车制动控制线的PWM 制动指令,进行空气和电制动的混合制动计算,控制电空中继阀上电空转换(EP)阀的电流,实现对制动缸的预控压力控制;同时,电子控制装置又根据两路空气弹簧压力(AS1、AS2)对预控压力按载荷进行自动调整,通过气动控制装置实现对制动力的控制。 防滑控制部可以测定各车轴的速度,一旦检测到有车轮滑行,便控制防滑阀降低滑行轴的制动缸压力,使滑行车轮恢复到正常的粘着状态。 通信及显示部用于与TM S通信及故障诊断信息的显示与存贮。 · 56·
汽车制动系统简介 简介 制动系统是汽车上用以使外界（主要是路面）在汽车某些部分（主要是车轮）施加一定的力，从而对其进行一定程度的强制制动的一系列专门装置。制动系统作用是：使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车；使已停驶的汽车在各种道路条件下（包括在坡道上）稳定驻车；使下坡行驶的汽车速度保持稳定。对汽车起制动作用的只能是作用在汽车上且方向与汽车行驶方向相反的外力，而这些外力的大小都是随机的、不可控制的，因此汽车上必须装设一系列专门装置以实现上述功能。 功用 为了保证汽车安全行驶，提高汽车的平均行驶车速，以提高运输生产率，在各种汽车上都设有专用制动机构。这样的一系列专门装置即称为制动系统。 汽车制动系功用：1）保证汽车行驶中能按驾驶员要求减速停车；2）保证车辆可靠停放制动系统 汽车制动系统组成和原理 组成 （1）供能装置：包括供给、调节制动所需能量以及改善传动介质状态的各种部件 （2）控制装置：产生制动动作和控制制动效果各种部件，如制动踏板
（3）传动装置：包括将制动能量传输到制动器的各个部件如制动主缸、轮缸 （4）制动器：产生阻碍车辆运动或运动趋势的部件 制动系统一般由制动操纵机构和制动器两个主要部分组成。 (1)制动操纵机构 产生制动动作、控制制动效果并将制动能量传输到制动器的各个部件。 (2)制动器 产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力(制动力)的部件。汽车上常用的制动器都是利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩，称为摩擦制动器。它有鼓式制动器和盘式制动器两种结构型式。 养护 检查制动片是否仍有余量，若出现磨损的迹象，应提早换掉接近寿命底限制动摩擦片，而不要只相信警示灯。 若制动液液量不足会使空气进入，制动会变得不灵敏。我们建议国内的车主 每个月都检查一次制动液，注意制动液面是否有明显下降，品质是否变差，如果是就应及时添加或更换。另外长途行驶或在越野之后，路上的石子或其它障碍物可能击伤制动液管线造成泄露，因此每次长途行驶后也应及时检查制动液状况，尤其还要观察底盘是否有制动液遗漏的现象。
汽车制动系统结构解析 大家都知道，汽车的制动系统对我们的行车安全非常重要，行车中如出现制动失灵等故障，后果都将不堪设想。那么汽车的制动系统是如何制动的？为什么会失灵？ABS、ESP系统又是什么？对我们驾驶安全有什么帮助？
●制动系统的组成 作为制动系统，作用当然就是让行驶中的汽车按我们的意愿进行减速甚至停车。工作原理就是将汽车的动能通过摩擦转换成热能。汽车制动系统主要由供能装置、控制装置、传动装置和制动器等部分组成，常见的制动器主要有鼓式制动器 和盘式制动器。 ●鼓式制动器 鼓式制动器主要包括制动轮缸、制动蹄、制动鼓、摩擦片、回位弹簧等部分。主要是通过液压装置是摩擦片与岁车轮转动的制动鼓内侧面发生摩擦，从而起到制动的效果。
在踩下刹车踏板时，推动刹车总泵的活塞运动，进而在油路中产生压力，制动液将压力传递到车轮的制动分泵推动活塞，活塞推动制动蹄向外运动，进而使得摩擦片与刹车鼓发生摩擦，从而产生制动力。 从结构中可以看出，鼓式制动器是工作在一个相对封闭的环境，制动过程中产生的热量不易散出，频繁制动影响制动效果。不过鼓式制动器可提供很高的制动力，广泛应用于重型车上。
●盘式制动器 盘式制动器也叫碟式制动器，主要由制动盘、制动钳、摩擦片、分泵、油管等部分构成。盘式制动器通过液压系统把压力施加到制动钳上，使制动摩擦片与随车轮转动的制动盘发生摩擦，从而达到制动的目的。
与封闭式的鼓式制动器不同的是，盘式制动器是敞开式的。制动过程中产生的热量可以很快散去，拥有很好的制动效能，现在已广泛应用于轿车上。 ●通风制动盘 制动过程实际上是摩擦力将动能转化为热能的过程，如制动器的热量不能及时散出，将会影响其制动效果。为了进一步提升制动效能，通风制动盘应运而生。
汽车制动系统工作原理详解 众所周知，当我们踩下制动踏板时，汽车会减速直到停车。但这个工作是怎么样完成的？你腿部的力量是怎么样传递到车轮的？这个力量是怎么样被扩大以至能让一台笨重的汽车停下来？ 首先我们把制动系统分成6部分，从踏板到车轮依次解释每部分的工作原理，在了解汽车制动原理之前我们先了解一些基本理论，附加部分包括制动系统的基本操作方式。 基本的制动原理 当你踩下制动踏板时，机构会通过液压把你脚上的力量传递给车轮。但实际上要想让车停下来必须要一个很大的力量，这要比人腿的力量大很多。所以制动系统必须能够放大腿部的力量，要做到这一点有两个办法： 1、杠杆作用 2、利用帕斯卡定律，用液力放大 制动系统把力量传递给车轮，给车轮一个摩擦力，然后车轮也相应的给地面一个摩擦力。在我们讨论制动系统构成原理之前，让我们了解三个原理： 杠杆作用、液压作用、摩擦力作用 杠杆作用
制动踏板能够利用杠杆作用放大人腿部的力量，然后把这个力量传递给液压系统。 如上图，在杠杆的左边施加一个力F，杠杆左边的长度(2X)是右边(X)的两倍。因此在杠杆右端可以得到左端两倍的力2F，但是它的行程Y只有左端行程2Y的一半。 液压系统 其实任何液压系统背后的基本原理都很简单：作用在一点的力被不能压缩的液体传递到另一点，这种液体通常是油。绝大多数制动系统也在此中放大制动力量。下图是最简单的液压系统： 如图：两个活塞(红色)装在充满油(蓝色)的玻璃圆桶中，之间由一个充满油的导管连接，如果你施一个向下的力给其中一个活塞(图中左边的活塞)那么这个力可以通过管道内的液压油传送到第二个活塞。由于油不能被压缩，所以这种方式传递力矩的效率非常高，几乎100%的力传递给了第二个活塞。液压传力系统最大的好处就是可以以任何长度，或者曲折成
优秀论文审核通过 未经允许切勿外传 摘要 Formula SAE比赛由美国车辆工程师学会（SAE）于1979年创立，每年在世界各地有600余支大学车队参加各个分站赛，2011年将在中国举办第一届中国大学生方程式赛车，本设计将针对中国赛程规定进行设计。 本说明书主要介绍了大学生方程式赛车制动的设计，首先介绍了汽车制动系统的设计意义、研究现状以及设计目标。然后对制动系统进行方案论证分析与选择，主要包括制动器形式方案分析、制动驱动机构的机构形式选择、液压分路系统的形式选择和液压制动主缸的设计方案，最后确定方案采用简单人力液压制动双回路前后盘式制动器。除此之外，还根据已知的汽车相关参数，通过计算得到了制动器主要参数、前后制动力矩分配系数、制动力矩和制动力以及液压制动驱动机构相关参数。最后对制动性能进行了详细分析。 关键字：制动、盘式制动器、液压
Abstract Formula SAE race was founded in 1979 by the American cars institute of Engineers every year more than 600 teams participate in various races around the world,China will will be for design of the provisions of the Chinese calendar. This paper mainly introduces the design of breaking system of the Formula Student.First of all,breaking system's development,structure and category are shown,and according to the structures,virtues and weakness of drum brake and disc brake analysis is done. At last, the plan adopting components braking and channel settings and the analysis of brake performance. Key words:braking,braking disc,)的汽车上。这时，不平衡的制动力使车轮反向转动，改善了汽车的稳定性。 HI、HH、LL型结构都比较复杂。LL型和HH型在任一回路失效时，前后制动力比值均与
打印本文 关闭窗口 制动系统匹配设计计算 作者：杨得新 文章来源：浙江吉奥汽车有限公司 点击数1846 更新时间：2008-9-6 14:43:19 文章录入：waibao 责任编辑：chenyao 只有制动性能良好、制动系统工作可靠的汽车才能充分发挥其动力性能。因此，在整车新产品开发设计中制动系统的匹配计算尤为重要。 概述 根据AA车型整车开发计划， AA车型制动系统在参考BB轿车底盘制造平台的基础上进行逆向开发设计，管路重新设计。本计算是以选配C发动机为基础。 AA车型的行车制动系统采用液压制动系统。前、后制动器分别为前通风盘式制动器和实心盘式制动器，制动踏板为吊挂式踏板，带真空助力器，制动管路为双回路对角线(X型)布置，采用ABS。驻车制动系统为机械式手动后盘式制动，采用远距离棘轮拉索操纵机构。因AA车型与参考样车BB的整车参数接近，制动系统采用了BB样车制动系统，因此，计算的目的在于校核前/后制动力、最大制动距离、制动踏板力、驻车制动手柄力及驻坡极限倾角。 设计要符合GB 12676-1999《汽车制动系统结构、性能和试验方法》；GB 13594-2003《机动车和挂车防抱制动性能和试验方法》和GB 7258-2004《机动车运行安全技术条件》的要求，其中的踏板力要求≤500N，驻车制动停驻角度为20％（12），驻车制动操纵手柄力≤400N。 制动系统设计的输入条件 整车基本参数见表1，零部件主要参数见表2。 表1 整车基本参数
表2 零部件主要参数 制动系统设计计算 1.地面对前、后车轮的法向反作用力 地面对前、后车轮的法向反作用力如图1所示。 图1 制动工况受力简图 由图1，对后轮接地点取力矩得: