汽車知識全接觸六 剎車系統(tǒng)工作原理

1、汽車知識全接觸六 剎車系統(tǒng)工作原理眾所周知，當(dāng)我們踩下制動踏板時，汽車會減速直到停車。但這個工作是怎么 樣完成的？你腿部的力量是怎么樣傳遞到車輪的？這個力量是什么樣被擴(kuò)大以 至能讓一臺笨重的汽車停下來？首先我們把制動系統(tǒng)分成6部分，從踏板到車輪依次解釋每部分的工作原理，在了解汽車制動原理之前我們先了解一些基本理論，附加部分包括制動系統(tǒng)的基本操作方式。 基本的制動原理當(dāng)你踩下制動踏板時，機(jī)構(gòu)會通過液壓把你腳上的力量傳遞給車輪。但實(shí)際上要想讓車停下來必須要一個很大的力量，這要比人腿的力量大很多。所以制動系統(tǒng)必須能夠放大腿部的力量，要做到這一點(diǎn)有兩個辦法： 杠桿作用 利用帕斯卡定律，用液力放大制動系

2、統(tǒng)把力量傳遞給車輪，給車輪一個摩擦力，然后車輪也相應(yīng)的給地面一個摩擦力。在我們討論制動系統(tǒng)構(gòu)成原理之前，讓我們了解三個原理：杠桿作用液壓作用摩擦力作用杠桿作用制動踏板能夠利用杠桿作用放大人腿部的力量，然后把這個力量傳遞給液壓系統(tǒng)。如上圖，在杠桿的左邊施加一個力F，杠桿左邊的長度（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)制動系統(tǒng)也在此中放大制動力量。下圖是最簡單的液壓系統(tǒng)：如圖：兩個活塞（紅色）裝在充滿油（藍(lán)色）的

3、玻璃圓桶中，之間由一個充滿油的導(dǎo)管連接，如果你施一個向下的力給其中一個活塞（圖中左邊的活塞）那么這個力可以通過管道內(nèi)的液壓油傳送到第二個活塞。由于油不能被壓縮，所以這種方式傳遞力矩的效率非常高，幾乎100%的力傳遞給了第二個活塞。液壓傳力系統(tǒng)最大的好處就是可以以任何長度，或者曲折成各種形狀繞過其他部件來連接兩個圓桶型的液壓缸。還有一個好處就是液壓管可以分支，這樣一個主缸可以被分成多個副缸，如圖所示：使用液壓系統(tǒng)的另外一個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)要以活塞的直徑來定。左邊的活塞直徑為2寸（注：

4、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3.14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力，右邊的活塞就會產(chǎn)生一個比左邊大9倍的力。因此當(dāng)你給左邊的活塞施加一個100磅的向下的力時，右邊的活塞就會產(chǎn)生一個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9寸時，右邊的活塞只能向上運(yùn)動1寸摩擦力摩擦力是一個物體在另一個物體上滑動的相互阻力，參照下圖。兩個物體的接觸面都是用相同材料做成的但其中一個較另一個重，所以不難看出哪一邊較難推動。要了解其中

5、的原因，我們可以分析下面的例子：即使用肉眼看起來接觸面很平滑，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，物體和桌面之間的小鋸齒會結(jié)合在一起，而他們其中有一些合適的鋸齒會相互咬合，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。不同的材料表面，有不同的鋸齒結(jié)構(gòu)；舉例來說：橡皮與橡皮之間就比鋼與鋼之間更難滑動。材料的類型決定了摩擦系數(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0.1，一個物體重100磅，另一個物體重400磅，那么如果要推動他們就必須給100磅的物體施加一個10磅的力，給400磅的物體施加一個40磅的力才能克服摩擦力

6、前進(jìn)。物體越重則需要克服更大的摩擦力。這個原理就跟制動抓緊裝置相似，如果給制動碟的壓力越大那么車輛獲得的制動力就越大。簡單制動系統(tǒng)模型當(dāng)踩下制動踏板時，在踏板處通過杠桿原理把制動力放大了3倍，再通過液壓機(jī)構(gòu)驅(qū)動活塞把制動力又放大了3被。放大以后的制動力推動活塞移動，活塞推動蹄片帶動剎車卡鉗緊緊的夾住制動碟，由蹄片與制動碟產(chǎn)生的強(qiáng)大摩擦力，讓車減速。這就是簡單的制動模型。通過它我們就可以理解制動系統(tǒng)的基本原理了。剎車系統(tǒng)有盤式、鼓式兩種，盤式剎車又可分為盤式與通風(fēng)盤式。碟式、盤式、摩擦片式都可歸于盤式剎車。盤式剎車的作用方式與普通自行車的制動方式相似卡鉗上的剎車片、與車輪鏈接的剎車盤在剎車時相互

7、作用，直到車輪停止轉(zhuǎn)動。通風(fēng)盤則是在剎車盤上打孔，利用行駛帶來的自然風(fēng)幫助散熱。鼓式剎車的作用方式與自行車的“漲閘”相似盆形的剎車鼓與車輪相連、半月形的剎車片在連桿的作用下向上頂起，使車輪停轉(zhuǎn)。盤式剎車可以方便地與ABS系統(tǒng)配合，更多地在中高檔轎車上使用；而鼓式剎車的成本較低、絕對制動力更高，被較多地運(yùn)用在小型轎車的后輪。鼓式剎車優(yōu)點(diǎn)1、自剎作用：鼓式剎車有良好的自剎作用，由于剎車來令片外張，車輪旋轉(zhuǎn)連帶著外張的剎車鼓扭曲一個角度（當(dāng)然不會大到讓你很容易看得出來）剎車來令片外張力（剎車制動力）越大，則情形就越明顯，因此，一般大型車輛還是使用鼓式剎車，除了成本較低外，大型車與小型車的鼓剎，差別可

8、能只有大型采用氣動輔助，而小型車采用真空輔助來幫助剎車。2、成本較低：鼓式剎車制造技術(shù)層次較低，也是最先用于剎車系統(tǒng)，因此制造成本要比碟式剎車低。鼓式剎車缺點(diǎn)由于鼓式剎車剎車來令片密封于剎車鼓內(nèi)，造成剎車來令片磨損后的碎屑無法散去，影響剎車鼓與來令片的接觸面而影響剎車性能。盤式剎車的優(yōu)點(diǎn)由于剎車系統(tǒng)沒有密封，因此剎車磨損的細(xì)屑不會沉積在剎車上，盤式剎車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。此外由于盤式剎車零件獨(dú)立在外，要比鼓式剎車更易于維修盤式剎車的缺點(diǎn)盤式剎車除了成本較高，基本上皆優(yōu)于鼓式剎車，不過光就這一點(diǎn)，便成了它致命傷，人都愛錢嘛，除非你非常富有，否則買東西基本上

9、都是先以錢先做考量，您說是不是？盤式制動器又稱為碟式制動器，顧名思義是取其形狀而得名。它由液壓控制，主要零部件有制動盤、分泵、制動鉗、油管等。制動盤用合金鋼制造并固定在車輪上，隨車輪轉(zhuǎn)動。分泵固定在制動器的底板上固定不動。制動鉗上的兩個摩擦片分別裝在制動盤的兩側(cè)。分泵的活塞受油管輸送來的液壓作用，推動摩擦片壓向制動盤發(fā)生摩擦制動，動作起來就好象用鉗子鉗住旋轉(zhuǎn)中的盤子，迫使它停下來一樣。這種制動器散熱快，重量輕，構(gòu)造簡單，調(diào)整方便。特別是高負(fù)載時耐高溫性能好，制動效果穩(wěn)定，而且不怕泥水侵襲，在冬季和惡劣路況下行車，盤式制動比鼓式制動更容易在較短的時間內(nèi)令車停下。有些盤式制動器的制動盤上還開了許多

10、小孔，加速通風(fēng)散熱提高制動效率。反觀鼓式制動器，由于散熱性能差，在制動過程中會聚集大量的熱量。制動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)生制動衰退和振抖現(xiàn)象，引起制動效率下降。當(dāng)然，盤式制動器也有自己的缺陷。例如對制動器和制動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，相對摩擦的工作面也較小，需要的制動液壓高，必須要有助力裝置的車輛才能使用，所以只能適用于輕型車上。而鼓式制動器成本相對低廉，比較經(jīng)濟(jì)。所以，汽車設(shè)計(jì)者從經(jīng)濟(jì)與實(shí)用的角度出發(fā)，一般轎車采用了混合的形式，前輪盤式制動，后輪鼓式制動。四輪轎車在制動過程中，由于慣性的作用，前輪的負(fù)荷通常占汽車全部負(fù)荷的70%80%，因此前輪制動力