汽车底盘构造与检修课件：课题八 制动系

汽车底盘构造与检修课件：课题八 制动系

课题八 制动系 任务内容组成 汽车制动系的功能是使行驶的汽车减速甚至停车；使已停止的汽车保持不动；使下坡行驶的汽车的速度保持稳定。 8.1 　概述 一、制动系的工作原理 液压传动机构主要由制动踏板、推杆、制动主缸、制动轮缸和油管等组成。 装在车架上的制动主缸用油管与制动轮缸相连通。 主缸活塞可由驾驶员通过制动踏板来操纵 。 图 8-1 　制动系原理示意图 1 —制动踏板； 2 —主缸推杆； 3 —主缸活塞； 4 —制动主缸； 5 —油管； 6 —制动轮缸； 7 —轮缸活塞； 8 —制动鼓； 9 —摩擦片； 10 —制动蹄； 11 —制动底板； 12 —支撑销； 13 —制动蹄复位弹簧 二、制动系统的组成 （ 1 ）供能装置——包括供给、调节制动所需能量以及改善传能介质状态的各种部件。 （ 2 ）控制装置——包括产生制动动作和控制制动效果的各种部件。 （ 3 ）传动装置——包括将制动能量传输到制动器的各个部 件 。 （ 4 ）制动器——产生制动摩擦力矩的部件。 图 8-2 　汽车制动系的组成 1 —前轮盘式制动器； 2 —制动主缸； 3 —真空助力器； 4 —制动踏板机构； 5 —后轮鼓式制动器； 6 —制动组合阀； 7 —制动警告灯 三、制动系统的类型 1 ．按制动系统的功能分类 （ 1 ）行车制动系统——使行驶中的汽车减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——在汽车下长坡时用以稳定车速的一套装置。 2 ．按制动系统的制动能源分类 （ 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——完全依靠发动机动力转化成的气压或液压进行制动的制动系统。 （ 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。 四、对制动系的要求 （ 1 ）制动效能好。 （ 2 ）操纵轻便，制动时的方向稳定性好。 （ 3 ）制动平顺性好。 （ 4 ）散热性好，调整方便。 （ 5 ）带挂车时，能使挂车先于主车产生制动，后于主车解除制动；挂车自行脱挂时能自行进行制动。 五、制动液 汽车制动液是液压制动系采用的非矿油型传递压力的工作介质。 制动液的质量是保证液压系统工作可靠的重要因素。 级别 制动液的主要特性 推荐使用范围 JG3 具有良好的高温抗气阻性能和优良的低温性能 相当于 ISO 4926 — 78 和 DOT — 3 的水平，我国广大地区使用 JG4 具有良好的高温抗气阻性能和良好的低温性能 相当于 DOT — 4 的水平，我国广大地区使用 JG5 具有优异的高温抗气阻性能和低温性能 相当于 DOT — 5 的水平，特殊要求车辆使用 表 8-1 汽车制动液主要使用特性和推荐使用范围 六、制动性能 汽车行驶时能在短时间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，称为汽车的制动性能。 1 ．制动效能 制动效能即制动距离与制动减速度，是指在良好路面上，汽车以一定初速制动到停车的制动距离或制动时汽车的减速度，是制动性能最基本的评价指标。 2 ．制动效能的恒定性 汽车在高速行驶或下长坡连续制动时制动效能保持的程度，称为抗热衰退性能。 制动器抗热衰退性能与制动器材料和制动器的结构类型有关。 3 ．制动时汽车的方向稳定性 制动时汽车的方向稳定性即制动时汽车不发生跑偏、侧滑以及失去转向能力的性能。 8.2 　制动器 目前，汽车用的车轮制动器可分为鼓式和盘式两种。 一、鼓式车轮制动器 鼓式制动器有内张型和外束型两种。 前者的制动鼓以内圆柱面为工作表面，在汽车上应用广泛；后者制动鼓的工作表面则是外圆柱面，目前只有极少数汽车用作驻车制动器。 常用的促动装置有制动轮缸、凸轮促动装置 。 鼓式车轮制动器可分为领从蹄式、双领蹄式、双向双领蹄式、双从蹄式、单向自增力式和双向自增力式等几种形式。 1 ．轮缸式车轮制动器 （ 1 ）领从蹄式制动器。 ① 增势与减势作用。 ② 制动蹄的支撑方式。 图 8-3 　领从蹄式制动器示意图 1 —领蹄； 2 —从蹄； 3 、 4 —支点； 5 —制动鼓； 6 —制动轮缸 （ a ）固定式 （ b ）固定式 （ c ）浮动式 图 8-4 　制动蹄支撑方式 1— 支撑销； 2— 支撑块 图 8-5 　桑塔纳轿车后轮制动器 1 —制动底板； 2 —销轴； 3 、 4 、 11 、 12 —拉簧； 5 —压杆； 6 —制动杆； 7 —带杠杆装置的制动蹄总成； 8 —支架； 9 —止挡板； 10 —铆钉； 13 —检测孔； 14 —压簧； 15 —夹紧销； 16 —弹簧座； 17 —带斜楔装置的制动蹄总成； 18 —摩擦衬片； 19 —斜楔支撑； 20 —楔形块； 21 —制动轮缸 图 8-6 　桑塔纳轿车后轮鼓式制动器结构图 （ 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。 图 8-7 　双领蹄式制动器示意图 1 —制动轮缸； 2 —制动蹄； 3 —支撑销； 4 —制动鼓 图 8-8 　双从蹄式制动器示意图 1 —支撑销； 2 —制动蹄； 3 —制动轮缸； 4 —制动鼓 图 8-9 　单向自增力式制动器示意图 1 —第一制动蹄； 2 —第二制动蹄； 3 —制动鼓； 4 —支撑销； 5 —轮缸； 6 —顶杆 图 8-10 　双向自增力式制动器示意图 1 —前制动蹄； 2 —顶杆； 3 —后制动蹄； 4 —轮缸； 5 —支撑销 2 ．凸轮式制动器 目前，气压传动的制动器一般采用凸轮式机械张开装置，或用楔杆张开的装置形式。 东风 EQ1090E 型汽车的凸轮式前轮制动器如图 8-11 所示。 该制动器除用制动凸轮作为张开装置外，其余结构与液压轮缸式领从蹄式制动器类似。 图 8-11 　东风 EQ1090E 型汽车前轮制动器 1 —转向节轴颈； 2 —制动蹄； 3 —复位弹簧； 4 —制动凸轮轴； 5 —制动调整臂； 6 —制动气室； 7 —制动底板； 8 —制动鼓； 9 —支撑销； 10 —制动凸轮轴支座 凸轮式车轮制动器的间隙可以根据需要进行局部或全面调整。局部调整时利用制动调整臂来改变制动凸轮轴的原始角位置。 制动调整臂的结构如图 8-12 所示。 图 8-12 　凸轮式前轮制动器的制动调整臂 1 —油嘴； 2 —调整蜗轮； 3 —锁止球； 4 —蜗杆轴； 5 —弹簧； 6 —制动调整臂体； 7 —调整蜗杆； 8 —盖； 9 —支撑销； 10 —推杆 二、盘式车轮制动器 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。 1 ．定钳盘式制动器 图 8-13 　定钳盘式制动器示意图 1 —制动盘； 2 —活塞； 3 —制动块； 4 —进油口； 5 —制动钳体； 6 —车桥部分 定钳盘式制动器存在着以下缺点：油缸较多，使制动钳结构复杂；油缸分置于制动盘两侧，必须用跨越制动盘的钳内油道或外部油管来连通，这必然使得制动钳的尺寸过大，难以安装在现代化轿车的轮辋内；热负荷大时，油缸（特别是外侧油缸）和跨越制动盘的油管或油道中的制动液容易受热汽化；若兼用于驻车制动，则必须加装一个机械促动的驻车制动钳。 图 8-14 　浮钳盘式制动器示意图 1 —制动盘； 2 —制动钳体； 3 —制动块； 4 —活塞； 5 —进油口； 6 —导向销； 7 —车桥 2 ．浮钳盘式制动器 图 8-15 　桑塔纳轿车前轮浮钳盘式制动器 1 —支架； 2 —制动钳壳体； 3 —活塞防尘罩； 4 —活塞密封圈； 5 —螺栓； 6 —导套； 7 —导向防尘罩； 8 —活塞； 9 —止动弹簧； 10 —放气螺钉； 11 —外摩擦块； 12 —内摩擦块； 13 —制动盘 这种浮钳盘式制动器具有热稳定性和水稳定性均好的优点，而且结构简单、造价低廉。 浮钳的结构还有利于整个制动器靠近车轮轮辐布置，使转向主销的小端点外移，实现负的偏移距（即指主销地点在车轮接地点的外侧），提高汽车抗制动跑偏能力。 图 8-16 　桑塔纳轿车前轮盘式制动器的 制动间隙自动调整 1 —活塞； 2 —制动钳； 3 —密封圈 3 ．盘式制动器的特点 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，而且只需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，不会像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。 （ 6 ）对于钳盘式制动器而言，因为制动盘外露，还有散热良好的优点。 8.3 　液压制动系统 液压制动系统的基本组成和回路如图 8-17 所示。 作为制动能源的驾驶员所施加的控制力，通过作为控制装置的制动踏板机构 4 传到容积式液压传动装置的主要部件——制动主缸 5 。 图 8-17 　液压制动系统示意图 1 —前轮制动器； 2 —制动轮缸； 3 、 6 、 8 —油管； 4 —制动踏板机构； 5 —制动主缸； 7 —后轮制动器 液压系统中若有空气侵入，将严重影响液压的升高，甚至使液压的系统完全失效。 因此，在结构上必须采取措施以防止空气侵入，并便于将已侵入的空气排出。 1 ．制动主缸 为了提高汽车行驶的安全性，根据交通法规的要求，现在汽车的行车制动系统都采用了双回路制动系，也就是采用串列双腔主缸（单腔制动主缸已被淘汰）组成的双回路液压制动系。 图 8-18 　串列双腔制动主缸 1 —主缸缸体； 2 —出油阀座； 3 —出油阀； 4 —进油管接头； 5 —空心螺栓； 6 —密封垫； 7 —前缸（第二）活塞； 8 —定位螺钉； 9 —密封垫； 10 —旁通孔； 11 —补偿孔； 12 —后缸（第一）活塞； 13 —挡圈； 14 —护罩； 15 —推杆； 16 —后缸密封圈； 17 —后活塞皮碗； 18 —后缸弹簧； 19 —前缸密封圈； 20 —前活塞皮碗； 21 —前缸弹簧； 22 —回油阀 2 ．制动轮缸 制动轮缸有双活塞式和单活塞式两类。 图 8-19 所示为解放 CA1040 系列轻型货车后轮制动器采用的双活塞式制动轮缸。 缸体用螺栓固定在制动底板上。 图 8-19 　双活塞式制动轮缸 1 —缸体； 2 —活塞； 3 —皮碗； 4 —调整轮； 5 —顶块； 6 —防护罩； 7 —支撑盖； 8 —放气螺钉； 9 —调整轮锁片； 10 —进油孔 图 8-20 　单活塞式制动轮缸 1 —放气阀； 2 —橡胶护罩； 3 —进油管接头； 4 —皮圈； 5 —缸体； 6 —调整螺钉； 7 —防护罩； 8 —活塞 8.4 　伺服制动系统 伺服制动系是在人力液压制动系的基础上加设一套动力伺服系统而形成的，即兼用人体和发动机同为制动能源的制动系。 按伺服系统的输出力作用部位和对其控制装置的操纵方式不同，伺服制动系可分为助力式（直接操纵式）和增压式（间接操纵式）两类。 伺服制动系又可按伺服能量的形式分为真空伺服式、气压伺服式和液压伺服式 3 种 。 图 8-21 所示为一汽红旗 CA7220 型轿车的真空助力伺服（直接操纵真空伺服）制动系示意图。 它采用的是对角线布置的双回路液压制动系统，即左前轮缸与右后轮缸为一液压回路，右前轮缸与左后轮缸为另一液压回路。 图 8-21 　红旗 CA7220 型轿车真空助力伺服制动系示意图 1 —制动踏板机构； 2 —控制阀； 3 —真空伺服气室； 4 —制动主缸； 5 —储油罐； 6 —制动信号灯液压开关； 7 —真空供能管路； 8 —真空单向阀； 9 —感载比例阀； 10 —左前轮缸； 11 —左后轮缸； 12 —右前轮缸； 13 —右后轮缸 图 8-22 　真空助力器示意图 1 —伺服气室前壳体； 2 —制动主缸推杆； 3 —导向螺栓密封套； 4 —膜片回位弹簧； 5 —导向螺栓； 6 —控制阀； 7 —橡胶反作用盘； 8 —伺服气室膜片座； 9 —橡胶阀门； 10 —大气阀座； 11 —过滤环； 12 —控制阀推杆； 13 —调整叉； 14 —毛毡过滤环； 15 —控制阀推杆弹簧； 16 —阀门弹簧； 17 —螺栓； 18 —控制阀柱塞； 19 —伺服气室后壳体； 20 —伺服气室膜片 伺服气室两腔真空度差值造成的作用力，除一部分来平衡回位弹簧 4 的力以外，其余部分都作用在反作用盘上。 因此，制动主缸推杆所受的力为膜片座 8 和柱塞 18 两者所作用力之和。 这意味着驾驶员所施加的踏板力不仅要足以促动控制阀，并使制动主缸产生一定液压，而且还要足以平衡与伺服气室作用力成正比的，经反作用盘反馈过来的力。 这样，驾驶员便可通过所加踏板力的大小来感知伺服气室的作用力大小，即驾驶员有一定的踏板感。 8.5 　气压制动系统 气压制动系统是将压缩空气的压力转变为机械推力，使车轮产生制动。 图 8-23 所示为汽车双回路气压制动传动装置的布置示意图。 它由气源和控制装置两部分组成。 图 8-23 　汽车的双回路气压制动系统示意图 1 —空气压缩机； 2 —前制动气室； 3 —双腔制动阀； 4 —储气罐单向阀； 5 —放水阀； 6 —湿储气罐； 7 —安全阀； 8 —梭阀； 9 —挂车制动阀； 10 —后制动气室； 11 —挂车分离开关； 12 —接头； 13 —快放阀； 14 —主储气罐（供前制动器）； 15 —低压报警器； 16 —取气阀； 17 —主储气罐（供后制动器）； 18 —双针气压表； 19 —调压器； 20 —气喇叭开关； 21 —气喇叭 空气压缩机产生的压缩空气经单向阀先进入湿储气筒进行清洁、干燥，然后分别进入相互独立的前、后桥储气筒。 一、空气压缩机 空气压缩机的作用是产生压缩空气，是整个制动系统的动力源。 1 ．风冷单缸式空气压缩机 空气压缩机固定于发动机一侧的支架上，由曲轴带轮通过 V 带驱动，结构如图 8-24 所示。 主要由缸体、曲轴箱、曲轴、活塞、连杆、气缸阀盖总成、空气滤清器等组成。 图 8-24 　风冷单缸式空气压缩机结构示意图 1 —排气阀座； 2 —排气阀门向导座； 3 —排气阀； 4 —汽缸盖； 5 —卸荷装置壳体； 6 —定位塞； 7 —卸荷柱塞； 8 —柱塞弹簧； 9 —进气阀； 10 —进气阀座； 11 —进气阀弹簧； 12 —进气阀门向导座； 13 —空气滤清器； A —进气口； B —排气口； C —调压阀控制压力输入口 2 ．风冷双缸式空气压缩机 解放 CA1092 型汽车采用的即是风冷双缸式空气压缩机。 其结构与单缸式空气压缩机基本相同，不同之处主要是双气缸交替不断地向储气筒充气，供气压力稳定且泵气效率较高。 二、调压器 调压器的作用是使储气筒保持在规定的气压范围内，并在超过规定气压后，实现空气压缩机的卸荷空转，以减少发动机的功率消耗。 图 8-25 　膜片式调压器结构示意图 1 —阀盖； 2 —调压螺钉； 3 —弹簧座； 4 —调压弹簧； 5 —膜片； 6 —空心管； 7 —接卸荷室管接头； 8 —排气阀； 9 —接储气筒管接头； 10 —壳体 三、油水分离器 油水分离器的作用是将压缩空气中所含的水分和润滑油分离开来，以免腐蚀气筒及回路中不耐油的橡胶件。 四、制动控制阀 解放 CA1092 型汽车制动控制阀由上盖 6 、上阀体 7 、中阀体 10 和下阀体 13 等组成，并用螺钉连接在一起，其间装有密封垫。 图 8-26 　解放 CA1092 型汽车制动控制阀 1 —下腔小活塞复位弹簧； 2 —下腔大活塞； 3 —滚轮； 4 —推杆； 5 —平衡弹簧； 6 —上盖； 7 —上阀体； 8 —上腔活塞； 9 —上腔活塞复位弹簧； 10 —中阀体； 11 —上腔阀门； 12 —下腔小活塞； 13 —下阀体； 14 —下腔阀门； 15 —防尘片； A 1 、 A 2 —进气口； B 1 、 B 2 —出气口； C- 排气口； D —上腔排气孔； E 、 F —通气孔 图 8-27 　双腔串联活塞式制动控制阀工作情况 （制动状态）（图注同图 8-26 ） 五、制动气室 制动气室的作用是将输入的空气压力转变为转动制动凸轮的机械推力，使车轮制动器产生制动力矩。 图 8-28 　膜片式制动气室 1 —通气口； 2 —盖； 3 —膜片； 4 —支撑盘； 5 —回位弹簧； 6 —壳体； 7 —固定螺栓； 8 —推杆； 9 —连接叉； 10 —卡箍； 11 —螺栓 8.6 　制动系的常见故障与维修 一、制动失效 1 ．现象 汽车行驶中，迅速将制动踏板踩到底时，无制动作用。 2 ．原因 （ 1 ）制动液不足或没有制动液。 （ 2 ）制动主缸或轮缸密封圈磨损严重或破损。 （ 3 ）制动管路破裂或接头松脱、系统中有空气。 3 ．诊断方法 （ 1 ）检查储液罐是否缺少制动液，并及时进行添加补充。 （ 2 ）检查有无漏油现象，各油管是否松动等。 （ 3 ）踩动制动踏板，检查放气螺钉的出油情况：出油时有气泡，应进行放气；出油无力或不出油，表明主缸工作不良；出油急促有力，表明故障在制动轮缸。 二、制动效能不良 1 ．现象 踩下制动踏板时，不能产生足够的制动力，致使车辆制动距离过长。 2 ．原因 （ 1 ）制动踏板自由行程过大、系统堵塞、漏油或有空气。 （ 2 ）制动蹄与制动鼓或制动盘贴合不良，制动间隙过大。 （ 3 ）摩擦片沾有油污、磨损严重、铆钉外露等。 （ 4 ）制动液变质、真空助力器工作不良或失效。 3 ．诊断方法 （ 1 ）检查储液罐中制动液数量和质量，检查、调整踏板自由行程。 （ 2 ）踩下踏板时有弹性感，说明制动系统中混有空气，应进行放气。 （ 3 ）踩下制动踏板时，感觉较硬，制动仍然无力，可检查放气螺钉出油情况。 （ 4 ）连续踩动几次制动踏板，使踏板高度升高后，用力将其踩住。制动踏板若有缓慢或迅速下降现象，说明制动管路有渗漏部位或轮缸密封圈损坏。 （ 5 ）连续踩动几次制动踏板，仍感觉踏板低而软，应检查主缸进油孔及储液罐空气孔有无堵塞。 （ 6 ）踩动制动踏板时出现金属撞击声，则为主缸密封圈损坏或主缸活塞回位弹簧过软及折断等，应更换制动主缸。 （ 7 ）制动踏板沉重时，表明真空助力器失效，应对助力器总成及真空管路进行检修。 三、制动拖滞 1 ．现象 制动后抬起制动踏板时，车辆行驶无力，起步困难，制动鼓或制动钳发热。 2 ．原因 （ 1 ）制动踏板自由行程、制动间隙、主缸活塞与推杆间隙过小，踏板回位不良等。 （ 2 ）制动主缸或轮缸活塞卡滞、主缸补偿孔或管路堵塞、活塞回位弹簧弹力减弱。 （ 3 ）制动蹄回位弹簧弹力减弱、制动钳支架或制动底板松动、制动盘翘曲变形。 （ 4 ）真空助力器内部卡滞。 （ 5 ）驻车制动装置调整不当或拉索卡滞。 3 ．诊断与排除方法 （ 1 ）检查、调整制动踏板自由行程。 （ 2 ）停车后检查各车轮制动鼓（制动钳）是否过热，或将车辆支起后检查各车轮转动情况。各车轮均过热或转动不灵活，故障一般在制动主缸之前，应检查制动主缸及真空助力器。 （ 3 ）个别车轮存在转动不灵活及过热现象，故障一般在该轮制动器及制动轮缸，应检查车轮制动器及其制动轮缸的工作性能。 四、制动跑偏 1 ．现象 制动时，左、右轮制动效能不同，致使车辆向一侧偏斜。 2 ．原因 （ 1 ）两侧轮胎气压不同、磨损程度不一致。 （ 2 ）一侧制动轮缸工作不良、一侧管路漏油或存在空气。 （ 3 ）一侧制动蹄或制动钳摩擦片沾有油污、制动鼓或制动盘变形、制动底板或制动钳松动。 （ 4 ）两侧车轮制动器制动间隙、摩擦片磨损程度不一致。 （ 5 ）压力调节器调整不当或制动压力分配阀失效。 （ 6 ）两侧轮毂轴承预紧度调整不一致。 （ 7 ）前轮定位失准，两侧主销内倾、主销后倾、车轮外倾角不一致，前束不正确，悬架固定件松动等。 3 ．诊断与排除方法 （ 1 ）制动时车辆向一侧偏斜，说明另一侧车轮制动迟缓或制动力不足，应检查该侧制动管路有无凹瘪及漏油现象。 （ 2 ）若上述情况良好，可对该轮轮缸进行排气，并检查轮胎气压及其磨损程度。 （ 3 ）检查制动底板或制动钳支架是否松动，并检查、调整轮毂轴承预紧度。 （ 4 ）拆检制动器，检查摩擦片是否有油污，同时应检查制动蹄、鼓或制动钳、盘是否变形严重，制动轮缸是否工作不良等。 （ 5 ）检查压力调节器或制动压力分配阀。 （ 6 ）检查、调整前轮定位参数。 五、制动器异响 1 ．现象 车辆行驶或制动时，制动器发出不正常的响声。 2 ．原因 （ 1 ）摩擦片磨损严重、硬化或破裂、铆钉外露。 （ 2 ）制动鼓或制动盘变形或磨损起槽。 （ 3 ）制动底板或制动钳支架松动，造成制动鼓与制动底板或制动钳与制动盘相碰擦。 3 ．诊断方法 （ 1 ）车辆未制动时，制动器即发出不正常的响声，应检查制动底板或制动钳支架是否松动，制动底板是否明显翘曲变形，制动蹄定位弹簧是否损坏等。 （ 2 ）车辆制动时制动器发响，应检查制动蹄片的损伤程度，制动鼓、制动蹄及制动盘有无明显变形，制动器各运动副润滑是否良好等。