汽车上用使外界(主要路面)汽车某些部分(主要车轮)施加定力从而对其进行定程度强制制动系列专门装置统称制动系统其作用：使行驶汽车按照驾驶员要求进行强制减速甚至停车；使已停驶汽车各种道路条件下(包括坡道上)稳定驻车；使下坡行驶汽车速度保持稳定
对汽车起制动作用只能作用汽车上且方向与汽车行驶方向相反外力而些外力大小都随机、控制因此汽车上必须装设系列专门装置实现上述功能
、制动系统概述
1.制动系分下几类：
(1) 按制动系统作用 制动系统分行车制动系统、驻车制动系统、应急制动系统及辅助制动系统等上述各制动系统行车制动系统和驻车制动系统每辆汽车都必须具备
(2) 制动操纵能源 制动系统分人力制动系统、动力制动系统和伺服制动系统等驾驶员肌体作唯制动能源制动系统称人力制动系统；完全靠由发动机动力转化而成气压或液压形式势能进行制动系统称动力制动系统；兼用人力和发动机动力进行制动制动系统称伺服制动系统或助力制动系统
(3) 按制动能量传输方式 制动系统分机械式、液压式、气压式、电磁式等同时采用两种上传能方式制动系称组合式制动系统
2.制动系统般工作原理
制动系统般工作原理利用与车身(或车架)相连非旋转元件和与车轮(或传动轴)相连旋转元件之间相互摩擦来阻止车轮转动或转动趋势
用右图所示种简单液压制动系统示意图来说明制动系统工作原理内圆面工作表面金属制动鼓固定车轮轮毂上随车轮同旋转固定动制动底板上有两支承销支承着两弧形制动蹄下端制动蹄外圆面上装有摩擦片制动底板上还装有液压制动轮缸用油管5与装车架上液压制动主缸相连通主缸活塞3由驾驶员通过制动踏板机构来操纵
当驾驶员踏下制动踏板使活塞压缩制动液时轮缸活塞液压作用下制动蹄片压向制动鼓使制动鼓减小转动速度或保持动
图D-ZD-01制动系统工作原理示意图
1.制动踏板 2.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.支承销 13.制动蹄回位弹簧
3.轿车典型制动系统组成
右图给出了种轿车典型制动系统组成示意图看出制动系统般由制动操纵机构和制动器两主要部分组成
(1) 制动操纵机构 产生制动动作、控制制动效并制动能量传输制动器各部件图2、3、4、6及制动轮缸和制动管路
(2) 制动器 产生阻碍车辆运动或运动趋势力(制动力)部件汽车上常用制动器都利用固定元件与旋转元件工作表面摩擦而产生制动力矩称摩擦制动器有鼓式制动器和盘式制动器两种结构型式
图D-ZD-02 轿车典型制动系统组成示意图
1.前轮盘式制动器 2.制动总泵 3.真空助力器 4.制动踏板机构 5.轮鼓式制动器 6.制动组合阀 7.制动警示灯
二、制动器——鼓式制动器
1. 概述
般制动器都通过其固定元件对旋转元件施加制动力矩使者旋转角速度降低同时依靠车轮与地面附着作用产生路面对车轮制动力使汽车减速凡利用固定元件与旋转元件工作表面摩擦而产生制动力矩制动器都成摩擦制动器目前汽车所用摩擦制动器分鼓式和盘式两大类
旋转元件固装车轮或半轴上即制动力矩直接分别作用于两侧车轮上制动器称车轮制动器旋转元件固装传动系传动轴上其制动力矩经过驱动桥再分配两侧车轮上制动器称央制动器
2．领从蹄式制动器
增势与减势作用 右图领从蹄式制动器示意图设汽车前进时制动鼓旋转方向(称制动鼓正向旋转)图箭头所示沿箭头方向看去制动蹄1支承点3其前端制动轮缸6所施加促动力作用于其端因而该制动蹄张开时旋转方向与制动鼓旋转方向相同具有种属性制动蹄称领蹄与此相反制动蹄2支承点4端促动力加于其前端其张开时旋转方向与制动鼓旋转方向相反具有种属性制动蹄称从蹄当汽车倒驶即制动鼓反向旋转时蹄1变成从蹄而蹄2则变成领蹄种制动鼓正向旋转和反向旋转时都有领蹄和从蹄制动器即称领从蹄式制动器
图D-ZD-03领从蹄式制动器示意图
l.领蹄 2.从蹄 3、4.支点 5.制动鼓 6.制动轮缸
图D-ZD-04领从蹄式制动器受力示意图
右图制动时两活塞施加促动力相等制动时领蹄1和从蹄2促动力FS作用下分别绕各自支承点3和4旋转紧压制动鼓5上旋转着制动鼓即对两制动蹄分别作用着法向反力N1和N2及相应切向反力T1和T2两蹄上些力分别各自支点3和4支点反力Sl和S2所平衡见领蹄上切向合力Tl所造成绕支点3力矩与促动力FS所造成绕同支点力矩同向所力T1作用结使领蹄1制动鼓上压得更紧从而力T1也更大表明领蹄具有增势作用相反从蹄具有减势作用故二制动蹄对制动鼓所施加制动力矩相等倒车制动时虽蹄2变成领蹄蹄1变成从蹄整制动器制动效能还同前进制动时样
领从式制动器两制动蹄对制动鼓作用力N1’和N2’大小相等因此制动过程对制动鼓产生附加径向力凡制动鼓所受来自二蹄法向力能互相平衡制动器称非平衡式制动器
3．单向双领蹄式制动器
制动鼓正向旋转时两蹄均领蹄制动器称双领蹄式制动器其结构示意图右图所示
双领蹄式制动器与领从蹄式制动器结构上主要有两点相同双领蹄式制动器两制动蹄各用单活塞式轮缸而领从蹄式制动器两蹄共用双活塞式轮缸；二双领蹄式制动器两套制动蹄、制动轮缸、支承销制动底板上布置心对称而领从蹄式制动器制动蹄、制动轮缸、支承销制动底板上布置轴对称布置
图D-ZD-05双领蹄式制动器受力示意图
1. 制动轮缸 2.制动蹄 3.支承销 4.制动鼓
4．双向双领蹄式制动器
无论前进制动还倒车制动两制动蹄都领蹄制动器称双向双领蹄式制动器图5-42其结构示意图器与领从蹄式制动器相比双向双领蹄式制动器结构上有三特点采用两双活塞式制动轮缸；二两制动蹄两端都采用浮式支承且支点周向位置也浮动；三制动底板上所有固定元件制动蹄、制动轮缸、回位弹簧等都成对而且既按轴对称、又按心对称布置
图D-ZD-06双向双领蹄式制动器示意图
1.制动轮缸 2.制动蹄 3.制动鼓
右图种双向双领蹄式制动器具体结构前进制动时所有轮缸活塞8都液压作用下向外移动两制动蹄6和11压靠制动鼓1上制动鼓摩擦力矩作用下两蹄都绕车轮心O朝箭头所示车轮旋转方向转动两轮缸活塞外端支座7推回直顶靠轮缸端面止此时两轮缸支座7成制动蹄支点制动器工作情况便同图5-41所示制动器样
倒车制动时摩擦力矩方向相反使两制动蹄绕车轮心O逆箭头方向转过角度调支座10连同调整螺母9起推回原位于两支座10便成蹄新支承点样每制动蹄支点和促动力作用点位置都与前进制动时相反其制动效能同前进制动时完全样
图D-ZD-07 双向双领蹄式制动器
5．双从蹄式制动器
前进制动时两制动蹄均从蹄制动器称双从蹄式制动器其结构示意图见图5-44种制动器与双领蹄式制动器结构相似二者差异只于固定元件与旋转元件相对运动方向同虽双从蹄式制动器前进制动效能低于双领蹄式和领从蹄式制动器其效能对摩擦系数变化敏感程度较小即具有良好制动效能稳定性
双领蹄、双向双领蹄、双从蹄式制动器固定元件布置都心对称间隙调整正确则其制动鼓所受两蹄施加两法向合力能互相平衡会对轮毂轴承造成附加径向载荷因此三种制动器都属于平衡式制动器
图D-ZD-08 双从蹄式制动器示意图
1.支承销 2.制动蹄 3.制动轮缸 4.制动鼓
6．单向自增力式制动器
单向自增力式制动器结构原理见右图第制动蹄1和第二制动蹄2下端分别浮支浮动顶杆6两端
汽车前进制动时单活塞式轮缸促动力FS1加于第蹄使其上压靠制动鼓3上第蹄领蹄并且各力作用下处于平衡状态顶杆6浮动与力S1大小相等、方向相反促动力FS2施于第二蹄故第二蹄也领蹄作用第蹄上促动力和摩擦力通过顶杆传第二蹄上形成第二蹄促动力FS2对制动蹄1进行受力分析知FS2>FS1此外力FS2对第二蹄支承点力臂也大于力FS1对第蹄支承力臂因此第二蹄制动力矩必大于第蹄制动力矩倒车制动时第蹄制动效能比般领蹄低得多第二蹄则因未受促动力而起制动作用
图D-ZD-09单向自增力式制动器
1.第制动蹄 2. 支承销 3. 制动鼓 4. 第二制动蹄 5. 调顶杆体 6.制动轮缸
右图种单向自增力式制动器具体结构第蹄1和第二蹄6上端被各自回位弹簧2拉拢并铆于腹板上端两侧夹板3内凹弧面支靠着支承销4两蹄下端分别浮支调顶杆两端直槽底面上并用弹簧8拉紧受法向力较大第二蹄摩擦片面积做得比第蹄大使两蹄单位压力相近
制动鼓尺寸和摩擦系数相同条件下单向自增力式制动器前进制动效能仅高于领从蹄式制动器而且高于双领蹄式制动器倒车时整制动器制动效能比双从蹄式制动器效能还低
图D-ZD-10单向自增力式制动器
1.第制动蹄 2.制动蹄回位弹簧 3.夹板 4.支承销 5.制动鼓 6.第二制动蹄 7.调顶杆体 8.拉紧弹簧 9.调整螺钉 10.顶杆套 11.制动轮
7．双向自增力式制动器
双向自增力式制动器结构原理图5-47所示其特点制动鼓正向和反向旋转时均能借蹄鼓间摩擦起自增力作用结构同于单向自增力式之处主要采用双活塞式制动轮缸4向两蹄同时施加相等促动力FS制动鼓正向(箭头所示)旋转时前制动蹄1第蹄制动蹄3第二蹄；制动鼓反向旋转时则情况相反由图见制动时第蹄只受促动力FS而第二蹄则有两促动力FS和S且S＞FS考虑汽车前进制动机会远多于倒车制动且前进制动时制动器工作负荷也远大于倒车制动故蹄3摩擦片面积做得较大
图D-ZD-11双向自增力式制动器示意图
1. 前制动蹄 2.顶杆 3.制动蹄 4.轮缸 5.支撑销
图D-ZD-12双向自增力式制动器实物
右图所示制动器即属于双向自增力式制动器制动时两制动蹄和上端回位弹簧作用下浮支支承销上两制动蹄下端拉簧作用下浮支浮动顶杆两端凹槽汽车前进制动时制动轮缸(图未画出)两活塞向两端顶出使前制动蹄离开支承销并压紧制动鼓上于旋转着制动鼓与两制动蹄之间产生摩擦作用由于顶杆浮动前制动蹄及顶杆沿制动鼓旋转方向转过角度直制动蹄上端再次压支承销上此时制动轮缸促动力进步增大由于从蹄受顶杆促动力大于轮缸促动力从蹄上端会离开支承销汽车倒车制动时制动器工作情况与上述相反
8．凸轮式制动器
目前所有国产汽车及部分外国汽车气压制动系统都采用凸轮促动车轮制动器而且大多设计成领从蹄式
图D-ZD-22 凸轮式制动器
右图凸轮式前轮制动器制动时制动调整臂制动气室6推杆作用下带动凸轮轴转动使得两制动蹄压靠制动鼓上而制动由于凸轮轮廓心对称性及两蹄结构和安装轴对称性凸轮转动所引起两蹄上相应点位移必相等
种由轴线固定凸轮促动领从蹄式制动器种等位移式制动器制动鼓对制动蹄摩擦使得领蹄端部力图离开制动凸轮从蹄端部更加靠紧凸轮因此尽管领蹄有助势作用从蹄有减势作用对等位移式制动器而言正差别使得制动效能高领蹄促动力小于制动效能低从蹄促动力从而使得两蹄制动力矩相等
9．楔式制动器
楔式制动器两蹄布置领从蹄式作制动蹄促动件制动楔本身促动装置机械式、液压式或气压式
两制动蹄端部圆弧面分别浮支柱塞3和柱塞6外端面直槽底面上柱塞3和6内端面都斜面与支于隔架5两边槽内滚轮4接触制动时轮缸活塞15液压作用下推使制动楔13向内移动者又使二滚轮面沿柱塞斜面向内滚动面推使二柱塞3和6制动底板7孔外移定距离从而使制动蹄压靠制动鼓上轮缸液压旦撤除系列零件即制动蹄回位弹簧作用下各自回位导向销1和10用防止两柱塞转动
10．鼓式制动器小结
上介绍各种鼓式制动器各有利弊制动效能而言基本结构参数和轮缸工作压力相同条件下自增力式制动器由于对摩擦助势作用利用得充分而居首位下依次双领蹄式、领从蹄式、双从蹄式蹄鼓之间摩擦系数本身稳定因素随制动鼓和摩擦片材料、温度和表面状况(否沾水、沾油否有烧结现象等)同大范围内变化自增力式制动器效能对摩擦系数依赖性大因而其效能热稳定性差
制动过程自增力式制动器制动力矩增长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轮原因之便于兼充驻车制动器单向自增力式制动器只用于、轻型汽车前轮因倒车制动时对前轮制动器效能要求高双从蹄式制动器制动效能虽低却具有良好效能稳定性因而还有少数华贵轿车保证制动靠性而采用(例英国女王牌轿车)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
三、制动器——盘式制动器
1． 概述
图D-ZD-13盘式制动器
盘式制动器摩擦副旋转元件端面工作金属圆盘被称制动盘其固定元件则有着多种结构型式大体上分两类类工作面积大摩擦块与其金属背板组成制动块每制动器有2～4些制动块及其促动装置都装横跨制动盘两侧夹钳形支架总称制动钳种由制动盘和制动钳组成制动器称钳盘式制动器另类固定元件金属背板和摩擦片也呈圆盘形制动盘全部工作面同时与摩擦片接触种制动器称全盘式制动器钳盘式制动器过去只用作央制动器目前则愈来愈多地被各级轿车和货车用作车轮制动器全盘式制动器只有少数汽车(主要重型汽车)采用车轮制动器里只介绍钳盘式制动器钳盘式制动器又分定钳盘式和浮钳盘式两类
盘式制动器结构图
2．定钳盘式制动器
定钳盘式制动器结构示意图见右图跨置制动盘1上制动钳体5固定安装车桥6上能旋转也能沿制动盘轴线方向移动其内两活塞2分别位于制动盘1两侧制动时制动油液由制动总泵(制动主缸)经进油口4进入钳体两相通液压腔两侧制动块3压向与车轮固定连接制动盘1从而产生制动
种制动器存着下缺点：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钳内油道或外部油管来连通使得制动钳尺寸过大难安装现代化轿车轮辋内；热负荷大时油缸和跨越制动盘油管或油道制动液容易受热汽化；若要兼用于驻车制动则必须加装机械促动驻车制动钳
图D-ZD-14定钳盘式制动器示意图
1.制动盘 2.活塞 3.摩擦块 4.进油口 5.制动钳体 6.车桥部
3．浮钳盘式制动器
右图所示浮钳盘式制动器示意图制动钳体2通过导向销6与车桥7相连相对于制动盘1轴向移动制动钳体只制动盘内侧设置油缸而外侧制动块则附装钳体上制动时液压油通过进油口5进入制动油缸推动活塞4及其上摩擦块向右移动并压制动盘上并使得油缸连同制动钳体整体沿销钉向左移动直制动盘右侧摩擦块也压制动盘上夹住制动盘并使其制动
与定钳盘式制动器相反浮钳盘式制动器轴向和径向尺寸较小而且制动液受热汽化机会较少此外浮钳盘式制动器兼充行车和驻车制动器情况下只须行车制动钳油缸附近加装些用推动油缸活塞驻车制动机械传动零件即故自70年代来浮钳盘式制动器逐渐取代了定钳盘式制动器
图D-ZD-15浮钳盘式制动器示意图
1.制动盘 2.制动钳体 3.摩擦块 4.活塞 5.进油口 6.导向销 7.车桥
4．盘式制动器特点
盘式制动器与鼓式制动器相比有下优点：般无摩擦助势作用因而制动器效能受摩擦系数影响较小即效能较稳定；浸水效能降低较少而且只须经两次制动即恢复正常；输出制动力矩相同情况下尺寸和质量般较小；制动盘沿厚度方向热膨胀量极小会象制动鼓热膨胀样使制动器间隙明显增加而导致制动踏板行程过大；较容易实现间隙自动调整其保养修理作业也较简便对于钳盘式制动器而言因制动盘外露还有散热良好优点盘式制动器足之处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般要用伺服装置
目前盘式制动器已广泛应用于轿车除了些高性能轿车上用于全部车轮外大都只用作前轮制动器而与轮鼓式制动器配合期汽车有较高制动时方向稳定性货车上盘式制动器也有采用离普及还有相当距离
四、驻车制动机构
按汽车上安装位置同驻车制动装置分央驻车制动装置和车轮驻车制动装置两类前者制动器安装传动轴上称央制动器；者和行车制动装置共用套制动器结构简单紧凑已轿车上得普遍应用
右图盘鼓组合式制动器种制动器作行车制动器盘式制动器和作驻车制动器鼓式制动器组合起双作用制动盘2外缘盘作盘式制动器制动盘间鼓部作鼓式制动器制动鼓
进行驻车制动时驾驶室手动驻车制动操纵杆拉制动位置经些列杠杆和拉绳传动驻车制动杠杆下端向前拉使之绕平头销转动其间支点推动制动推杆左移前制动蹄推向制动鼓待前制动蹄压靠制动鼓上之推杆停止移动此时制动杠杆绕间支点继续转动于制动杠杆上端向右移动使制动蹄压靠制动鼓上施驻车制动
解除制动时驻车制动操纵杆推回制动位置制动杠杆卷绕拉绳回位弹簧作用下回位同时制动蹄回位弹簧两制动蹄拉拢
图D-ZD-16制动器驻车制动机构
3.顶杆组件 4.制动蹄 5.轴销 6.驻车制动推杆 7.推杆弹簧 8.拉绳及弹簧 9.制动衬片 10.驻车制动杠杆
五、制动器间隙自调装置
制动蹄工作原始位置时其摩擦片与制动鼓间应有合适间隙其设定值由汽车制造厂规定般0.25～0.5mm之间任何制动器摩擦副间隙(下简称制动器间隙)过小易保证彻底解除制动造成摩擦副拖磨；过大又使制动踏板行程太长致驾驶员操作便也会推迟制动器开始起作用时刻制动器工作过程摩擦片断磨损导致制动器间隙逐渐增大情况严重时即使制动踏板踩下极限位置也产生了足够制动力矩目前大多数轿车都装有制动器间隙自调装置也有些载货汽车仍采用手工调节
制动器间隙调整汽车保养和修理重要项目按工作过程同分次调准式和阶跃式两种
右图种设制动轮缸内摩擦限位式间隙自调装置用限定制动时制动蹄内极限位置限位摩擦环2装轮缸活塞3内端环槽活塞上环槽或螺旋槽宽度大于限位摩擦环厚度活塞相对于摩擦环大轴向位移量即二者之间间隙间隙应等于制动器间隙设定标准值时施行完全制动所需轮缸活塞行程
制动时轮缸活塞外移若制动器间隙由于各种原因增大超过设定值则活塞外移0时仍能实现完全制动只要轮缸活塞连同摩擦环继续推出直实现完全制动样解除制动时制动蹄只能回复活塞与处于新位置限位摩擦环接触止即制动器间隙设定值
图D-ZD-17带摩擦限位环轮缸
1.制动蹄 2.摩擦环 3.活塞
六、制动传动装置
目前轿车上制动传动装置有机械式和液压式两种
1．机械制动传动装置
般驻车制动系统机械传动装置组成右图所示驻车制动系统与行车制动系统共用轮制动器7施行驻车制动时驾驶员驻车制动操纵杆1向上扳起通过平衡杠杆2驻车制动操纵缆绳3拉紧促动两轮制动器由于棘爪单向作用棘爪与棘爪齿板啮合操纵杆能反转驻车制动杆系能靠地被锁定制动位置欲解除制动须先操纵杆扳起少许再压下操纵杆端头压杆按钮8通过棘爪压杆使棘爪离开棘爪齿板操纵杆向下推解除制动位置使棘爪得整驻车机械制动杆系锁止解除制动位置驻车制动系统必须靠地保证汽车原地停驻点只有用机械锁止方法才能实现因此驻车制动系统多用机械式传动装置
图D-ZD-18驻车传动机构组成示意图
1.操纵杆 2.平衡杠杆 3.拉绳 4.拉绳调整接头 5.拉绳支架 6.拉绳固定夹 7.制动器
2．液压传动装置
目前轿车行车制动系统都采用了液压传动装置主要由制动主缸(制动总泵)、液压管路、轮鼓式制动器制动轮缸(制动分泵)、前轮钳盘式制动器液压缸等组成见右图主缸与轮缸间连接油管除用金属管(铜管)外还采用特制橡胶制动软管各液压元件之间及各段油管之间还有各种管接头制动前液压系统充满专门配制制动液
踩下制动踏板4制动主缸5制动液压入制动轮缸6和制动钳2制动块推向制动鼓和制动盘制动器间隙消失并开始产生制动力矩时液压与踏板力方能继续增长直完全制动此过程由于液压作用下油管弹性膨胀变形和摩擦元件弹性压缩变形踏板和轮缸活塞都继续移动段距离放开踏板制动蹄和轮缸活塞回位弹簧作用下回位制动液压回主缸
图D-ZD-19液压传动装置组成示意图
1.前轮制动器 2.制动钳 3.制动管路
4.制动踏板机构 5.制动主缸 6.制动轮缸 7.轮制动器
七、制动助力器
目前轿车上广泛装用真空助力器作制动助力器利用发动机喉管处真空度来帮助驾驶员操纵制动踏板根据真空助力膜片多少真空助力器分单膜片式和串联膜片式两种
单膜片式 国产轿车都采用此种型式真空助力器右图
工作过程：
1. 真空助力器工作时(图a)弹簧15推杆连同柱塞18推极限位置(即真空阀开启)橡胶阀门9则被弹簧压紧空气阀座上10(即空气阀关闭)伺服气室前、腔经通道A、控制阀腔和通道B互相连通并与空气隔绝发动机开始工作、且真空单向阀被吸开伺服气室左右两腔内都产生定真空度
图D-ZD-20（a) 真空助力器工作原理图（未工作时）
图D-ZD-20（b) 真空助力器工作原理图（间工作阶段）
图D-ZD-20（c) 真空助力器工作原理图（充分工作时）
图D-ZD-20真空助力器工作原理
2. 当制动踏板踩下时起初气室膜片座8固定动来自踏板机构操纵力推动控制阀推杆12和控制阀柱塞18相对于膜片座8前移当柱塞与橡胶反作用盘7之间间隙消除操纵力便经反作用盘7传给制动主缸推杆2(下图)同时橡胶阀门9随同控制阀柱塞前移直与膜片座8上真空阀座接触止此时伺服气室前腔隔绝
3. 控制阀推杆12继续推动控制阀柱塞前移其上空气阀座10离开橡胶阀门9定距离外界空气充入伺服气室腔(下图)使其真空度降低此过程膜片20与阀座也断前移直阀门重新与空气阀座接触止因此任何平衡状态下伺服气室腔稳定真空度与踏板行程成递增函数关系
八、气压制动系统
发动机动力驱动空气压缩机作制动器制动唯能源而驾驶员体力仅作控制能源制动系统称之气压制动系统般装载质量8000kg上载货汽车和大客车都使用种制动装置
右图汽车气压制动系统示意图由发动机驱动空气压缩机（下简称空压机）1压缩空气经单向阀4首先输入湿储气罐6压缩空气湿储气罐内冷却并进行