汽車制動(dòng)液壓系統(tǒng)
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    汽車制動(dòng)系統(tǒng)的功能就是使行駛中的汽車按駕駛員意圖減速或停止，其方法通常是靠壓緊裝在車體上的固定摩擦元件和裝在乍輪上的旋轉(zhuǎn)摩擦元件，使它們之間產(chǎn)生摩擦力矩，從而使車輪和地面之間產(chǎn)生使車輛減速的制動(dòng)力。摩擦元件之間的壓緊力則來自駕駛員的制動(dòng)踏板。因此，汽市制動(dòng)系統(tǒng)一般由制動(dòng)傳動(dòng)裝置和制動(dòng)執(zhí)行元件兩部分組成，前者將駕駛員加在踏板上的力或由制動(dòng)踏板控制的其他動(dòng)力源傳遞到車輪上，后者是裝在車輪上的制動(dòng)器，它將傳動(dòng)裝置傳來的動(dòng)力變?yōu)槟Σ亮?/span>矩?，F(xiàn)代汽車的制動(dòng)傳動(dòng)裝置有液壓式、氣壓式和氣一液綜合式三種。液壓式最簡(jiǎn)單，它直接將駕駛員加在踏板上的力通過液體傳遞到車輪上的制動(dòng)器，而不需要其他動(dòng)力源。氣壓式則需要有發(fā)動(dòng)機(jī)帶動(dòng)的空氣壓縮機(jī)等一整套輔助設(shè)備，比較復(fù)雜．因它有外來的動(dòng)力源，所以可提供較大的制動(dòng)力而不受駕駛員踏板力的限制，踏板只起控制作用。因此，原則上液壓式制動(dòng)裝置適用于較小的汽車。對(duì)較重型的汽車，因需要的制動(dòng)力大，故多采用氣壓式。氣液綜合式則基本上介于兩者之間。除此之外，液壓式還有下列優(yōu)點(diǎn)：介質(zhì)壓力高，可達(dá)8-9MPa（氣壓式一般不超過lMPa），故結(jié)構(gòu)緊湊；因液體不可壓縮，故壓力建立快，動(dòng)作靈敏；不需要特別的潤(rùn)滑裝置。但它也有一些缺點(diǎn)：散熱效果較差；對(duì)介質(zhì)（制動(dòng)液）的物理特性（如沸點(diǎn)、凝點(diǎn)、粘溫特性等）要求較嚴(yán)。
    圈1單回路液壓式汽車制動(dòng)系統(tǒng)示意圖
1- 后輪制動(dòng)器2一前輪制動(dòng)器3-主缸4-制動(dòng)液杯5-制動(dòng)輪缸6-制動(dòng)蹄
圖1是最簡(jiǎn)單的單回路液壓制動(dòng)系統(tǒng)。有的車輪制動(dòng)器有一個(gè)輪缸，稱為領(lǐng)從蹄式制動(dòng)器（如圖中的后輪制動(dòng)器），有的車輪制動(dòng)器有兩個(gè)輪缸，稱為雙領(lǐng)蹄式制動(dòng)器（如圖中的前輪制動(dòng)器）。當(dāng)駕駛員踏下制動(dòng)踏板時(shí)，主缸的活塞就將制動(dòng)液體壓到前、后制動(dòng)器的輪缸中，推動(dòng)輪缸中的活塞使制動(dòng)蹄（固定磨擦元件）張開，壓緊在制動(dòng)蹄外面旋轉(zhuǎn)著的車輪制動(dòng)鼓（旋轉(zhuǎn)磨擦元件，圖上未畫出）上，使制動(dòng)蹄和制動(dòng)鼓之間產(chǎn)生磨擦力矩。這種簡(jiǎn)單的液壓系統(tǒng)便能滿足汽車制動(dòng)的基本要求，目前仍在一些汽車上（如老國(guó)產(chǎn)躍進(jìn)牌汽車）使用。但它的主要缺點(diǎn)是整個(gè)系統(tǒng)形成一個(gè)封閉回路，如果在管路的某處漏油，就會(huì)造成整個(gè)系統(tǒng)失效。因此，在現(xiàn)代汽車上多采用雙同路的制動(dòng)系統(tǒng)，即整個(gè)系統(tǒng)由兩個(gè)獨(dú)立的封閉回路（如前、后輪有各自獨(dú)立的剛路）組成，若一個(gè)回路發(fā)生故障或漏油，另一回路仍能繼續(xù)發(fā)揮作用，這就大大提高了汽車制動(dòng)時(shí)的可靠性和行駛中的安全性。這種系統(tǒng)與單回路系統(tǒng)的主要區(qū)別在于主缸分為兩部分（稱為雙腔主缸），各管一個(gè)回路，兩回路瓦不相通。雙腔主缸又分為串列式和并列式兩種。
圖2是一種串列式雙腔主缸的結(jié)構(gòu)示意圖。主缸內(nèi)的前后兩個(gè)活塞1、2將主缸分隔成兩個(gè)貯液腔9（即活塞周圍的環(huán)形空間）和兩個(gè)工作腔10（內(nèi)有回位彈簧）。在缸壁上有兩個(gè)較大的旁通孔7和兩個(gè)較小的補(bǔ)償孔8。在主缸處于非工作狀態(tài)時(shí)，大孔、小孔、貯液腔和工作腔與主缸制動(dòng)液杯相通。使系統(tǒng)任何部分的滲漏損失的油液及時(shí)從制動(dòng)液杯得到補(bǔ)償。

   

 圖42串列式雙腔主缸結(jié)構(gòu)圖

1-后活塞2一前活塞3、4一油口（均接制動(dòng)油液杯）5-油口（接后輪缸）6-油口（接前輪缸）7一旁通孔8一補(bǔ)償孔9后活塞蓄油腔10一后活塞工作腔11一前活塞蓄液腔l2一前活塞工作腔
    另一方面，由于溫度升高或其他原因引起的多余制動(dòng)液也可及時(shí)返回制動(dòng)液杯。在正常制動(dòng)時(shí)，推桿推動(dòng)后活塞，后活塞前腔的工作液再推動(dòng)前活塞，直到皮碗唇部蓋住補(bǔ)償孔8之后，兩個(gè)工作腔均被封住，前、后輪兩系統(tǒng)基本上在等壓力下制動(dòng)。駕駛員放松踏板時(shí)，前、后活塞都在各自回位彈簧的作用下復(fù)位，制動(dòng)液從輪缸流回主缸，壓力下降制動(dòng)解除。
    如駕駛員迅速放開制動(dòng)踏板，前、后活塞也隨之迅速復(fù)位。但制動(dòng)液由于本身粘性及管路阻力的影響，不能及時(shí)流回主缸，這就在兩作腔內(nèi)形成一定的負(fù)壓，制動(dòng)液杯中的制動(dòng)液便從補(bǔ)償孔8進(jìn)入工作腔，以保證需連續(xù)制動(dòng)時(shí)的需要。若后制動(dòng)回路失效，活塞l向左移動(dòng)直到和活塞2的左端面接觸，前活塞工作腔12中的壓力上升，完成前輪制動(dòng)。若前制動(dòng)回路失效，則活塞2右移直到右端和缸體端蓋接觸，工作腔10中的壓力增高，完成后輪制動(dòng)
    氣-液綜合式制動(dòng)系統(tǒng)是在液壓系統(tǒng)上加上氣體助力裝置，以彌補(bǔ)液壓系統(tǒng)只依靠駕駛員的踏板力而使制動(dòng)力受到限制的缺點(diǎn)。
    圖3a是帶真空助力器的雙回路制動(dòng)系統(tǒng)，助力器內(nèi)腔用膜片將其分隔為兩室，一室接發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管，另一室通大氣，發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，進(jìn)氣管總有一定的負(fù)壓，助力器的兩室間便產(chǎn)生壓力差，給于踏板桿相連的膜片一側(cè)上產(chǎn)生一個(gè)推力，與踏板力一起推動(dòng)雙腔主缸的活塞，從而減小了駕駛員施加在踏板上的力。圖3b是帶氣壓助力器的系統(tǒng)，駕駛員的踏板控制一個(gè)雙連空氣閥，該閥控制兩條獨(dú)立的空氣路到雙腔空氣室。當(dāng)踏下踏板時(shí)，壓縮空氣便進(jìn)入空氣室，并代替踏板推動(dòng)雙腔液壓主缸的活塞。
    前、后輪制動(dòng)壓力的大小對(duì)汽車的制動(dòng)性能有著很重要的影響。汽車在制動(dòng)時(shí)如制動(dòng)力矩過火，車輪就會(huì)停止轉(zhuǎn)動(dòng)而車輛由于慣性仍在向前移動(dòng)，造成車輪在地面上的滑移，稱為車輪的“抱死”現(xiàn)象。此種現(xiàn)象既不利于發(fā)揮最大制動(dòng)效能也不利于車輛的安全行駛，需水量避免。研究表明，后輪先抱死的可能性最大，危害性也最大。因此，需防止后輪先抱死現(xiàn)象的發(fā)生，應(yīng)該使前、后輪同時(shí)抱死。
                    真空助力器
 
    圖5氣液綜合式制動(dòng)系統(tǒng)圖
    a)帶真空助力器的雙回路制動(dòng)系統(tǒng) b)帶氣壓助力器的雙回路制動(dòng)系統(tǒng)
1一空氣壓縮機(jī)2事故切斷閥3一蓄能器4-壓力表s-腳踏制動(dòng)閥6串聯(lián)氣動(dòng)缸7串聯(lián)液壓缸8一蓄液杯9一至前制動(dòng)輪缸10一至后制動(dòng)輪缸11一空氣過濾器
    研究表明，當(dāng)前輪制動(dòng)壓力p1較小時(shí)，后輪制動(dòng)壓力p2允許和p1相等。當(dāng)p1較大時(shí)，應(yīng)使p2小于p1。為此可采用定比減壓閥，該閥的結(jié)構(gòu)原理圖見圖4.16-6。
    圖中活塞2在上腔壓力P2.下腔壓力P1和彈簧3的預(yù)緊力Q三力的作用下平衡，上腔壓力P2作用面積島比下腔壓力p1作用面積A1（環(huán)形面積）大。制動(dòng)開始前，壓差活塞2在彈簧預(yù)緊力Q的作用下，處在上端位置，閥芯l和活塞2形成的減壓口開度最大。制動(dòng)開始后，p1開始增長(zhǎng)，因上、下腔相通，所以壓力相等(p1=p2)。隨著P1的上升，由于上、下腔液體作用面積不同，它們對(duì)活塞2的作用力的差p1（A1- A2）也逐漸增加，當(dāng)這個(gè)差值上升到等于Q值時(shí)，活塞2便升始下移，減壓口減小，p2<p1，活塞2下移到減壓口為零時(shí)，活塞的上、下腔便被閥芯1隔斷。如果活塞2的下端與汽車的懸掛系統(tǒng)（其變形決定于汽車的載荷）相連，即在彈簧力Q上疊加一個(gè)與懸掛系統(tǒng)變形有關(guān)的力，并減少彈簧3的剛度，則此閥可根據(jù)載荷大小，來調(diào)節(jié)后輪制動(dòng)壓力p2。
圖5感載定比減壓閥結(jié)構(gòu)示意圖
    汽車防滑制動(dòng)裝置
    汽車防滑制動(dòng)裝置分后二輪控制方式與四輪控制方式。后二輪控制方式可預(yù)防急剎車時(shí)后輪抱死所引起的車輛偏向，保證車輛的穩(wěn)定性。四輪控制方式除控制后二輪外還控制前二輪，在保證車輛的穩(wěn)定性同時(shí)還可保證轉(zhuǎn)向性。
  圖6汽車防滑制動(dòng)裝置示意圖
  l一防滑制動(dòng)裝置計(jì)算機(jī)2一停車尾燈開關(guān)3一制動(dòng)總泵4-動(dòng)力轉(zhuǎn)向葉片泵5一主繼電器
6一執(zhí)行器7一前車速傳感器8一后車速傳感器
    圖6是典型的汽車四輪控制防滑制動(dòng)裝置示意圖。
    該防滑制動(dòng)裝置為前輪左右分別控制、后輪同時(shí)控制，帶診斷和安全功能。其驅(qū)動(dòng)源為動(dòng)力轉(zhuǎn)向泵，執(zhí)行器為4個(gè)電磁閥，速度傳感器在左、右前輪與后輪（傳動(dòng)系輸出軸）共計(jì)設(shè)置3個(gè)，由8位微型計(jì)算機(jī)收集、處理、計(jì)算、控制制動(dòng)裝置的運(yùn)行。
    正常運(yùn)行時(shí)即裝置不工作時(shí)，當(dāng)踏下制動(dòng)踏板，制動(dòng)總泵油液壓力升高，調(diào)節(jié)活塞移向左方，見圖7。因此，動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的油路被節(jié)流，調(diào)節(jié)活塞左腔的動(dòng)力轉(zhuǎn)向油液壓力也同時(shí)升高。減壓活塞和旁通活塞即使其右腔作用的制動(dòng)總泵的油液壓力升高，于是由于各活塞左腔作用的動(dòng)力轉(zhuǎn)向油液壓力也升高，所以被壓靠在右側(cè)。因此，制動(dòng)總泵的油液壓力經(jīng)I一>Ⅱ一>Ⅲ—>Ⅳ而分別作用于車輛各個(gè)制動(dòng)分泵上。
    圖7防滑制動(dòng)裝置系統(tǒng)圖
1-動(dòng)力轉(zhuǎn)向葉片泵  2-動(dòng)力轉(zhuǎn)向器  3-制動(dòng)總泵  4-車輪制動(dòng)分泵  5一速度傳感器  6-切斷閥B  7-切斷閥A   8一凋節(jié)活塞  9一旁通話塞  10-減壓活塞11一節(jié)流孔  12-主電磁閥  13-執(zhí)行器  14一節(jié)流孔C  15-副電磁閥  16一節(jié)流孔B   17-防滑制動(dòng)裝置計(jì)算機(jī)18-主繼電器
    緊急制動(dòng)時(shí)，計(jì)算機(jī)根據(jù)三個(gè)傳感器分別測(cè)出右前輪、左前輪及后輪的車輪速度。
    如果車輪速度大大落后于車速，計(jì)算機(jī)就根據(jù)該落后的程度以四種模式向執(zhí)行器上的電磁鐵發(fā)出信號(hào)，及時(shí)、準(zhǔn)確地控制各個(gè)車輪分泵的油液壓力，防止車輪抱死。
    當(dāng)主電磁閥通電時(shí)，減壓活塞的左腔與調(diào)節(jié)活塞腔的油路被切斷，同時(shí)與動(dòng)力轉(zhuǎn)向油箱的油路接通大氣。因此，由于減壓活塞右腔的制動(dòng)油液壓力是高壓，減壓活塞移向左方，關(guān)閉切斷閥A，切斷制動(dòng)總泵與車輪制動(dòng)分泵的油路。如“減壓”信號(hào)繼續(xù)存在，則減壓活塞進(jìn)一步移向左方，把左腔的動(dòng)力轉(zhuǎn)向油液經(jīng)節(jié)流孔B、節(jié)流孔C排向動(dòng)力轉(zhuǎn)向油箱，因此車輪制動(dòng)分泵與切斷閥A間的容積增加，車輪制動(dòng)分泵的袖液壓力相應(yīng)地緩慢下降，這就是緩減壓模式。
    當(dāng)主電磁閥通電時(shí)如果令副電磁閥通電，則在這前減壓活塞左腔的動(dòng)力轉(zhuǎn)向油液經(jīng)節(jié)流孔B和節(jié)流孔C排向動(dòng)力轉(zhuǎn)向油箱的情況變成僅經(jīng)節(jié)流孔C快速排出。因此，車輪制動(dòng)分泵油液壓力的減壓速度提高，這就是急減壓模式。
    如果繼續(xù)減壓，使車輪的轉(zhuǎn)速恢復(fù)到車速，傳感器檢測(cè)出這一情況，經(jīng)計(jì)算機(jī)判斷后發(fā)出“增壓”信號(hào)，并給出“增壓”的指令。
    控制方式的選擇是由三個(gè)車速傳感器信號(hào)算出車輪速度（右前輪、左前輪及后輪平均的速度），據(jù)此求出近似車速。作為判定抱死前兆的基準(zhǔn)，可設(shè)定與近似車速相差很小Δv值為基準(zhǔn)速度vs。三個(gè)車輪速度中有一個(gè)低于基準(zhǔn)速度就開始控制，針對(duì)抱死的車輪向執(zhí)行器發(fā)出緩和信號(hào)。開始控制后，不僅根據(jù)基準(zhǔn)速度的緩和輸出，還由車輪加速度值選擇四種輸出模式，對(duì)各輪進(jìn)行獨(dú)立地控制。根據(jù)△v值和車輪加速度的輸出模式選擇基準(zhǔn)，因路面狀態(tài)的不同而有不同的適當(dāng)值，由微型計(jì)算機(jī)判斷車輪速度的變化，進(jìn)行自動(dòng)切換。
該裝置具有診斷及安全功能，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生異常時(shí)，制動(dòng)危險(xiǎn)警告燈閃亮，這時(shí)由計(jì)算機(jī)內(nèi)的發(fā)光二極管的閃動(dòng)次數(shù)來表示異常項(xiàng)目是什么，切斷主繼電器，停止向執(zhí)行器的電磁鐵通電，恢復(fù)正常制動(dòng)功能。

本文標(biāo)題：汽車制動(dòng)液壓系統(tǒng)

分類：液壓行業(yè)知識(shí)
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