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今天分享一下汽车底盘的刹车系统。制动系统的作用是使汽车减速,以最短的距离停车,在坡道上停车等。
制动系统按其主要功能可分为行车制动装置和驻车制动装置,俗称脚制动和手制动。行驶制动装置主要用于车辆减速或停车时;驻车制动装置用于停车后对汽车进行制动,防止汽车因路面不平而前后滑动,主要用于可靠停车。
行车制动装置
停车制动装置
我们先来看看刹车系统的工作原理。
科普版:
不制动时,闸瓦与制动鼓之间有间隙,制动鼓可随车轮自由转动,制动系统不起制动作用;制动时,踩下1-制动踏板,在2- true 空助力器的帮助下,3-制动主缸(制动主缸)产生高压制动液,通过管路进入4-制动轮缸(制动分缸),高压制动液推动轮缸活塞运动,带动两个5-制动蹄片打开,从而压在制动鼓上。此时,不旋转的制动蹄会对旋转的6制动鼓产生一个摩擦力矩MA,其方向与车轮的旋转方向相反,其大小取决于轮缸的张力、摩擦系数以及制动鼓和制动蹄的大小。制动鼓将扭矩传递给7轮后,会锁住车轮。由于车轮和路面之间的附着力,车轮在路面上施加向前的圆周力FA。相反,路面会给车轮一个向后的反作用力FB。其大小等于MA与车轮半径之比,方向与汽车行驶方向相反。这个力就是车轮上的制动力FB。每个车轮上的制动力之和就是汽车上的总制动力。制动力通过车轴和悬架从车轮传递到车架和车身,迫使整车减速到一定程度,直至停止;当松开制动踏板时,轮缸的制动液将回流到主缸,制动蹄在回位弹簧的作用下向中心靠拢,制动蹄与制动鼓之间的间隙恢复,从而松开制动。
自学版:
你能想想我们平时是怎么洗杯子的吗?鼓像一个杯子。当你将五指伸入杯中旋转洗杯时,杯子也灵活旋转。只要将五指向外,贴在杯子内壁上,杯子就会停止转动。嗯,终于停了!
再看车轮制动器和制动传动装置组成的制动系统。
车轮制动器是摩擦制动器的一种,因为旋转元件固定在车轮上,所以称为车轮制动器。汽车上常用的车轮制动器可分为鼓式制动器和盘式制动器。两者的区别在于,前者摩擦副的旋转元件是制动鼓,其圆柱面是工作面,而后者摩擦副的旋转元件是盘形制动盘,其端面是工作面。
(1)鼓式车轮制动器。鼓式车轮制动器由制动鼓、轮缸、制动底板、回位弹簧、闸瓦等组成。
工作原理:制动时,闸瓦在拉力的作用下绕下顶块向外偏转,直至其摩擦片压在制动鼓的内工作面上,闸瓦与制动鼓的接触产生摩擦力矩。在摩擦力的作用下,制动鼓停止转动,即车轮停止转动,汽车制动。
动态图
(2)盘式车轮制动器。盘式制动器主要由卡钳、导向销、卡钳支架、制动盘、固定制动块、活动制动块、密封圈和活塞组成。
工作原理:制动时,活塞在液压P1的作用下将活动摩擦块推向制动盘。同时,作用在制动钳上的反作用力P2推动制动钳沿导向销向右移动,使固定在制动钳上的固定摩擦块压紧制动盘。因此,制动盘两侧的摩擦块在P1和P2的作用下夹紧制动盘,从而在制动盘上产生与运动方向相反的制动力矩,实现汽车的制动。此时,在活塞摩擦力的作用下,轮缸槽中的矩形橡胶密封圈的边缘发生轻微的弹性变形。当制动器释放时,活塞和摩擦块在密封圈的弹力作用下返回。由于摩擦块与制动盘之间的间隙每边只有0.1毫米左右,矩形密封圈边缘的轻微变形就足以保证制动器的释放。
从以上分析可以看出,矩形橡胶密封圈不仅起密封作用,还起活塞回程的作用。此外,密封圈可以自动调节摩擦块与制动盘之间的间隙。如果摩擦块与制动盘之间的间隙磨损较大,制动时密封圈变形达到极限后,活塞仍可运动,直到摩擦块压住制动盘。制动器松开后,矩形密封圈能把活塞推回的距离和磨损前一样,仍然保持标准值。
动态图
(3)制动传动装置
根据传力介质的不同,制动传动装置可分为液压制动传动装置和气压制动传动装置。
工作原理:驾驶员通过制动踏板操作制动系统,制动踏板通过推杆带动真空助力器。true 空助力器以发动机进气歧管或单独的true 空泵产生的true 空吸力为动力源,产生与制动踏板同方向的制动力,辅助人力制动。制动总泵已安装。制动主缸输出的液压进入前后制动轮缸,在轮缸产生的驱动力的作用下,车轮制动器产生摩擦力矩,对汽车进行制动。主缸和轮缸的相对位置经常变化,所以连接油管除了金属管外,还要用高强度橡胶管连接。
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