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汽車制動器總成的基本結構與工作流程

時間: 2021-08-09 08:12
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  汽車制動器總成的基本結構與工作流程,前兩天有個朋友去給汽車做保養,發現前剎車片薄了,就換了一對前剎車片。順便檢查了一下后輪的剎車片,卻發現后輪的剎車片很厚,幾乎沒怎么磨損。他就很奇怪的問我:這汽車剎車時難道不是四個車輪一起剎車嗎?為什么前輪磨的多后輪磨的少呢?手剎車又是剎哪個車輪呢?就這個問題,來給大家說說汽車的制動器總成究竟是怎么工作的。

汽車的制動系統是如何工作的?為什么前剎車片比后輪磨損的快?

  制動器總成的功用是根據需要使汽車減速或在最短的距離內停車,以保證行車安全,并使司機敢于發揮出汽車的高速行駛能力,從而提高汽車運輸的生產率;又能使汽車可靠的停放在坡道上。按制動系統的功用可以分為行車制動系統(腳剎車)、駐車制動系統(手剎車)、緊急制動系統以及輔助制動系統,按制動系統的工作介質可以分為氣壓制動系統和液壓制動系統兩種。我們最常見的家庭轎車行車制動系統(腳剎車)都是采用液壓制動,駐車制動系統(手剎車)兼有緊急制動系統的功能,輔助制動系統多見于大型貨車上,家庭轎車上沒有配備。

  一般的液壓制動器總成主要由制動踏板、真空助力泵、制動總泵(也稱為制動主缸)、制動液(也稱為剎車油)、制動油管、ABS泵總成、制動分泵(也稱為制動輪缸)和車輪制動器組成,它們組成了一個封閉的壓力傳遞系統。當踩下制動踏板時,制動總泵的活塞向前移動,總泵內制動液的壓力升高,通過油管進入各車輪的制動分泵,推動分泵的活塞外漲,實現腳踩制動力向車輪制動器傳遞,推動車輪制動器實施制動;當松開制動踏板時,總泵活塞在油壓和回位彈簧作用下回位,分泵活塞和車輪制動動器回位,解除對車輪的制動。

  汽車制動力實際上是來自路面對車輪的一個反作用力,它不僅取決于剎車片與剎車盤之間的摩擦力,更取決于輪胎與路面間的附著力,制動力最大只能等于附著力。這就是我們的汽車在濕滑路面和冰雪路面上制動距離更長的原因。一般評價汽車的制動性主要有制動效能、制動效能的恒定性、制動時的方向穩定性這三個指標。實踐中我們通常用制動距離來衡量,即汽車從100公里/小時的時速剎停到零所行駛的距離,一般轎車的制動距離都在40米左右。

  正常情況下,汽車在制動時四個車輪的制動力是同步增長的,但是由于汽車的車身與車輪之間是柔性連接的,所以汽車在制動時車輪已經在減速直至停車,而車身在慣性作用下仍在向前運動,使汽車的重心向前偏移,這種現象稱為汽車的制動質量轉移。在這種作用下,汽車制動時前輪的負荷要遠遠大于后輪,一般前輪要承擔70%以上的制動力,這就是前輪剎車片磨損更快的原因。一般前輪更換兩次剎車片,后輪才需要更換一次。

  為了提高制動系統的可靠性和安全性,工程師們把制動管路一分為二,分別控制前橋或后橋的制動器,如果其中的一套管路發生泄漏,另一套仍起制動作用,防止汽車制動失靈。這種使用二套相互獨立的制動管路稱作雙回路制動系統,它是通過制動總泵內部彼此獨立的雙腔主制動閥來實現的。轎車的制動管路布置常用交叉布置式,即左前輪和右后輪共用一條制動回路、右前輪和左后輪共用另一條制動回路,這樣當一條管路發生泄漏時,另一條管路仍起制動作用,并且制動力也較為均衡,可有效避免制動跑偏。

  大家還會發現一個“有趣”的現象,那就是汽車在沒有啟動的時候,剎車踏板非常硬,幾乎踩不下去,當發動機啟動后,剎車踏板立刻就變得輕巧了,這又是怎么一回事呢?原來,這是制動系統中的真空助力器在起作用。它是制動系統的核心部件,是利用發動機進氣管的真空和大氣之間的壓差起助力作用。如果沒有它,不僅僅是制動踏板沉重,汽車的制動力也會大幅度減小。有些車的真空管泄漏或被積碳堵死了,真空助力作用減小或沒有了,汽車的制動距離就會大幅度的延長,這是非常危險的。所以,我們在行車中如果發現剎車踏板變硬,要及時處理,千萬不可大意。

  還有些人糾結于盤式制動和鼓式制動哪一個更好,其實它們的作用原理都是一樣的,最大的區別就在于盤式制動器是敞開式的,制動過程中產生的熱量可以很快散去,抗熱衰退效果較好;而鼓式制動器是封閉式的,散熱較差,長時間制動會導致熱衰退。單純從制動力方面來說,鼓式制動力更大一些,這也是一些大型卡車都采用鼓式制動的原因之一。

  剎車油是液壓制動系統中傳遞制動壓力的工作介質,它的作用無疑是非常重要的。一般分為DOT3、DOT4、DOT5、DOT5.1四個級別,轎車常用DOT3、DOT4礦物油型制動液。剎車油最大的一個特性是吸水性,在使用中含水量會逐漸的增加,會降低它的沸點,使剎車油沸騰而失去制動作用。實驗證明,當剎車油中的水含量達到3%時,剎車油的沸點就會降低25%;如果剎車油的含水量達到7-8%,剎車油的沸點會降低50%以上。比如說某種剎車油干沸點是210°C,當含水量超過3%時,沸點已經降低到152°C;如果剎車油的含水量達到7-8%,沸點可能已經降低到100°C左右了。所以當剎車油含水量超過3%,我們就建議更換;如果含水量超過5%,那就必須更換了。

  那么汽車的手剎車又是怎么工作的呢?手剎車的學名就是駐車制動系統,它的作用是在車輛停穩后用于穩定車輛,避免車輛在斜坡路面停車時由于溜車造成事故,同時兼起緊急制動的作用。在轎車上有機械手剎和電子手剎兩種,它們都是通過剎車盤與剎車片產生的摩擦力來控制停車制動,并且都是作用在兩個后輪上。區別就是二者的操作手段和控制邏輯不同,機械手剎主要是借助于人力,在汽車停止后,將手制動桿拉起,帶動拉索使車輪制動器中的剎車片與剎車盤夾緊產生制動力,達到防止車輛自行溜車的目的;而電子手剎是在機械手剎的基礎上發展而來的,控制方式從機械式拉桿變成了電子按鈕。

  電子手剎和傳統機械式手剎相比,操作更為簡單而且省力,并且讓車內空間得到更好地利用,所以,近幾年電子手剎發展極為迅速,大有取代傳統機械手剎的趨勢。并且電子手剎還有一個很重要的動態緊急制動功能。如果在行車過程中發生極端情況,駕駛員無法控制剎車(剎車踏板故障、剎車助力系統故障、新手沒有剎車意識、駕駛員睡著了等情況),操作電子手剎按鍵,可以對車輛進行全車液壓制動,使汽車減速直至停車。

  總體來說,現在的汽車制動系統是極其復雜的,并且為了更好的控制汽車,人們還在上面增加了很多制動輔助系統,比如制動防抱死系統(ABS)、電子制動力分配(EBD)、彎道自動控制(CBC)、制動力輔助系統(EBA、BAS、BA)、牽引力控制系統(ASR、TCS、TRC)、上坡輔助系統(HAC)、自動駐車功能(AUTOHOLD)、陡坡緩降控制(HDC)、剎車優先系統(BOS)等等,這些系統或者是增大制動力,或者是在制動時維持車身穩定。


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