汽车制动系统详细资料讲解

制动效能及其恒定性
空驶
制动距离
Fp
jmax
接到紧急 制动信号
1 2'
2"
3
制动力达到规定值
克服制动力间隙和残余压力（Fxb产生）
脚离开加 速踏板
踩制动踏板
t
4
制动力消失
τ1：驾驶员反应时间 τ2ˊ：制动机构滞后时间 τ2〞：制动力增长时间
2 2' 2"
制动器作用时间 τ3：持续制动时间。 τ4：消除制动时间，
运动状态与附着系数的关系
附着系数的数值主要取决于道路的材料、路面的状况与轮胎结构、 胎面花纹、材料以及汽车运动的速度等因素。
在制动过程中，还与轮胎在路面上的运动状态有关，即滑移率有关
b
p
沥青
松砾石
冰 s(％)
p
干路 湿路
软路 气压p
干路
湿路 有排水沟槽 冰雪路
Ua(km/h)
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四 制动性评价
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二 制动辅助系统
车身电子稳定系统ESP
车身电子稳定系统是博世(Bosch)公司的专利。其他公司也有研发出 类似的系统，如宝马的DSC、丰田的VSC等等。
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二 制动辅助系统
车身电子稳定系统ESP
主要由控制总成及转向传感器（监测方向盘的转向角度）、车轮传感 器（监测各个车轮的速度转动）、侧滑传感器（监测车体绕纵轴线转动 的状态）、横向加速度传感器（监测汽车转弯时的离心力）等组成。
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一 制动系统的组成
从外表看，它在圆周上有许多通向圆心的洞空，它利用汽车在行驶 当中产生的离心力能使空气对流，达到散热的目的，因此比普通实心 盘式散热效果要好许多。
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一 制动系统的组成
陶瓷制动盘相对于一般的刹车盘具有重量轻、耐高温耐磨等特性。 普通的刹车盘在全力制动下容ຫໍສະໝຸດ Baidu高热而产生热衰退，制动性能会大打 折扣，而陶瓷刹车盘有很好的抗热衰退性能，其耐热性能要比普通制 动盘高出许多倍。
3
一 制动系统的组成
鼓式制动器主要包括制动轮缸、制动蹄、制动鼓、摩擦片、回位弹 簧等部分。主要是通过液压装置使摩擦片与随车轮转动的制动鼓内侧 面发生摩擦，从而起到制动的效果。
4
一 制动系统的组成
在踩下刹车踏板时，推动刹车总泵的活塞运动，进而在油路中产生 压力，制动液将压力传递到车轮的制动分泵推动活塞，活塞推动制动 蹄向外运动，进而使得摩擦片与刹车鼓发生摩擦，从而产生制动力。
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二 制动辅助系统
车身电子稳定系统ESP
如果在汽车转向后行驶的左车道上反向转向时，汽车会有转向过度的 危险，向右的扭矩过大，以至于车尾甩向左侧。这时ESP系统会将左前轮 制动，扭矩就会减小，使得汽车顺利转向。
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三 制动车轮受力分析
汽车制动时，使汽车从一定的速度制动到较小的车速或直至停车的 外力由地面和空气提供。由于空气阻力相对较小，所以实际上外力是 由地面提供的，我们称之为地面制动力。地面制动力越大，制动减速 度越大，制动距离越小。
制动效能及其恒定性
汽车的制动效能：指汽车迅速降低车速直至停车的能力
评定指标 制动减速度ab 制动效能
制动距离s
汽车制动效能的恒定性： 指制动效能保持的程度，通常称为抗热衰退性，用η来表示。
aL aR 100% aL：为冷态汽车制动减速度
aL
aR：为热态汽车制动减速度
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四 制动性评价
它是一种具有防滑、防锁死等优点的汽车安全控制系统，已广泛运 用于汽车上。ABS主要由ECU控制单元、车轮转速传感器、制动压力调 节装置和制动控制电路等部分组成。
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二 制动辅助系统
ABS防抱死刹车系统
制动过程中，ABS控制单元不断从车轮速度传感器获取车轮的速度信号， 并加以处理，进而判断车轮是否即将被抱死。ABS刹车制动其特点是当车轮趋 于抱死临界点时，制动分泵压力不随制动主泵压力增加而增高，压力在抱死 临界点附近变化。
踏板力Fp 26
三 制动车轮受力分析
地面制动力、制动器制动力与附着力的关系
1.车轮作减速滚动：Fxb=Fμ≤Fφ=Fzφ 2.车轮抱死滑拖：当制动踏板力或制动系压力上升到某一极限值时，地面制动力达到 地面附着力，车轮即抱死不转达而出现拖滑现象。由于制动器摩擦力矩的增长而仍按 线性关系继续增大。若要增大地面制动力，此时只能通过提高附着系数来实现。
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三 制动车轮受力分析
地面制动力
地面制动力是使汽车制动而减速或停车的外力，它的产生源于制动 力矩Tμ。地面制动力的大小因而取决于制动器内制动摩擦片与制动鼓 (盘)间的摩擦力及轮胎与地面间的摩擦力(附着力)。
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三 制动车轮受力分析
制动器制动力
制动器制动力是为克服制动器摩擦力矩而在轮胎周缘所需施加的切 向力。它等于把汽车架离地面，啃住制动踏板后，在轮胎周缘切线方 向推动车轮直至它能转动所需施加的力。制动器制动力仅取决于制动 器的摩擦力矩，并与制动踏板力成正比。
Fxb ,
F ,
F
F
Fxbmax F ( 0)
Fxb F
(0)
踏板力Fp 27
三 制动车轮受力分析
运动状态与附着系数的关系
汽车制动过程，胎面留在地面上的印痕从车轮滚动到抱死拖滑是一 个渐变的过程，即纯滚动、边滚边滑、完全拖滑。
单纯的滚动 uw rr0 w
制
动 过
边滚边滑 uw rr 0w
制动作用完
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四 制动性评价
制动效能及其恒定性
汽车制动距离：
s

1 3.6
u0
(
' 2


'' 2
2
)
u02 25.92ab max
汽车的制 动距离的 决定因素
制动器的起作 用时间
最大制动减速度 起始的制动速度
踩踏板的速度 制动器的结构
附着力
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四 制动性评价
制动时方向稳定性
制动过程中，有时会出现制动跑偏、侧滑、前轮失去转向能力而 使汽车失去控制离开原来的行驶方向。上述三种情况是汽车制动时方 向不稳定的主要现象。
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四 制动性评价
制动时方向稳定性
制动侧滑试验表明： 1）若只有前轮抱死拖滑，汽车基本上沿直线向前减速行驶，汽车 处于稳定状态，但汽车丧失转向能力。 2）若后轮比前轮提前一定时间先抱死拖滑，且车速成超过某一数 值，只要有轻微的侧向力作用，汽车就会发生后轴侧滑而急剧转动， 甚至调头。
从保证汽车方向稳定性的角度出发，首先不能出现只有后轴车轮抱 死或后轴车轮比前轴车轮先抱死的情况，以防止危险的后轴侧滑。其 次，尽量减少只有前轴车轮抱死，或前后轮都抱死的情况，以维持汽 车的转向能力。最理想的情况就是避免任何车轮抱死，以确保制动时 的方向稳定性。
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二 制动辅助系统
车身电子稳定系统ESP
当汽车快速行驶或者转向时，产生的横向作用力会使汽车不稳定，易 发生事故，而ESP系统可以将这种情况防患于未然。
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二 制动辅助系统
车身电子稳定系统ESP
当车辆前面突然出现障碍物时，驾驶员必须快速向左转弯，此时转向 传感器将此信号传递到ESP控制总成，侧滑传感器和横向加速度传感器发 出汽车转向不足的信号，这就意味着汽车将会直接冲向障碍物。那么这 时ESP系统将会瞬间将后轮紧急制动，这样就能产生转向需要的反作用力 ，使汽车按照转向意图行驶。
抗热衰退性能：指汽车高速行驶情况下制动或下长坡连续制动时， 制动效能保持的程度。
抗水衰退性能：指汽车在潮湿的情况下或涉水行驶后，制动效能保 持的程度。
制动时汽车行驶的方向稳定性：指制动时汽车按给定路径行驶的能 力。若制动时发生跑偏、侧滑或失去转向能力，则汽车将偏离原来 的路径。
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四 制动性评价
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二 制动辅助系统
紧急制动辅助系统(EBA)
当传感器接受到的松油门踩制动的时间、踩制动的速率和力度都符 合要求时，ECU会马上启动紧急制动措施，在短短几毫秒之内把制动力 全部发挥出来，这比驾驶员把制动踏板踩到底的时间要快得多，这样 可以缩短在紧急制动情况下的刹车距离。
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二 制动辅助系统
ABS防抱死刹车系统
程
抱死拖滑 w 0
*Uw为车轮中心的速度，rro为车轮滚动半径，ωw为车轮的角速度
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三 制动车轮受力分析
运动状态与附着系数的关系——滑动率s
描述制动过程中轮胎滑移成份的多少；
它的数值代表了车轮运动成份所占的比例，滑动率越大，滑动成
份越多。 定义：
s uw rr 0 w 100%
uw
单纯的滚动
边滚边滑
抱死拖滑
s 0 0 s 100% s 100%
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三 制动车轮受力分析
运动状态与附着系数的关系
纵向附着系数为ψb，地面制动力与垂直载荷之比；侧向附着系数为 ψl，侧向力与垂直载荷之比。在B点ψb取最大值ψp ，一般出现在s=15% ～20%时。
B
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三 制动车轮受力分析
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一 制动系统的组成
陶瓷制动盘在制动最初阶段就能产生最大的制动力，整体制动要比 传统制动系统更快，制动距离更短。当然，它的价格也是非常昂贵的 ，多用于高性能跑车上。
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二 制动辅助系统
紧急制动辅助系统(EBA)
紧急制动辅助系统，其作用是当行车电脑ECU发现驾驶员进行紧急 制动时，可在瞬间自动加大制动力，以防止因为司机制动力不足而发 生险情。
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一 制动系统的组成
从结构中可以看出，鼓式制动器是工作在一个相对封闭的环境，制 动过程中产生的热量不易散出，频繁制动影响制动效果。不过鼓式制 动器可提供很高的制动力，广泛应用于重型车上。
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一 制动系统的组成
盘式制动器也叫碟式制动器，主要由制动盘、制动钳、摩擦片、分 泵、油管等部分构成。盘式制动器通过液压系统把压力施加到制动钳 上，使制动摩擦片与随车轮转动的制动盘发生摩擦，从而达到制动的 目的。
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一 制动系统的组成
与封闭式的鼓式制动器不同的是，盘式制动器是敞开式的。制动过 程中产生的热量可以很快散去，拥有很好的制动效能，现在已广泛应 用于轿车上。
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一 制动系统的组成
制动过程实际上是摩擦力将动能转化为热能的过程，如制动器的热 量不能及时散出，将会影响其制动效果。为了进一步提升制动效能， 通风制动盘应运而生。通风刹车盘内部是中空的或在制动盘打很多小 孔，冷空气可以从中间穿过进行降温。
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五 驻车制动
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五 驻车制动
手刹
手刹属于辅助制动系统，主要借助人力，一般在停车的时候，为 了防止车辆自行溜车而设立的。手刹(驻车制动器)主要由制动杆，拉 线，制动机构以及回位弹簧组成。是用来锁死传动轴从而使驱动轮锁 死的，有些是锁死两只后轮。
制
制动效能
动
性
的
制动效能的恒定性
评
价
指
标
制动时汽车的方向稳定性
制动减速度 制动距离 制动力 抗热衰退性能 抗水衰退性能 跑偏 侧滑 失去转向能力
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四 制动性评价
基本概念
制动效能：指汽车在良好路面上，以一定的初速度制动到停车所驶 过的距离、制动时汽车的减速度或制动力的大小。——制动性能最 基本的评价指标
制动效能及其恒定性
用一系列连续制动时制动效能的保持程度来衡量。
国家行业标准(ZBT-24007-89)
抗热衰退 性能
连续制动15次 制动强度为3m/s2
制动效能不低于规 定的冷试验制动强 度为5.8m/s2的60％
在山区行驶的货车必须装备辅助制动器，保证其制动效能
摩擦副材料
制动器结构
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四 制动性评价
汽车制动系统
报告内容
1 制动系统的组成 2 制动辅助系统 3 制动车轮受力分析 4 制动性评价 5 驻车制动
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一 制动系统的组成
作为制动系统，作用就是让行驶中的汽车按我们的意愿进行减速甚 至停车。工作原理就是将汽车的动能通过摩擦转换成热能。汽车制动 系统主要由供能装置、控制装置、传动装置和制动器等部分组成，常 见的制动器主要有鼓式制动器和盘式制动器。
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二 制动辅助系统
ABS防抱死刹车系统
如判断车轮没有抱死，制动压力调节装置不参加工作，制动力将继续增大； 如判断出某个车轮即将抱死，ECU向制动压力调节装置发出指令，关闭制动缸与 制动轮缸的通道，使制动轮的压力不再增大；如判断出车轮出现抱死拖滑状态 ，即向制动压力调节装置发出指令，使制动轮缸的油压降低，减少制动力。
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三 制动车轮受力分析
地面制动力、制动器制动力与附着力的关系
汽车制动时，根据制动强度的不同，车轮的运动可简单地考虑为减 速滚动和抱死拖滑动两种状态。此时地面制动力、制动器制动力及地 面附着力之间的关系如图所示。
Fxb ,
F ,
F
F
Fxbmax F ( 0)
Fxb F
(0)
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四 制动性评价
制动时方向稳定性
制动时原期望按直线方向减速成停车的汽车自动向左或向右偏驶 称为制动跑偏。原因：汽车在、右车轮，特别是左、右转向轮制动器 制动力不相等。
同轴两侧车轮的制动蹄片接触情况不同。 同轴两侧车轮制动蹄、鼓间隙不一致。 同轴两侧车轮的胎压不一致或胎面磨损不均。 前轮定位参数失准。 左右轴距不等。