汽车制动器的设计要求_汽车制动器的设计

　制动系统的一般工作原理是，利用与车身(或车架)相连的非旋转元件和与车轮(或传动轴)相连的旋转元件之间的相互摩擦来阻止车轮的转动或转动的趋势。

可用一种简单的液压制动系统示意图来说明制动系统的工作原理。一个以内圆面为工作表面的金属制动鼓固定在车轮轮毂上，随车轮一同旋转。在固定不动的制动底板上，有两个支承销，支承着两个弧形制动蹄的下端。制动蹄的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与装在车架上的液压制动主缸相连通。主缸中的活塞3可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，轮缸活塞在液压的作用下将制动蹄片压向制动鼓，使制动鼓减小转动速度，或保持不动。

使机械运转部件停止或减速所必须施加的阻力矩称为制动力矩。制动力矩是设计、选用制动器的依据，其大小由机械的型式和工作要求决定。制动器上所用摩擦材料（制动件）的性能直接影响制动过程，而影响其性能的主要因素为工作温度和温升速度。摩擦材料应具备高而稳定的摩擦系数和良好的耐磨性。摩擦材料分金属和非金属两类。前者常用的有铸铁、钢、青铜和粉末冶金摩擦材料等，后者有皮革、橡胶、木材和石棉等。

在了解某款车型的刹车系统时，您可能经常会听到“前盘后鼓”或“前碟后鼓”这四个字，那么，它到底是什么意思呢？最近就有读者通过电子邮件询问有关汽车制动系统的问题，比如盘式制动器和鼓式制动器的区别，通风盘和实心盘的不同之处等等。

目前车市中很多发动机排量较小的中低档车型，其制动系统大多采用“前盘后鼓式”，即前轮采用盘式制动器，后轮采用鼓式制动器，比如常见的一汽大众捷达、长安铃木奥拓及羚羊、比亚迪福莱尔、东风悦达起亚千里马、上海通用赛欧等等。我们先来简单了解一下后轮经常采用的鼓式制动器。

实际应用差别很明显，盘刹比鼓刹好用。刹车鼓中的石棉材料会致癌。鼓刹与盘刹各有利弊。在刹车效果上，鼓刹与盘刹的相差并不大，因为刹车时，是轮胎和地面的摩擦力让车子逐渐停止下来的。如果车身小巧，车身重量轻，后轮采用鼓刹就足以使轮胎和地面产生足够的摩擦力了。如果后轮使用盘刹，ABS和EBD系统也会自动降低其刹车力度，以保证后轮不会失去抓地力出现打滑、抱死现象。

散热性上，盘刹要比鼓刹散热快，通风盘刹的散热效果更好；在灵敏度上，盘刹会更高些，不过在下雨天道路泥泞的情况下当刹盘沾了泥沙后刹车效果就会大打折扣，这也是盘刹的缺点；费用方面，鼓刹较盘刹更低，而且使用寿命更长，因此一些中低档车多会采用鼓刹，中高档以上的车型基本采取四轮盘刹。

汽车设计者从经济与实用的角度出发，一般轿车采用了混合的形式，前轮盘式制动，后轮鼓式制动。四轮轿车在制动过程中，由于惯性的作用，前轮的负荷通常占汽车全部负荷的70%－80%，因此前轮制动力要比后轮大。轿车生产厂家为了节省成本，就采用前轮盘式制动，后轮鼓式制动的方式。四轮盘式制动的中高级轿车，采用前轮通风盘式制动是为了更好地散热，至于后轮采用非通风盘式同样也是成本的原因。毕竟通风盘式的制造工艺要复杂得多，价格也就相对贵了。随着材料科学的发展及成本的降低，在轿车领域中，盘式制动有逐渐取代鼓式制动的趋向。

一般制动器都是通过其中的固定元件对旋转元件施加制动力矩，使后者的旋转角速度降低，同时依靠车轮与地面的附着作用，产生路面对车轮的制动力以使汽车减速。凡利用固定元件与旋转元件工作表面的摩擦而产生制动力矩的制动器都成为摩擦制动器。目前汽车所用的摩擦制动器可分为鼓式和盘式两大类。

旋转元件固装在车轮或半轴上，即制动力矩直接分别作用于两侧车轮上的制动器称为车轮制动器。旋转元件固装在传动系的传动轴上，其制动力矩经过驱动桥再分配到两侧车轮上的制动器称为中央制动器。

制动回路：

轻型汽车大都采用液压制动，液压就要使用管路。双回路制动系统就是指系统内有两个分别独立的液压制动管路系统，起保险的作用。一般前轮驱动轿车多采用交叉对角线形式，制动主缸的前腔与右前轮、左后轮的制动管路相通，后腔与左前轮、右后轮的制动管路相通，形成一个交叉的“X”形对角线，其好处是当有一个制动系统发生故障时，另一个系统依然能进行最低限度的制动，且不易发生汽车跑偏现象。而后轮驱动轿车因负荷较大，多采用前后轮分别独立的制动形式，即有两套制动总泵，一套控制的前轮制动，另一套控制后轮制动。

盘式制动器：

盘式制动器又称为碟式制动器，是取其形状而得名。它由液压控制，主要零部件有制动盘、制动分泵、制动钳、油管等。制动盘用合金钢制造并固定在车轴上，随车轮转动。分泵固定在制动器的底板上。制动钳上的两个摩擦片分别装在制动盘的两侧。分泵的活塞受油管输送来的液压作用，推动摩擦片压向制动盘发生摩擦制动。这种制动器散热快，重量轻，构造简单，调整方便。特别是高负载时耐高温性能好，制动效果稳定，而且不怕泥水侵袭。有些盘式制动器的制动盘上还开了许多小孔，加速通风散热提高制动效率，这样的盘式制动器又称为通风盘式制动器，由于其制造成本较高，一般只用于四轮盘式制动轿车的前轮上。

当然，盘式制动器也有自己的缺陷。例如对制动器和制动管路的制造要求较高，摩擦片的耗损量较大，成本贵，而且由于摩擦片的面积小，相对摩擦的工作面也较小，需要的制动液压高，必须要有助力装置的车辆才能使用。

目前，大多数中、高级轿车采用四轮盘式制动器，而在整个汽车领域，盘式制动器有逐渐取代鼓式制动器的趋向。

鼓式制动器：

鼓式制动器是最早形式的汽车制动器，当盘式制动器还没有出现前，它已广泛用于各类汽车上。但由于结构问题，在近30年中，它在轿车领域已逐步让位给盘式制动器。不过由于成本较低，目前它仍然在一些经济类轿车中使用，主要用于制动负荷较小的后轮和驻车制动。

轿车鼓式制动器一般用于后轮（前轮用盘式制动器）。鼓式制动器除了成本比较低之外，还有一个好处，就是便于与驻车（停车）制动组合在一起，凡是后轮为鼓式制动器的轿车，其驻车制动器也组合在后轮制动器上。这是一个机械系统，它完全与车上制动液压系统是分离的：利用手操纵杆或驻车踏板（美式车）拉紧钢拉索，操纵鼓式制动器的杠件扩展制动蹄，起到停车制动作用，使得汽车不会溜动；松开钢拉索，回位弹簧使制动蹄恢复原位，制动力消失。

ABS系统：

“Anti－Lock Break System”防抱死制动系统，简称ABS。

ABS为行车安全提供了有利的保障。ABS是常规制动装置基础上的改进型技术。其工作原理是：依靠装在各车轮上高灵敏度的车轮转速传感器以及车身上的车速传感器，通过计算机控制。紧急制动时，一旦发现某个车轮抱死，计算机立即指令压力调节器使该轮的制动分泵泄（减）压，使车轮恢复转动。ABS的工作过程实际上是抱死－松开－抱死－松开的循环工作过程，使车辆始终处于临界抱死的间隙滚动状态，有效地克服紧急制动时的跑偏、侧滑、甩尾，防止车身失控等情况的发生。国家标准GB13594对ABS有明确规定，ABS属于机电一体化零件，由下列构件组成：一个或几个传感器；一个或几个控制器和一个或几个调节器。

ABS系统并不是每次采取制动都工作，它只有在车轮接近于抱死时才起作用。其工作时并不是悄无声息的，在踩住制动踏板的同时如果ABS工作，会产生适当的噪音，制动踏板也会产生脉动而反复拱脚，这是ABS系统在自动调节制动油压属正常现象。在制动时始终用脚踩住刹车踏板不放松才是正确的。

ABS系统对制动液的要求非常高，因此添加制动液必需严格按照使用说明书上的要求，禁止掺杂不同型号的制动液。一般来说，应一年更换一次相同型号的制动液。也可以选用DOT3或DOT4醇基型制动液。

装有ABS系统的车辆应严格遵循规定的轮胎气压标准，同时要保持同轴轮胎气压的均衡，严禁使用不同规格的轮胎。 答案补充

EBD：

英文全称是Electric Brakeforce Distribution，中文直译就是“电子制动力分配”。汽车制动时，如果四只轮胎附着地面的条件不同，四个轮子与地面的摩擦力不同，在制动时就容易产生打滑、倾斜和侧翻等现象。EBD的功能就是在汽车制动的瞬间，高速计算出四个轮胎由于附着不同而各异的摩擦力数值，然后调整制动装置，使其按照设定的程序在运动中高速调整，达到制动力与摩擦力（牵引力）的匹配，以保证车辆的平稳和安全。

EBD在本质上可以说是ABS的辅助功能，可以提高ABS的功效。所以在安全指标上，汽车的性能更胜一筹。当重踩刹车时，EBD在ABS作用之前，依据车辆的重量和路面条件，自动以前轮为基准去比较后轮轮胎的滑动率,如发觉此差异程度必须被调整时,刹车油压系统将会调整传至后轮的油压，以得到更平衡且更接近理想化刹车力的分布。所以EBD+ABS就是在ABS的基础上，平衡每一个轮的有效地面抓地力,改善刹车力的平衡，防止出现甩尾和侧移，并缩短汽车制动距离。 答案补充　感载比例阀：

现在有些皮卡厂家将感载比例阀（SABS）作为汽车防抱死系统（ABS）推介，称之为机械式ABS。这是对消费者的一种误导。感载比例阀不是ABS，也代替不了ABS。

感载比例阀利用车身与车桥之间的距离变化（外界作用力）来改变弹簧的预紧力，随着车辆载荷的增加，相应地进行调整，使得在任何载荷条件下都能得到一个近似理想的制动力分配。它安装在制动总泵与后轮制动分泵之间的管道上，由壳体、柱塞、阀门、弹簧等组成。壳体进油孔与制动总泵出油孔相通，出油孔与车轮制动分泵相通。当外界作用力小时，感载比例阀的柱塞在弹簧预紧力的作用下被推至最右边，两孔相通，总泵与分泵压力相等。当外界作用力大于弹簧预紧力，迫使柱塞左移，令柱塞与阀门接触并关闭了阀门，切断总泵通向分泵的通道；若外界作用力压力继续增大，又会使柱塞右移，柱塞与阀门脱离接触，阀门又被打开，总泵与分泵又相通。这样比例阀反复动作使分泵的液压不断得到调整，也即不断调整了后轮制动力。

感载比例阀（SABS）在空载时或冰雪路面没有任何效果，只有满载或干燥路面上可避免产生侧滑。