【文章內容簡介】 助力器總成給車型配套。目前液壓制動技術是如今最成熟、最經濟的制動技術，并應用在當前絕大多數(shù)乘用車上。車輛防抱死制動控制系統(tǒng)(ABS)和電子制動力分配（EBD）已發(fā)展成為成熟的產品，并在各種車輛上得到了廣泛的應用，但是這些產品基本都是基于車輪加、減速門限及參考滑移率方法設計的。方法雖然簡單實用，但是其調試比較困難，不同的車輛需要不同的匹配技術，在許多不同的道路上加以驗證；從理論上來說，整個控制過程車輪滑移率不是保持在最佳滑移率上，并未達到最佳的制動效果。我國液壓ABS的配套主要在乘用車市場，而且配套率相當高，但是我國乘用車配套的液壓ABS市場基本上都被外資企業(yè)所壟斷。汽車防抱死制動系統(tǒng)（ABS）也已經成為電子制動的標準，越來越多的車型上開始加裝電子制動力分配（EBD）。當緊急剎車車輪抱死的情況下，EBD在ABS動作之前就已經平衡了每一個輪的有效地面抓地力，可以防止出現(xiàn)甩尾和側移，并縮短汽車制動距離。EBD實際上是ABS的輔助功能，它可以改善提高ABS的功效。所以在安全指標上，汽車的性能又多了“ABS+EBD”。ASR是ABS的邏輯和功能擴展。ABS在增加了ASR功能后，主要的變化是在電子控制單元中增加了驅動防滑邏輯系統(tǒng)，來監(jiān)測驅動輪的轉速。ASR大多借用ABS的硬件，兩者共存一體，發(fā)展成為ABS/ASR系統(tǒng)。ABS/ASR已在歐洲新載貨車中普遍使用，并且歐共體法規(guī)EEC/71/，重型車是首先裝用的。今天，ABS/ASR已經成為歐美和日本等發(fā)達國家汽車的標準設備。然而ABS/ASR只是解決了緊急制動時附著系數(shù)的利用，并可獲得較短的制動距離及制動方向穩(wěn)定性，但是它不能解決制動系統(tǒng)中的所有缺陷。因此ABS/ASR功能，同時可進行制動強度的控制。ABS只有在極端情況下(車輪完全抱死)才會控制制動，在部分制動時，電子制動使可控制單個制動缸壓力，因此反應時間縮短，確保在任一瞬間得到正確的制動壓力。近幾年電子技術及計算機控制技術的飛速發(fā)展為EBS的發(fā)展帶來了機遇。德國自20世紀80年代以來率先發(fā)展了ABS/ASR系統(tǒng)并投入市場，在EBS的研究與發(fā)展過程中走到了世界的前列。德國博世公司在1993年與斯堪尼公司聯(lián)合首次在Scania牽引車及掛車上裝用了EBS。然而EBS是全新的系統(tǒng)，它有很大的潛力。 車輛制動控制系統(tǒng)的發(fā)展主要是控制技術的發(fā)展。一方面是擴大控制范圍、增加控制功能；另一方面是采用優(yōu)化控制理論，實施伺服控制和高精度控制。經過了一百多年的發(fā)展，汽車制動系統(tǒng)的形式已經基本固定下來。隨著電子，特別是大規(guī)模、超大規(guī)模集成電路的發(fā)展，汽車制動系統(tǒng)的形式也將發(fā)生變化。結論：在車輛集成化、模塊化、電子化、車供能源高壓化的趨勢驅動下，車輛制動系統(tǒng)也朝著電子化方向發(fā)展。電制動系統(tǒng)將進一步取代傳統(tǒng)制動系統(tǒng)，汽車底盤進一步一體化，集成化，制動系統(tǒng)性能也會發(fā)生質的飛躍。2 制動系統(tǒng)方案論證分析與選擇 汽車制動器形式方案分析 制動器是制動系中用以產生阻礙車輛的運動或運動趨勢的部件，一般制動器都是通過其中的固定元件對旋轉元件施加制動力矩，使旋轉元件的旋轉角速度降低，同時依靠車輪與地面的附著作用，產生路面對車輪的制動力以使汽車減速。目前汽車制動器基本都是摩擦式制動器，按照摩擦副中旋轉元件的不同，分為盤式和鼓式兩大類制動器。盤式摩擦副的旋轉元件是制動盤，其工作表面是圓盤的端面。鼓式摩擦副的旋轉元件為制動鼓，其工作表面是圓柱面；旋轉元件固裝在車輪或半軸上，即制動力矩直接分別作用于兩側車輪上的制動器稱為車輪制動器，一般用于行車制動器。旋轉元件固裝在傳動系的傳動軸上，其制動力矩經過驅動橋再分配到兩側車輪上的制動器稱為中央制動器，一般用于駐車制動器。 盤式制動器按摩擦副中固定元件的結構不同，盤式制動器分為鉗盤式和全盤式兩類。全盤式制動器中摩擦副的旋轉元件及固定元件均為圓盤形，制動時各盤摩擦表面全部接觸，其工作原理如摩擦離合器，故又稱離合器式制動器。這種制動器結構緊湊，摩擦面積大，制動力矩大，但散熱條件差，結構較為復雜，造價成本高，全盤式制動器只有少數(shù)汽車(主要是重型汽車)采用為車輪制動器。下文將不作進一步介紹。鉗盤式制動器的固定摩擦元件是制動塊，裝在制動鉗中。接觸面很小，在盤上所占的中心角一般僅30176。～50176。，又稱為點盤式制動器。鉗盤式制動器又可按鉗體固定在支架上的結構形式分為固定鉗盤式和浮動鉗盤式兩類。1）固定鉗盤式制動器結構原理：，其制動鉗體固定在轉向節(jié)（或橋殼）上，在制動鉗體上有兩個液壓油缸，其中各裝一個活塞?？缰迷谥苿颖P上的制動鉗體固定安裝在車橋上，它不能旋轉也不能沿制動盤軸線方向移動，其內的兩個活塞分別位于制動盤的兩側。其結構如下圖所示；制動時，制動油液由制動總泵(制動主缸)經進油口進入鉗體中兩個相通的液壓腔中，將兩側的制動塊壓向與車輪固定連接的制動盤從而產生制動。 當放松制動踏板使油液壓力減少時，回位彈簧則將兩制動塊總成及活塞推離制動盤。活塞制動鉗體制動塊車橋進油口制動盤缺點：油缸多、結構復雜、制動鉗尺寸大。油路中的制動液受制動盤加熱易汽化固定鉗盤式制動器的制動鉗剛度好，除活塞和制動塊外無其他滑動件。但由于需采用兩個油缸并分置制動盤的兩側，因而必須用跨越制動盤的內部油道或外部油管來連通。這就使得制動器的徑向和軸向尺寸都較大，因而在車輪中，特別是車輪輪距小的微型車的前輪中的布置比較困難；需兩組高精度的液壓缸和活塞，成本較高；制動產生的熱經制動鉗體上的油路傳給制動油液，易使其由于溫度過高而產生氣泡，影響制動效果。緊湊型中低端轎車從結構和經濟性上考慮都不適用固定鉗式盤式制動器，故前輪不采納固定鉗式盤式制動器。2）浮動鉗盤式制動器結構原理浮動鉗盤式制動器的制動鉗體是浮動的。其浮動方式有兩種，一種是制動鉗體可作平行滑動，另一種的制動鉗體可繞一支撐銷擺動。但它們的制動油缸都是單側的，且與油缸同側的制動塊總成為活動的，而另一側的制動總成則固定在鉗體上。，制動鉗體通過導向銷與車橋相連，可以相對于制動盤軸向移動。制動鉗體只在制動盤的內側設置油缸，而外側的制動塊則附裝在鉗體上。 制動時，液壓油通過進油口進入制動油缸，推動活塞及其上的摩擦塊向右移動，并壓到制動盤上，并使得油缸連同制動鉗體整體沿銷釘向左移動，制動盤右側的摩擦塊也壓到制動盤上夾住制動盤并使其制動，直到兩側的制動塊總成的受力均等為止。 車橋導向銷進油口活塞制動鉗制動塊制動盤 浮動鉗盤式制動器只在制動盤的一側裝油缸，其結構簡單，造價低廉，易于布置，結構尺寸緊湊，可將制動器近一步移近輪轂，同一組制動塊可兼用于行車制動和駐車制動。由于浮動鉗沒有跨越制動盤的油道或油管，減少了油液受熱機會，單側油缸又位于盤的內側，受車輪遮蔽較小，使冷卻條件較好。另外單側油缸的活塞比兩側油缸的活塞要長，也增大了油缸的散熱面積，因此制動油液溫度比固定鉗式的低，汽化的可能性較小。相比于固定鉗式浮動鉗式可將油缸和活塞等精密件減去一半，造價大為降低。 結合車型及其盤式結構尺寸、造價成本、及其實用性，制動器設計前輪采用浮動鉗盤式制動器。 鼓式制動器 鼓式制動器是最早形式的汽車制動器，當盤式制動器還沒有出現(xiàn)前，它已經廣泛用干各類汽車上。鼓式制動器，分為領從蹄式、雙領蹄式、雙向雙領蹄式、雙從蹄式、單向增力式、雙向增力式等幾種。不同形式鼓式制動器的主要區(qū)別有：①蹄片固定支點的數(shù)量和位置不同。②張開裝置的形式與數(shù)量不同。③制動時兩塊蹄片之間有無相互作用。因以上因素使不同形式鼓式制動器的領、從蹄數(shù)量有差別，并使制動效能不同。1） 領從蹄式 兩個制動蹄各有一個支點，一個為領蹄，一個為從蹄。前進時前制動蹄為領蹄，摩擦片面積（包角）較大，后制動蹄為從蹄，摩擦片面積（包角）較小，安裝時要注意領從蹄不可互換。 。 汽車倒車時制動鼓的旋轉方向變?yōu)榉聪蛐D，則相應地使領蹄與從蹄也就相互對調了。這種當制動鼓正、反方向旋轉時總具有一個領蹄和一個從蹄的內張型鼓式制動器稱為領從蹄式制動器。領蹄所受的摩擦力使蹄壓得更緊，即摩擦力矩具有“增勢”作用，故又稱為增勢蹄；而從蹄所受的摩擦力使蹄有離開制動鼓的趨勢，即摩擦力矩具有“減勢”作用，故又稱為減勢蹄。“增勢”作用使領蹄所受的法向反力增大，而“減勢”作用使從蹄所受的法向反力減小。領從蹄式制動器的效能及穩(wěn)定性均處于中等水平，但由于其在汽車前進與倒車時的制動性能不變，且結構簡單，造價較低，也便于附裝駐車制動機構，故這種結構仍廣泛用于中、重型載貨汽車的前、后輪制動器及轎車的后輪制動器。 2) 雙領從蹄式若在汽車前進時兩制動蹄均為領蹄的制動器，則稱為雙領蹄式制動器。顯然，當汽車倒車時這種制動器的兩制動蹄又都變?yōu)閺奶愎仕挚煞Q為單向雙領蹄式制動器。兩制動蹄各用一個單活塞制動輪缸推動，兩套制動蹄、制動輪缸等機件在制動底板上是以制動底板中心作對稱布置的，因此，兩蹄對制動鼓作用的合力恰好相互平衡，故屬于平衡式制動器。雙領蹄式制動器有高的正向制動效能，但倒車時則變?yōu)殡p從蹄式，使制動效能大降。這種結構常用于中級轎車的前輪制動器，這是因為這類汽車前進制動時，前軸的動軸荷及 附著力大于后軸，而倒車時則相反。 3） 雙向雙領蹄式制動器當制動鼓正向和反向旋轉時，兩制動助均為領蹄的制動器則稱為雙向雙領蹄式制動器。它也屬于平衡式制動器。由于雙向雙領蹄式制動器在汽車前進及倒車時的制動性能不變，因此廣泛用于中、輕型載貨汽車和部分轎車的前、后車輪，但用作后輪制動器時，則需另設中央制動器用于駐車制動。 4）單向增力式制動器單向增力式制動器兩蹄下端以頂桿相連接，第二制動蹄支承在其上端制動底板上的支承銷上。由于制動時兩蹄的法向反力不能相互平衡，因此它居于一種非平衡式制動器。單向增力式制動器在汽車前進制動時的制動效能很高，且高于前述的各種制動器，但在倒車制動時，其制動效能卻是最低的。因此，它僅用于少數(shù)輕、中型貨車和轎車上作為前輪制動器。5）雙向增力式制動器將單向增力式制動器的單活塞式制動輪缸換用雙活塞式制動輪缸，其上端的支承銷也作為兩蹄共用的，則成為雙向增力式制動器。對雙向增力式制動器來說，不論汽車前進制動或倒退制動，該制動器均為增力式制動器。雙向增力式制動器在大型高速轎車上用的較多，而且常常將其作為行車制動與駐車制動共用的制動器，但行車制動是由液壓經制動輪缸產生制動蹄的張開力進行制動，而駐車制動則是用制動操縱手柄通過鋼索拉繩及杠桿等機械操縱系統(tǒng)進行操縱。雙向增力式制動器也廣泛用作汽車的中央制動器，因為駐車制動要求制動器正向、反向的制動效能都很高，而且駐車制動若不用于應急制動時也不會產生高溫，故其熱衰退問題并不突出。單領從蹄式制動器效能和效能穩(wěn)定性，在各式制動器中居中游，前進、倒退行駛的制動效果不變；結構簡單，成本低，便于附裝駐車制動驅動機構；間隙調整容易；兩蹄片面積相同時，單位壓力不等，使襯片磨損不均勻，壽命不同（非平衡式制動器）；只有一個輪缸，兩蹄在同一驅動回路作用下工作（等促動力制動器）。應用廣泛，特別是轎車和輕型貨車、客車的后輪制動器用得較多。故本次設計后輪最終采用的是領從蹄式制動器。 制動驅動機構的結構型式選擇根據制動力源的不同，制動驅動機構可分為簡單制動、動力制動以及伺服制動三大類型。而力的傳遞方式又有機械式、液壓式、氣壓式和氣壓液壓式的區(qū)別。 簡單制動系簡單制動系即人力制動系，是靠司機作用于制動塌板上或手柄上的力作為制動力源。而傳力方式有、又有機械式和液壓式兩種。機械式的靠桿系或鋼絲繩傳力，其結構簡單，造價低廉，工作可靠，但機械效率低，因此僅用于中、小型汽車的駐車制動裝置中。液壓式的簡單制動系通常簡稱為液壓制動系，用于行車制動裝置。其優(yōu)點是作用滯后時間短(—)，工作壓力大(可達10 MPa—12MPa)，缸徑尺寸小，可布置在制動器內部作為制動蹄的張開機構或制動塊的壓緊機構，使之結構簡單、緊湊，質量小、造價低。但其有限的力傳動比限制了它在汽車上的使用范圍。另外，液壓管路在過度受熱時會形成氣泡而影響傳輸，即產生所謂“汽阻”，使制動效能降低甚至失效；而當氣溫過低時(25℃和更低時)，由于制動液的粘度增大，使工作的可靠性降低，以及當有局部損壞時，使整個系統(tǒng)都不能繼續(xù)工作。液壓式簡單制動系曾廣泛用于轎車、輕型及以下的貨車和部分中型貨車上。但由于其操縱較沉重，不能適應現(xiàn)代汽車提高操縱輕便性的要求，故當前僅多用于微型汽車上，在轎車和輕型汽車上已極少采用。 動力制動系動力制動系是以發(fā)動機動力形成的氣壓或液壓勢能作為汽車制動的全部力源進行制動，而司機作用于制動踏板或手柄上的力僅用于對制動回路中控制元件的操縱。在簡單制動系中的踏板力與其行程間的反比例關系在動力制動系中便不復存在，因此，此處的踏板力較小且可有適當?shù)奶ぐ逍谐?。動力制動系有氣壓制動系、氣頂液式制動系和全液壓動力制動?種。1） 氣壓制動系 氣壓制動系是動力制動系最常見的型式，由于可獲得較大的制動驅動力，且主車與被拖的掛車以及汽車列車之間制動驅動系統(tǒng)的連接裝置結構簡單、連接和斷開均很方便，因此被廣泛用于總質量為8t以上尤其是15t以上的載貨汽車、越野汽車和客車上。但氣壓制動系必須采用空氣壓縮機、儲氣筒、制動閥等裝置，使其結構復雜、笨重、輪廓尺寸大、造價高；管路中氣壓的產生和撤除均較慢，作用滯后時間較長(—)，因此，當制動閥到制動氣室和儲氣筒的距離較遠時，有必要加設氣動的第二級控制元件——繼動閥(即加速閥)以及快放閥；管路工作壓力較低(—)，因而制動氣室的直徑大，只能置于制動器之外，再通過桿件及凸輪或楔塊驅動制動蹄，使非簧載質量增大；另外，制動氣室排氣時也有較大噪聲。2） 氣頂液式制動系氣頂液式制動系是動力制動系的另一種型式，即利用氣壓系統(tǒng)作為普通的液壓制動系統(tǒng)主缸的驅動力源的一種制動驅動機構。它