汽车液压制动传动装置简介

    一、液压制动传动装置的功用和类型

    （一）液压制动传动装置的功用和特点

    液压制动传动机构是利用制动油液，将制动踏板力转换为油液压力，通过管路传至车轮制动器，再将油液压力转变为制动蹄张开的机械推力。其功用是将驾驶员或其他动力源的作用力传给制动器，同时控制制动器工作，从而获得所需要的制动力矩。

    液力制动具有以下特点：制动柔和灵敏，结构简单，使用简单方便，不消耗发动机功率。但操纵较费力，制动力不大，制动油液低温流动性差，高位易产生气阻，如有空气侵入或漏油会降低制动效能甚至失效。通常在液压制动传动机构中增设制动增压或助力装置，使制动系操纵轻便并增大制动力。通常在液压制动传动机构中增设制动增压或助力装置，使制动系操纵轻便并增大制动力。

    （二）液压制动传动装置的类型

    制动传动装置按传力介质的不同可分为机械式、液压式、气压式和气压综合式。机械式制动传动装置多用于驻车制动，又分为杆式和绳式。液压制动传动装置按制动管路布置形式不同分为单管路和双管路制动传动装置。

    1.单管路液压制动传动装置

    单管路液压制动传动装置的基本组成和回路如图3-79所示。

    作为制动能源的驾驶员所施加的控制力，通过制动踏板机构4传动到容积式制动主缸5，将机械能转变成液压能，液压能通过油管3、6、8输入前、后轮制动器1和7中的制动轮缸2，再将液压能转变成机械能，促使制动器进入工作状态。

    单管路液压制动传动装置是利用一个主缸，通过一套相连的管路，控制全车制动器。如果传动装置中有一处漏油，会使整个系统失效。

    2.双管路液压制动传动装置

    双管路液压制动传动装置是利用彼此独立的双腔制动主缸，通过两套独立管路，分别控制两桥或三桥的车轮制动器，如图3-80所示。

    如果其中一套管路发生故障而失效时，另一套管路仍能继续起制动作用，从而提高了汽车制动的可靠性和行驶安全性。

    在现代汽车上，由于单管路制动系统的可靠性差已不再使用。交通法规中也提出了明确的要求，现代汽车的行车制动系统都必须采用双管路制动传动装置。本节主要介绍双管路液压制动传动装置。

    二、双管路液压制动传动装置的布置形式

    双管路的布置原则是当一套管路发生故障而失效时，只引起制动效能的降低，但其前、后桥制动力分配的比值最好不变，以保持汽车良好的操纵性和稳定性。双管路的布置方案在各型汽车上各不相同，可归纳为一绉对一轴（II）型、交叉（X）型、一周半对半轴（HI）型、半轴一轮对半轴一轮（LL）型和双半轴对双半轴（HH）型等五种类型，如图3-81所示。

    （一）一轴对一轴（II）型

    一轴对一轴型为前、后轴车轮各有一套制动管路，一个车桥一套管路，也称前后独立式。这是典型的发动机前置后驱动式汽车采用的一种布置方案。其主要组成部件有串联式制动总泵、真空助力器、前后分立的双管路系统、压差比例组合阀、前后液压轮缸等。如北京切诺基汽车、南京依维柯汽车等。这种布置形式最为简单，可与单分泵鼓式制动器配合使用；其缺点是当一套管路失效时，前后桥制动力分配的比值将被破坏。

    （二）交叉（X）型

    交叉型双管路液压制动传动系统，也称对角线布置系统。其布置方案是一轴的一侧车轮制动器与另一轴对侧车轮制动器同属一个管路。当任一管路失效时剩余总制动力均能保持正常值的50%，且前后桥制动力分配比值保持不变，有利于提高制动稳定性。这种布置形式多用于发动机前置前轮驱动轿车上。这是由于这类轿车的重量分配偏重于前轮，应在后轮上形成更大的制动力。如采用前后轮独立方式，当前制动管路失效时，由于后轮制动力的不足，会使整车应急制动性能下降。因此，发动机前置前驱动的车辆一般均采用双液压回路对角式的制动系统，当一个回路失效时，也能在前后轮两侧维持均匀稳定的制动效果。上海桑塔纳轿车、一汽奥迪100轿车、二汽富康雪铁龙轿车、天津夏利轿车等均采用这种布置。

    （三）一轴半对半轴（HI）型

    每侧前轮制动器的半数制动轮缸和后轮制动器的全部制动轮缸属于一套管路，其余的前轮制动轮缸属于另一套管路。

    （四）半轴一轮对半轴一轮（LL）型

    两套管路分别对两侧前轮制动器的半数制动轮缸和一个后轮制动器起作用。

    （五）双半轴对双半轴（HH）型

    每套管路均只对每个前、后轮制动器的半数制动轮缸起作用。

    在以上5种布置形式中，HI、LL、HH型布置形式复杂，应用较少，HH型和LL型在任一套回路失效时，前、后制动力比值均与正常情况相同，HH型剩余总制动力可达正常值的50%左右，LL型则为80%，HI型单用一轴半管路时剩余制动力较大。

    三、制动装置的基本结构和工作原理

    （一）制动装置的基本结构

    现代汽车的制动装置基本都是利用机械摩擦来产生制动作用的，制动装置一般包含制动踏板、气压制动控制阀（或液压制动总泵）、气压制动气室（制动分泵）、制动管路、车轮制动器等总成。较完善的制动系还具有制动力调节装置、报警装置、压力保护装置等附加装置。

    如图3-82所示的行车制动装置由控制装置、液压式传动机构和车轮制动器组成。

    汽车的车轮制动器由旋转部分、固定部分和张开机构所组成。旋转部分是制动鼓8，它固定在轮毂上并随车轮一起旋转。固定部分主要包括制动蹄10和制动底板11等。制动蹄上铆有摩擦片9，制动蹄下端套在支承销12上，上端用复位弹簧13拉紧压靠在制动轮缸6内的轮缸活塞7上。支承销12和制动轮缸6都固定在制动底板11上。制动底板用螺钉与转向节凸缘（前桥）或桥壳凸缘（后桥）固定在一起。制动蹄靠液压轮缸使其张开。不制动时，制动鼓8的内圆柱面与摩擦片9之间保留一定的间隙，使制动鼓可以随车轮一起旋转。

    液压式制动传动系主要由制动主缸4、制动轮缸6、制动踏板1、推杆2和油管5组成。

    （二）制动装置的工作原理

    制动时，驾驶员踩下制动踏板1，推杆2便推动制动主缸活塞3，迫使制动油液经油管5进入制动轮缸6，推动轮缸活塞7克服复位弹簧13的拉力，使制动蹄10绕支承销12转动而张开，消除制动蹄与制动鼓之间的间隙后压紧在制动鼓上。这样，不旋转的制动蹄摩擦片9对旋转着的制动鼓8就产生一个摩擦力矩Mu，其方向与车轮旋转方向相反，其大小取决于轮缸的张开力、摩擦系数及制动鼓和制动蹄的尺寸。制动鼓将力矩Mu传至车轮后，由于车轮与路面的附着作用，车轮即对路面作用一个向前的周缘力FA。同时，路面也会给车轮一个向后的反作用力，这个力就是车轮受到的制动力FB。各车轮制动力之和就是汽车受到的总制动力。在制动力作用下汽车减速，或者停车。

    放松制动踏板，在复位弹簧13的作用下，制动蹄与制动鼓间的间隙又得以恢复，从而解除制动。

    四、液压式制动装置主要部件的结构与工作原理

    （一）制动主缸

    1.制动主缸的基本工作原理

    制动主缸的作用是将由踏板输入的机械推力转换成液压力。制动主缸的基本工作原理如图3-83所示。

    主缸缸体1用铸铁制成，其上开有进油孔2和补偿孔4，储液器（图中未画出）中的制动油液经此两孔与主缸相通。活塞10的头部沿周向均匀制有若干个轴向通孔3.推杆11经一系列传力杆件与制动踏板相连，其半球形端头伸入活塞10背面的凹部。活塞回位弹簧5压住皮碗9，并将活塞10推靠在图示最左端位置，同时还将回油阀8紧压在缸体的阀座上。回油阀8为带金属托片的橡胶环，其中央的出油孔被带出油阀弹簧6的出油阀7密封。

    不制动时，活塞10与皮碗9正好位于进油孔2和补偿孔4之间，活塞两侧腔室均充满了制动油液。踩下制动踏板时，推杆11推动活塞和皮碗右移，到皮碗盖住补偿孔4后，活塞右侧的工作腔即被封闭，腔内油压即开始升高。当足以克服出油阀弹簧6的预紧力时，便推开出油阀7，将制动油液经管路压入轮缸。

    若驾驶员踩下制动踏板不动，即活塞右移到某一位置不动，则工作腔及轮缸内油压不再升高。回油阀8左右两侧油压相等，在出油阀弹簧6张力的作用下出油阀7关闭（回油阀也关闭）。此时制动系处于“双阀关闭”状态，因而维持一定的制动强度。若缓慢放松制动踏板，在活塞回位弹簧5张力的作用下活塞10左移，工作腔容积增大，油压降低，轮缸及管路中的高压油向左压开回油阀8流回主缸，制动随之被解除。

    若迅速放松制动踏板，活塞10迅速左移，工作腔容积迅速增大，由于油液黏性和管路阻力的影响，油液不能及时流回主缸，故在补偿孔4开启之前，活塞右侧的工作腔中产生一定的真空度。此时活塞左侧的油压高于右侧，活塞左腔的油液经活塞头部轴向通孔3推翻皮碗9的边缘流入活塞右腔。此时同时，储液器中的油液经进油孔2流入活塞左腔。活塞完全回位后，补偿孔4已开启，由管路继续流回主缸的多余油液即可经补偿孔4流回储液器，当制动器间隙过大或液压系中渗入空气，致使踏板踩到极限位置仍感制动力不足时，可迅速放松踏板并随即再踩下，如此反复几次，使压入管路中的油液增多、油压升高，以进一步加大制动力。

    2.串联式双腔制动主缸

    制动主缸通常与储液室铸成一体，也可分开制造。按交通法规的要求，现代汽车的行车制动系都必须采用双回路制动系，因此液压制动系都采用串联双腔式制动主缸。目前国内轿车及大多数国外轿车都采用等径制动主缸，即制动主缸前后两腔的缸径相同，而某些国外轿车上装用了异径制动主缸，即制动主缸前后两腔的缸径不相等。如图3-84所示为串联式双腔制动主缸的结构示意图。

    主缸的壳体内装有主活塞3、前活塞8及前后活塞弹簧，前后活塞分别用皮碗密封，前活塞用限位螺钉保证其正确位置。两个储液筒分别与主缸的前后腔相通，前出油口、后出油口分别与前后制动轮缸相通，前活塞靠后活塞的液力推动，而后活塞直接由推杆推动。上海桑塔纳轿车即采用这种制动主缸。

    踩下制动踏板，主缸中的推杆23向前移动，使皮碗掩盖住储油筒进油孔后，后腔内液压升高。在后腔液压和后活塞弹簧力的作用下，推动前活塞向前移动，前腔压力也随之提高。当继续下踩制动踏板时，前、后腔的液压继续提高，使前、后制动器制动。放松制动踏板，主缸中的活塞和推杆分别在前、后活塞弹簧的作用下，回到初始位置，从而解除制动。如活塞复位过快，工作腔容积迅速增大，油压迅速降低，制动管路中的油液由于管路阻力的影响，来不及充分流回工作腔，使工作腔中形成一定的真空度，于是储液室中的油液便经进油口和活塞上的轴向小孔推开垫片及皮碗进入工作腔（某些车型中，油液通过皮碗的唇边进入工作腔）。当活塞全复位时，补偿孔开放，制动管路中流回工作腔的多余油液经补偿孔流回储液室。

    若前腔控制的回路发生故障，则前活塞不产生液压，但在后活塞液力作用下，前活塞被推倒最前端，后腔产生的液压仍使后轮产生制动。若后腔控制的回路发生故障，则后腔不产生液力，但后活塞在推杆的作用下前移，并与前活塞接触而推动前活塞前移，前腔仍能产生液力控制前轮制动。前活塞回位弹簧的弹力大于后活塞回位弹簧弹力，以保证两个活塞不工作时都处于正确的位置。

    为了保证制动主缸活塞在解除制动后能退回到适当位置，在不工作时，推杆的头部与活塞背面之间应留有一定的间隙，为了消除这一间隙所需的踏板行程称为制动踏板自由行程。盖行程过大将使制动失灵，过小则制动解除不彻底。双回路液压制动系中任一回路失效，主缸仍能工作，只是所需踏板行程加大，导致汽车的制动距离增长，制动效能降低。

    （二）制动轮缸

    制动轮缸的作用是将主缸传来的液压力转变为使制动蹄张开的机械推力。由于车轮制动器的结构不同，轮缸的数目和结构形式也不同。通常分为双活塞式和单活塞式两类制动轮缸。

    1.双活塞式制动轮缸

    上海桑塔纳轿车和一汽奥迪100型轿车的后制动器轮缸都采用双活塞式制动轮缸。下面以上海桑塔纳轿车制动轮缸为例，介绍双活塞式制动轮缸。

    上海桑塔纳轿车采用的是双活塞式制动轮缸，结构如图3-85所示。

    缸体1用螺栓固定在制动底板上，缸内有两个活塞2，两个刃口相对的密封皮碗利用弹簧压靠在两个活塞上，以保持两个皮碗之间的进油孔相通。活塞外端凸台孔内压顶块与制动蹄的上端抵紧。缸体两端防尘罩用以防止尘土和水分进入，以免活塞与缸体腐蚀而卡死。缸体上方装有放气阀用以排放轮缸中的空气。

    制动轮缸受到液压后，顶出活塞，使制动蹄扩张。松开制动踏板，液压消失，靠制动蹄回位弹簧的力使活塞返回。

2.单活塞式制动轮缸

    如图3-86所示为北京BJ2020N型汽车前制动器配用的单活塞式制动轮缸。

    为缩小轴向尺寸，液腔密封采用装在活塞导向面上的皮圈。进油间隙借活塞端面的凸台保持。放气阀的中部有螺纹，尾部有密封锥面，平时旋紧压靠在阀座上。与密封锥面相连的圆柱面两侧有径向孔，与阀中心的轴向空相通。需要放气时，先取下橡胶护罩，再连踩几下制动踏板，对缸内空气加压，然后踩下制动踏板不动，将放气阀旋出少许，空气即可排出，待空气排除将放气阀旋闭后再放松制动踏板，如此反复直到空气排尽。

    单活塞式制动轮缸多用于单向助势平衡式车轮制动器，目前趋于淘汰。

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