第5 章制动系统5.1 制动系统概述制动系统对于汽车非常重要。

如果制动器不能正常工作，后果可能是灾难性的。

制动器实际上是个能量转换装置，它将汽车的动能转换成热能。

汽车上有三类制动系统：行车制动系统、驻车制动系统、应急制动系统和附加的缓速制动系统。

行车制动系统是主要制动系统，可以使高速行驶的汽车减速甚至停车，从而保证乘客的安全。

它是通过驾驶员踩下或松开制动踏板以脚制动的。

驻车制动系统则可以防止停放的汽车脱离停车位置，即便它停在一个陡坡上。

这种制动系统也叫手制动。

制动系统一般由制动器及其操纵机构组成。

液压制动系统的主要组成部件包括制动踏板、真空助力器、制动主缸、制动管路和制动器，如图5-1所示。

为了增加安全性，大多数现代汽车的制动系统都分成两个回路，每个回路系统作用在两个车轮上。

图5-1 液压制动系统汽车主要有两种类型的制动器：鼓式制动器和盘式制动器。

基本上所有的制动器都是摩擦制动器。

驾驶员刹车时，操纵装置对制动蹄或制动块施加压力，与车轮的制动鼓或制动盘旋转反向。

制动蹄与制动鼓或制动块与制动盘之间的摩擦就会使车轮减速或停止，这样就实现了刹车。

5.2 制动器5.2.1 鼓式制动器鼓式制动器一般由制动底板、制动轮缸、制动蹄、制动鼓和制动间隙调整机构组成，如图5-2所示。

鼓式制动器是利用带有摩擦片的内部延展制动蹄在一个叫做制动鼓的旋转制动表面内工作的。

通过一个叫做液压制动分泵的液压缸将制动蹄径向撑开，这样摩擦片就会压住制动鼓，实现刹车（见图5-3）。

图5-2 鼓式制动器图5-3 鼓式制动器原理5.2.2 盘式制动器盘式制动器的主要部件包括制动缸、制动盘和制动钳等。

盘式制动器很像自行车刹车。

自行车刹车有一个夹钳，它可以挤压制动块从而使车轮停止。

在盘式制动器中，制动块挤压转子而非车轮，且挤压力是通过液压传动的，而不是通过线管传递。

制动块和制动盘之间的摩擦力使得制动盘减速（见图5-4和5-5）。

Fig. 5-4 盘式制动器Fig. 5-5 盘式制动器原理5.3 制动传动装置5.3.1 制动主缸在现代制动系统中，制动主缸都是发动机助力的。

制动主缸安装在发动机舱的防火墙上，直接在驾驶员位置的前方。

典型的制动主缸实质上在一个外壳中有两个完全独立的制动腔，每腔控制两个车轮。

也就是说，如果一边失效的话，仍然可以实现刹车。

任何一边失效的话，仪表盘上的恶制动报警灯都会点亮，提醒注意有问题。

制动主缸现在已经非常可靠并且很少出现故障，但是，它们最普遍的问题就是内部泄漏。

这会导致当你的脚施以稳定的压力时，制动踏板会慢慢落向地面。

放开并立即再次踏下踏板会使得踏板恢复到常规高度。

5.3.2 制动液制动液是具有特殊性能的油液。

它冷时不稠，热时不沸腾。

如果制动液沸腾，就会导致踏板发软并且很难实现刹车。

5.3.3 助力器制动助力器（见图5-6）安装在制动总泵正后方的防火墙上，且和制动主缸一起直接与制动踏板相连。

他的目的就是扩大脚对制动踏板施加的有限压力，这样就可以使即使是让最大的汽车刹车所需要的压力也能达到最小。

助力器的动力来自发动机的真空吸力。

真空吸力是汽车发动机正常运转时的副产品，且能够在使用像制动助力器这样的功率附件时直接获取。

真空气体通过助力器上的止回阀进入助力器。

止回阀用一条橡胶软管与发动机相连，且作为一个单向阀，允许真空气体进入助力器，但是不允许排气。

5.4 防抱死制动系统防抱死制动系统（通常称为ABS）是汽车刹车时的一种防锁死系统。

它的作用是在汽车紧急制动时防止车轮抱死，充分利用轮胎与地面的最大附着力和高的侧向力系数，以提高制动减速度、缩短制动距离，从而保证汽车行驶的稳定性。

ABS系统由四部分组成：轮速传感器、液压泵、电磁阀和控制器。

图5-7 ABS5.4.1 组成轮速传感器每个车轮上都安装有轮速传感器，用于给控制单元提供轮速参考值。

轮速传感器是永磁式感应传感器，检测来自每个轮毂齿轮的脉冲信号。

当每个轮齿穿过磁场时，都产生一个电压信号。

轮速传感器是可更换式的。

传感器转子（带齿的轮）和轮毂装成一个整体，因而必须一起更换。

控制单元控制单元包括整个全部信号调节电路和输出回路。

输出回路控制液压单元，调节送往每个制动钳的管路压力。

控制单元安装在前围板的左下方，储物箱的上面和发动机舱电器箱的前面。

如果检测到问题，控制单元将点亮仪表板上的报警灯。

图5-8 ABS的液压单元液压泵和电磁阀液压单元，即液压执行器安装在发动机舱里，包含一些阀和一个液压泵。

这些阀有三个位置：压力增加，压力保持和压力下降。

当轮胎将抱死时，控制单元通知电磁阀保持压力。

如果轮胎保持抱死，控制单元将允许电磁阀降低压力直到轮胎开始转动。

控制单元让电磁阀开始建立压力从而开始另外一次循环。

液压泵送回当压力下降时来自制动轮缸的制动液。

液压泵被设计成能够保持两个制动回路相互独立。

在ABS工作期间，在制动踏板上能感觉到脉动，并且液压单元会发出嘀嗒声。

这是正常的，告知操作人员ABS在起作用。

5.4.2 工作原理ABS系统有很多不同的种类和控制算法。

我们将讨论其中一个比较简单的系统是如何工作的。

控制器全时监测轮速传感器的状态，等待超出寻常的车轮降速。

在某个车轮抱死之前，它将经历一个快速降速。

如果放任不管，车轮将比任何车辆可能的速度快得多的速度停止转动。

在理想状态下，它将使一辆车从60英里/小时（96.6公里/小时）到停下只需5秒钟。

但是抱死的车轮在小于1秒内就会停止转动。

ABS控制器知道这样一种快速的减速是不可能的，所以它降低制动器压力直到车轮加速，然后再次增加压力直到车轮降速。

在车轮速度发生明显改变之前，控制器就完成这些动作。

结果就是车轮以与车辆相同的速度慢下来，制动器控制车轮处于抱死的临界点。

这给了制动系统最大的制动力。

当ABS在运行时，制动踏板上将有脉动的感觉，这来自于电磁阀快速的打开和关闭。

有些ABS系统能每秒钟完成多达15次的循环。

5.4.3 防抱死制动的类型防抱死制动系统根据制动器的类型采用不同的方案。

我们根据通道数—即多少电磁阀被单独控制—和轮速传感器个数来进行分类。

四通道四传感器ABS这是最好的方案。

在所有四个车轮上都有一个轮速传感器和一个独立的电磁阀。

基于这种配置，控制器单独监测每个车轮以确保它获得最大的制动力。

三通道三传感器ABS这种方案通常安装在配备四轮ABS的皮卡上，每个前轮一个传感器和一个电磁阀，而两个后轮共用一个电磁阀和一个传感器。

后轮上的轮速传感器安装在后轴上。

这种系统对前轮单独控制，所以它们可以获得最大的制动力。

然而，后轮是一起监控的，它们在ABS控制后轴之前一起趋于抱死。

这种系统可能使得一个后轮在制动时抱死，从而降低制动效果。

一通道一传感器ABS这种系统通常安装在配置后轮ABS的皮卡上，它有一个电磁阀控制两个后轮和一个安装在后轴上的轮速传感器。

这种系统的工作过程与三通道系统的后轮控制相同。

后轮一起被监控，在ABS介入之前一起趋于抱死。

这种系统也可能使得一个后轮在制动时抱死，从而降低制动效果。

这种系统很容易辨认。

通常有一条制动管路穿过一个T形件到两个后轮。

你可以通过寻找接近后桥壳上的差速器处的电器连接找到轮速传感器的位置。

5.5 Tractor and Truck Air ABS 牵引车与货车气压制动ABS系统ABS控制单元（ECU）是控制气压ABS系统的电子模块。

为了测量串联桥货车的两个前轮和至少两个后轮的各自的车速，采用了可变磁阻式传感器。

为了控制提供给行车制动器气室的空气，从而防止车轮抱死，采用了电子控制ABS阀。

一种无挂车货车的ABS系统的电气和气压系统布置如图5-10所示。

图5-10 无挂车货车的气压ABS系统图5-11 带有自动牵引力控制的四通道ABS系统轮速传感器一般安装在前桥（转向桥）两端。

采用串联式后桥的货车常常只在一个后桥上装有轮速传感器（图5-11）。

依据货车的后悬架类型的不同，这两个后传感器或安装在前后桥或安装在后后桥的车轮端。

图5-11所示的这种四传感器、四ABS阀系统被称为四通道ABS系统。

其他的采用串联式后桥的货车可能在每个后桥的车轮端都安装有传感器，即总共有六个传感器和六个ABS阀。

所以这种ABS系统被称为六通道ABS系统。

ABS制动压力调节器（图5-10）（也叫作ABS阀，见图5-11）的作用是控制进入行车制动器制动气室的空气量，从而防止车轮抱死。

调节器内含有两个电磁阀（线圈），分别叫做进气电磁阀和排气电磁阀。

这两个电磁阀控制着调节器内的进气阀和排气阀（见图5-12）。

所绘出的调节器是一种调节阀与继动阀的组合体。

现代货车的调节器一般都在竖直方向上与货车行车制动气室供气管路串联连接。

图5-12 气压制动ABS制动压力调节器继动阀总成给调节器的常开进气电磁阀通电会切断进入各自行车制动气室的空气流。

那么，给常闭的排气电磁阀通电会使行车制动气室的部分压缩空气经过调节器的排气口被放到大气中。

这样会降低将要抱死的车轮的制动力。

ABS ECU根据需要对这些电磁阀进行控制，从而防止了车轮抱死。