制动传动装置的检修方法详解

情境描述

李小姐驾驶一辆使用两年多的桑塔纳2000GSi 轿车来到维修车间，向维修顾问反应她的车辆近期在行驶中制动力不足，踩一次制动踏板不能减速。连续踩几下，踏板能升高，但制动效果仍不见好转。我们作为维修技工，需要根据维修手册，使用诊断检测仪器，参考相关资料排除故障，并在最终检验合格后交付前台。

相关知识

一、制动传动装置的功用

制动传动装置的功用是将驾驶员或其他动力源的作用传到制动器，同时控制制动器的工作，从而获得所需要的制动力矩。

二、制动传动装置的分类

制动传动装置按传力介质的不同可分为液压式、气压式和气-液综合式制动传动装置，按制动管路的套数可分为单管路和双管路制动传动装置。按照交通法规的要求，现代汽车的行车制动系须采用双管路制动传动装置，因而单管路制动传动装置已被淘汰。

1.液压式制动传动装置

液压式制动传动装置是利用制动液将制动踏板力转换为制动液压力，通过管路传至车轮制动器，再将制动液压力转变为制动蹄张开的机械推力。

1）液压式制动传动装置的基本组成

液压式制动传动装置由制动踏板、主缸推杆、制动主缸、储液罐、制动轮缸、油管、制动灯开关、指示灯、比例阀等组成，如图4-38所示。

图4-38　液压式制动传动装置的组成

1—制动主缸；2—储液罐；3—主缸推杆；4—支承销；5—回位弹簧；6—制动踏板；7—制动灯开关；8—指示灯；9—软管；10—比例阀；11—地板；12—后桥油管；13—前桥油管；14—软管；15—制动蹄；16—支承座；17—制动轮缸；Δ—自由间隙；A—自由行程；B—有效行程

特别提示

为了掌握传动装置的组成，此处可结合实物或多媒体课件。

2）液压式制动传动装置的工作原理

如图4-39所示，液压制动传动装置以帕斯卡定律为基础，并且在传力过程中对驾驶员的踏板力进行了放大，使传递到制动轮缸及制动蹄上的制动力大于踏板力。

图4-39　液压式制动传动装置的工作原理

1—制动踏板；2—主缸活塞；3—制动管路及制动液；4—轮缸活塞；5—制动蹄推杆

动画4-8　液压制动系统组成与结构原理

特别提示

帕斯卡定律：在封闭的系统中，液体朝各个方向传递的压力相等。

如果以10kg 脚踏力踩制动踏板，踏板与支点力臂相当于主缸活塞与支点力臂的3 倍，则作用到制动主缸活塞上的力为30kg。如果主缸活塞的截面积为2cm2，而轮缸活塞的截面积为4cm2，那么，推动车轮制动蹄的力可达60kg。

3）液压式制动传动装置的类型

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。其特点是若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车的安全性。

双管路的布置方案在各种汽车上各有不同，常见的有前后独立式和交叉式两种形式。

（1）前后独立式。前后独立式双管路液压制动传动装置由双腔制动主缸通过两套独立的管路分别控制前桥和后桥的车轮制动器，如图4-40所示。这种布置方式结构简单，如果其中一套管路损坏漏油，另一套仍能起作用，但会破坏前后桥制动力分配的比例，主要用于发动机前置后轮驱动的汽车，如南京依维柯等。

图4-40　前后独立式的双管路液压制动传动装置

1—盘式制动器；2—双腔制动主缸；3—鼓式制动器；4—制动力调节器

（2）交叉式。交叉式（也称为对角线式）双管路液压制动传动装置由双腔制动主缸通过两套独立的管路分别控制前后桥对角线方向的两个车轮制动器，如图4-41所示。这种布置方式在任一管路失效时，仍能保持一半的制动力，且前后桥制动力分配比例保持不变，有利于提高制动方向稳定性，主要用于发动机前置前轮驱动的轿车。

图4-41　交叉式的双管路液压制动传动装置

1—盘式制动器；2—双腔制动主缸；3—鼓式制动器

4）液压式制动传动装置主要部件

（1）制动主缸。制动主缸又称为制动总泵，它处于制动踏板与管路之间，其功用是将制动踏板输入的机械力转换成液压力。

① 制动主缸的结构。如图4-42和图4-43所示，串联式双腔制动主缸主要由储液罐、制动主缸外壳、前活塞、后活塞及前后活塞弹簧、推杆、皮碗等组成。

图4-42　串联式双腔制动主缸

1—隔套；2—密封圈；3—后活塞（带推杆）；4—防尘罩；5—防动圈；6、13—密封圈；7—垫圈；8—皮碗护圈；9—前活塞；10—前活塞弹簧；11—缸体；12—前腔；14、15—进油孔；16—定位圈；17—后腔；18—补偿孔；19—回油孔

图4-43　串联式双腔制动主缸的分解图

1—储液罐盖；2—膜片；3—限位螺钉；4—弹簧；5 皮碗护圈；6—前皮碗；7—垫圈；8—前活塞；9—后皮碗；10—后活塞；11—推杆座；12—垫圈；13—锁圈；14—防尘套；15—推杆

视频4-6　拆卸制动主缸

制动主缸的壳体内装有前活塞、后活塞及回位弹簧，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。储液罐分别与主缸的前、后腔相通，前出油口、后出油口分别与轮缸相通，前活塞靠后活塞的液力推动，而后活塞直接由推杆推动。

② 制动主缸的工作原理。制动主缸的工作原理如下。

不制动时，两活塞前部皮碗均遮盖不住其旁通孔，制动液由储液罐进入主缸。

正常状态下制动时，操纵制动踏板，经推杆推动后活塞左移，在其皮碗遮盖住旁通孔之后，后腔制动液压力升高，制动液一方面经出油阀流入制动管路，一方面推动前活塞左移。在后腔液压和弹簧弹力的作用下，前活塞向左移动，前腔制动液压力也随之升高，制动液推开出油阀流入管路。于是两制动管路在等压下对汽车制动。

动画4-9　液压主缸的工作原理

解除制动时，抬起制动踏板，活塞在弹簧作用下复位，高压制动液自制动管路流回制动主缸。如活塞复位过快，工作腔容积迅速增大，而制动管路中的制动液由于管路阻力的影响，来不及充分流回工作腔，使工作腔内油压快速下降，便形成一定的真空度，于是储液罐中的油液便经补偿孔和活塞上的轴向小孔推开垫片及皮碗进入工作腔。当活塞完全复位时，旁通孔开放，制动管路中流回工作腔的多余油液经补偿孔流回储液罐。

若与前腔连接的制动管路损坏漏油，则在踩下制动踏板时只有后腔中能建立液压，前腔中无压力。此时，在压力差的作用下，前活塞迅速移到其端顶到主缸缸体上。此后，后工作腔中的液压方能升高到制动所需的值。

若与后腔连接的制动管路损坏漏油，则在踩下制动踏板时，最初只是后活塞前移，但不能推动前活塞，因而后腔制动液压不能建立。但在后活塞直接顶触前活塞时，前活塞便前移，从而使前腔建立必要的制动液压而制动。

③ 制动主缸的更换。检查制动主缸皮碗、密封圈是否老化、损坏与磨损，若是则应更换。

特别提示

制动主缸使用后出现故障，一般情况下不需要修理，更换即可。但无新件更换，也需要检查修理，具体步骤如下：

a.检查储液罐是否破损，出现破损应更换；

b.如图4-44所示，检查泵体2 内孔和活塞4 表面，其表面不得有划伤和腐蚀，如有应更换。用内径表1 检查泵体内孔的直径B，用千分尺3 检查活塞的外径C，并计算出内孔与活塞之间的间隙值，其标准值为0.0～0.106mm，使用极限为0.15mm，若超过极限应更换。

图4-44　制动主缸与活塞的检查

1—内径表；2—制动主缸泵体；3—千分尺；4—主缸活塞；A—泵体与活塞的间隙；B—泵体内孔的直径；C—活塞的外径

c.检查制动主缸皮碗、密封圈是否老化、损坏与磨损，如有应更换。

d.检查进油管接头的螺栓。油管接头必须清洁畅通，螺栓螺纹应完好。

e.检查出油阀门和弹簧。阀门如有损伤，应更换新件；检查弹簧的自由长度，及弹簧压缩至工作长度所需压力，应与新件比较，如弹力不足，应予以更换，以保证装配后轮缸和管路中应有残余压力。

（2）制动轮缸。制动轮缸的作用是将制动主缸传来的液压力转变为使制动蹄张开的机械推力。

① 制动轮缸的结构。如图4-45所示，制动轮缸主要由缸体、活塞、皮碗、弹簧和放气螺钉等组成。

图4-45　双活塞制动轮缸的分解图

1、5—防护罩；2、4—皮碗；3—放气螺钉；6、9—活塞；7—缸体；8—回位弹簧总成

制动轮缸的缸体通常用螺钉固装在制动底板上，位于两制动蹄之间。缸体内装铝合金活塞，密封皮碗的刃口方向朝内，并由弹簧压靠在活塞上与其同步运动。活塞外端压有顶块并与制动蹄的上端抵紧。在缸体的另一端装有防护罩，可防止尘土及泥土的侵入。缸体上方装有放气螺塞，以便放出液压系统中的空气。

② 制动轮缸的类型。常见的制动轮缸类型有双活塞式、单活塞式、阶梯式等，如图4-46所示。

图4-46　制动轮缸的类型

单活塞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；阶梯式制动轮缸用于简单非平衡式车轮制动器，它的大端推动后制动蹄，小端推动前制动蹄，其目的是为了前、后制动蹄摩擦片均匀地磨损。

③ 制动轮缸的工作原理。如图4-47所示，制动轮缸受到液压作用后，顶出活塞，使制动蹄扩张。松开制动踏板，液压力消失，靠制动蹄回位弹簧的力，使活塞回位。

图4-47　制动轮缸工作原理

④ 制动轮缸的更换。制动轮缸分解后，用清洗液清洗轮缸零件。清洗后，进行安装。如图4-48所示。

⑤ 制动轮缸的拆装、检修。轮缸分解的一般方法：从轮缸体上的固定槽中拉下轮缸防尘套，拆下活塞。然后从缸筒中拆下橡胶皮碗和弹簧。

分解轮缸后，用清洗液清洗轮缸零件。清洗后，检查制动轮缸1 内孔与活塞2 外圆表面的烧蚀、刮伤和磨损情况。如果轮缸内孔有轻微刮伤或腐蚀，可用细砂布磨光。磨光后的缸内孔应用清洗液清洗后，用无润滑油的压缩空气吹干。然后测出轮缸内孔孔径B，活塞外圆直径C，并计算出内孔与活塞的间隙值，标准值为0.04～0.106mm，使用极限为0.15mm。如图4-48所示。

图4-48　制动轮缸缸体与活塞的检查

1—制动轮缸缸体；2—制动轮缸活塞；
A—缸体与活塞的间隙；B—缸体内孔的直径；C—活塞的外径

重新安装轮缸元件时，先用干净的制动液润滑密封件和所有内部元件。将轮缸的放气螺钉拧入轮缸上，安装回位弹簧总成，将活塞放进缸筒内，安装好防尘套。装配后应试验其密封性，将轮缸沉入盛有酒精的盒内，应无漏气的气泡。

（3）液力制动的特点。液力制动柔和灵敏，结构简单，使用方便，不消耗发动机功率。但操纵较费力，制动力不大，制动液流动性差，高温时易产生气阻，如有空气侵入或漏油会降低制动效能甚至失效。

2.真空液压制动传动装置

汽车高速化后，采用人力液压制动的汽车，只有制动液压升高（可达10～20MPa）方能产生与车速相适应的制动力矩，但靠人力制动是难以实现的，特别是盘式制动系统，因制动器无助势作用，故必须加大制动液压。

在普通的液压制动系统中，加装真空加力装置，可以减轻驾驶员施加于制动踏板上的力，增加车轮的制动力，达到操纵轻便、制动可靠的目的。真空加力装置可分为增压式和助力式两种。增压式真空加力装置是通过增压器将制动主缸的液压进一步增加，增压器装在主缸之后；助力式真空加力装置是通过助力器来帮助制动踏板对制动主缸产生推力，助力器装在踏板与主缸之间。

1）真空增压式液压制动传动装置

（1）真空增压式液压制动传动装置的组成和原理。图4-49所示为跃进NJ1061A 型汽车的真空增压式液压制动传动装置。它在液压制动传动装置中加装了一套真空增压系统，包括由发动机进气歧管、真空单向阀、真空罐组成的供能装置，作为控制装置的控制阀，以及作为传动装置的真空伺服气室、辅助缸和安全缸。

图4-49　跃进NJ1061A 型汽车的真空增压式液压制动传动装置

发动机工作时，在进气歧管真空度作用下，真空罐中的空气经真空单向阀吸入发动机，因而真空罐中也产生并积累一定的真空度，作为制动加力的力源。

踩下制动踏板时，制动主缸输出的制动液先进入辅助缸，由此一方面传入前、后轮制动轮缸作为促动力，另一方面又作为控制压力输入控制阀，启动控制阀使真空伺服气室产生的推力与来自制动主缸的液压力一起作用在辅助缸活塞上，从而使辅助缸输送到各制动轮缸的压力远高于制动主缸的压力。

安全缸的作用是当前、后轮制动管路之一损坏漏油时，该管路上的安全缸即自动封堵，保证另一管路仍能保持其中的压力。

特别提示

柴油发动机进气管中的真空度不高，因而柴油车要采用真空增压时，必须装设由发动机驱动的真空泵。

（2）真空增压器。真空增压器的作用是将发动机产生的真空度转变为机械推力，使从制动主缸输出的液力进行增压后再输入各轮缸，增大制动力。

① 结构。真空增压器的结构及工作原理如图4-50所示，它由辅助缸、控制阀和伺服气室等组成。

图4-50　真空增压器的结构及工作原理

a.辅助缸。辅助缸是将低压制动液变为高压的装置。装有皮圈的辅助缸活塞将辅助缸内腔分隔为两部分，左腔经出油管通向前、后制动轮缸，右腔经进油插头与制动主缸相通。推杆后端与伺服气室膜片相连，前端嵌装着球阀，其球座在辅助缸活塞上。不制动时，推杆前部的球阀与阀座之间保持一定距离，保证辅助缸两腔相通。

b.控制阀。控制阀是控制伺服气室起作用的随动机构，由真空阀和空气阀组成双重阀门。不制动时，空气阀在弹簧的作用下处于关闭状态，真空阀在膜片回位弹簧的作用下处于开启状态。膜片座中央有孔道使气室A 和气室B 相通，因此不制动时四个气室A、B、C 和D 相通，且具有相等的真空度。

c.伺服气室。伺服气室是将进气歧管产生的真空度与大气压力的压力差，转变为机械推力的总成。膜片将伺服气室分成前、后两腔，前腔C 经前壳体端面上的真空管插头通向真空源，后腔D 与控制阀上腔A 相通，并通过真空阀与前腔C、下腔B 相通。

动画4-10　真空增压器工作示意图

② 工作原理。真空增压器的工作原理如图4-50所示。

a.未制动时，空气阀关闭，真空阀开启。控制阀四个气室相通，且具有相等的真空度，推杆在回位弹簧的作用下处于最右端位置，推杆前部的球阀与阀座之间保持一定距离，辅助缸两腔相通。

b.制动时，踩下制动踏板，制动主缸的制动油液输入到辅助缸体中，一部分油液经活塞中间的小孔进入各制动轮缸，轮缸液压即等于主缸液压。与此同时，液压还作用在控制阀活塞上，当油压力升到一定值时，活塞连同膜片座上移，首先关闭真空阀，同时关闭C、D 腔通道，膜片座继续上移将空气阀打开，于是空气经空气阀进入A 腔并到D 腔。此时，气室B、C 的真空度保持不变，这样D、C 两腔产生压力差，推动膜片使推杆左移，球阀关闭辅助缸活塞中孔，制动主缸与辅助缸左腔隔绝。此时在辅助缸活塞上作用着两个力：主缸液压作用力和伺服气室输出的推杆力。因此，辅助缸左腔及各轮缸的压力高于主缸压力。

c.维持制动时，制动踏板踩到某一位置不动，制动主缸不再向辅助缸输送制动油液，作用在辅助缸活塞和控制阀活塞上的力为一定值。但随着进入空气室空气量的增加，A 和B气室的压力差加大，对控制阀膜片产生向下的作用力，因而使膜片座及活塞向下移动，空气阀、真空阀开度逐渐减小，直至落座关闭。处于“双阀关闭”状态时，油压对控制活塞向上的压力与因气室A、B 压力差造成的向下压力相平衡，因气室D、C 压力差而作用在膜片上的总推力与控制油压作用在辅助缸活塞右端的总推力之和，与高压油液作用在辅助缸左端的总阻力抗相平衡，辅助缸活塞保持相对稳定状态，并维持一定的制动强度。这一稳定值的大小取决于控制活塞下面的液压（主缸油压），即取决于踏板力和踏板行程。

d.放松制动踏板时，放松制动踏板后，控制油压下降，控制阀活塞连同膜片座一起下移，空气阀仍处于关闭状态，而真空阀开启。于是D、A 两气室的空气经B、C 两气室被吸出，从而A、B、C、D 各气室均具有一定的真空度。推杆、膜片及辅助缸活塞在弹簧的作用下各自回位，轮缸油液从辅助缸活塞的小孔流回，从而解除制动。

2）真空助力式液压制动传动装置

（1）真空助力式液压制动传动装置的组成。如图4-51所示为奥迪100 型轿车双管路真空助力式液压制动传动装置。串联双腔制动主缸的前腔通向左前轮制轮器的轮缸10，并经感载比例阀9 通向右后轮制动器的轮缸13。主缸的后腔通向右前轮制动器的轮缸12，并经感载比例器9 通向左后轮制动器的轮缸11。真空伺服气室3 和控制阀2 组成一个整体部件，称为真空助力器。制动主缸直接装在真空伺服气室的前端，真空单向阀7 装在伺服气室上。真空伺服气室工作时产生的推力，也同踏板力一样直接作用在制动主缸4 的活塞推杆上。

图4-51　奥迪100 型轿车真空助力式液压制动传动装置

1—制动踏板机构；2—控制阀；3—真空伺服气室；4—制动主缸；5—储液罐；6—制动信号灯液压开关；7—真空单向阀；8—真空供能管路；9—感载比例阀；10—左前轮缸；11—左后轮缸；12—右前轮缸；13—右后轮缸

（2）真空助力器的结构。如图4-52所示为桑塔纳轿车所用的单膜片真空助力器的结构。真空助力器和制动主缸用四个螺钉固定在车身前围上，借推杆与制动踏板连接。伺服气室由前、后腔组成，其间夹装有膜片座，它的前腔经单向阀通进气歧管或真空罐，后腔膜片座毂筒中装有控制阀，空气阀2 与推杆6 固接，橡胶阀门8 与在膜片座上加工出来的阀座组成真空阀。

图4-52　真空助力器结构

1—推杆；2—空气阀；3—真空通道；4—真空阀座；5—回位弹簧；6—制动踏板推杆；7—空气滤清器；8—橡胶阀门；9—空气阀座；10—通气道；11—伺服气室后腔；12—膜片座；13—伺服气室前腔；14—橡胶反作用盘；15—膜片回位弹簧；16—真空口和单向阀

（3）真空助力器的工作原理。

a.不制动时，未踩下制动踏板，控制阀处于非工作状态。回位弹簧5 将推杆6 连同空气阀2 推至右极限位置，空气阀2 紧压阀座9 而关闭，橡胶阀门8 被压缩离开阀座4 而开启。真空通道3 开启，伺服气室A、B 两腔相通，并与大气隔绝。发动机运转后，真空单向阀被吸开，A、B 两腔内均具有一定的真空度。

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视频4-7　识别真空助力器

动画4-11　真空助力器工作示意图

总结：不制动时，真空阀开，空气阀关。

b.制动时，推杆6 连同空气阀2 向左移动，消除了与橡胶反作用盘14 的间隙后，压缩橡胶反作用中心部分产生压凹变形，并推动推杆1 向左移动，使制动主缸油压上升。与此同时，推杆6 通过弹簧先将橡胶阀8 压向阀座4 而关闭，使A 腔与B 腔隔绝。进而空气阀2 与阀座9 分离而开启，外界空气经空气滤清器7、空气阀的开口和通气道10 进入B 腔。随着空气的进入，在伺服气室膜片的两侧出现压力差而产生推力，此推力通过膜片座12、橡胶反作用盘14 推动推杆1 左移。此时，推杆1 上的作用力为踏板力和伺服气室推力之和，但伺服气室推力较踏板力大得多，从而使制动主缸输出的液压成数倍的增高。

总结：制动时，真空阀关，空气阀开。

c.维持制动时，踩下制动踏板并停止在某一位置，推杆6 和空气阀2推压橡胶反作盘14 的推力不再增加，膜片两边压力差使橡胶反作用盘中心部分的凹下变形恢复平整，空气阀重新落座而关闭，出现“双阀关闭”的平衡状态。

总结：维持制动时，真空阀关，空气阀关。

d.放松制动时，回位弹簧5 使推杆6 和空气阀2 后移，橡胶阀门8 离开阀座4，伺服气室A、B 相通，成为真空状态。膜片和膜片座在回位弹簧15 的作用下回位，主缸即解除制时。

总结：放松制动时，真空阀开，空气阀关。

真空助力器失效时，推杆6 将通过空气阀2 直接推动膜片座和推杆1 移动，使主缸产生制动液压，但踏板力要大得多。

三、制动力分配调节装置

汽车制动时，作用在车轮上的制动力随着踏板力的增加而增加，但最大制动力受到轮胎与路面附着力的限制，制动力不能超过附着力，否则，车轮将被“抱死”。无论前轮先抱死还是后轮先抱死都会严重影响汽车行驶的安全性，并加剧轮胎的磨损。

汽车既能得到尽可能大的制动力，又能保持行驶方向的稳定性，就必须使汽车前、后轮同时达到抱死的边缘。其条件是前、后轮制动力之比等于前、后轮对路面的垂直载荷之比。

但是，汽车装载量的不同和汽车制动时减速度的不同，引起了载荷的转移。汽车前、后轮的实际垂直载荷比是变化的。因此，要满足最佳制动状态的条件，汽车前、后轮制动力的比例也应是变化的。为使前、后轮获得理想的制动力，现代汽车上采用了各种制动力调节装置，用以调节前、后车轮制动管路的工作压力，常用的调节装置有限压阀、比例阀和感载比例阀等。

1.限压阀

限压阀串联在制动主缸与后轮制动器的管路之间，其功用是当前、后制动管路压力P1和P2 由零同步增长到一定值后，自动将P2 限定在该值不变。

1）结构

如图4-53所示为限压阀的结构及特性曲线。阀体上有三个孔口，A 口与制动主缸连通，两个B 口通两后轮轮缸。阀体内有滑阀3 和有一定预紧力的弹簧2，滑阀被弹簧顶靠在阀体内左端。

图4-53　液压式限压阀及特性曲线

1—阀体；2—弹簧；3—滑阀；4—插头；A—通制动主缸；B—通制动轮缸

2）原理

当轻踩制动踏板时，制动主缸产生一定的液压力P1，滑阀左端面推力为P1×a（a 为滑阀左端面的有效面积），滑阀右端承受弹簧力F。此时，由于F>P1×a，滑阀不动，因而P1=P2，限压阀不起限压作用。

当踏板压力增大时，P1 与P2 同步增长到一定值PS（限压点）后，活塞左方压力便超过右方弹簧的预紧力，即PS×a>F，于是滑阀向右移动，关闭A 腔与B 腔的通路。此后，P1再增大时，P2 也不再增大。

限压点PS 决定于限压阀的结构，与汽车的轴载质量无关。通常情况下，PS 值低于理想值，不会出现后轮先抱死。

2.比例阀

比例阀也串联在制动主缸与后轮制动器的管路之间，其功用是当前、后制动管路压力P1 和P2 由零同步增长到一定值PS 后，即自动对P2 增长加以限制，使P2 的增量小于P1 的增量。

如图4-54所示为比例阀的结构原理，比例阀通常采用两端承压面积不等的异径活塞。不工作时，异径活塞2 在弹簧3 的作用下处于上极限位置。此时阀门1 保持开启，因而在输入控制压力P1 与输出压力P2 从零同步增长的初始阶段，P1=P2。但是压力P1 的作用面积小于压力P2 的作用面积，故活塞上方液压作用力大于活塞下方的液压作用力。在P1、P2 同步增长的过程中，活塞上、下两端液压作用力之差超过弹簧3 的预紧力时，活塞便开始下移。当P1 和P2 增长到一定值PS 时，活塞内腔中阀座与阀门接触，进油腔与出油腔被隔绝，此即比例阀的平衡状态。

图4-54　比例阀的结构原理

1—阀门；2—活塞；3—弹簧

若进一步提高P1，则活塞上升，阀门再度开启，油液继续流入出油腔，使P2 也升高，但由于活塞的下端面积小于其上端面积，所以P2 尚未增加到新的P1 值，活塞便又下降到平衡位置。

3.感载比例阀

有些车辆在实际载重量不同时，其总重力和重心位置变化较大。因此，满载和空载时的前、后轮制动力分配差距也较大，此时应采用随汽车实际装载质量变化而改变的感载比例阀。

如图4-55所示为液压式感载比例阀，阀体3 安装在车身上，其中活塞4 为两端承压面积不等的差径结构，其右部空腔内有阀门2。

图4-55　液压式感载比例阀

1—螺塞；2—阀门；3—阀体；4—活塞；5—杠杆；6—感载拉力弹簧；7—摇臂；8—后悬架的横向稳定杆

不制动时，活塞在拉力弹簧6 通过杠杆5 施加的推力F 的作用下处于右极限位置，阀门2 因其杆部顶触螺塞1 而开启，使左、右阀腔连通。

轻微制动时，来自制动主缸的液压P1 由进油口A 进入，并通过阀门2 从出油口B 输出至后轮缸，出油口B 处液压P2=P1。此时，活塞右端面的推力为P2×b（b 为活塞右端面圆形的有效面积），小于左端的推力P1×a（a 为活塞左端面的圆形有效面积，a＜b）与推力F之和。在此状态下，活塞不动，阀门2 仍处于开启状态，P2=P1。

重踩制动踏板时，制动管路的液压P2 和P1 将同步增长，当增长至活塞左、右两端面液压之差大于推力F 时，活塞左移一定距离。阀门2 落座关闭，将左、右两腔隔绝。此时的液压为限压点的液压PS，活塞处于平衡状态。若进一步提高P1，则活塞将右移，阀门2 再度开启，油液继续流入出油腔使P2 也升高。但由于a＜b，P2 尚未升高到等于P1 时，阀门2又落座关闭，将油道切断，活塞又处于平衡状态。这样，自动调节过程将随踏板力的变化而反复不断地进行。在P1 超过PS 后，P2 虽随P1 按比例的增长，但总是小于P1。

从上述过程得知，活塞处于平衡状态时，其两端的压力差和弹簧的推力F 总维持着下述关系：

P2×b=F＋P1×a

由此式得知，P2 与弹簧推力F 成正比关系，限压点液压PS 的大小也取决于弹簧推力F的大小。F 增大时，PS 就增大，反之则减小。只要使弹簧的预紧力能随实际轴载质量变化，便能实现感载调节。

当汽车的轴载变化时，车身和车桥间的距离发生变化，利用此变化来改变弹簧的预紧力，即能实现感载调节。拉力弹簧6 右端经吊耳与摇臂7 相连，而摇臂则夹紧在汽车后悬架的横向稳定杆8 的中部。当汽车的轴载质量增加时，后桥向车身移近，后悬架的横向稳定杆便带动摇臂7 逆时针转过一个角度，将弹簧6 进一步拉伸，作用于活塞4 上的推力F 便增加；反之，当轴载质量减小时，弹簧6 的拉伸量和推力F 都减小。因而，达到了调节作用点PS 随轴载质量而变化的目的。

4.惯性阀

汽车轴载质量的变化不仅与汽车总质量或实际装载质量有关，还与汽车制动时的减速度大小有关。当汽车制动减速度增加时，前轴的轴载质量增大，而后轴的轴载质量减小。

惯性阀的作用是使限压点液压值PS 取决于汽车制动时作用在汽车重心上的惯性力，即PS 不仅与汽车的实际质量有关，还与汽车的制动减速度有关。

如图4-56所示，惯性限压阀内有一个惯性钢球2，惯性钢球的支承面相对于水平面的仰角θ必须大于零，只有θ＞0惯性阀方可起作用。汽车在水平路面上时，θ应为10º～13º。

图4-56　惯性限压阀

1—阀体；2—惯性钢球；3—阀座；4—阀门；5—阀盖

通常惯性钢球在其本身重力作用下处于下极限位置，并将阀门4 推到与阀盖5 接触，使得阀门4 与阀座3 之间保持一定间隙，此时进油口A 与出油口B 相通。

当汽车在水平路面上施行制动时，来自主缸方面的压力由进油口A 输入惯性阀，再从油口B 进入后制动管路。输出压力P2 即等于输入压力P1。当路面对车轮的制动力使汽车产生减速度时，作为汽车零件的惯性钢球也具有相同的减速度。在控制压力P1 较低、减速度较小时，惯性钢球向前的惯性力沿支承面的分力不足以平衡钢球的重力沿支承面的分力，阀门仍保持开启状态，输出压力P2 仍等于输入压力P1。当P1 上升到一定值PS 时，制动减速度增大到足以实现上述二力平衡，此时，阀门弹簧便通过阀门将钢球推向前方，使阀门得以压靠阀座，切断液流通路。此后P1 继续升高，前轮制动力也即汽车总制动力继续增大，钢球的惯性力使钢球滚到前上极限位置不动。阀门对阀座的压紧力也因P1 的升高而加大，但P2 保持PS 值不变。

当汽车在上坡路上施行制动时，由于支承面仰角θ增大，惯性钢球重力沿支承面的分力增大，使得惯性阀开始起作用所需的控制压力值PS 也升高，即所限定的输出压力P2 值更高，这与汽车上坡时后轮附着力加大相适应。相反，当汽车在下坡路上施行制动时，后轮附着力减小，惯性阀所限定的PS 也相应地降低。

任务实施

1.主要内容及目的

（1）熟悉液压制动总泵的组成。

（2）掌握液压制动总泵的拆装方法。

（3）掌握液压制动总泵的检修工艺。

2.技术标准及要求

（1）按正确的操作步骤进行拆装与检查。

（2）有关技术参数必须符合维修技术标准要求。

（3）操作规范，安全文明作业。

3.实训设备与器材

液压制动总泵1 个，空气压缩机1 台，维修工具1 套。

4.操作步骤及工作要点

1）液压制动总泵的组成

液压制动总泵的组成如图4-57所示。

图4-57　液压制动总泵的组成

◆：不能重复使用零件

2）液压制动总泵的分解

（1）拆下液压制动总泵的护罩，如图4-58所示。

图4-58　液压制动总泵护罩的拆卸

（2）拆下储液罐，如图4-59所示。

图4-59　储液罐的拆卸

（3）用螺钉旋具将活塞推入缸体尽头，拆下止动螺栓，如图4-60所示。注意要大螺钉旋具头上缠好布。

图4-60　止动螺栓的拆卸

（4）用螺钉旋具将活塞推入，然后拆出弹性挡圈，如图4-61所示。

图4-61　弹性挡圈的拆卸

（5）将活塞及弹簧垂直倒出。

3）液压制动总泵的检查

（1）检测泵筒内有无生锈或擦伤现象，如有则应予更换。

（2）活塞与泵筒的配合间隙应小于0.2mm，否则应予更换。

（3）检查皮碗有无软化、发胀现象，如有则应更换皮碗。

4）液压制动总泵的组装

（1）组装前，应把所有零件用制动液或酒精清洗干净。

（2）垂直装入两组弹簧及活塞，装上弹性挡圈。

（3）用螺钉旋具将活塞推到底，装好止动螺栓。

（4）装好储液罐。

（5）装上总泵护罩。护罩有“UP”标记的面应朝上。

知识拓展

陶瓷制动盘

由于陶瓷具有质地坚硬、耐磨性好及抗高温等优点，所以由陶瓷制成的产品在汽车上不断得到应用。利用陶瓷在高温下具有良好的刚度和形状变化很小的特性，陶瓷被制成了制动盘、三元催化器、蜗轮增压器的蜗轮和泵轮、轴承、发动机活塞及气门等部件。大众公司从2005 年开始在奥迪A8W12 轿车上使用了陶瓷制动盘。

采用铸铁材料制造制动盘相对容易一些，只需要经过铸造过程和简单的机械加工就可以完成，而用陶瓷制造制动盘的过程则复杂得多。首先，需要将碳纤维和合成树脂以及其他液态聚合物混合在一起，再注入模具中压缩，冷却烘干后使之成为坚硬的制动盘毛坯。然后将毛坯放入充满氮气的高温分解炉中加热至1000℃，直到碳聚合物完全转化成碳元素，这样就制成了碳纤维制动盘。最后，将碳纤维制动盘置于硅化炉中，加热到1500℃，使制动盘的表面吸收液态硅，冷却后制动盘的表面就形成了硅碳化合物，也就是通常所说的陶瓷材料，这种材料的硬度几乎和金刚石一样，使制动盘具有很好的刚度。

陶瓷制动盘克服了碳纤维制动盘的缺点，它在低温时也具有很好的制动效果，它能承受1400℃的高温而不变形、不产生裂缝、不抖动。陶瓷制动盘与铸铁制动盘相比具有明显的优势。

（1）陶瓷制动盘比铸铁制动盘的质量降低了50%左右。例如，在保时捷911 Turbo跑车上，尽管陶瓷制动盘的直径比传统制动盘直径大2cm，但四个车轮的制动器总质量却减少了16kg。

（2）陶瓷制动盘的摩擦系数比铸铁制动盘高25%左右，大大提高了制动效率。

（3）铸铁制动盘在连续高速制动后会因为温度过高而变形，制动盘表面会形成波纹，导致制动时车轮发生抖动，降低制动效率。在高温下，陶瓷制动盘的摩擦系数和刚度几乎不会发生变化，因此陶瓷制动盘不会出现上述问题。

（4）由于陶瓷制动盘的表面硬度很高，所以它在制动时的磨损很小。测试结果表明，陶瓷制动盘的使用寿命能够超过30 万km。

尽管陶瓷制动盘能够承受很高的温度，但制动系统中的其他部件，如车轮转速传感器等却不具备抗高温的能力，因此很多陶瓷制动盘上开有贯通的通风孔，在制动盘内部也铸有冷却管，在制动盘和制动器活塞之间还有一层起隔温作用的特制陶瓷护板。

目前，陶瓷制动盘的价格仍然很高，因其制造所需的时间很长。强化的碳纤维制动盘已经出现，这种制造技术能够获得与陶瓷制动盘相同的品质，但制造周期更短，所以经济性更好。

故障案例

1.真空增压装置增压后高压油压力不足

1）现象

当踩下制动踏板时感到轻松，反作用力不大，制动效果差，没有制动拖印，旋开任何一个车轮的放气螺塞，喷出来的制动油液不足（出油冲劲不大）。

2）原因

1）辅助缸皮碗发胀变形或磨损过甚，失去密封作用。

2）辅助缸活塞出油单向阀座产生锈蚀、麻点过大而密封不严。

3）辅助缸活塞磨损过甚，配合松旷或油路有堵塞。

4）制动主缸连接处漏油，或油道有渗漏。

5）加力推杆双口密封圈损坏，低压油被吸入真空腔。

3）诊断

（1）检查制动主缸和各连接管插头有无漏油处，有则维修。

（2）起动发动机，使其怠速运转。然后踩下制动踏板，旋松辅助缸放气螺塞，观察出油情况，如出油冲劲不大又无气泡，表明辅助缸活塞出油阀与座不密封，导致高压油压力不足，应及时排除。

（3）拆下增压器真空连接管，用一根软导线通入伺服气室的前腔，拉出软导线，如有油迹，表明加力推杆油封不密封。

（4）踩下制动踏板，如旋松辅助缸放气螺塞也不出油，表明增压缸的油路有堵塞。

2.制动踏板脉动

行车制动时，制动踏板产生周期性跳动的现象称为制动踏板脉动。制动踏板脉动会使脚部产生不适，与制动力不足和制动跑偏有关。产生制动踏板脉动的主要原因是制动盘摆动、制动鼓偏心过大或制动底板摆动，应区别情况分别对待，在检测分析后决定对策。

3.制动油液泄漏

常见的泄漏的部位有管路连接处泄漏、油管破漏、制动主缸泄漏、轮缸处泄漏，另外密封件如皮碗破损等也会造成泄漏。