【任务引入】
汽车制动系统是汽车上用以使外界（主要是路面）在汽车的某些部分（主要是车轮）施加一定的力，对其产生一定程度的强制制动作用的专门装置，也是保障汽车行驶安全的核心装置。
本任务是对汽车制动系统的总体介绍，要求能对它的功用要求、组成结构以及基本工作原理有一个总体的认识，为后续内容的学习打好基础。
【任务相关知识】
5.1.1 制动系统的功用要求、组成和分类
（1）制动系统的功用要求
制动系统的主要功用包括三个方面：第一，降低汽车行驶速度，使汽车在平坦路面和下坡行驶时均保持稳定；第二，使行驶过程中的汽车停止运行；第三，使在平坦路面或坡道停驶的汽车均能停驻原地不动。
为满足上述功用要求，且保障汽车安全，制动系须满足以下四个方面的要求：
第一，操纵轻便。避免因操纵迟缓带来的制动不安全问题。
第二，制动平稳。即制动力矩不仅能迅速产生，同时也要快速而彻底地解除。
第三，良好的制动效能以及制动效能的恒定性。良好的制动效能是指制动距离和制动时间短，制动力足够大但要避免车轮的抱死。制动效能的恒定性主要是指制动系统在高温和水润滑条件下不失效。
第四，制动稳定性好。即制动时保持汽车原有行驶方向的稳定性，即不跑偏、不甩尾、不侧滑。
（2）制动系统的基本组成
汽车制动系统的基本组成如图5.1所示，主要包括：
图5.1 制动系统组成示意图
①供能装置：包括供给、调节制动所需能量以及改善传能介质状态的各种部件。其中，产生制动能量的部分称为制动能源。人的手和脚皆也可作为制动能源。
②制动器：产生制动摩擦力矩、阻碍车轮转动的部件，是执行驾驶员制动意图的关键部件，如图5.1中前、后盘式和鼓式制动器。
③传动装置：包括将制动能量传输到制动器的各个部件，如图5.1中制动液压单元、制动主缸、制动轮缸和助力器等。
④控制装置：包括产生制动动作和控制制动效果的各种部件，如图5.1中制动踏板和驻车制动操纵杆以及各种制动压力调节装置等。
完善的制动系统还包括制动盘磨损极限警告装置、系统压力保护装置以及在常规制动系统中增加了一套制动力调节装置的ABS防止车轮抱死装置（ABS在现代汽车上已基本成为标准配置）。
（3）制动系统的分类
制动系统的分类方式多样，主要按以下三种方式进行分类：
第一，制动系统按功用可分为行车制动系统（又称脚制动系统）、驻车制动系统（又称手制动系统）以及应急和辅助制动系统。
行车制动系统是用以使行驶中的汽车降低速度甚至停车的制动系统；
驻车制动系统是用以使已停驶的汽车驻留原地不动的制动系统；
应急制动系统是在行车制动系统失效的情况下，可使汽车仍能实现减速或停车的装置；
辅助制动系统是在行车过程特别是下长坡时，可辅助降低车速并保持车速稳定的制动控制系统。
其中，行车制动系统和驻车制动系统是每一辆汽车都必须具备的，是汽车最基本的两套独立的制动装置。(www.xing528.com)
第二，制动系统按操纵能源可分为人力制动系统、动力制动系统和伺服制动系统：以人力作为唯一制动动力源的制动系统称为人力制动系统；由发动机的动力转换为气压或液压形式的动能进行制动的制动系统称为动力制动系统；兼用人力和发动机动力进行制动的制动系统称为伺服制动系统或助力制动系统。
第三，制动系统按能量传输方式可分为机械式、液压式、气压式和电磁式等，同时采用两种以上传能方式的制动系统称为组合式制动系统。
5.1.2 制动系统的工作原理
常规制动系统的具体工作原理可用图5.2所示的一种简单液压鼓式制动系统示意图来说明。图中，制动鼓固定在车轮上并随之一同旋转，与制动鼓的内圆有一定间隙处安装了弧形制动蹄，制动蹄的一端由支承销（图中未画出）支撑，令一端连接制动轮缸，制动蹄的外圆面装有非金属摩擦片。制动总泵、制动轮缸和相关管路组成液压控制系统，驾驶员可通过制动踏板驱动制动主缸中的活塞。
汽车正常行驶，制动系统未工作时，制动蹄上的非金属摩擦片外圆与制动鼓内圆保持一定的间隙，制动鼓和车轮自由旋转。
图5.2 制动系统工作原理示意图
需要汽车减速或停驶时，驾驶员踩下制动踏板，驱动制动主缸活塞，使主缸内的液压油流入制动轮缸，通过制动轮缸内的活塞推动制动蹄绕制动蹄下端支承点转动，上端向两侧分开，摩擦片压紧在制动鼓内圆面。不旋转的制动蹄就对随车轮旋转的制动鼓产生一个摩擦力矩，与车轮旋转方向相反。摩擦力矩通过车轮传至地面后，由于车轮与地面的附着作用，就对地面作用一个向前的切向力，同时地面对车轮产生一个向后的反作用力，即地面制动力。放开制动踏板后，制动蹄在复位弹簧的作用下重回原位，制动作用消失。
事实上，制动车轮需要的力要远大于脚对制动踏板所施加的力，因此需要制动系统对踏板力的放大作用，放大的方式主要有杠杆作用和液压放大这两种。从粗糙路面制动迅速以及湿滑路面制动易打滑的生活经验来看，地面制动力的产生不仅与摩擦力矩有关，还取决于车轮与地面的附着状况。
【拓展阅读】
汽车制动系统的未来发展趋势——线控制动系统
线控制动系统（BBW），目前分为两种：一种为电液制动系统（EHB）；另一种为电子机械制动系统（EMB）。EHB是电子与液压系统相结合所形成的多用途、多形式的制动系统，它由电子系统提供柔性控制，液压系统提供动力，系统如图5.3所示；而EMB则将传统制动系统中的液压油或空气等传力介质完全由电制动取代，系统如图5.4所示，是未来制动控制系统的发展方向。
图5.3 EHB系统示意图
图5.4 EMB系统示意图
EHB系统是电子与液压系统相结合所形成的多用途、多形式制动系统，由电子系统提供柔性控制，液压系统作为备用系统提供动力，以确保当系统的电子部分出现故障时还能保证系统的制动能力。在EHB系统中，制动踏板和制动器之间的液压连接是断开的。带有踏车板感觉模拟器和电子传感器的电子踏板模块代替了传统的制动踏板。驾驶员的意图通过“线”传递到液压单元——整合的电子控制单元（ECU），车轮的制动与传统的制动一样。
EMB系统去除了油压系统，由电机产生制动力，其值受电子控制器的控制。EMB系统的电子控制器根据电子踏板模块传感器的位移和速度信号，并且结合车速等其他传感器信号，向车轮制动模块的电机发出信号，控制其电流和转子转角，进而产生所需的制动力，达到制动目的。在EMB系统中，常规制动系统中的液压系统（制动主缸、真空助力装置、液压管路等）均被电子机械系统所代替，而液压盘和鼓式制动器的调节器则被电机驱动装置所代替。汽车EMB系统主要由车轮制动模块、中央电子控制单元和电子踏板模块等组成，其控制框架如图5.5所示。
图5.5 EMB系统控制框架示意图
相对传统的液压制动系统，EMB系统具有以下几个方面的优点：
①机械连接少，没有制动管路，结构简洁，体积小。
②载荷传递平稳、柔和，制动性能稳定。
③采用机械和电气连接，信号传递迅速，反应灵敏，“路感”好。
④传动效率高，节省能源。
⑤电子智能控制功能强大，可以通过修改ECU中的软件，配置相关的参数来改进制动性能，易于实现ABS、TCS、ESP、ACC等功能。
⑥模块式结构更加整体化，装配简单，维修方便。
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