汽车制动系统工作原理

以一定速度行驶的汽车，具有一定的动能。要使它按需减速停车，路面必须强制地对汽车车轮产生一个阻止汽车行驶的力——制动力。这个力的方向与汽车行驶的方向相反。实质上，制动就是将汽车的动能强制地转化成其他形式的能量，即转化为热能，扩散到大气中去。

1.制动作用的产生

如图5-1所示，制动时，驾驶人踩下制动踏板，推杆便推动主缸活塞，迫使制动液经油管进入制动轮缸，推动轮缸活塞克服回位弹簧的拉力，使制动蹄绕支承销转动而张开，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对旋转的制动鼓就产生一个摩擦力矩M_u，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M_u传至车轮后，由于车轮与地面的附着作用，车轮即对地面作用一个向前的周缘力F_u。同时，地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地面制动力F_b。各车轮上的制动力之和就是汽车受到的总制动力。在制动力作用下使汽车减速，甚至停车。

图5-1 制动系统原理图

放松制动踏板，在回位弹簧的作用下，制动蹄与制动鼓的间隙又得以恢复，从而解除制动。(www.xing528.com)

2.最好的制动条件

制动时车轮上的制动力F_b随踏板力及其产生的摩擦力矩M_u的增加而增加。但受到轮胎与附着情况的限制，制动力不可能超过附着力。当制动力等于附着力时，车轮将被抱死而在路面上滑拖。滑拖会使胎面局部严重磨损，在路面上留下一条黑色的拖印。同时，滑拖使胎面产生局部高温，使胎面局部稀化，就好像轮胎与路面间被一层润滑剂隔开，使附着系数反而减小。最大制动力和最短制动距离并不是在车轮抱死时出现，而是在车轮将要抱死又未完全抱死时（制动力接近附着力）出现，即在所谓“临界状态”时，达到最大值。

可见，制动到抱死状态所能达到的制动力与车轮上的垂直载荷成正比。即车轮上的载荷越大，可能获得的制动力也应越大。为此，应根据各类汽车前后桥车轮所分配的质量不同（包括附着质量和转移质量），从制动器的结构形式上（如张开机构、制动鼓、制动蹄的形式和尺寸大小等方面），合理地分配制动力的大小，来获得较理想的制动工作状态。

实际上，一般结构的制动器在制动过程中，因车轮的载荷及其与地面附着系数不是常数，所以，很难完全避免车轮抱死滑拖。

不少汽车在制动系统中增设了后桥车轮制动力分配调节装置，能减少车轮的抱死现象。但最理想的还是电子控制的防抱死制动系统，即ABS系统。