制動裝置

制動裝置(制動裝備)是汽車裝設的全部制動和減速系統的總稱，其功能是使行駛中的汽車減低速度或停止行駛，或使已停駛的汽車保持不動，由於制動裝置的結構和性能直接關係到車輛、人員的安全，因而被認為是汽車的重要安全件，受到普遍的重視。

基本介紹

• 中文名：制動裝置
• 外文名：Brake rigging
• 分類：鼓式，盤式
• 所屬：汽車配件
• 作用：停車制動
• 優點：散熱條件好，制動穩定性好等

簡介

汽車以一定的車速行駛時具有一定的動能。隨著汽車行駛速度的不斷提高，要使行駛中的汽車減速或停車，就必須強制地對汽車施加一個與汽車行駛方向相反的力，這個力叫做制動力。制動裝置（汽車制動系統）就是產生制動力的裝置。

駕駛員能夠根據道路和交通等情況對制動力進行控制，以實現一定程度的強制制動，使汽車減速或停車，這一功能是制動系統的主要功能。下坡行駛時，為了使汽車維持穩定的車速，也需要制動系統起作用，這是制動系統的又一功能。另外，當汽車停下來後，需要可靠的停車(包括在坡道上停車)。使汽車原地可靠停車也是制動系統的功能之一。

由此可見制動裝置包括下列制動和減速系統：

• 行車制動系(常用制動系)，即用以使行駛中的車輛減速或停駛的零部件總稱;
  
• 應急制動系，即在行車制動系失效的情況下，仍能使行駛中的車輛減速或停駛的零部件總稱;
  
• 駐車制動系，即使停駛的車輛（包括坡道停車)以機械作用保持其不動的零部件總稱;
  
• 輔助制動系，即為輔助行車制動系而設，能使行駛中的車輛(特別是下長坡時)持續地減低或穩定車輛速度的零部件總稱;
  
• 自動制動系，即當掛車與牽引車連線的制動管路滲漏或斷裂時，能使掛車自動制動的零部件總稱。
  

制動裝置工作原理

汽車制動系統一般採用摩擦制動，車輪制動器利用摩擦制動車輪，輪胎與路面間的摩擦力使汽車停車。因此，制動的實質就是將汽車的動能強制地轉化為其他形式的能量(通常是熱能)，擴散到大氣環境中。

各種類型的制動系統，其工作原理類似，故可用一種簡單的液壓制動系統來說明一般制動系統的工作原理，如圖2所示。

圖2 制動原理

該制動系統由鼓式制動器和液壓傳動機構組成。車輪制動器主要由旋轉部分、固定部分和張開機構組成。旋轉部分是一個以內圓面為工作表面的金屬制動鼓8 它固定在車輪輪轂上，隨車輪一同旋轉。固定部分包括制動蹄10 和制動底板11 等。制動底板用螺栓與轉向節凸緣(前輪)或橋殼凸緣(後輪)固定在一起。在固定不動的制動底板上，有兩個支承銷12，支撐著兩個弧形制動蹄的下端。制動蹄的外圓面上鉚有摩擦片9。制動蹄上端用回位彈簧13拉緊壓靠在輪缸活塞7上，下端松套在支承銷上。

液壓傳動機構主要由制動踏板 1、推桿2、制動主缸4、制動輪缸6 和油管5等組成。制動踏板通常安裝在駕駛室內，踩下踏板可使推桿的一端移動，推桿的另一端支承在制動主缸活塞3 上。制動主缸活塞安裝在制動主缸里，可由駕駛員通過制動踏板機構來操縱。液壓制動輪缸裝在制動底板上，用油管與裝在車架上的液壓制動主缸相連。制動主缸、油管和制動輪缸里充滿了制動液。

制動系組成

供能裝置

供能裝置是制動系中供給、調節制動所需的能量，必要時還可以改善傳能介質狀態的部件。其中產生制動能量的部分稱為制動能源。制動系按供能方式分為人力制動系（以人的肌體作為制動能源）、動力制動系、伺服制動系、慣性制動系和重力制動系等。

控制裝置

控制裝置指制動系中初始操作及控制制動效能的部件或機構，如圖2中的踏板機構。

傳能裝置

傳能裝置是制動系中用以將控制制動器的能量輸送到制動促動器的部件。制動系按傳能方式分為氣壓、液壓、電磁、機械、組合制動系；按傳能裝置連線方式分為單迴路、雙迴路和多迴路制動系。

制動器

制動器是制動系中產生阻止車輛運動或運動趨向的力的機構，目前各類汽車所用的摩擦制動器可分為鼓式和盤式兩大類。

圖3a 鼓式制動器

圖3b 盤式制動器

緩速裝置

緩速裝置(緩速器)是用以使行駛中的汽車速度減低或穩定在一定的速度範圍內的機構。包括液力緩速器、電渦輪緩速器、電機緩速器等。

圖4 電渦流緩速器

制動管(線)路

制動管(線)路包括汽車各制動裝置之間，以及牽引車與掛車制動裝置之間的連線管(線)路。

輔助裝置

輔助裝置是為改善制動性能和使用的方便性而在制動系中增設的裝置，包括報警裝置、保護壓力裝置、制動力調節裝置和車輪防抱死裝置等。

附加裝置

附加裝置是為掛車制動系供能和控制制動而在牽引車制動系中裝置的部件。

制動裝置的發展

制動裝置需要轉換和吸收的動能與汽車制動初速度的平方、總質量成正比;其需要產生的制動力則與汽車總質量成正比，與制動初速度相對來說關係不大。在汽車的發展過程中，速度和總質量兩個參數始終處於不斷攀高的狀態，這就要求制動裝置在更短的時間內吸收越來越大的能量，並產生接近車輪滑移界限的制動力。

第二次世界大戰後由於汽車技術的迅速發展和道路條件的不斷改善，汽車速度普遍提高得很快，與此同時貨車和客車向大型化發展，其最大總質量也有不同程度的增加。另一方面由於道路行車密度日益增大，交通事故頻繁發生，引起了公眾對道路交通安全的密切關注。這些因素對制動裝置提出了更加苛刻的要求，促使它做出相應的改進。例如為了吸收高速制動時的汽車動能，出現了以熱效能較穩定的鉗盤式制動器取代傳統的鼓式制動器的趨勢;為了產生足夠的地面制動力並減輕操作強度，逐步淘汰了人力制動，代之以伺服制動和動力制動;為了進一步提高制動裝置的可靠性，在行車和駐車制動系之外增設了應急制動系。

隨著電子技術的飛躍發展，防抱死制動系統(ABS)在技術上已經成熟，已在汽車上普及。它能有效地防止制動時由於車輪抱死而使汽車失去方向穩定性或轉向能力的危險，並縮短制動即離，從而提高了高速行駛的安全性。

近年來出現了集ABS功能和其他擴展功能於一體的電子控制制動系統(EBS)和電子制動助力系統(BAS)。前一種系統適用於重型汽車和汽車列車，它以電子控制方式代替氣壓控制方式，可根據制動踏板行程及車輪載荷和制動摩擦片磨損情況調節各車輪制動氣室壓力。這樣不但可以大大減少制動反應時間、縮短制動距離、提高牽引車與掛車的制動協調性，還可以使制動力分配更加合理。後一種系統適用於轎車，在出現緊急狀況而駕駛員未能及時對制動踏板施加足夠大的力時能自動加以識別並觸發電磁閥，使真空助力器在極短時間內實現增強作用，從而可顯著縮短制動距離。

為了防止汽車發生追尾碰撞事故，美、日、歐各國都在致力於車距報警和防追尾碰撞系統的研究，該系統用雷射雷達或微波雷達對前方車輛和障礙物進行監測，若檢測出實際車距小於安全車距，就會向駕駛員發出警報，若駕駛員仍未做出反應，就會自動對汽車施行制動。目前這些產品已開始在部分轎車上裝用。

國外長期研究的制動能回收系統可將制動能儲存起來，在需要時再釋放出來加以利用。這樣可節省燃油消耗、減少排放、減輕制動器的工作負荷。這項研究以前主要針對城市公共汽車。而且都採取飛輪儲能和液壓儲能方式，由於技術上和經濟上的原因未能推廣套用。近來隨著電動汽車(含混合動力汽車)的發展已取得新的突破，在許多電動汽車上都有制動能回收系統，在減速或下坡時可將驅動電機轉變為發電機，使之產生制動作用，同時可方便地將發出的電充人蓄電池，以節約能源和增加行駛里程。