汽车制动系统研究_汽车制动系统研究的目的意义

2024-05-28 23:54:34

下面，我将以我的观点和见解来回答大家关于汽车制动系统研究的问题，希望我的回答能够帮助到大家。现在，让我们开始聊一聊汽车制动系统研究的话题。

1.刹车系统的发展趋势

2.关于汽车的制动系统

3.盘刹结构特点与制动原理，鼓刹优缺点

4.超详细汽车刹车相关知识？

汽车制动系统研究_汽车制动系统研究的目的意义

刹车系统的发展趋势

最早的人力制动，通过机械的连接产生制动动作。发展到人力控制制动，通过踩制动踏板启动制动，再由传力装置把制动踏板力传到真空助力器，经过真空助力器的助力扩大后，传递到制动主缸产生液压力，然后通过油路把液压力传递到每个轮缸，开始制动。随着清洁能源汽车和电动汽车的研究应用，以及电子技术在汽车上面的广泛应用，制动系统的控制装置也出现了电子化的趋势，其中电制动完全改变了制动系统的控制和管理，会使汽车制动系统发生革命性的变化，它采用电子控制，可以更加准确、更高效率地实现制动。

1．3传动装置的发展

人力制动时代是采用机械式的传动装置，气(液)压制动是利用气(液)压力和连接管路把制动力传递到制动器。电子制动则是利用制动电机产生制动力直接作用到制动器，它的控制信号来自控制单元(ECU)，用信号线传递制动信号和制动力信息。

1．4制动器的发展

制动器是制动的主要组成部分，目前汽车制动器基本都是摩擦式制动器，按照摩擦副中旋转元件的不同，分为鼓式和盘式两大类制动器。

鼓式制动器又有领从蹄式、双领蹄式、双向双领蹄式、双从蹄式、单向自增力式、双向自增力式制动器等结构型式。盘式制动器有固定钳式，浮动钳式，浮动钳式包括滑动钳式和摆动钳盘式两种型式。滑动钳式是目前使用广泛的一种盘式制动器。由于盘式制动器热和水稳定性以及抗衰减性能较鼓式制动器好，可靠性和安全性也好，而得到广泛应用。但是盘式制动器效能低，无法完全防止尘污和锈蚀，兼做驻车制动时需要较为复杂的手驱动机构，因而在后轮上的应用受到限制，很多车是采用前盘后鼓的制动系统组成。电动汽车和混合动力汽车上具有再生制动能力的电机，在回收制动能量时起制动作用，它引入了新型的制动器。作为一种新的制动器型式，势必引起制动器型式的变革。电制动系统制动器是基于传统的制动器，也分为盘式电制动器和鼓式电制动器，鼓式电制动器由于制动热衰减性大等缺点，将来汽车上会以盘式电制动器为主。

2 制动系统的发展趋势

已经普遍应用的液压制动现在已经是非常成熟的技术，随着人们对制动性能要求的提高，防抱死制动系统、驱动防滑控制系统、电子稳定性控制程序、主动避撞技术等功能逐渐融人到制动系统当中，需要在制动系统上添加很多附加装置来实现这些功能，这就使得制动系统结构复杂化，增加了液压回路泄漏的可能以及装配、维修的难度，制动系统要求结构更加简洁，功能更加全面和可靠，制动系统的管理也成为必须要面对的问题，电子技术的应用是大势所趋。

从制动系统的供能装置、控制装置、传动装置、制动器4个组成部分的发展历程来看，都不同程度地实现了电子化。人作为控制能源，启动制动系统，发出制动企图；制动能源来自储存在蓄电池或其它供能装置；采用全新的电子制动器和集中控制的电子控制单元(ECU)进行制动系统的整体控制，每个制动器有各自的控制单元。机械连接逐渐减少，制动踏板和制动器之间动力传递分离开来，取而代之的是电线连接，电线传递能量，数据线传递信号，所以这种制动又叫做线控制动。这是自从ABS在汽车上得到广泛应用以来制动系统又一次飞跃式发展。

电液复合制动系统是从传统制动向电子制动的一种有效的过渡方案，采用液压制动和电制动两种制动系统。这种制动系统既应用了传统的液压制动系统以保证足够的制动效能和安全性，又利用再生制动电机回收制动能量和提供制动力矩，提高汽车的燃料经济性，同时降低排放，减少污染。但是由于两套制动系统同时存在，结构复杂、成本偏高。结构的复杂性也增加了系统失效和出现故障的可能性，维护和保养难度增加。

关于汽车的制动系统

随着中国汽车消费市场的迅猛发展，近五年来中国汽车行业持续产销两旺。但在繁

荣的背后，存在巨大隐忧。中国汽车技术的空心化迟早将影响汽车行业的健康发展。汽

车行业要想保持长久的繁荣，自主研发、自主知识产权、自主品牌无疑是关键，这在汽

车零配件产业体现的更加突出。我国的汽车零配件企业研发投入不足，研发能力较弱，

严重制约了我国自主品牌的建立。

防抱死制动系统作为现代轿车标准配件之一，其在紧急制动时能起到控制汽车操纵

稳定性的作用，使轿车的主动安全性得以保障。

本文以车辆动力模型及防抱死制动系统中轮速传感器、压力调节器、电子控制器为

研究对象，以其结构组成及功能为研究内容，采用理论分析与仿真试验相结合的研究方

法，在总结国内外研究成果的基础上，分析研究了防抱死制动系统的布置方案及控制策

略。本文所作主要工作如下：

①广泛查阅国内外有关轮速传感器、液压调节器、电子控制器控制策略、车辆动力

学及车辆结构设计、试验、制造方面的文献资料，了解国内外相关技术发展状况和最新

技术水平，分析并总结了汽车防抱死制动系统的成功研发经验。

②认真分析了目前ABS系统中所面临的技术难点，如路面的实时识别，压力调节

器的加工制造装配。并提出了相应的解决方案。

③建立了防抱死制动系统数学模型，包括汽车动力学模型，压力调节器模型，电子

控制器模型，在此基础上建立了防抱死制动系统的整体仿真模型。

④运用MATLAB/Stateflow设计了自寻优控制策略算法及状态流程，运用

MATLAB/Simulink对所建模型进行仿真分析研究，发现：当制动主缸活塞与缸孔内壁

间隙超过某一值后，制动主缸压力将出现波动，并随着间隙的增大波动幅度也在增大；

在高附着系数的路面上应采用较高的频率对制动压力进行调节，以便充分利用路面的高

附着特性，提高车辆的制动效能。所设计的控制算法能实现路面特性的实时识别，能很

快识别出路面的最佳滑移率，并使滑移率维持在最佳滑移率附近，使系统充分利用路面

特性，达到最佳的制动效果。

盘刹结构特点与制动原理，鼓刹优缺点

关于汽车的制动系统

关于汽车制动系统，5个必须知道的常识：

1、仪表的ABS警示灯亮起：请尽快到4S店检查及处理，避免影响行车安全及延误行程。

2、在起步后松开刹车：听到刹车片与刹车盘有摩擦声，这是正常现象。发动机起动后，驾驶员会踩下刹车后才进行挂档操作，档位挂入后松开刹车车辆开始行驶，此时刹车片和刹车盘已经在常温情况下进行合，但是并没有产生很大的摩擦，车辆挂档后会产生向前或向后的驱动力，此时松开刹车踏板，刹车片和刹车盘会产生类似于“咕咕”的声音。在洗车后若刹车盘沾水此声音会更加明显。

3、手刹车使用一段时间后拉索会长：这是正常现象。手刹拉索是由多组金属丝组成的，受力后具有一定的延展性，在使用一段时间后，会比新车时的长度有一定的伸长，并不会对驻车制动产生任何影响。

4、制动盘生锈：制动盘的主要成分是铁元素，车辆长时间不使用，盘表面会产生一定的锈迹，但是车辆在行驶中通过制动系统的工作，会消除锈迹，不影响正常使用。

5、制动盘使用后发热：正常现象。刹车是靠制动盘与刹车片摩擦来实现的，是将动能转换成热能的过程，所以会产生热量。停车后不要用手摸制动盘，以免烫伤。

超详细汽车刹车相关知识？

汽车碟刹与鼓刹的结构特点与制动原理

汽车「盘刹」制动系统结构与运行原理很简单

汽车「盘刹/碟刹」的结构与原理可以用两个字总结：&磨！「碟刹」是自行车常用的称呼，其制动原理的关键词是“拉”。通过刹车手把拉动刹车拉线，拉动刹车盘两侧的卡钳里的刹车片，夹住刹车盘以摩擦的方式克服刹车盘的转矩。

以相互作用力的抵消实现刹车盘停转，也就是减速。由于自行车的碟刹结构很容易识别与理解，所以有些用户也认为汽车或摩托车的盘刹也是“拉动摩擦制动”，然而这是错误的理解。

拉or推

刹车油的别称是什么？——迫力油迫力≠魄力，其概念可以理解为“压迫”“挤压”。汽车制动系统的动力源来自「刹车总泵」，泵的概念是为液体增压的机器，通俗的解释为挤压液体使其一定程度的压缩，并且通过限制其流动的方式使其挤压另一端运动或持续形成压力。

迫力油（刹车油）会填充刹车总泵与刹车油管中，并且会连接四个车轮的分泵，而每个分泵上会集成刹车片与刹车盘。

刹车总泵“迫”使刹车油流动到分泵，并挤压刹车盘与刹车盘接触减速的概念。

摩擦减速

在了解了「迫力油」的传动原理后，再来了解一下刹车盘的知识点。刹车盘与轴头刚性结合固定，通俗的描述为：刹车盘与车轮以相同的转速旋转，车轮转则刹车盘转、刹车盘停转则车轮停转。

这点相信是很多汽车用户并不了解的知识，汽车减速并不像自行车普通的「V型刹车」一样去摩擦轮毂减速，因为汽车行驶中的巨大惯性作用力不能通过这种方式制动，否则轮毂会快速的变形而损坏。

转矩的概念

汽车动力输出的所有节点都依靠“旋转”，比如发动机是通过飞轮的转动带动离合器或变矩器转动，随即变速箱齿轮组的转动带动传动轴转动，传动轴在带动圆形的车轮转动并输出动力。

汽车专业术语中有一项叫做「轮上功率」，实际称之为「轮上扭矩&转矩」会更容易理解。因为车轮的转动本质上等于发动机飞轮的转动，只是通过一些复杂结构进行了传递；而发动机的输出的动力实际应叫做转矩，是一种作用力的概念。

「摩擦力&转矩」，转矩是一种作用力，摩擦力也是一种作用力。区别仅仅为两者在接触时为“相互作用”“相互抵消”！刹车分泵通过迫力油的巨大压力将刹车片“按在”刹车盘上进行摩擦，摩擦产生的作用力为刹车盘的运行阻力。

此时汽车不再加油门则车轮不再有持续的转矩，假设转矩为1000N·m，摩擦力为200N·m，通过持续接触则能够逐渐消耗掉1000N·m的作用力，实现让车辆缓缓的停车，这就是“碟盘刹”制动系统的原理。

盘刹为什么会成为家用汽车的主流选项？

核心因素：散热能力强！汽车制动系统分为「碟刹&鼓刹」两类，其中鼓刹主要应用于中大型客货车上。原因为此类车的总质量很高，在刹车减速的过程中需要非常大的制动力；而刹车片与刹车盘或刹车鼓在足够大的作用力下会有极高的摩擦力，也就等于极快的磨损。

刹车盘主要以「HT250型灰铸铁」为原材料，这是一种制造成本相当高的钢材，对于消耗过快的商用车型而言真的是用不起的，于是选择了鼓刹。

「鼓刹」的“刹车盘”被改造为圆型的鼓状物，就像是唐僧的“紫金钵盂”一样。不过鼓刹选择的材料级别要低一些，普通的钢材虽然耐用性差一些但好在更换的成本也低得多，这就鼓刹被商用车认可的原因。

不过鼓刹也有很大的问题，因为制动蹄（刹车片别称）固定在刹车鼓内部，摩擦动作是在鼓内完成；结果会造成摩擦产生的高热能无法快速的挥发，持续的高负荷刹车会快速加温摩擦片使其摩擦系数大幅下降——刹车变弱或者刹车失灵，驾驶鼓刹客货车是需要相当技术水平的，或者配合低成本喷淋降温系统，亦或者是高成本直接制动传动轴的“液力缓速器”。

知识点：小微型载客汽车（家用汽车）的用户往往不具备专业的驾驶技术，同时也基本不掌握刹车失控的应急处理能力。

所以鼓刹并不适合此类车型的用户，那么也就只能选择碟刹了！——碟刹的刹车盘、片、分泵均裸露在空气中，汽车行驶中的空气气流可以有效地为盘刹系统降温；其次大部分车辆的前刹车盘还会采用“打孔通风盘”，刹车盘内部结构有加强散热的能力。所以盘式刹车会安全很多，这就是家用车选盘刹的原因，关于刹车就聊这么多了。

超详细汽车刹车相关知识！

汽车因为车轮的转动才能够在道路上行驶，当汽车要停下来时，怎么办呢?驾驶者不可能像动画片中一样的把脚伸到地面去阻止汽车前进，这时候就得依靠车上的刹车装置，来使汽车的速度降低以及停止了。

刹车：顾名思义，就是可以减慢车速的机械制动装置，又名减速器。简单来说：汽车刹车踏板在方向盘下面，踩住刹车踏板，则使刹车杠杆联动受压并传至到刹车鼓上的刹车片卡住刹车轮盘，使汽车减速或停止运行。汽车手动刹车是在排挡旁，连于刹车杠。常见的还有自行车刹车，它是靠固定在车架上的杆状制动器或者盘装抱刹制动器等来进行减速的。

隐藏在车轮内的刹车系统，是扮演使行驶中的汽车停下来的重要装置，刹车装置藉由刹车片和轮鼓或碟盘之间产生磨擦，并在摩擦的过程中将汽车行驶时的动能转变成热能消耗掉。

常见的刹车装置有“鼓式刹车”和“盘式刹车”二种型式，它们的基本特色如下：

一、鼓式刹车：

在车轮毂里面装设二个半圆型的刹车片，利用“杠杆原理”推动刹车片使刹车片与轮毂内面接触而发生摩擦。

鼓式刹车应用在汽车上面已经近一世纪的历史了，但是由于它的可靠性以及强大的制动力，使得鼓式刹车现今仍配置在许多车型上 (多使用于后轮)。鼓式刹车是机油液压将装置于刹车鼓内之刹车片往外推，使刹车片与随着车轮转动的刹车鼓之内面发生摩擦，而产生刹车的效果。

鼓式刹车的刹车鼓内面就是刹车装置产生刹车力矩的位置。在获得相同刹车力矩的情况下，鼓式刹车装置的刹车鼓的直径可以比盘式刹车的刹车盘还要小上许多。因此载重用的大型车辆为获取强大的制动力，只能够在轮圈的有限空间之中装置鼓式刹车。

鼓式刹车的作用方式：

简单的说，鼓式刹车就是利用刹车鼓内静止的刹车片，去摩擦随着车轮转动的刹车鼓，以产生摩擦力使车轮转动速度降低的刹车装置。

在踩下刹车踏板时，脚的施力会使刹车总泵内的活塞将刹车油往前推去并在油路中产生压力。压力经由刹车油传送到每个车轮的刹车分泵活塞，刹车分泵的活塞再推动刹车片向外，使刹车片与刹车鼓的内面发生摩擦，并产生足够的摩擦力去降低车轮的转速，以达到刹车的目的。

鼓式刹车之优点：

1.有自动刹紧的用，使刹车系统可以使用较低的油压，或是使用直径比刹车碟小很多的刹车鼓。

2.手刹车机构的安装容易。有些后轮装置盘式刹车的车型，会在刹车盘中心部位安装鼓式刹车的手刹车机构。