汽车制动系统概述

赵鑫　赵楠

【摘 要】汽车行业发展近百年，从最初的能够行驶和简单的货物运输，到现如今追求的动力性、安全性、节能性和智能化等进行了一系列的演变与发展，但归根结底，始终不变的是其保障乘员安全的功能，制动系统在其中发挥了巨大的作用。据相关统计显示，在由于车辆本身问题而造成的交通事故中，由于制动系统故障引起的交通事故所占比例高达45%[1]。因此，制动系统的设计得到了各大生产商的重视。本文主要分析说明鼓式制动器和盘式制动器的分类形式、基本工作原理及优缺点。

【关键词】制动系统；鼓式制动器；盘式制动器

1 制动系统功用及组成

制动系的功用是使汽车以适当的减速度降速行驶直至停车；在下坡行驶时，使汽车保持适当的稳定车速；使汽车可靠地停在原地或坡道上[2]。制动系统按动力源可分为摩擦式、气压式、液力式和电磁式四种；按照功能可分为行车制动系统、驻车制动系统、第二制动系统和辅助制动系统；按控制方式还可分为人力制动、动力制动和伺服制动三类。无论制动系统分类如何，任何制动系统均由四个基本部分组成：供能装置，即提供制动作用所需能量和改善传能介质状态的构件；控制装置，即产生制动和控制制动强度的运动件；传动装置，即输送能量至制动器使之起作用的零件；制动器，即关键零部件，产生制动力迫使车辆减速的重要部件。一些高级轿车的制动系统还包括制动力调节和压力保护等附加装置。一般制动系需要满足以下几点要求：①具有足够的制动效能，即具有足够的制动减速度和尽量短的制动距离；②制动系统工作可靠，采用多管路制动方案可避免一路失效则制动整体失效；③制动的同时能够保证稳定的操作和方向稳定性；④由于制动器工作时温升较高，所以应具备良好的散热和抗热稳定性；⑤具有一定的使用寿命。

2 制动器分类及介绍

制动器是制动系统中用以产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力（制动力）的部件[3]。摩擦制动器为常用的制动器类型，其基本原理是固定元件与旋转元件表面间的摩擦作用产生制动力矩，使得汽车驱动轮减速。摩擦制动器主要为鼓式制动器和盘式制动器两大类。

2.1 鼓式制动器

鼓式制动器有内张型和外束型两种，内张型以内圆柱面为工作表面，采用带摩擦片的制动蹄作为固定元件。由于驱动装置的不同又可分为轮缸式制动器、凸轮式制动器和楔式制动器。由于篇幅有限，这里我们仅拿轮缸式制动器中的领从蹄式制动器介绍。领从蹄式制动器如图1所示：

这里记汽车行进时制动鼓旋转方向如图中箭头所示，制动蹄1支撑点在其前端，轮缸施加的促动力作用于后端，制动过程中，制动蹄1张开的旋转方向与制动鼓的旋转方向相同，因此称为“领蹄”。领蹄上的切向合力作用结果使得领蹄在制动鼓上压得更紧，具有“增势”作用；制动蹄2支撑点在其后方，促动力作用于前方，制动蹄2张开的旋转方向与制动鼓旋转方向相反，故称为“从蹄”。很明显，从蹄的切向合力有放松制动鼓的“减势”作用。在倒车制动时，制动鼓旋转方向相反，领从蹄互换，但制动效能不变。领从蹄式制动器具有结构简单，成本低，蹄片与制动鼓之间的间隙易调节，便于附装驻车制动驱动机构等优点，因此领从蹄式制动器得到广泛应用。

2.2 盘式制动器

盘式制动器按固定元件的不同可分为钳盘式制动器和全盘式制动器两类。钳盘式制动器过去常用作中央制动器，但如今已在轿车上普及，一些货车也是用盘式制动器作为车轮制动器。全盘式制动器应用较少，仅在一些重型汽车中使用。本文中仅介绍钳盘式制动器。钳盘式制动器的固定摩擦元件是摩擦块，装在与车轴连接且不能绕车轴轴线旋转的制动钳体中。摩擦副中的旋转件是制动盘，它是以端面工作的金属圆盘。制动钳由摩擦块和促动装置组成，每个制动器中一般有2～4个摩擦块。按照制动钳位置固定与否钳盘式制动器又分为定钳盘式和浮钳盘式。其组件图如图2和图3所示。定钳盘式制动器的制动钳与车桥固定安装，既不能沿轴向移动也不能旋转。制动钳体由内侧钳体和外侧钳体组成，摩擦块以石绵为基础材料加热模压制成。浮钳盘式制动器的制动钳可以相对制动盘作轴向滑动。油缸仅在制动盘内侧设置，外侧摩擦块附装在制动钳体上。

盘式制动器与鼓式制动器相比具有以下优点：①热稳定性好；②制动力矩与行进方向无关；③易于设计双回路制动系；④制动衬块上压力分布均匀，磨损均匀；⑤尺寸小，质量轻，散热性好⑥衬块和制动盘之间间隙小，缩短制动协调时间。因此，盘式制动器在乘用车上得到广泛的应用。

3 结束语

本文对制动系统进行了简单的介绍，并分别对两大类摩擦制动器进行介绍分析，制动器在制动器同种起到至关重要的作用。制动器的好坏决定着制动系统工作效率和工作稳定性的高低。随着科技的进步和制造工艺的提升，在不久的将来会出现一批批更加先进，更加安全，更加高效的制动器被创造和生产出来，制动系统会更加完善，更加可靠，驾驶员和乘员的安全将得到更加可靠的保障。

【参考文献】

[1]方泳龙.汽车制动理论与设计[M].北京：国防工业出版社，2005.

[2]王望予.汽车设计[M].4版.北京：机械工业出版社，2004，08：257.

[3]史文库，姚为民.汽车构造（下册）[M].6版.北京：人民交通出版社，2013，05：332.

[责任编辑：曹明明]