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汽车液压制动改进.doc

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汽车 液压 制动 改进
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目 录 1 汽车 制动 性的评 价指标 ................................................... 1 1.1 制动效能 .......................................................... 1 1.2 制动效能的稳定性 .................................................. 1 1.3 制动时汽车方向的稳定性 ............................................ 2 2. 影 响汽车 液压 制动性能 的因 素 ............................................. 2 2.1 制动器结构及材料 .................................................. 2 2.2 液压制动系统的技术状况 ............................................ 2 2.3 使用条件和运行环境 ................................................ 3 2.4 驾驶员的驾驶技术 .................................................. 3 3 液压 制动 改进及 提高措 施 ................................................. 3 3.1 ABS .............................................................. 3 3.2 EBD .............................................................. 3 3.3 液压制动系保养 ................................................... 4 总 结 .................................................................... 5 参 考文 献 ................................................................. 5 致 谢 .................................................................... 6 四川职 业技 术学 院毕业 论文 1 轿 车液 压制 动性 能 的 影响 因素 分析 摘要: 汽车制动 的 性能 是汽车主要性能之一 ,是汽车安全行驶 的 保证 。汽车的制 动性能 直接关系人们生命财产的安全。 现今,轿 车、轻型货车广泛使用液压制动系统 。 本文分析了 液压制动性能的影响因素 , 进而提出提高轿车液压制动性能的方法及改进措 施。 关键词: 制动性; ABS ; 滑移率 汽车的制动性主要是指汽车在行驶中能强制降低车速和停车, 以及在下坡时维持一 定车速的能力。 通常把行驶中的汽车能够强制地降低到任意要求的行驶速度, 甚至降低 到零,下长坡又能保持一定速度的使用性能,称之为汽车的制动性。 汽车的制动是通过制动装置来实现的。 驾驶员 要想使运动着的汽车迅速停止, 就要 通过制动装置 把汽车的动能吸收掉。 所以对制动装置必须要求效果好, 工作可靠 , 吸收 能量快。 汽车制动效果越好, 汽车安全行驶速度和平均行驶速度就有可能提得越高。 汽 车制动性的好坏, 对行车安全和顺利完成运输任务有重要影响。 因此汽车必须具备良好 的制动性能, 才能在保证安全的条件下提高行车速度, 汽车高速行驶要以迅速停车为必 要条件,这样才能保证行车安全,减少事故发生。 1 汽车 制动 性 的评 价指标 1.1 制动效能 制动效能是指汽车迅速减速直至停车的能力。 即在良好的路面上, 汽车以一定的初 速度制动停车的制动距离或制动时汽车的减速度,也可用制动力、制 动时间来表示。 在制动过程中, 制动减速度越大, 制动效能就越好。 通常按测量值和计算值将其分 为制动稳定减速度和充分发挥平均减速度。 在车辆持续制动时间内的减速度值相对比较 稳定, 且是整个制动过程中的最大制动减速度。 它体现了车辆制动的最大能力, 将其称 为制动稳定减速度,也就是最大制动减速度 jmax ,可直接测量获得。 制动力是本质上的评价制动效能的指标。制动力越大,汽车的制动减速度就越大, 相应的制动效果就会越好。 1.2 制动效能的稳定性 制动效能的稳定性主要是指抗热衰退性和抗水衰退的能力。 抗热衰退性即汽车在高 速行驶或下长 坡的连续制动时制动效能的稳定程度。 汽车的制动过程实际上是把汽车行 驶的动能通过制动器吸收转换为热能的过程。 制动器自身的温度升高以后, 摩擦系数减 小,制动力矩下降,制动减速度减小,制动的距离增大,称为制动器的热衰退。 汽车涉水行驶后,制动器的摩擦存在水膜会使摩擦系数减小,同时制动效能下降, 称为制动器涉水衰退。 制动器的热衰退是不可避免的, 但不同的结构型式和材质的车轮制动器抗热衰退性 四川职 业技 术学 院毕业 论文 2 的能力不同。 制动器的抗热衰退性能一般用一系列连续制动时制动效能的保持程度来表 示。 制动器中的摩擦衬片一般都是由石棉摩擦材料制造, 石棉摩擦 材料在温度升到一定 程 度 时 , 摩 擦 系 数 将 显 着 下 降 。 在 制 动 过 程 中 制 动 器 摩 擦 衬 片 表 面 的 温 度 经 常 可 达 到 300 ℃到 400℃, 高温下石棉分解出焦油状物, 在摩擦表面上起到润滑作用。 使摩擦系数 下降;当温度达到 800 ℃时,石棉就会完全脱去结晶水而分解,助长了热衰退现象。为 提高制动的热稳定性, 除改进石棉摩擦材料的组成成分和压制工艺外, 最好采用热稳定 性好的、无石棉摩擦材料做衬片。 另外, 制动器结构也对抗热衰退性能产生很大影响。 盘式制动器的热稳定性较优于 鼓式制动器, 这是因为盘式制动器的制动盘很厚, 热容量大, 而且制动钳摩擦片一般采 用金 属摩擦材料, 导热能力强, 再加上盘式制动器的通风效果好。 鼓式制动器采用非金 属材料摩擦衬片, 由于非金属材料的导热性能较差, 在使用过程中制动鼓温度升高得很 快, 膨胀变形, 使制动蹄和制动鼓间接触变差, 所以鼓式制动器的热稳定性不如盘式制 动器。 1.3 制动时汽车方向的稳定性 制动时的方向稳定性是指汽车在制动过程中按驾驶者给定方向行驶的能力, 即制动 过程中汽车不会发生跑偏、 侧滑以及失去转向的能力。 制动时汽车方向的稳定性, 常用 制动时汽车按给定路径行驶的能力来评价的。 制动时的方向稳定性与侧滑有关,而其中 50%是由制动侧滑引发的 制动时方向不稳 定是造成交通事故的重要原因。 汽车在制动过程中自动向左或向右偏驶的现象叫制动跑偏。 制动侧滑是由于制动时 汽车的某轴或多轴发生横向移动导致。 严重的跑偏必定造成侧滑, 通常, 跑偏时车轮印 迹重合,侧滑前后印迹不重合。 2.影 响汽车 液压 制动性能 的因 素 2.1 制动器结构及材料 车轮制动器的摩擦副、 制动鼓的构造和材料, 对于制动器的摩擦力矩和制动效能的 热衰退都有很大影响。 在设计制造中应选用好的结构型式及材料, 在使用维修中也应注 意摩擦片的选用。制动器的结构型式不同,其制动效率也不同。 2.2 液压制动系统的技术 状况 液压制动系统的技术 条件不仅和设计制造有关, 而且与使用过程中的维护有着密切 的关系。 制动踏板的自由行程对汽车的 汽车制动性能有很大影响, 自由行程过大, 会使 制动迟缓不灵;过小则不能彻底的解除制动,故应定期的对其检查和调整。 制动摩擦片与制动鼓的接触面积不足或接触不均匀, 将降低 制动的摩擦力矩; 而且 局部接触的面积和部位不同, 也将引起制动性能的差异。 制动摩擦片的表面不清洁, 如 沾有油、 水等, 则制动系数将减小, 制动力矩也随之降低。 制动器的间隙过大, 制动反 应时间将加长, 汽车的制动距离将增加; 左、 右轮的间隙不同, 将引起汽车 制动时跑偏。 四川职 业技 术学 院毕业 论文 3 另外, 制动液在使用过程中会自然消耗, 故应经常检查液压制动系 储液罐内的制动 液液面的高度, 不足时应予以添加。 但须注意 制动液的牌号, 牌号必须一样; 并注意制 动液的质量,因为制动液的好坏对制动性也有直接的关系 。 2.3 使用条件和运行环境 汽车在大附着系数的路面上制动后轴先抱死; 反之前轴先抱死。 所以, 若汽车的同 步附着系数取得较小, 后轴抱死的概率将会提高; 反之, 前轴抱死率将会提高。 随着道 路条件的改善和汽车速度的提高, 后轴侧滑的危险性加大, 汽车的同步附着系数由加大 的趋势。 道路的附着系数限制了最大制动力,故 道路的因素对汽车 的制动性能有很大影响。 当制动的初速度相同时, 随着附着系数的减小, 制动距离就会随之增长。 由于冰雪路上 的附着系数特别小 , 所以制动距离增大。 特别注意在冰雪坡道上行车时, 应充分利用发 动机制动。 在冰雪路面上制动时方向稳定性变坏, 当车轮被制动到抱死时侧滑的危险程 度将更大。汽车在冰雪路面上行驶时,最好再加装防滑链,确保安全。 汽车处于山区路面行驶时, 由于路陡弯多, 制动频繁, 尤其下长坡时连续制动, 使 摩擦蹄片与制动鼓长时间出于高温状态, 制动器的摩擦系数急剧下降, 摩擦蹄片磨损加 剧,导致制动效能降低,甚至摩擦蹄片 碎裂而使制动失效。 环境气压有时对制动压力也会产生一定影响。 液压制动装置在低气压环境下, 管路 中的制动液易产生气阻,也会使制动效能大大降低。 2.4 驾驶员的驾驶技术 驾驶员的驾驶技术对汽车制动性有很大的影响。 汽车需紧急制动时, 驾驶 员急踩制 动踏板, 可使制动协调时间缩短, 从而缩短制动距离。 在汽车制动过程中, 如能迅速交 替地踩下和放松制动踏板, 使车轮接近抱死而未抱死的状态, 便可获得最佳的制动效果, 在较滑的路面上应避免猛踩制动踏板, 以免因制动力过大而超过附着极限, 导致汽车的 侧滑。 3 液压 制动 改进及 提高措 施 3.1 ABS 为了充分发挥与路面间的潜在附着能力,全面满足制动过程中汽车对制动的要求, 目前多数汽车上都装配了自动防抱死系统 ABS 。ABS 通过将制动力调节到适应于车轮和 路面间所能提供的附着力, 来达到防止车轮在制动其间抱死的目的。 当车轮趋于抱死时, ABS 便开始起作用,独立的调节车轮的制动力防止车轮抱死,使车轮与地面间滑移率保 持在 20%左右,充分利用轮胎与地面间的侧向附着系数,提高制动减速度、缩短制动距 离以及保证汽车制动时的方向稳定性。 3.2 EBD 电子制动力分配(EBD)。 当 汽车载荷发 生 变 化时 , 理 想 的 前 、 后 轮 制动 力 分 配 关 系 会随之发生改变。 如果制动系统安装了机械式压力调节阀, 虽然可以避免出现后轮先抱 四川职 业技 术学 院毕业 论文 4 死, 但制动力调节与理想的制动力分配间相差较大, 导致制动效率不高。 如果制动系统 安装了电子制动分配系统,其制动力调节在各种载荷下均能与理想的制动力分配相近, 可以获得较高的制动效率。 EBD 系统是当重踩制动踏板时在 ABS 动作之前, 可平衡每一个轮的有效地面抓地力, 主要是用来改善制动力的平衡并缩短制动距离。当制动时,EBD 可依据车辆的重量和路 面条件, 自动以前轮为基准去比较后轮轮胎的滑移率, 如发觉差异且此差异程度是必须 被调整时, 此时制动油压系统将会调整传至后轮的油压以得到更平衡且更接近理想化制 动力的分布。 即EBD 能够根据由于汽车制动时产生轴荷转移的不同, 而自动调节前、 后 轴的制动力分配比例 ,提高制动效能,并配合 ABS 提高制动稳定性。 电子制动分配系统用高速计算机在汽车制动的瞬间, 分别对四只轮胎附着的不同地 面进行感应、 计算, 得出不同的摩擦力数值, 使四只轮胎的制动装置根据不同的情况不 同的方式和力量制动,并在运动中不断高速调整,从而保证车辆的平稳、安全。 3.3 液压制动系保养 液压制动系统主要由制动主缸、 制动轮缸、 制动液以及一些制动管路 构成。 在使用 制动的时候一定要注意正确合理的操作,避免因操作不当而引 发事故。 通常制动液的维护周期为两年或 4.8 万 Km, 关于制动液的推荐维护周期, 欧洲制造 商笼统地定为了几年, 而日本和美国的汽车制造商则在其车主手册中一般都有详细的描 述。 对于具有防抱死功能的制动系, 及时地补充制动液就显得尤为重要。 这主要是由于 其蓄能器中灰尘和湿气的污染会导致价格不菲的阀体发生故障,并由此埋下安全隐患。 当车主发现制动力衰弱时, 可以使用制动液湿度测试纸辅助分析故障原因是否因制 动液缺损所致。 如果该情况的根源为制动液不足, 必须及时补充足 量的制动液。 由制动 储 液 罐 通 风 口 处 正 常 渗 入 的 湿 气 和 灰 尘 缩 短 了 制 动 液 的 维 护 周 期 。 为 确 保 行 车 安 全 可 靠,满足对减速停车的要求, 3.3.1 在使用和更换制动液时 注意事项: ①. 当制动液中混有矿物质时, 应全部更换制动液。 例如: 不慎将汽油、 柴油或机 油 等 混 入 采 用 合 成 制 动 液 的 制 动 系 时 , 由 于 油 液 的 不 相 溶 性 , 很 可 能 降 低 制 动 效 果 。 ②. 不同类型或不同牌号的制动液不得混合使用。 对有特殊要求的制动系统, 应加注特 定牌号的制动液。 由于不同类型或品牌的制动液配方不同, 混用或加注的品牌不对, 会 造成制动液质量指标下降。 即便是那些互溶性较好, 标明能 混用或可替代的品牌, 使用 中也不尽如人意, 因而最好也不要长期使用。 ③. 当制动液中混入或吸收水分, 或者是 发现制动液有杂质或沉淀物时, 切不可一并注入, 此时应予以更换或进行认真过滤, 否 则会造成制动压力不足,从而影响制动效果。 ④.车辆正常行驶 4 万 km 或制动液连续 使用超过2 年, 制动液很可能由于长期使用而变质, 当液质混浊粘厚时应予更换。 ⑤.装 有制动液面报警装置的车辆, 应随时观察报警指示灯是否闪亮, 报警传感器性能是否良 好。 当制动液不足时应及时添加, 贮存的制动液应保持在标定的最低容量刻度线和最高 四川职 业技 术学 院毕业 论文 5 容量刻度线之间。 ⑥ . 车辆在正常行驶中, 若出现制动忽轻忽重时, 应对制动液予以更 换, 在更换之前应用酒精将制动系统清洗干净。 ⑦. 车辆制动跑偏时, 应对制动系统进 行全面的检查。 若发现个别分泵皮碗膨胀过大时, 则说明制动液质量存在问题, 这时应 重新选择质量好的皮碗予以更换。 ⑧. 制动液应放置在密封容器内保存, 不得敞口或露 天存放, 以防水质潮气混入或吸收水分, 否则, 会使制动液沸点下降, 从而使制动管路 中产生气阻。目前制动液多为化工产品,放置时应远离火源,以防失火。 ⑨.换季时, 尤其在冬季, 若发现制动无力, 制动效果下降, 则有可能是制动液级别不适应冬季气候, 此时更换 新制动液, 以低温粘度偏小为合适。 ⑩. 更换制动液后, 应放出制动管路中的 空气,放气的基本原则是 “由远而近,由上而下 ”,逐个进行。 3.3.2 制动器的日常维护 注意事项 在制动系统中,刹车片属于消耗品,在使用中会逐渐磨损,当磨损到极限位置时, 必须更换, 否则将降低制动的效果, 甚至造成安全事故。 制动刹车片关乎生命安全, 必 须谨慎对待。 大多数轿车采用前盘后鼓式制动器结构, 一般情况下前制动蹄片磨损的相 对较快, 后制动刹车片使用的时间相对较长, 在日常的检查维护中应重点注意以下几个 方面: ①. 正常行驶条件下每行驶 5000 公里对制动蹄片检查一次,不仅要检查剩余的厚 度, 还要检查刹车片磨损的状态, 两边磨损的程度是否一样, 回位是否自如等, 发现不 正常情况必须立即处理。 ②. 制动刹车片一般由铁衬板和摩擦材料两部分组成, 一定不 要等摩擦材料部分都磨没了才更换蹄片。 ③. 更换时要换原厂备件提供的刹车片, 只有 这样, 才能使刹车片和刹车盘之间的制动效果最好, 磨损最小。 ④. 更换刹车片时必须 使用专用工具将制动分泵顶回。 不能用其他撬棍硬压回, 这样易导致制动钳导向螺丝弯 曲, 使刹车片卡死。 ⑤. 制动刹车片更换后, 需磨合 200 公里方能达到最佳的制动效果, 刚换的刹车片须谨慎行驶。 总 结 汽车制动性是汽车重要性能之一, 本文详细分析了影响汽车制动性能的因素, 主要 从制动器结构及材料、 液压 制动系 统的技术状况、 使用条件和运行环境、 驾驶员的驾驶 技术等 方面。 进 而提出提高轿车液压制动性能的方法及改进措施。 如 ABS 、EBD、 液压 制动系保养 与维护等。 参 考文 献 [1] 肖 文光 .汽 车构 造与 维修( 底盘 部分 ) . —北 京 理工大 学出 版社 ,2009 . [2] 李 春明 、刘 艳莉 、张 军.汽 车故 障诊 断方 法与 维修技 术 — 北京 理工 大学 出版社 ,2009 . [3] 肖 永清 ,张 祖尧 ,刘 波.汽 车制 动系 统维 修实 例 — 人 民邮 电出 版社 ,2008 . [4] 周 林福 .汽 车底 盘构 造与维 修 — 人民 交通 出版 社,2005 . [5] 赵 志勇 , 杨成宗 . 汽 车防抱 死刹 车系 统 (ABS ) 原理 、 结 构、 检修 — 福 建 科学技 术出 版社 ,2000 . [6] 徐 志军 .汽 车性 能与 使用 — 北京 化学 工业 出版 社,2010 . 四川职 业技 术学 院毕业 论文 6 致 谢 感谢汽车工程系各位领导和老师在这三年来对我的关心与教导, 让我成功完成了这 三年的学业。 感谢刘章棋老师悉心的指导, 在刘 章棋老师的指导下, 我顺利的完成了毕 业论文。 感谢我的室友们, 感谢你们长期以来对我的支持和帮助 , 以及对我撰写论文中 提出的宝贵意见 。在今后的岁月里我会不断 的提升自己,不 辜负各位老师对我的期望。
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