《制动器传动器》课件

制动器传动器欢迎参加《制动器传动器》课程学习本课程将深入探讨现代车辆中制动系统与传动装置的设计原理、结构组成及工作机制我们将从基础概念出发，逐步深入了解各类制动器和传动器的特性与应用通过系统学习，您将掌握从传统机械制动到现代电控制动的技术演变，了解液压、气压等不同动力源的制动系统特点，以及制动传动机构的设计与维护知识这些内容对于从事汽车工程、机械设计及维修领域的专业人员具有重要的实践指导意义制动系统概述制动装置定义主要功能制动装置是车辆或机械设备中用实现车辆减速与停车，保障行驶于减速或停止运动的关键安全系安全，防止溜车，并在紧急情况统，能将运动部件的动能转化为下提供快速有效的制动响应热能，通过摩擦作用实现速度控制或完全停止主要任务控制行驶速度，确保停车精度，提供稳定的制动力矩，减少制动距离，并在各种复杂路况下确保车辆稳定性制动系统作为车辆安全的关键保障，其可靠性直接影响行车安全现代制动系统不仅需要提供充足的制动力，还需要具备良好的响应特性和稳定性，以应对各种复杂的使用环境和工况制动器的分类液压制动器气压制动器利用液压油作为工作介质，通过液体压利用压缩空气作为工作介质，适用于大力传递制动力型车辆电磁制动器机械制动器利用电磁力实现非接触式制动，常用于通过机械传动方式实现制动，包括盘式、特种设备鼓式和带式制动器根据其工作原理和动力来源可分为多种类型液压制动器以其响应迅速、制动力大的特点，广泛应用于乘用车；气压制动器因其可靠性高、适合长时间使用，常见于商用车和重型车辆；机械制动器结构简单，主要用于辅助或紧急制动；电磁制动器无磨损、寿命长，适用于精密控制场合传动器的定义与作用动力控制与转换将驾驶员施加的力转换为制动执行力力的放大与传递增大输入力并传递到制动执行装置连接与协调实现不同部件之间的机械连接与协调工作传动器是制动系统中连接控制机构与制动执行机构的重要部件，负责将驾驶员踩踏制动踏板的力传递并放大至制动器传动系统通常由操纵机构、传动机构和制动执行机构组成，形成完整的力传递链路在整个制动过程中，传动器确保制动力的精确传递和分配，协调多轮制动的同步性，并提供必要的力放大，减轻驾驶员的操作负担优良的传动系统设计对于制动的灵敏度、线性度和舒适性具有决定性影响制动系统的发展史早期木块制动（年前）19001最早的制动系统采用木块直接摩擦车轮，通过手摇杆操作，制动效率低下且易磨损机械鼓式制动（年代）21920以机械连杆传动的鼓式制动器开始普及，但需要较大操作力液压制动系统（年代）19303液压系统的应用大大降低了操作力，提高了制动效率和安全性盘式制动器（年代）41950散热性能更好的盘式制动器开始在高性能车辆上应用电子控制制动（年代至今）

19805、等电子控制系统不断发展，智能制动技术日益成熟ABS ESC制动系统的发展历程反映了汽车工业的技术进步从最初简单的机械摩擦到现代复杂的电控系统，制动技术经历了质的飞跃早期的制动装置主要依靠驾驶员的物理力量，制动效能有限且不稳定随着液压技术的引入，制动力的传递效率显著提高盘式制动器的出现解决了鼓式制动的散热问题而电子控制技术的应用，则使制动系统具备了智能化和主动安全特性，大幅提升了车辆的安全性能主要组成部件介绍制动器总成制动主缸传动管路包括制动盘制动鼓、制动片液压系统的核心，将踏板力转包括液压管路或气压管路，负//制动蹄、卡钳等，是实际产生换为液压，通常与助力器相连责将动力介质传递至各车轮制制动力矩的执行部件动器控制模块现代制动系统中的电子控制单元，管理、等功能ABS ESC制动系统由多个协同工作的部件组成，每个部件都有其特定的功能制动踏板是驾驶员与系统的接口，助力器增强输入力，主缸将机械力转换为液压力，分泵将液压力转换为机械制动力，而制动器则是最终执行制动的部件传动系统包括多种形式的连接装置，如液压管路、连杆或钢索在现代车辆中，电子控制模块通过各类传感器监测车辆状态，并对制动系统进行精确控制，以提高制动效率和安全性制动器工作原理基础动能转换为热能车辆运动能量通过摩擦转化为热量摩擦力产生制动片与旋转体之间产生摩擦力制动力矩形成摩擦力与旋转半径产生力矩减速车轮制动过程本质上是一个能量转换过程当车辆运动时，它具有动能；制动时，通过摩擦将这些动能转换为热能并散发到环境中这一过程由制动器内部的摩擦副实现，如制动片与制动盘、制动蹄与制动鼓之间的摩擦制动力矩的大小取决于摩擦力和力臂长度摩擦力与正压力和摩擦系数成正比，而正压力则由传动系统提供当摩擦副产生足够大的力矩时，能够克服车轮转动惯量，使车轮减速或停止，从而实现车辆的减速或停车传动系统的基本要求高效传递制动力响应迅速灵敏传动系统应当能够以最小的损耗传递驾驶员的输入力，保证制动效率系统应具有较小的时滞和死区，确保制动力能够快速准确地传递到制动器结构可靠耐久失效安全设计制动传动系统必须具备足够的强度和耐久性，能够在各种恶劣条件下正常工作当系统部分失效时，应当保留基本的制动功能，确保车辆安全传动系统作为制动系统的关键环节，其性能直接影响整个制动系统的可靠性和安全性良好的传动系统设计应当确保在各种工况下制动力的稳定传递，同时具有足够的强度和耐久性以应对长期使用现代传动系统还需考虑人机工程学因素，保证驾驶员操作的舒适性和准确性此外，失效安全性（）设计也是传动系统的重要要求，即在系统部分失效的情况下，仍Fail-Safe能保持基本的制动功能，防止因制动完全失效导致的严重事故液压制动系统结构制动主缸轮缸制动钳制动助力器/液压制动系统的核心部件，将踏板力转化为液压安装在每个车轮处，接收主缸传来的液压，将其通常采用真空助力原理，利用发动机进气歧管负力主缸通常为双腔设计，分别控制前后轮制动转化为机械力压紧制动片盘式制动使用制动钳，压或独立真空泵提供辅助力，减轻驾驶员踏板操回路，确保一路失效时另一路仍能工作鼓式制动则使用轮缸推动制动蹄作力，提高制动舒适性液压制动系统还包括储液罐、制动管路、比例阀和各类传感器储液罐为系统提供液压油并补偿热膨胀；制动管路负责传递压力；比例阀根据负载调节前后轮制动力分配比例现代液压制动系统通常采用对角分割设计，即左前轮与右后轮共用一个回路，右前轮与左后轮共用另一回路，这种设计提高了系统的安全性，确保单回路失效时仍有基本制动能力液压制动工作原理踏板施力驾驶员踩下制动踏板，通过杠杆原理放大力助力器增力真空助力器进一步放大踏板力主缸加压活塞推动制动液体，在密闭系统中产生压力压力传递压力通过管路传递至各车轮制动器制动器执行轮缸制动钳活塞推动制动片制动蹄与旋转体接触产生摩擦//液压制动系统工作基于帕斯卡原理，即密闭容器中的液体压力在各处相等当驾驶员踩下制动踏板时，力经过助力器放大后传递给主缸，主缸活塞推动制动液，在封闭管路系统中产生压力这一压力通过管路传递至各车轮的轮缸或制动钳，驱动其活塞移动在盘式制动器中，活塞推动制动片与制动盘摩擦；在鼓式制动器中，轮缸推动制动蹄与制动鼓内壁摩擦摩擦产生的力矩使车轮减速，从而实现车辆的减速或停止液压制动器优缺点优点缺点响应速度快，几乎无时滞系统密封要求高，需防止制动液渗漏••制动力大，操作轻便制动液吸湿性强，需定期更换••传递效率高，能量损失小高温环境下可能产生气阻（气泡）••结构紧凑，重量较轻制动液具有腐蚀性，可能损害漆面••制动力分配灵活，易于集成电子控制系统维护保养要求较高••系统密封良好，不受环境污染影响完全失效时无备用系统••液压制动系统凭借其优异的性能特点，已成为现代乘用车的标准配置其高效、精准的制动力传递特性使驾驶员能够轻松实现精确的制动控制，提高了行车安全性和舒适性尤其是与等电子系统结合后，液压制动的优势更加明显ABS然而，液压系统也存在一些固有的缺点制动液的吸湿性会导致系统性能随时间降低；高温条件下可能出现气阻现象；系统密封要求高，维护成本相对较高这些问题在实际应用中需要通过定期维护和改进设计来解决典型液压制动实例以现代轿车盘式制动为例，其液压系统通常由制动踏板、真空助力器、主缸、储液罐、压力调节阀、制动管路和制动卡钳组成当驾驶员踩下制动踏板时，踏板力经过杠杆比放大后传递给助力器，助力器利用真空形成的压力差进一步放大力，推动主缸活塞主缸活塞移动产生的液压通过管路传递至各车轮的制动卡钳卡钳内的活塞在液压作用下挤压制动片，制动片与高速旋转的制动盘摩擦产生制动力矩压力调节阀根据车辆负载状态自动调节前后轮制动力分配，确保最佳制动效果和方向稳定性在紧急制动时，系统ABS可以调节液压，防止车轮抱死气压制动系统结构空气压缩机通常由发动机驱动，将大气压缩并储存至气仓，保持系统气压在规定范围内贮气筒（气仓）储存压缩空气，保证制动系统有足够的气源，通常设有多个气仓分别供应不同回路制动阀与调节阀包括脚制动阀、手制动阀、继动阀和快放阀等，控制气流方向和压力气室与制动气缸将气压转换为机械力，直接作用于制动机构，常用弹簧储能设计确保安全气压制动系统还包括干燥器、安全阀、管路和各种连接件干燥器去除压缩空气中的水分，防止系统内部腐蚀和冬季结冰；安全阀在系统压力过高时自动释放压力；管路通常采用尼龙或金属材料，连接各部件形成完整气路现代气压制动系统多采用分回路设计，通常分为前轮回路、后轮回路和驻车制动回路每个回路有独立的气仓，确保一个回路失效时其他回路仍能正常工作系统还设有低压警报装置，当气压降至安全值以下时提醒驾驶员气压制动工作原理气压产生与储存压缩机将空气压缩至约压力，储存在气仓中系统设有压力开关，当压力达到8-10bar上限时停止压缩，低于下限时重新启动压缩机气压控制与传递驾驶员踩下制动踏板，脚制动阀开启，压缩空气从气仓经过管路流向制动执行机构踏板踩踏深度决定了放出气压的大小制动力产生压缩空气进入制动气缸或气室，推动活塞或膜片产生机械力此力通过机械连接件作用于制动蹄或制动片，与旋转体产生摩擦实现制动在驻车制动状态下，气压制动系统通常采用弹簧加压气压释放的工作方式即当系统无气压-时，强力弹簧推动制动执行机构使车轮处于制动状态；只有当系统充满压缩空气并送入制动气室后，才能克服弹簧力释放制动这种设计确保了系统气压不足时车辆自动处于安全的制动状态气压制动系统中还设有多级保护措施，如单向阀防止气压回流，继动阀提供压力控制精度，干燥器去除压缩空气中的水分防止系统腐蚀，以及多回路设计确保部分失效时仍有基本制动能力气压制动优缺点优点缺点适合大型重载车辆，制动力大存在明显的时间滞后，响应速度相对较慢••系统安全性高，气压不足时自动锁止系统结构复杂，部件数量多••工作介质（空气）取之不尽，没有泄漏污染问题初始成本高，维护要求专业设备••可提供长时间稳定的制动力空气可压缩性导致制动感觉不够直接••系统温度影响小，高温下性能稳定制动时噪音较大••便于实现多车连挂制动（如铁路和重型卡车）需要定期排水，防止系统冻结••气压制动系统因其独特优势，在重型商用车辆、客车和铁路车辆等领域得到广泛应用它能提供强大且持久的制动力，适应长时间、高强度的工作需求特别是其固有的失效安全特性（无气压时自动制动），大大提高了车辆的安全性-然而，气压系统的空气可压缩性导致响应时间较长，制动感不够直接同时，系统结构复杂，包含众多管路和阀门，维护和故障排查难度较大冬季还需特别注意系统中的水分管理，防止冻结导致系统失效气液联合制动系统倍秒

2100.2主要系统数量制动力增幅平均响应时间气压和液压两个独立系统协同工作气压辅助可大幅增强液压制动效能比纯气压系统快左右30%气液联合制动系统结合了气压和液压两种制动系统的优点，通常采用气压作为动力源和控制机构，液压作为执行机构驾驶员踩下制动踏板后，首先启动气压系统，气压通过控制阀门进入气液转换器（增压器），将气压转换为更高的液压这种转换通常利用面积比不同的活塞来实现压力增益转换后的液压通过液压管路传递至各轮制动器，驱动制动钳或轮缸实现制动这种设计既保留了气压系统的大制动力和安全特性，又兼具了液压系统响应灵敏和制动均匀的优点，特别适用于中型商用车辆防抱死制动系统（）简介ABS车轮速度监测控制单元计算速度传感器实时监测各轮转速变化计算车轮滑移率，判断是否有抱死趋势保持车轮滚动液压调节维持最佳滑移率，确保方向稳定性和制动效率3通过调节阀控制制动压力的增加、保持或减少防抱死制动系统（）是现代汽车安全系统的重要组成部分，其主要目的是防止制动过程中车轮抱死（完全滑移）当车轮抱死时，不仅制动距离增加，而且车ABS辆会失去转向能力，特别是在湿滑路面上更为危险系统通过电子控制单元（）、轮速传感器和液压调节单元实现功能当检测到某个车轮有抱死趋势时，会迅速调整该车轮的制动压力，使其保持在ABS ECUECU接近抱死但仍有滚动的状态这种快速调节通常以每秒多次的频率进行，远超人类反应能力，从而大大提高了车辆在紧急制动时的安全性和可控性液压与气压系统对比比较项目液压制动系统气压制动系统主要应用范围乘用车、轻型商用车重型商用车、客车、铁路车辆响应速度快速（几乎瞬时）较慢（有明显滞后）制动力特性线性、易控制有滞后、梯级感较强系统复杂度较简单，部件少复杂，部件多失效安全性失效时制动力减弱失效时自动锁止（主动安全）维护难度中等，需定期更换制动液高，需专业设备和技能连续使用能力受热衰退影响，连续制动性能下长时间制动性能稳定降液压制动系统和气压制动系统各有特点，选择哪种系统主要取决于车辆类型和使用需求液压系统因其响应迅速、控制精准且结构相对简单，成为乘用车和轻型商用车的首选气压系统则因其能提供强大且持久的制动力，适合重型商用车辆在实际应用中，两种系统还存在混合使用的情况，如气压助力液压制动系统，结合了两者的优点随着电子控制技术的发展，两种系统的差异在逐渐缩小，都能通过电子系统实现更精确的控制和更高的安全性机械制动器概述摩擦型制动器通过摩擦产生制动力的机械装置主要类型盘式制动器、鼓式制动器、带式制动器应用领域汽车、火车、自行车等各类交通工具机械制动器是制动系统的执行部分，负责将传动系统传来的力转化为实际的制动摩擦力机械制动器的核心原理是利用摩擦力将运动部件的动能转化为热能，从而实现速度控制或完全停止现代机械制动器主要有盘式、鼓式和带式三大类型盘式制动器因其散热性能好、自清洁能力强，广泛应用于现代车辆的前轮或四轮；鼓式制动器结构简单，制动力大，常用于经济型车辆的后轮或商用车；带式制动器体积小，多用于内燃机飞轮、工程机械和驻车制动系统每种制动器都有其特定的应用场景和技术特点蹄式制动器结构内张式制动蹄外张式制动蹄单双蹄式结构/工作时制动蹄向外张开，摩擦面与制动鼓内壁工作时制动蹄向内收缩，摩擦面与外部滚筒外根据制动蹄数量分为单蹄和双蹄结构双蹄结接触这是最常见的鼓式制动器结构，适用于表面接触常用于工业制动装置，如起重机制构是汽车制动系统中的主流设计，提供更大更车轮制动系统动器均衡的制动力蹄式制动器的主要部件包括制动鼓（或滚筒）、制动蹄、回位弹簧、支撑销、调整机构和驱动机构（如轮缸）制动鼓通常与车轮固定连接，随车轮一起旋转；制动蹄则固定在底板上，不随车轮转动制动蹄上覆盖有制动摩擦片，是产生摩擦力的关键部件回位弹簧确保制动蹄在松开制动后迅速回位支撑销为制动蹄提供支点，使其能够绕支点转动调整机构则用于补偿摩擦片磨损导致的间隙增大蹄式制动器工作原理液压气压驱动/轮缸活塞在压力作用下推动制动蹄制动蹄张开制动蹄克服回位弹簧力向外张开摩擦副接触制动蹄摩擦片与制动鼓内壁接触产生摩擦制动摩擦力形成制动力矩使车轮减速蹄式制动器的工作原理基于摩擦力和杠杆原理当驾驶员踩下制动踏板，液压或气压通过管路传递到轮缸，推动轮缸活塞向外移动活塞直接推动制动蹄的一端，使制动蹄绕支点转动，克服回位弹簧的拉力向外张开制动蹄上的摩擦片与高速旋转的制动鼓内壁接触，产生巨大的摩擦力这一摩擦力与制动鼓的半径形成力矩，阻碍制动鼓旋转，从而减慢或停止车轮转动在双蹄设计中，前进蹄（车轮旋转方向上的前侧制动蹄）会因摩擦作用产生自增力效应，进一步增大制动力；而后退蹄则有自减力效应，制动效果相对较弱盘式制动器结构制动盘制动卡钳与车轮固定连接的旋转体，通常为铸铁固定在转向节上的非旋转部件，内含活或复合材料制成，有实心和通风两种设塞和密封装置根据结构分为固定式、计通风型制动盘内部有散热通道，提浮动式和摆动式浮动式卡钳结构简单，高散热效率成本低，是乘用车的主流设计制动片安装在卡钳内的摩擦元件，与制动盘接触产生摩擦力由金属背板和摩擦材料组成，摩擦材料需同时满足高摩擦系数和耐磨性要求盘式制动器还包括防尘罩、密封圈、导向销和减震弹簧等辅助部件防尘罩防止灰尘和水分进入活塞和密封圈区域；密封圈确保液压系统的密封性，同时具有回位功能；导向销允许浮动式卡钳在制动时沿轴向小范围移动；减震弹簧减小制动时的振动和噪音现代盘式制动器还常配备磨损指示器，用于提醒驾驶员及时更换磨损过度的制动片高性能车辆可能使用多活塞设计（通常为、或个活塞）的固定式卡钳，提供更大的制动力和468更均匀的压力分布盘式制动器工作原理液压传递1主缸压力通过管路传至制动卡钳活塞推动卡钳内活塞推动制动片夹紧制动盘制动片从两侧夹紧旋转的制动盘盘式制动器的工作原理基于摩擦力和液压传动原理当驾驶员踩下制动踏板，液压通过管路传递到制动卡钳的液压缸内在固定式卡钳中，两侧的活塞同时向内移动；在浮动式卡钳中，只有一侧有活塞，活塞推动内侧制动片的同时，卡钳本体沿导向销移动，带动外侧制动片制动片从两侧夹紧高速旋转的制动盘，产生强大的摩擦力这种摩擦力与制动盘半径形成力矩，阻碍制动盘旋转，从而减慢或停止车轮转动制动过程中产生的热量主要通过制动盘散发，尤其是通风型制动盘，其内部的散热肋片能在旋转时形成离心风扇效应，大大提高散热效率鼓式制动器结构鼓式制动器主要由制动鼓、制动蹄组件、轮缸、调整机构、支撑板和回位弹簧等部件组成制动鼓通常为铸铁材质，与车轮一起旋转制动蹄安装在固定的支撑板上，上部通过锚点或支撑销固定，下部受到轮缸活塞的推动制动蹄表面覆盖摩擦材料，能与制动鼓内壁产生高摩擦力轮缸位于制动蹄上部或中部，内含两个相对的活塞和密封元件回位弹簧确保松开制动时制动蹄迅速回位，防止摩擦阻力调整机构用于自动或手动调整制动蹄与制动鼓之间的间隙，补偿摩擦材料磨损导致的间隙增大现代鼓式制动器通常采用自动调整装置，无需人工干预即可保持合适的工作间隙鼓式制动器原理液压驱动轮缸制动液压力推动轮缸内的双活塞活塞推动制动蹄活塞分别推动两个制动蹄的下端制动蹄张开制动蹄绕支点转动，摩擦材料与制动鼓接触产生摩擦阻力摩擦力将旋转能量转化为热能，使车轮减速鼓式制动器工作时，液压或气压通过管路传递到轮缸，推动轮缸内的双活塞向外移动活塞分别推动两个制动蹄的下端，使制动蹄绕上部支点转动，克服回位弹簧的拉力向外张开制动蹄上的摩擦材料与高速旋转的制动鼓内壁接触，产生强大的摩擦力，将车轮的旋转动能转化为热能，实现减速或停车随着制动鼓和摩擦材料的磨损，二者之间的间隙会逐渐增大，导致制动踏板行程增加、制动效果下降调整机构会自动或在制动操作过程中自动调整制动蹄位置，保持合适的工作间隙鼓式制动器常见的故障包括摩擦材料过度磨损、轮缸泄漏、回位弹簧失效和制动鼓变形等，这些都会导致制动效能下降或出现异常噪音机械制动结构应用对比比较项目盘式制动器鼓式制动器散热性能优秀，尤其是通风型设计较差，封闭结构散热慢制动力稳定性高，热衰退较小低，易受热影响显著自清洁能力强，开放结构易排出灰尘水分弱，封闭结构易积累污物重量与成本较重，成本高较轻，成本低维护难度简单，更换制动片方便复杂，需拆卸制动鼓自增力效应无明显自增力明显，前进蹄有强自增力典型应用场景高性能车前轮或四轮经济型车后轮，重型车辆盘式制动器和鼓式制动器各有优缺点，选择使用哪种取决于车辆性能要求、成本预算和应用场景盘式制动器因其优异的散热性能和制动稳定性，成为现代中高端乘用车的标准配置，特别是在前轮或全轮位置鼓式制动器则因其成本优势和足够的制动力，仍在经济型车辆的后轮和部分商用车辆中广泛应用在实际应用中，常见的组合是前轮使用盘式制动器，后轮使用鼓式制动器这种配置既考虑了前轮承担主要制动任务需要更好的散热性能，又兼顾了成本控制此外，鼓式制动器结构紧凑，易于集成手刹机构，这也是其在后轮位置常见的原因之一机械制动的改进方向材料技术革新开发新型高性能制动摩擦材料，如陶瓷复合材料、碳纤维增强材料等，提高耐热性、减轻重量散热结构优化改进制动盘通风结构，采用打孔、开槽设计，提高散热效率，减少热衰退电子控制技术整合集成电控系统，如电子制动力分配（）、制动辅助（）等，提高制动智能化水平EBD BA轻量化设计采用铝合金等轻量材料，减少非簧载质量，提高悬挂响应性和燃油经济性机械制动技术的改进方向主要集中在性能提升、寿命延长和舒适性增强三个方面在性能方面，研发重点是提高散热能力和热稳定性，减轻热衰退现象，确保连续制动时的性能稳定新型的碳陶复合材料制动盘虽然成本高，但其超强的耐热性和轻量化特性，使其在高性能车辆中的应用越来越广泛在寿命和可靠性方面，环保型长寿命摩擦材料的开发是热点这些材料不仅要满足摩擦性能要求，还需考虑磨损率、噪音控制和环保性能同时，智能磨损检测和自动调整技术也在不断完善，以延长维护周期并提高安全性未来，随着新能源车辆的普及，制动能量回收与机械制动协调控制将成为重要发展方向制动传动机构概述机械传动液压传动气压传动包括杠杆、拉杆、钢索等纯机利用液体不可压缩性传递压力利用压缩空气作为工作介质的械连接形式的系统传动系统电子传动以电子信号为媒介控制执行器的现代传动方式制动传动机构是连接驾驶员操作装置（如制动踏板）与制动执行机构（如卡钳或制动蹄）的中间环节，其主要功能是传递并放大驾驶员的输入力，确保制动系统能够产生足够的制动力根据传递介质和工作原理的不同，制动传动机构可分为机械、液压、气压和电子四大类机械传动结构简单但传递效率有限；液压传动响应快速，适用于乘用车；气压传动适合大型车辆；电子传动则代表未来发展方向现代车辆通常采用混合传动系统，如液压传动配合电子控制，或气压传动与机械传动结合每种传动方式都有其特定的应用场景和技术特点，选择合适的传动方式对于制动系统的性能和可靠性至关重要杠杆传动系统制动踏板杠杆的一端，接收驾驶员的输入力支点提供杠杆旋转的中心点输出连接连接到下一级传动机构如主缸推杆力的放大根据杠杆比放大输入力杠杆传动系统是最基本的机械传动形式，在制动系统中主要应用于制动踏板机构制动踏板实际上是一个以支点为中心的杠杆，驾驶员踩踏踏板板面产生的力经过杠杆放大后传递给主缸推杆杠杆比（即力臂长度之比）通常为至，这意味着驾驶员的输入力可以放大至倍3:15:135杠杆传动系统的优点是结构简单、可靠性高、成本低；缺点是放大倍数有限，且随着机构磨损可能出现间隙增大导致制动踏板行程增加为确保杠杆传动系统的长期可靠性，支点轴承通常采用耐磨材料，并设有润滑点在设计时需考虑机构的强度和刚度，避免在紧急制动时发生弯曲变形拉杆传动结构拉杆传动结构是一种直接的机械连接方式，主要应用于简单的制动系统或辅助制动装置，如驻车制动（手刹）系统拉杆传动由刚性杆件、连接节点和调节装置组成当驾驶员拉动手刹杆时，拉力通过拉杆传递到后轮的制动机构，使制动蹄展开或制动卡钳锁止，从而实现车辆的驻车制动功能拉杆传动的优点是结构简单、传力直接、维护方便；缺点是传动距离有限，适用范围相对狭窄，且在车辆底部布置的拉杆易受到环境污染和腐蚀的影响拉杆系统需要定期调整，以补偿制动蹄或制动片的磨损导致的间隙增大调整通常通过转动拉杆上的调节螺母或专门的调节机构完成，确保适当的工作间隙和制动效果钢索传动机构钢索结构特点钢索传动由柔性钢丝绳、外保护套管、连接接头和调节装置组成钢丝绳通常由多股细钢丝编织而成，具有良好的柔韧性和强度外保护套管能防止钢索直接暴露，减少污染和损伤工作原理钢索只能传递拉力而不能传递推力，因此通常工作在拉伸状态当操作端施加拉力，钢索在套管内滑动，将拉力传递到执行端由于钢索的柔性特点，它能沿复杂路径布置，克服布置空间的限制应用场景钢索传动主要应用于驻车制动系统和部分辅助制动装置在现代车辆中，电子驻车制动（）系统已逐渐取代传统钢索式驻车制动，但在经济型车辆和摩托车、自行车EPB等简单交通工具中仍广泛使用钢索传动钢索传动的主要优点是布置灵活、成本低、重量轻，适合在空间受限的情况下使用此外，钢索传动对振动和温度变化的敏感性较低，维护相对简单然而，钢索传动也存在一些缺点，如传动效率较低、易受摩擦影响导致传力不均、长期使用后钢索可能伸长或产生永久变形为确保钢索传动的可靠性，需要定期检查钢索的磨损状况、套管的完整性以及连接点的紧固情况调节机构通常位于系统的一端，通过旋转调节螺母或专用工具可以调整钢索的松紧度，补偿使用过程中的伸长和制动部件的磨损液压传动管路设计管路布局原则避开高温区域（如排气管），远离活动部件，使用卡箍固定防止振动，考虑悬挂运动范围材料选择刚性管路采用铜质或钢质，弹性部分使用特殊橡胶或尼龙管，确保耐高压和耐腐蚀接头设计采用双喇叭口或卡套式接头，确保密封可靠性，防止在高压下泄漏防护措施使用护套防止机械损伤，设计隔温层避免高温影响，采用防尘盖防止污染液压传动管路是液压制动系统的重要组成部分，负责将制动主缸产生的液压传递至各车轮制动器管路设计需同时考虑安全性、可靠性和维护便利性管径的选择必须确保足够的流量和快速响应，同时要考虑系统工作压力，通常乘用车制动系统的工作压力在之间6-12MPa液压系统的密封性至关重要，一旦发生泄漏，不仅会导致制动效能下降，还会对环境造成污染因此，管路连接处必须采用可靠的密封方式，如双喇叭口或卡套式接头同时，管路布置应避免急弯和过度弯曲，减少流动阻力和应力集中在可能受到碰撞或机械损伤的区域，应加装保护罩或护套，延长管路使用寿命气压传动管路设计管路布局设计接头与连接防护与安全设计气压管路布局需考虑承载能力、温度变化和振动影响气压系统接头多采用快速插拔式设计，便于维护和更气压管路需防护措施以抵抗路面碎石、化学物质和极管路通常沿车架布置，使用软管连接车身与车轴等相换接头内部通常设有单向阀和密封圈，确保连接可端温度系统设计上采用多回路分配，确保部分失效对运动部件，并采用颜色编码区分不同功能管路靠和快速断开时不漏气时仍有基本制动能力气压传动管路的材质选择对系统可靠性至关重要主要管路通常采用尼龙管，具有重量轻、耐腐蚀、安装便捷等优点；车架与车桥间的连接则使用高强度橡胶软管，能适应相对运动和振动大型商用车辆通常采用双管路系统，一条用于车辆本身，另一条用于挂车制动，两者均采用不同颜色识别气压系统的常见失效包括管路破裂、接头泄漏和管路冻结为防止这些问题，系统设计时考虑了多重保护措施单向阀防止回流，干燥器去除空气中的水分防止冻结，安全阀在压力过高时自动释放，低压警告装置提醒驾驶员系统压力不足针对老化和磨损，定期检查和维护是确保气压传动管路长期可靠工作的关键驱动装置与动力源电控驱动系统集成电子控制和执行机构的现代驱动方式动力辅助系统真空助力器、气压助力器等增强输入力的装置基础操作机构制动踏板、手制动拉杆等直接接收驾驶员输入的元件制动系统的驱动装置是连接驾驶员与制动传动系统的首要环节，其设计直接影响驾驶感受和制动性能制动踏板是最常见的驱动装置，其设计需考虑人机工程学因素，如踏板行程、操作力、踏板感和回馈力等现代踏板设计通常采用悬挂式，相比底铰式踏板具有更佳的人体工学特性和更直接的操作感动力源是提供制动系统工作所需能量的关键在传统内燃机车辆中，真空助力器利用发动机进气歧管负压提供辅助力；在柴油发动机或混合动力车辆中，可能采用电动真空泵或液压增压单元；纯电动车辆则多采用电子助力系统此外，新型的线控制动系统（）通过电子控制单元和电动Brake-by-Wire执行器，实现制动操作的电子化，减少机械部件，提高响应速度和精确度制动助力装置真空助力器气压助力器液压助力器最常见的助力装置，利用发动机进气歧管负利用压缩空气产生辅助力，常用于商用车辆利用液压系统产生辅助力，常见于重型车辆压与大气压的压差产生辅助力和特种车辆工作原理隔膜两侧形成压力差，产生工作原理压缩空气推动活塞或隔膜产工作原理利用液压泵产生的压力推动•••推力生助力活塞优点结构简单，响应灵敏，成本低优点助力大，不依赖发动机状态优点助力大，响应快，稳定性好•••缺点依赖发动机负压，高原地区效率缺点系统复杂，成本高，响应有滞后缺点结构复杂，成本高，需单独液压•••降低源制动助力装置的作用是放大驾驶员的输入力，减轻操作负担，同时提高制动系统的响应性和制动效果随着电动车的普及，传统依赖发动机负压的真空助力器面临挑战，电动真空泵和电子助力系统逐渐成为新趋势电动真空泵通过电机驱动创造负压；而电子助力系统则完全摒弃真空原理，直接使用电机提供助力助力器的设计需平衡助力度与制动感过大的助力会导致制动感太轻，驾驶员难以精确控制；而助力不足则会增加操作负担优秀的助力器设计应当提供线性的助力特性，即助力随踏板力的增加而成比例增加，同时保留足够的路感反馈，使驾驶员能准确感知车轮与路面的接触状态分配与调节机构制动力分配阀电子制动力分配系统（）EBD用于调节前后轮制动力的比例，根据车辆负基于系统的延伸功能，通过电子控制ABS载状态自动或固定调整制动力分配，防止后单元根据车轮速度传感器和负载传感器的信轮过早抱死导致侧滑设计通常考虑车辆重号，实时计算并调整各车轮的制动力分配，心变化、轴荷转移等因素提高制动效率和稳定性比例阀安装在液压或气压制动系统中，能根据管路压力的变化改变输出压力的比例，实现更精细的制动力控制在气压系统中，常用于调节牵引车与挂车之间的制动比例制动力分配是制动系统设计中的核心问题之一在理想条件下，各车轮的制动力应与其所承受的动态垂直载荷成正比，以实现最大制动效率然而，制动过程中由于惯性作用导致的轴荷转移使前轮荷重增加、后轮荷重减小，因此需要动态调整制动力分配传统的机械式分配阀根据压力或车辆负载调整前后轮制动力比例，虽然结构简单但适应性有限现代电子制动力分配系统能根据各种传感器信号实时计算最优制动力分配，不仅考虑轴荷变化，EBD还能根据路面附着系数、车速和制动强度等因素进行调整，大大提高了制动效率和车辆稳定性制动间隙自动调整机构制动间隙自动调整机构的主要功能是补偿摩擦材料磨损导致的间隙增大，保持适当的工作间隙，确保制动系统的响应性和效率在鼓式制动器中，自动调整器通常由棘轮、调节螺杆和感应杆组成当制动蹄与制动鼓之间的间隙超过预设值时，制动操作过程中感应杆会带动棘轮转动，调节螺杆相应旋转，推动制动蹄向外移动，减小工作间隙盘式制动器的自动调整原理不同，多采用密封圈自动回位设计制动液压推动活塞时，活塞上的密封圈会变形；当压力释放后，密封圈弹性恢复会使活塞略微回缩，但不会完全回到原位，从而保持适当的工作间隙随着制动片磨损，活塞会逐渐向外移动，密封圈会在新位置形成平衡，这一过程无需额外机械装置，结构简单可靠制动器温升与热衰退摩擦材料简介有机摩擦材料半金属摩擦材料陶瓷复合材料主要成分树脂粘合剂、纤维增强材主要成分金属纤维、无机填料、合主要成分陶瓷纤维、碳纤维、特种•••料、摩擦调节剂成树脂粘合剂优点成本低、噪音小、制动平顺优点耐热性好、磨损率低、摩擦系优点极佳的耐热性、高摩擦系数、•••数稳定轻量化缺点耐热性较差、高温衰退明显•缺点导热性高、噪音大、对制动盘缺点成本极高、冷态摩擦特性差应用普通乘用车、轻型商用车•••磨损大应用高性能跑车、赛车•应用中高性能车辆、重型商用车•摩擦材料是制动系统的核心部件，直接影响制动性能和安全性理想的摩擦材料应具有高且稳定的摩擦系数、良好的耐磨性、优异的耐热性、低噪音、环保无毒等特性然而实际上各种性能往往难以兼顾，需要根据车辆类型和使用需求进行平衡和优化近年来，随着环保要求的提高，无石棉摩擦材料已成为主流新型环保摩擦材料采用芳纶纤维、碳纤维、陶瓷纤维等替代石棉，不仅环保无害，而且性能更加优异此外，纳米技术的应用也为摩擦材料开发带来新的可能，纳米级填料和纳米复合材料能够显著提高摩擦材料的综合性能，如耐热性、摩擦稳定性和使用寿命制动器磨损与寿命60,000km180,000km普通乘用车制动片平均寿命制动盘典型更换周期实际寿命受驾驶习惯和环境影响通常可更换次制动片后更换2-32-3mm制动片安全最小厚度低于此值必须更换以确保安全制动器磨损是一个不可避免的过程，主要受材料特性、工作条件和使用习惯影响磨损机理包括黏着磨损、磨粒磨损、疲劳磨损和化学腐蚀等多种形式正常磨损表现为材料表面均匀减薄；而异常磨损可能出现局部过度磨损、开裂或剥落等现象，通常是由制动器故障、材料缺陷或使用不当导致影响制动器寿命的因素众多，包括驾驶习惯（频繁急刹会加速磨损）、路况（多尘、多砂路面增加磨粒磨损）、气候条件（高温环境加速热衰退）、载荷状况（超载增加磨损率）等制动器寿命预测通常采用磨损量与工作量的关系模型，结合实验数据和统计分析确定现代车辆多配备磨损指示器，当摩擦材料接近最小安全厚度时发出警告，提醒及时更换液压系统常见故障液压泄漏表现为制动液面下降、踏板逐渐下沉、制动效能减弱常见原因包括密封件老化、接头松动、管路破裂等检测方法目视检查制动液渗漏点，检查制动液储液罐液面高度，踩踏制动踏板观察是否逐渐下沉系统进气表现为踏板感绵软、行程增大、制动不稳定原因是系统内部进入空气，由于空气可压缩性导致液压传递效率下降处理方法是进行系统排气，通常需要专用工具和标准操作流程液压锁死表现为单个或多个车轮制动器无法释放，导致车轮拖滞原因可能是主缸回位不良、制动卡钳活塞卡滞或管路堵塞需要检查并维修或更换故障部件，严重时可能需要更换整个制动总成液压系统还可能出现制动液变质的问题制动液具有吸湿性，长期使用后会吸收空气中的水分，导致沸点降低，在高强度制动时容易产生气阻此外，制动液与橡胶密封件、金属部件长期接触也可能导致化学反应，影响系统性能制动液变质的表现包括颜色变深、出现沉淀物或悬浮物、闻起来有焦糊味等液压系统的诊断和维修需要遵循专业流程，确保安全和效果常用的诊断方法包括目视检查、压力测试、泄漏测试和电子故障扫描等维修时需要使用符合车辆要求的制动液，严格遵守排气程序，避免交叉污染对于现代集成了等电子系统的液压制动，还需要使用专业诊断工具读取和清除故障码ABS气压系统典型故障气压不足系统冻结阀门失效表现为压力表指示低于正常工作范围，警告灯亮起，寒冷天气下，系统中的水分凝结成冰阻塞管路或阀门，各类控制阀（如继动阀、制动阀、快放阀等）可能因制动效能降低原因可能是压缩机故障、系统泄漏、导致制动失效或响应滞后预防措施包括使用防冻剂、内部零件磨损、弹簧失效或污染堵塞而工作异常表调压阀失灵等检查方法包括观察压力表变化速度、定期排水和确保干燥器正常工作发生冻结时，需要现为制动释放缓慢、制动不均匀或特定功能失效维听诊系统泄漏声和使用肥皂水检测泄漏点将车辆移至温暖环境解冻，严禁使用明火直接加热修通常需要更换整个阀门总成气压制动系统的另一常见问题是气路污染，包括水分、油分和杂质压缩机产生的压缩空气中含有水分和少量润滑油，长期累积会导致系统内部组件腐蚀、密封件老化和阀门卡滞干燥器是防止这一问题的关键部件，其内部的干燥剂需要定期更换或再生气压系统的检测和维护需要专业工具和知识常用检测设备包括气压表、听诊器和专用漏气检测仪维护重点是定期排放气仓积水、检查干燥器工作状态、更换空气滤清器和检测压缩机性能对于商用车辆，还需定期检查牵引车与挂车之间的连接管路和接头，确保制动系统的完整性和可靠性制动衰退与热失控故障机械系统故障实例机械系统故障是制动系统中最常见的问题类型制动片异常磨损可能表现为偏磨、楔形磨损或局部过度磨损，原因包括卡钳导向销卡滞、活塞回位不良或制动盘变形制动盘故障包括开裂、变形和不均匀磨损，常由过热、材料缺陷或安装不当导致制动盘热斑是一种特殊现象，表现为盘面上出现深浅不一的环状变色区域，由局部过热引起，会导致制动时出现抖动和噪音制动卡钳卡滞是另一常见故障，表现为车轮持续受到制动力，导致异常磨损、燃油消耗增加和行驶阻力增大原因可能是活塞腐蚀、防尘罩损坏或导向销润滑不良鼓式制动器的常见故障包括制动鼓变形、制动蹄回位弹簧疲劳和调整机构失效等这些机械故障通常需要更换受损部件或进行专业修复，同时应分析故障原因，避免问题再次发生传动系统故障案例踏板故障踏板回位不良或异响，通常由轴承磨损或回位弹簧失效导致拉索问题手刹拉索断裂或卡滞，影响驻车制动功能连接点腐蚀机械连接处锈蚀导致活动受限或完全卡死调整机构失效自动调整器不工作导致间隙过大，制动效果下降传动系统故障往往表现为制动踏板异常，如踏板行程过大、踏板感绵软或踏板下沉等这些问题可能是由机械连接松动、液压系统故障或真空助力器失效导致踏板行程过大通常是由制动间隙过大或液压系统进气引起；踏板感绵软多是液压系统中存在空气或摩擦材料过度磨损；踏板下沉则可能是主缸内部泄漏或密封失效的征兆机械传动部分的连接销、套管和轴承长期使用后会出现磨损，导致连接处出现间隙，不仅影响制动精度，还可能产生杂音钢索传动系统最常见的问题是钢索锈蚀或断股，表现为操作力增大或完全无法操作定期检查传动系统的连接状态、润滑状况和调整情况，能够及时发现潜在问题，防止故障扩大维修时应使用原厂或等效品质的配件，确保修复后的系统性能和可靠性故障排查与维护要点日常检查定期检查制动液液位、管路和软管有无泄漏、制动踏板高度和自由行程、制动片和制动盘磨损状况性能测试进行制动效能测试、制动平衡性测试和制动响应时间测试，确保系统各部分协调工作定期维护按照厂家建议周期更换制动液、检查并清洁制动部件、润滑机械连接点、调整制动间隙专业检修使用专业工具进行系统排气、压力测试和电子故障诊断，必要时更换磨损部件制动系统维护的核心原则是预防为主、定期检查、及时处理对于液压系统，应每年更换制动液，防止1-2液体老化和吸湿；检查主缸和分泵的密封性，发现渗漏及时修复；关注软管是否老化开裂对于气压系统，重点是定期排放储气筒中的积水，检查管路连接处的密封性，确保干燥器正常工作机械部分的维护包括测量制动片和制动盘制动鼓的厚度，确保未低于安全极限；检查活动部件的润滑状态，/必要时添加专用润滑脂；观察制动器工作时是否有异常噪音或振动对于电子控制系统，应定期使用诊断设备检查传感器和控制单元的工作状态，清除积累的故障码良好的维护习惯能显著延长制动系统的使用寿命，确保行车安全电控制动系统新进展传感与监测智能处理先进传感器实时监测车辆状态与驾驶意图高性能分析数据并作出最优控制决策ECU系统集成电动执行与其他车辆系统协同工作，实现整车控制3电机驱动执行器替代传统液压或气压机构线控制动（）技术代表了制动系统的未来发展方向与传统的机械和液压传动不同，线控制动通过电子信号传递制动指令，电动执行器完成制动动作这种Brake-by-Wire设计简化了机械结构，减少了管路连接，提高了响应速度和制动精度线控制动系统还能根据不同路况和驾驶需求自动调整制动特性，提供更好的驾驶体验电控制动系统的智能协同调节是另一重要发展趋势通过与车辆稳定控制系统（）、牵引力控制系统（）、自适应巡航控制（）等系统的深度集成，制动系统不ESC TCSACC再只是被动响应驾驶员的操作，而是能够主动参与车辆动态控制这种协同控制能够在紧急情况下自动施加最佳制动力，避免或减轻碰撞；在日常驾驶中提供更平顺的减速体验；并为自动驾驶技术提供必要的执行基础新能源车辆制动系统技术能量回收制动原理混合制动技术利用电机发电机特性，将车辆动能转换为电能回收到电池制动时，结合能量回收和传统摩擦制动的复合系统，通过智能控制单元协调驱动电机转换为发电机工作模式，产生的阻力即为回收制动力系两种制动方式的比例轻度制动主要由能量回收提供，中度制动两统通过控制电机的发电电流大小调节回收制动力的强度者结合，紧急制动则以摩擦制动为主提高能源利用效率保证制动安全性和可靠性••减少机械制动系统磨损优化能量回收效率••延长续航里程提供一致的制动感受••新能源车辆的制动系统面临独特的挑战和机遇在纯电动车中，传统的真空助力器由于没有发动机负压来源而需要替代方案常见的解决方案包括电动真空泵、电液助力器或全电动助力系统电动助力系统不仅消除了对真空源的依赖，还能提供更精确的制动力控制，与能量回收系统更好地协同工作制动感受的一致性是新能源车辆制动系统设计的关键挑战由于能量回收制动和摩擦制动的特性差异，在两者之间过渡时容易产生不连贯的制动感先进的制动控制系统采用复杂的算法，根据踏板位置、车速、电池状态等多种参数实时调整两种制动方式的比例，确保驾驶员感受到线性、自然的制动过程这种智能混合制动技术不仅优化了能量回收，还提高了驾驶舒适性和安全性未来制动传动技术展望自动驾驶兼容性未来制动系统将具备完全电子控制能力，无需人工干预即可实现从轻微减速到紧急制动的全场景控制网联化制动协同车辆间通过通信共享制动意图和车辆状态，实现群体协同制动，避免连环碰撞V2V预测性制动控制结合地图数据、车载摄像头和雷达信息，预判前方路况，提前调整制动策略智能故障诊断系统自检与健康管理技术，可预测部件寿命，提前提醒维护未来制动技术的发展趋势是更高度的电子化、智能化和集成化全电子控制制动系统（Electro-）将取代传统的液压或气压系统，每个车轮独立配备电动执行器，由中央控制单Mechanical Brake,EMB元协调这种设计不仅响应更迅速，还能实现更精确的制动力分配，完全适应自动驾驶的需求未来制动系统将与车辆其他系统深度融合，形成整车动态控制网络通过实时处理来自各类传感器的数据，系统能够预判潜在危险并主动采取措施例如，感知到前方道路湿滑时自动调整制动特性；检测到驾驶员疲劳时提高系统敏感度；甚至在发生不可避免的碰撞前，根据碰撞类型优化制动策略以减轻伤害这种智能主动安全系统将大大降低交通事故发生率和伤亡程度总结与课堂答疑课程要点回顾实践应用指导前沿技术展望本课程系统介绍了制动器和传动器的基础理论、结构理论知识需要结合实际应用才能真正掌握我们鼓励制动技术正经历从机械到电子控制的变革新能源汽类型、工作原理和应用特点，帮助学生建立了完整的学生参与实验室的拆装练习，亲身体验制动系统的结车的普及和自动驾驶技术的发展，为制动系统带来了知识体系我们从制动系统的发展历史出发，详细探构和工作过程后续课程将安排更多的实践环节，包新的挑战和机遇我们期待同学们在掌握基础知识的讨了液压、气压和机械制动的工作机制，分析了常见括系统调试、故障诊断和性能测试等内容同时，关注行业前沿，为未来的技术创新做好准备故障及排除方法本课程通过理论讲解和案例分析，全面介绍了制动器和传动器的技术特点和应用知识我们强调安全意识和系统思维的重要性，希望学生能够将制动系统视为整车安全的关键部分，理解各组成部分之间的协同工作关系现在我们将留出时间进行课堂答疑，欢迎同学们就课程内容提出问题，特别是关于理论难点和实际应用中的疑惑此外，我们建议大家预习下一讲的内容，加深对制动系统检测与维修的理解请同学们利用课后时间复习今天的内容，并完成相关练习题，巩固所学知识。