《制动系统关键》课件

制动系统关键欢迎参加《制动系统关键》专业课程，本课程将全面介绍汽车制动系统的基础知识、核心组件、工作原理、设计匹配和先进技术制动系统作为汽车安全行驶的重要保障，其可靠性和性能直接关系到驾驶安全本课程内容涵盖从基础的制动原理到最新的电子控制技术，将理论与实践相结合，帮助您深入理解制动系统的各个方面我们将通过详细的图解、案例分析和技术讲解，使您掌握制动系统的核心知识和关键技术目录制动系统基础与供能装置控制装置与传动装置了解制动系统的基本概念、发展历史、分类方式及性能要求，详分析控制装置的设计特点和工作原理，探讨各类传动装置的结构细解析供能装置的类型、结构和工作原理特点和应用场景制动器详解与系统匹配先进技术与安全维护深入探讨各类制动器的结构、原理和特点，学习制动系统匹配与介绍现代制动技术发展和创新，讲解制动系统的安全设计、故障计算方法诊断与维护保养第一部分制动系统基础基础概念掌握制动系统的定义和基本功能，了解制动系统在汽车中的重要性发展历史学习制动系统从机械到电子控制的演变过程，理解技术进步的驱动因素系统分类了解不同类型制动系统的特点和应用场景，掌握分类方法和标准性能要求掌握国家标准对制动系统性能的要求，了解性能评价指标和测试方法制动系统概述安全保障主要功能制动系统是汽车安全行驶的重制动系统的主要功能包括强制要保障，它能够控制车辆的减减速、使车辆完全停止以及保速、停止和保持静止状态，是持车辆在斜坡上稳定驻车，确车辆主动安全系统的核心组成保车辆在各种道路条件下都能部分安全可靠地停止组成部分现代汽车制动系统由四大部分组成供能装置提供制动所需的能量，控制装置传递驾驶员的制动意图，传动装置将控制信号传递给执行机构，制动器实现最终的制动作用制动系统的发展历史早期机械制动系统液压制动系统气压制动系统电子控制制动系统年代，早期汽年代，液压制动系统开年代，随着大型商用车年代至今，电子技术的1900-1920192019301980车采用机械制动系统，通过钢始应用于汽车，利用液压原理辆的发展，气压制动系统被广发展带来了制动系统的革命缆或杆件直接操作制动装置将踏板力放大并传递到车轮泛应用这种系统利用压缩空从防抱死系统到电子稳ABS这种系统结构简单但效率低下，这一创新大大减轻了驾驶员的气产生制动力，特别适合重型定程序再到今天的线控ESP需要驾驶员施加较大的力量，操作负担，提高了制动效率和车辆，能够提供更大的制动力制动系统，电子控制使制动系且制动效果有限可靠性并可实现远距离传递统更加智能、安全和高效制动系统的分类按能量来源分类根据制动力的来源分为人力制动和动力制动按传动方式分类根据力的传递方式分为机械、液压、气压和电控按用途分类包括行车制动、驻车制动、辅助制动和应急制动人力制动系统主要依靠驾驶员的肌肉力量，适用于小型车辆；动力制动则利用发动机动力或其他能源，适用于大型车辆机械式传动结构简单但效率低；液压式传动适用于乘用车；气压式常用于商用车；电控式是现代汽车的发展趋势行车制动用于正常行驶中的减速停车；驻车制动保证车辆静止不动；辅助制动用于长时间减速；应急制动在主制动系统失效时提供备用制动能力不同分类方式反映了制动系统的不同设计特点和应用需求制动系统性能要求车辆类型初速度最大制动距离最小平均减速度km/hm m/s²₁类乘用车M

5019.

85.8₂类客车M

5021.

25.4₁类货车N

5021.

25.4₂₃类重型N/N

5023.

15.0货车国家标准对汽车制动性能提出了严格要求，包括制动距离、制动减速度、反GB7258应时间和方向稳定性等多项指标制动距离是指从踏下制动踏板到车辆完全停止所行驶的距离，是评价制动性能的最直接指标制动减速度反映了制动系统的效能，越高越好反应时间要求制动系统能够迅速响应驾驶员的制动意图制动协调性要求车辆在制动过程中保持方向稳定，不偏离直线行驶路线这些标准共同确保了汽车制动系统的安全可靠性第二部分供能装置详解人力供能液压供能利用驾驶员肌肉力量利用液体不可压缩特性电磁供能气压供能利用电磁力产生制动力利用压缩空气储能供能装置是制动系统的动力源泉，负责提供制动过程所需的能量根据不同的车辆类型和使用要求，供能装置有多种形式，各有优缺点和适用范围现代汽车通常采用混合供能方式，结合多种能源的优点，提高制动系统的可靠性和效率供能装置的选择需要考虑车辆质量、行驶速度、使用环境等多种因素一般而言，车辆越重、速度越高，所需的制动能量就越大，对供能装置的要求也越高下面我们将详细介绍各种供能装置的特点和应用供能装置概述定义与功能系统组成主要类型供能装置是提供制动系统所需能量供能装置通常包括制动能源和制动根据能量来源的不同，供能装置主的装置，是制动系统的动力源泉能源的调节装置两部分能源部分要分为人力、液压、气压和电磁四它将驾驶员的操作力或其他形式的提供基础动力，调节装置则负责控种类型每种类型有其特定的工作能量转换为制动系统可用的能量，制能量的分配和使用，确保制动过原理、结构特点和应用范围，适合确保制动系统能够产生足够的制动程中能量的稳定供应不同类型的车辆和使用条件力人力制动能源适用范围特点与优缺点人力制动能源主要适用于小型汽车和轻型商用车，这类车辆质量人力制动系统结构简单、成本低、维护方便，不依赖外部能源，较轻，所需制动力较小，驾驶员的肌肉力量通过一定的机械放大具有很高的可靠性然而，其最大的局限是制动力有限，不适合作用就能满足制动需求大型车辆或高速行驶条件典型应用包括自行车、摩托车的制动系统，以及部分小型乘用车另一个重要特点是操作力反馈直接，驾驶员能够通过踏板力的大的辅助制动或应急制动系统现代汽车虽然多采用动力辅助，但小直接感受到制动力的变化，这有助于驾驶员更精确地控制车辆人力仍是最基础的输入但长时间或频繁制动会导致驾驶疲劳液压制动能源主要组件液压制动系统主要由制动主缸、制动轮缸、制动管路和制动液组成制动主缸将踏板力转换为液压力，通过管路传递给轮缸，最终驱动制动器工作工作原理液压制动系统基于帕斯卡原理工作，即密闭容器中的液体压力向各个方向均匀传递当踩下制动踏板时，主缸活塞推动制动液，压力通过管路传递到轮缸，推动制动片或制动蹄与摩擦面接触产生制动力优点与应用液压制动系统可产生较大制动力，反应迅速，操作轻便，结构相对简单且可靠性高它广泛应用于乘用车和轻型商用车，是现代汽车最常用的制动系统类型液压制动系统结构管路系统设计制动液选择液压制动系统根据管路布置可分为单管路和双管路系统单管路制动液是液压制动系统的关键工作介质，其性能直接影响制动效系统结构简单，但存在单点故障风险；双管路系统将前后轴制动果常用的制动液标准包括、和，它们的DOT3DOT4DOT

5.1回路分开，即使一路失效，另一路仍能提供部分制动力，大大提主要区别在于沸点和粘度高了安全性沸点约℃，价格低廉；沸点约℃，抗高DOT3205DOT4230现代汽车普遍采用对角分配式双管路系统，将左前与右后、右前温性能更好；沸点约℃，适用于高性能车辆制DOT

5.1260与左后车轮分为两个独立回路，确保在单回路失效时，车辆仍能动液吸湿后沸点会降低，因此需要定期更换，一般建议每年或2保持较好的方向稳定性万公里更换一次4气压制动能源压缩空气生成空气压缩机由发动机驱动，将大气中的空气压缩至巴的压力压缩机通常7-10配备有调压器和干燥器，以确保产生的压缩空气压力适宜且不含水分压缩空气储存压缩空气储存在储气筒中，大型车辆通常有多个储气筒，分别为不同制动回路和辅助系统提供气源储气筒配备安全阀、排水阀和压力传感器，确保系统安全可靠压力控制与分配通过一系列阀门和管路，压缩空气被精确控制和分配到各个制动执行机构控制阀将驾驶员的踏板操作转换为相应的气压信号，调节制动力的大小制动力产生压缩空气推动气室内的膜片运动，通过推杆机构驱动制动蹄或制动片与摩擦面接触，产生制动力气压系统能产生很大的制动力，特别适合重型车辆使用气压制动系统关键部件空气压缩机储气筒克诺尔系统空气压缩机是气压制动系统的心脏，负责储气筒用于储存压缩空气，确保制动系统克诺尔制动系统是商用车领域广KNORR将大气压缩为高压气体现代商用车普遍在发动机停止或压缩机故障时仍能提供足泛应用的高性能气压制动系统，以其可靠采用活塞式空气压缩机，排量通常为够的制动力储气筒容量设计需考虑车辆性和精确控制著称系统采用模块化设计，300-，工作压力巴，由发动机类型、制动频率和使用环境便于维护和更换500cm³8-10通过皮带或齿轮驱动安全阀防止系统超压集成式制动阀••工作参数排量、最大压力、转速•排水阀定期排除冷凝水电子控制模块••性能特点可靠性高、维护简便•电磁制动能源工作原理系统组成优势特点电磁制动系统利用电磁电磁制动系统主要由电电磁制动系统响应速度力产生制动作用，当电磁制动器、电子控制器快、控制精度高、无机流通过线圈时，产生的和电源系统组成电磁械磨损、可靠性高，且磁场使制动器中的铁磁制动器是执行机构，控易于与其他电子系统集材料相互吸引或排斥，制器根据传感器信号决成它不依赖于摩擦材从而产生制动力电磁定施加的制动力大小，料，因此不会产生制动制动可以实现快速、精电源系统则提供稳定的热衰退现象，特别适合确的力控制，响应时间电能需要精确控制的高端车通常只有几毫秒辆和特种车辆第三部分控制装置分析驾驶员输入通过制动踏板传递制动意图信号转换将机械力转换为液压、气压或电信号制动力调节根据输入信号精确控制制动力大小控制装置是制动系统中承上启下的关键环节，它将驾驶员的制动意图转换为可用于驱动执行机构的控制信号现代汽车制动控制装置不仅要准确传递驾驶员的操作，还需要结合车辆状态信息，实现智能化、自适应的制动控制随着电子技术的发展，制动控制装置已从简单的机械结构发展为复杂的电子控制系统，能够实现更精确的制动力分配和更智能的制动策略下面我们将详细分析制动控制装置的各个组成部分及其工作原理控制装置概述主要部件制动控制装置主要包括制动踏板、制动阀和制动开关等部件制动踏板是驾驶员输入制动指令的接口，制动阀负责调定义与功能节制动力的大小，制动开关则用于激活控制装置是负责控制制动系统工作状态制动灯和其他辅助功能的装置，它接收驾驶员的制动指令，并将其转换为适当的信号以驱动制动执行工作原理机构它是驾驶员与制动系统之间的接当驾驶员踩下制动踏板时，踏板机构将口，直接影响制动的灵敏度和可控性脚力放大并传递给制动阀或主缸在液压系统中，主缸将踏板力转换为液压；在气压系统中，制动阀控制进入制动气室的气压；在电控系统中，传感器将踏板位置转换为电信号制动踏板设计踏板比设计行程与力度匹配踏板比是制动踏板设计中的关键参数，它是踏板力臂与输出力臂制动踏板的行程与力度必须精心匹配，以确保良好的制动感和控的比值，决定了脚踏力的放大倍数一般乘用车的踏板比为制性踏板初始行程通常较轻，随着行程增加，阻力逐渐增大，，商用车可达踏板比越大，驾驶员操作越这种渐进性使驾驶员能够精确控制制动力度

3.5-

4.5:15-6:1轻松，但踏板行程也越长踏板自由行程一般为，是踏板移动但尚未产生有效制5-15mm踏板比的计算需要考虑驾驶员平均施力能力、车辆制动需求和人动的距离这一设计确保了制动系统的灵敏度和可靠性，防止因体工程学等因素设计良好的踏板比应使驾驶员在紧急情况下能零件热膨胀或轻微磨损导致的制动拖滞过大或过小的自由行程够产生足够的制动力，同时在日常驾驶中不会因操作过重而疲劳都会影响制动性能，需要定期检查和调整制动阀技术液压系统阀门气压系统阀门液压制动系统中的阀门主要包括比例阀和调气压制动系统中的关键阀门是多回路保护阀，节阀比例阀能够根据输入力的大小按比例它能在一个回路失效时保护其他回路正常工输出液压力，确保制动力与踏板力成正比关作此外，快放阀可加速排气提高响应速度，系调节阀则根据车辆载荷、速度等因素自继动阀则利用小气压控制大气压，减轻驾驶动调整前后轴制动力分配员操作负担比例阀精确控制制动力大小脚制动阀控制行车制动••减压阀防止后轮过早抱死手制动阀控制驻车制动••负载感应阀根据载荷调整制动力继动阀气压信号放大••电控系统阀门电控制动系统广泛使用电磁控制阀，它们通过电信号控制液压或气压的分配在（电子控CCBII制连续制动）系统中，采用高精度电磁比例阀，能够在毫秒级响应时间内精确控制制动压力电磁比例阀精确压力控制•换向阀控制流体方向•安全阀系统故障保护•制动开关与传感器制动灯开关压力传感器行程传感器制动灯开关安装在制动踏板机构上，当踏制动压力传感器安装在制动管路上，实时踏板行程传感器测量制动踏板的位移，用板被踩下时触发开关，点亮车后制动灯，监测系统压力，为、等电子控制于自适应巡航控制、自动紧急制动等系统ABS ESP警示后方车辆现代开关通常采用无触点系统提供关键数据现代压力传感器具有这种传感器通常基于电位计或霍尔效应原霍尔传感器设计，具有更长的使用寿命和高精度、快速响应和温度补偿功能，能在理，能够提供连续的位置信号，实现更精更高的可靠性各种环境条件下准确工作确的制动控制第四部分传动装置特点信号传递力的放大传动装置将制动控制信号准确传动装置不仅传递信号，还能传递到执行机构，是制动系统放大控制力，使驾驶员较小的中的神经网络根据传递介操作力转化为足够大的制动力质不同，可分为机械、液压、不同类型的传动装置有不同的气压和电控传动四种主要类型放大机制和效率特点力的分配现代传动装置能根据车辆状态智能分配制动力，确保各车轮获得最佳制动效果这种智能分配对于提高车辆稳定性和缩短制动距离至关重要传动装置概述定义与功能将控制信号精确传递给执行机构传动类型2机械、液压、气压、电控四种主要形式性能要求响应快速、传递准确、可靠耐用传动装置是制动系统中连接控制装置和执行机构的重要环节，它负责将驾驶员的制动意图准确传递给制动器现代汽车制动系统对传动装置的要求越来越高，不仅需要快速准确地传递制动信号，还需要具备智能分配制动力的能力传动装置的选择取决于车辆类型、制动系统设计和性能要求小型车多采用液压传动，商用车则普遍使用气压传动，高端车型开始采用电控传动不同传动方式各有优缺点，设计师需要根据实际需求进行选择随着技术发展，混合式传动系统正成为新趋势机械传动装置结构与组成应用与特点机械传动装置主要由杆件、钢丝绳和连杆机构组成杆件通常用机械传动装置在现代汽车中主要应用于驻车制动系统和部分辅助于短距离、直线传动；钢丝绳适用于长距离或转弯传动；连杆机制动系统其最大优点是结构简单、成本低、可靠性高且不依赖构则用于复杂运动形式的传动这些部件通过铰链、轴承等连接，外部能源机械传动直观明确，驾驶员能直接感受到反馈力，有形成完整的传动链利于精确控制典型的机械传动系统包括踏板机构、拉杆或拉线、分配器和连接然而，机械传动也存在明显局限性传动距离有限，力的传递损执行机构的连杆每个连接点都需要精确设计，以确保传动效率失较大，难以实现精确的力分配随着距离增加，机械摩擦会导和可靠性机械传动装置的设计需要考虑力的传递路径、机械优致效率下降，操作力增大此外，机械部件容易因磨损、腐蚀而势和可靠性等因素需要定期调整，维护工作量较大液压传动装置系统结构液压传动装置主要由制动主缸、轮缸、制动管路和制动液组成制动主缸将踏板力转换为液压，制动管路将压力传递到轮缸，轮缸再将液压转换为机械力驱动制动器系统中还包括各种阀门，用于调节和控制液压工作原理液压传动装置基于帕斯卡原理工作密闭液体中的压力在各个方向上大小相等，且可以无损传递当踩下制动踏板时，主缸活塞压缩制动液，产生液压，这个压力通过管路传递到轮缸，推动制动器工作产生制动力3管路布置制动管路布置遵循安全性、可靠性和维护性原则主要管路采用金属硬管，连接活动部件处使用高压橡胶软管管路布置需避开高温区域和可能受到机械损伤的位置，并使用适当的固定夹具防止振动导致的管路疲劳维护要点液压传动系统的关键维护包括定期更换制动液、检查管路是否泄漏、排除系统中的空气制动液具有吸湿性，随时间会吸收空气中的水分导致沸点下降，因此推荐每两年或四万公里更换一次，并使用符合车辆要求的制动液型号气压传动装置结构组成工作原理气压管路、阀门系统和执行气室利用压缩空气传递制动信号和能量2应用范围安全设计大型商用车、客车和重型货车多回路保护和故障安全机制气压传动装置主要应用于大型商用车辆，它通过压缩空气传递制动信号和能量系统中的空气压缩机将大气压缩至巴，储存在储气筒中，通过复杂的管7-10路和阀门系统分配到各个制动气室气压传动的最大优势是能产生很大的制动力，且能实现远距离传递，特别适合长轴距车辆气压系统安全性设计包括多回路保护系统，即使一个回路失效，其他回路仍能正常工作系统还配备安全阀、压力报警装置和应急释放机构，确保在任何情况下都能保证基本制动功能气压系统的响应时间略长于液压系统，但通过快放阀等设计可以显著改善响应特性电控传动装置驾驶员输入踏板传感器捕捉制动意图信号处理分析信号并制定控制策略ECU信号传递通过数据总线传输控制指令执行控制电子执行机构产生制动力电控传动装置是现代高端汽车采用的先进制动技术，也称为线控制动系统这种系统Brake-by-Wire取消了传统的机械、液压或气压连接，完全依靠电子信号传递制动命令驾驶员踩下制动踏板后，传感器将踏板位置和力度转换为电信号，传送给电子控制单元ECU是系统的大脑，它综合分析来自各传感器的信息，包括车速、负载、路面情况等，制定最佳制动策ECU略，并通过电子执行机构实现精确制动为确保安全，系统采用冗余设计，包括双重电源、多重处理器和备用机械系统，即使在电子系统完全失效的情况下，也能保证基本制动功能第五部分制动器详解鼓式制动器内部摩擦式制动器，利用制动蹄与制动鼓内表面的摩擦产生制动力结构简单、成本低，但散热性能较差，主要用于后轮或低速车辆盘式制动器外部摩擦式制动器，通过制动片夹紧制动盘产生制动力散热性好、制动效能稳定，广泛应用于前轮和高性能车辆摩擦材料制动摩擦材料是决定制动性能的关键因素，需要具备高摩擦系数、良好的耐热性和耐磨性，同时满足环保要求和低噪音标准制动器概述定义与功能主要类型制动器是将制动系统传递的控汽车制动器主要分为鼓式制动制信号转化为实际制动力的执器和盘式制动器两大类鼓式行机构，是制动系统的最终执制动器利用制动蹄与制动鼓内行部件它通过产生摩擦力，表面的摩擦产生制动力；盘式将车辆的动能转化为热能，从制动器则通过制动片夹紧制动而使车辆减速或停止盘产生摩擦力两种制动器各有优缺点，适用于不同场景性能指标评价制动器性能的主要指标包括制动力大小、热稳定性、衰退特性、噪音水平和使用寿命等优秀的制动器应具备制动力大、热稳定性好、衰退小、噪音低和寿命长等特点，同时满足轻量化和成本要求鼓式制动器结构组成工作原理与特点鼓式制动器主要由制动鼓、制动蹄片、轮缸、回位弹簧和调整机鼓式制动器采用内张式制动原理，当施加制动时，制动蹄片向外构组成制动鼓与车轮一起旋转，制动蹄片固定在背板上，轮缸张开，与旋转的制动鼓内表面接触，产生摩擦力使车轮减速鼓在液压或气压作用下推动制动蹄片向外展开，与制动鼓内表面接式制动器利用了自增力效应，即摩擦力本身会增加蹄片与鼓的压触产生摩擦力，从而产生更大的制动力回位弹簧确保制动结束后制动蹄片能迅速回位，防止产生拖滞现鼓式制动器的主要优点是结构简单、制造成本低，且制动力大，象调整机构则用于补偿制动蹄片的磨损，保持适当的间隙鼓特别适合作为驻车制动但其散热性能较差，在高强度制动时容式制动器的背板起支撑和保护作用，固定在车轴或悬架上易产生热衰退现象，制动效能不稳定此外，由于结构封闭，鼓式制动器的散热和排水性能也较差鼓式制动器类型前拖式鼓式制动器前拖式制动器的特点是当车轮向前旋转时，制动蹄片被拖向制动鼓，增加摩擦力，产生自增力效应这种设计在前进制动时效果好，但后退时效果较差它结构简单，制动力适中，主要用于低速轻型车辆的后轮双前拖式鼓式制动器双前拖式制动器在车轮正向旋转时，两个制动蹄片都产生自增力效应，大大提高制动效能这种设计制动力更大，但结构更复杂，调整也更困难它主要用于中型车辆或要求较高制动力的场合双向鼓式制动器双向制动器设计使两个制动蹄片在车轮正反两个方向旋转时都能产生相同的制动效果这种设计在前进和后退时制动性能一致，特别适合需要频繁前后移动的车辆，如叉车和工程机械盘式制动器结构组成工作原理盘式制动器主要由制动盘、制动块（片）和制动盘式制动器采用外夹式制动原理，通过制动块从卡钳组成制动盘与车轮一起旋转，制动块安装外部夹紧旋转的制动盘产生摩擦力当驾驶员踩在卡钳内，通过液压或气压作用，卡钳推动制动下制动踏板时，液压或气压通过管路传递到卡钳块夹紧制动盘两侧，产生摩擦力实现制动内的活塞，推动制动块与制动盘接触，将车轮的动能转化为热能，使车辆减速或停止制动盘承受摩擦和散热的关键部件•直接施力无自增力效应，制动力与输入力制动块提供摩擦力的耐磨材料••成正比制动卡钳产生夹紧力的执行机构•散热良好制动盘暴露在空气中，散热效率•高自清洁离心力帮助排除水、泥等杂质•优点与应用盘式制动器的最大优势是散热性能好，热稳定性高，制动效能稳定即使在高强度、连续制动的情况下，也能保持良好的制动效果此外，盘式制动器结构紧凑，重量轻，维护简便，制动块磨损后更换方便应用于高速、高负荷工况•现代乘用车普遍用于前轮•高性能车四轮均采用盘式制动器•盘式制动器类型按卡钳结构分类按活塞数量和制动盘类型分类固定式制动卡钳卡钳本体固定不动，两侧均有活塞，同时推动单活塞与多活塞卡钳根据活塞数量可分为单活塞、双活塞、四两侧制动块夹紧制动盘这种设计结构复杂但制动力分布均匀，活塞甚至六活塞卡钳活塞数量越多，制动力越大且分布越均匀，多用于高性能车辆卡钳刚性好，热变形小，但重量较大但成本和重量也随之增加高性能车常用四活塞或六活塞卡钳，普通车多用单活塞或双活塞浮动式制动卡钳卡钳本体可沿导向销滑动，只有一侧有活塞通风盘与实心盘通风盘内部有散热通道，空气可以流过散热，当活塞推动内侧制动块时，反作用力使卡钳本体向内移动，带动适用于高强度制动场合；实心盘结构简单，成本低，适用于一般外侧制动块接触制动盘这种设计结构简单，成本低，重量轻，工况此外，还有开槽盘和打孔盘，能进一步提高散热性能和自是普通乘用车的主流选择清洁能力，多用于赛车和高性能车制动摩擦材料材料组成性能要求现代制动摩擦材料是一种复杂的复合材料，通优质制动摩擦材料需满足多项严格要求摩擦常由四类成分组成基体材料（树脂）提供机系数高且稳定（一般为）；耐热

0.35-

0.45械强度；摩擦调节剂调整摩擦系数；填料增加性好，能承受瞬间高温（℃以上）；耐磨800耐热性和机械强度；增强纤维提高抗拉强度和性佳，确保长寿命；噪音低，提供舒适驾驶体耐磨性典型配方包含种不同成分，验；温度敏感性小，各种环境下性能稳定；不20-25经过精确配比和特殊工艺制造损伤配偶摩擦面（制动盘或鼓）发展趋势环保要求制动摩擦材料的发展趋势包括更环保的材料随着环保意识的增强，制动摩擦材料面临越来配方，减少有害物质使用；更高的性能指标，越严格的环保要求现代摩擦材料已全面淘汰满足电动汽车等新车型需求；更长的使用寿命，含石棉成分，转向无石棉配方低铜或无铜配降低维护成本；更低的噪音，提高舒适性；与方减少对水源的污染，低颗粒物排放设计减少智能传感器集成，实现磨损监测和预警功能空气污染此外，材料生产和报废处理过程也纳米材料和新型复合材料是研究热点需满足环保标准第六部分制动系统匹配与计算需求分析根据车辆参数和性能目标确定制动需求力分配设计计算前后轴最佳制动力分配比例热分析计算评估制动系统热负荷和散热能力性能验证通过试验验证制动系统实际性能制动系统匹配概述匹配目的制动系统匹配的目的是确保制动系统各组成部分协调工作，满足车辆性能要求和法规标准合理的匹配能提高制动效能，优化制动感觉，确保制动稳定性，同时兼顾成本、重量和耐久性等多方面因素匹配原则制动系统匹配的基本原则包括满足法规要求，确保制动距离、减速度等指标符合国家标准；优化前后轴制动力分配，防止车轮抱死并保持方向稳定性；考虑各种工况下的制动性能，包括不同载荷、速度和路面条件匹配内容制动系统匹配的主要内容包括制动力计算与分配，确定前后轴制动力比例；制动器类型与尺寸选择，根据制动力需求选择合适的制动器；制动踏板比设计，确保适当的操作力和行程；制动热力计算，评估热负荷和散热能力匹配报告完整的制动系统匹配报告应包含车辆基本参数；制动系统设计方案；制动力计算结果；制动热分析；制动距离预测；制动感觉评价；测试验证结果报告应详实准确，数据可追溯，结论明确制动力分配理想制动力分配制动力分配实现理想制动力分配是指在任何减速度下，前后轴同时达到最大附着在实际车辆中，通过制动比例阀或电子制动力分配系统实EBD力利用率的分配方式理想分配曲线是一条抛物线，它随车辆载现制动力分配传统的制动比例阀是一种机械液压装置，它根据荷、重心高度和路面附着系数的变化而变化在实际应用中，由车辆载荷或减速度调整后轴制动力，防止后轮过早抱死比例阀于理想分配曲线难以实现，通常采用分段线性近似通常设置一个拐点，当制动压力低于拐点时，前后轴制动压力相等；超过拐点后，后轴压力增长率降低理想制动力分配的数学表达式为Fbr/Fbf=b-φzh/g/l-，其中和分别为后轴和前轴制动力，为后轴现代车辆广泛采用电子制动力分配系统，它是的一b-φzh/g FbrFbf bEBD ABS到质心的距离，为轴距，为质心高度，为纵向减速度，为个功能扩展通过车轮速度传感器监测各轮的滑移率，实l hφz gEBD重力加速度这个公式反映了减速度与制动力分配的动态关系时调整各轮制动力，实现更接近理想分配的制动力分布EBD能够根据车辆载荷、路面条件等因素自动调整，大大提高了制动效能和稳定性制动减速度计算减速度与制动力关系减速度计算公式制动距离关系制动减速度是衡量制动性能的关键指标，实际制动减速度计算需考虑多种因素，制动距离与制动减速度呈反比关系，公它与车辆总制动力、车重和路面附着条完整公式为式为，其中为初速度，a=Fbf+S=v²/2a v件密切相关根据牛顿第二定律，制动，其中和分别为平均减速度实际计算中还需考虑Fbr/m·1+δFbf Fbra减速度，其中为总制动力，为前后轴制动力，为车辆质量，为反应时间，完整公式为a=F/m Fmδtr S=v·tr+为车辆质量考虑到轮胎与路面的附旋转质量影响系数（通常为按标准，类乘m

0.05-v²/2a GB7258M1着力限制，最大理论减速度）在设计中，应确保计算减速度用车初速度下最大制动距离不amax=

0.150km/h，其中为附着系数，为重力加速满足法规要求，同时考虑各种不利条件超过，对应最小平均减速度为μgμg

19.8m度下的性能保证

5.8m/s²制动系统热力计算热量产生温度计算热衰退与散热制动过程中，车辆的动能主要转化为热能，产生的制动器温度上升与吸收的热量、材料比热容和质量热衰退是指制动器温度过高导致摩擦系数下降，制热量与车辆质量、速度和减速度有关单次制动产有关制动盘温度上升计算公式为动效能降低的现象为防止热衰退，制动系统设计ΔT=生的热量计算公式为₁₂，，其中为吸收的热量，为材料比热容，需确保足够的散热能力散热途径包括辐射、对流Q=1/2·m·v²-v²Q/c·m Qc其中为车辆质量，₁和₂分别为制动前后的速为制动盘质量对于连续制动，需考虑热积累效和传导，其中对流散热是主要方式m vv m度应和散热速率动能转化减速至产生的热量可散热设计通风盘、散热鳍、导风罩•100km/h0•使水温升高约℃温度预测有限元分析可预测温度分布1L80•冷却方式空气冷却、液体冷却（赛车）•功率密度紧急制动时制动盘表面功率密度可关键参数材料导热系数、比热容、质量••材料选择碳陶复合材料具有优异耐热性•达10MW/m²温度限值普通灰铸铁制动盘最高工作温度约•热量分配在盘式制动器中，约的热量由℃•90%650制动盘吸收制动系统匹配案例制动性能测试与验证商用车制动系统匹配计算匹配计算完成后，需通过台架试验和道路试验验证乘用车制动系统匹配计算以某吨级载货车为例，整备质量，满制动性能台架试验包括制动力测试、热衰退测试117500kg以某紧凑型轿车为例，整备质量1400kg，满载质载质量11000kg，轴距4200mm采用前盘后和耐久性测试；道路试验包括制动距离测试、制动量1850kg，轴距2650mm，前后轴静态载荷分鼓的布置形式，前轴制动盘直径为432mm，后轴稳定性测试和坡道保持试验试验结果显示，该匹配比为60:40设计目标为满足GB7258标准，制动鼓直径为420mm气压系统工作压力配方案各项指标均满足设计要求，部分指标优于国50km/h制动距离不超过19m匹配计算结果显

8.5bar，前后轴制动气室有效面积分别为家标准示前轮采用直径通风盘，双活塞浮动式和匹配计算确保空载和满载288mm165cm²185cm²卡钳；后轮采用直径实心盘，单活塞浮动状态下前后轴制动力分配合理，避免后轮抱死265mm式卡钳制动主缸直径，真空助力器助

23.8mm力比

4.5:1第七部分先进制动技术现代汽车制动技术已从简单的机械系统发展为复杂的电子控制系统，融合了计算机技术、传感器技术和执行器技术这些先进制动技术大大提高了车辆的安全性和操控性，成为现代汽车不可或缺的组成部分本部分将详细介绍几种关键的先进制动技术，包括防抱死制动系统、电子稳定程序、牵引力控制系统、电子驻车制动系统和再生制动ABS ESP/ESC TCSEPB系统这些技术相互配合，共同构成了现代汽车的主动安全系统防抱死制动系统ABS速度检测信号处理车轮速度传感器监测各轮转速计算车轮滑移率和加减速度ECU2循环控制压力调节持续监测调整，保持最佳滑移率电磁阀调节制动压力防抱死制动系统是现代汽车最基本的主动安全系统，其核心功能是防止车轮在制动过程中抱死系统主要由车轮速度传感器、电子控制单元和液压ABS ABSECU调节单元组成车轮速度传感器通常采用磁电式或霍尔效应式设计，安装在每个车轮处，实时监测车轮转速控制策略基于滑移率控制原理，目标是将车轮滑移率维持在的最佳范围内，此时轮胎与路面间的附着力和横向稳定性都处于较好状态当检测到ABS

0.1-

0.2ECU车轮有抱死趋势时，会通过电磁阀快速调节制动压力，形成保压降压增压的控制循环，频率可达这种控制使驾驶员在紧急制动时仍能保持转向能力，--12-15Hz同时获得较短的制动距离电子稳定程序ESP/ESC系统组成工作原理控制策略系统在和基础上增加工作原理是通过比较车辆理想运控制策略基于车辆动力学模型，ESP ABSTCS ESPESP了横摆传感器、横向加速度传感器和动状态和实际运动状态，当检测到偏通过横摆力矩控制实现稳定性调节方向盘角度传感器这些传感器实时差时，系统会选择性地对单个车轮施系统采用多层级控制结构上层控制监测车辆的实际运动状态，与驾驶员加制动力，产生修正力矩，使车辆回器确定需要的横摆力矩，中层控制器的转向意图进行比较，判断车辆是否到稳定状态例如，当车辆转向不足将力矩需求转换为各轮制动力需求，处于稳定状态时，系统会制动内侧后轮；当转向过底层控制器执行具体的制动压力调节度时，系统会制动外侧前轮这种分层结构提高了系统的灵活性和鲁棒性牵引力控制系统TCS系统原理与组成控制策略与应用场景牵引力控制系统是防止驱动轮在加速过程中打滑的主动安有三种主要的控制方式制动介入、发动机扭矩降低和电子TCS TCS全系统它与共享大部分硬件，包括车轮速度传感器、电差速锁制动介入是最基本的方式，系统通过对打滑车轮ABS EDL子控制单元和液压调节单元监测驱动轮与非驱动轮的速度施加制动力来降低其转速；发动机扭矩降低通过调节节气门、燃TCS差异，当检测到驱动轮过度打滑时，系统会介入控制油喷射或点火时间来减小输出扭矩；则模拟机械差速锁的EDL功能，将扭矩从打滑车轮转移到抓地车轮与的主要区别在于控制制动时的车轮滑移，而TCS ABSABS控制加速时的车轮滑移；作用于所有车轮，而主在多种场景中发挥关键作用湿滑路面起步和加速时防止驱TCS ABSTCS TCS要作用于驱动轮两者使用相同的原理通过控制车轮滑移率动轮打滑；冰雪路面行驶时保持车辆稳定性；越野行驶时提高通—在最佳范围内（通常为），实现最大牵引力过性；高性能车辆加速时优化牵引力现代系统通常提供多

0.05-

0.15TCS种模式选择，驾驶员可根据路况和驾驶需求选择适当的介入级别电子驻车制动系统EPB系统结构工作原理智能功能电子驻车制动系统系统由控制开关、系统集成了多种智EPB EPB取代了传统的手电子控制单元、电动机能功能自动驻车功能EPB刹拉杆或脚踏板，通过和执行机构组成当驾在车辆停止后自动启动电子控制实现驻车制动驶员按下开关时，驻车制动；自动释放功EPB功能主要有两种控制信号传递给，能在驾驶员踩油门准备EPB ECU实现方式拉索式和集控制电机运转，产起步时自动释放制动；ECU成式拉索式使用生驻车制动力系统配坡道辅助功能防止车辆EPB电机拉动传统的机械拉备多重安全保护，包括在坡道上溜车；紧急制索；集成式则直接传感器监测、失效保护动功能在行驶中可作为EPB在制动卡钳上安装电机，和应急释放机构，确保辅助制动使用这些功不需要机械拉索在各种情况下都能可靠能大大提高了驾驶便利工作性和安全性再生制动系统工作原理与能量回收混合制动系统与控制策略再生制动系统是新能源汽车的关键技术，它能将车辆减速过程中现代新能源汽车普遍采用液压再生混合制动系统，将传统的摩-的动能转换为电能存储起来，而不是像传统制动系统那样将动能擦制动与再生制动结合使用混合制动系统面临的最大挑战是如以热能形式浪费掉系统的核心原理是利用电机的发电模式当何协调两种制动方式，既要保证制动性能和感觉，又要最大化能车辆需要减速时，驱动电机转为发电机模式，利用车轮转动驱动量回收常用的混合制动策略有序列式策略（先再生后摩擦）、发电机，产生的电能存储到电池中并联式策略（同时使用两种制动方式）和混合式策略（根据工况动态调整比例）再生制动的能量回收效率受多种因素影响，包括电机效率、电池充电效率、车速和制动强度等一般情况下，中等强度制动时的制动力分配与能量管理策略是系统控制的核心低强度制动时，回收效率最高，可达；而高强度制动时，由于电池无系统主要使用再生制动；中等强度制动时，采用再生制动和摩擦60-70%法接受过大的充电电流，回收效率会显著降低在理想条件下，制动的最佳组合；高强度制动时，以摩擦制动为主此外，系统再生制动可以回收的制动能量还会根据电池状态、车速和温度等因素动态调整再生制动比例30-40%先进的控制算法如模糊控制、神经网络控制能实现更智能的制动力分配，提高能量回收效率第八部分安全与维护安全设计故障诊断制动系统的安全设计是保障行现代制动系统故障诊断结合传车安全的关键多回路设计确统观察法和先进的电子诊断系保部分失效时仍有制动能力；统常见故障包括制动力不足、冗余系统提供备份保护；失效制动不平衡、异响和振动等，检测与报警系统及时提醒驾驶正确诊断是有效维修的前提员潜在问题维护保养定期维护保养是确保制动系统可靠工作的基础包括制动液更换、制动片蹄检查、制动盘鼓检测和系统排气等关键项目，应严格按照车//辆保养周期执行制动系统安全设计多回路设计1防止单点故障导致全系统失效冗余保护关键部件采用双重或三重备份功能安全3符合标准的系统开发ISO26262多回路制动系统是汽车制动安全设计的基础，国际法规要求所有现代汽车必须采用至少两个独立的制动回路常见的多回路设计包括前后轴分离式、对/角分离式和三角形分离式对角分离式（即型布置）将左前右后和右前左后车轮分为两个独立回路，即使一个回路完全失效，车辆仍能保持方向稳定X//性，是乘用车最常用的布置方式制动系统的功能安全开发遵循汽车功能安全标准，根据（汽车安全完整性等级）分级确定不同部件的安全要求制动系统通常被评为ISO26262ASIL最高级别，需要极高的安全可靠性此外，制动系统还需满足多项法规要求，如（美国）、（欧洲）和（中ASIL DFMVSS135ECE R13GB7258国）等，这些标准对制动性能、系统设计和故障保护都有严格规定制动系统常见故障故障现象可能原因诊断方法制动力不足制动片磨损、制动液泄漏、真制动力测试、系统压力检测空助力器故障制动跑偏左右制动力不平衡、悬架故障左右制动力对比测试制动抖动制动盘变形、制动鼓椭圆度超制动盘厚度变化测量标制动异响制动片磨损指示器触发、异物声音特性分析、视觉检查进入故障传感器故障、电磁阀卡滞、电子诊断仪故障码读取ABS问题ECU制动系统故障诊断通常采用症状原因对策的分析方法首先记录和分析故障现象，如何时出现、什么--条件下发生、有无规律性等；然后根据症状确定可能的故障原因；最后通过有针对性的检测确认具体故障点并进行修复现代车辆制动系统故障诊断广泛使用电子诊断设备系统能够记录和存储制动系统相关的故障码，OBD通过诊断仪可以读取这些代码并进行分析高级诊断设备还能进行实时数据流监测、组件激活测试和编程匹配等操作，大大提高了故障诊断的效率和准确性制动系统维护保养定期检查周期制动系统应根据车辆使用手册规定进行定期检查，一般乘用车建议每公里检查一次5000-10000检查内容包括制动液液位和颜色、制动管路有无泄漏、制动片厚度、制动盘表面状况、驻车制动效能等重型商用车可能需要更频繁的检查，特别是在高负荷使用条件下制动液维护制动液是液压制动系统的关键工作介质，需要定期更换一般建议每两年或四万公里更换一次，不同车型可能有所差异制动液更换时应同时进行系统排气，确保系统中没有空气选择制动液时必须符合车辆要求的标准，不同标准的制动液不可混用更换后应及时清理溢出的制动液，防止腐蚀车DOT身漆面制动片蹄检查/制动片是消耗品，需要定期检查磨损情况一般来说，当制动片厚度磨损到以下时应更换检查3mm时可通过观察孔直接查看，或拆下车轮进行详细检查除了厚度外，还应检查制动片是否有开裂、不均匀磨损或异物嵌入等情况制动片更换通常成对进行，即同一轴的左右两侧同时更换，以保证制动均衡性性能测试制动系统性能测试可在专业检测线上进行，主要测试项目包括制动力大小、左右平衡度、制动协调性等此外，还可以通过路试来评估制动感觉、响应性和稳定性对于配备等电子系统的车辆，ABS/ESP还应定期使用诊断仪检查系统状态，确保所有功能正常工作总结与展望智能化辅助决策和自适应控制AI电气化线控制动与能量回收技术集成化与其他车辆系统的深度融合本课程系统介绍了汽车制动系统的基础知识、关键部件、工作原理、匹配计算和先进技术从最基本的制动原理到最新的电子控制系统，我们了解了制动系统的全貌制动系统作为汽车安全的核心保障，其技术发展一直紧随汽车工业的进步，从早期的机械制动到现代的智能电子控制制动，安全性和可靠性不断提高未来制动系统的发展趋势主要体现在三个方面一是向智能化方向发展，将技术应用于制动决策和控制；二是向电气化方向发展，线控制动系统AI将成为主流，特别是在电动汽车和自动驾驶汽车中；三是向集成化方向发展，制动系统将与转向系统、悬架系统等深度融合，形成整车协同控制这些发展将为提高车辆安全性、舒适性和环保性做出重要贡献。