资源简介

教学目标 知识目标：了解制动系统的组成、分类、工作原理；了解气压制动传动装置的结构与工作原理；熟悉驻车制动器的典型结构；掌握液压传动装置的主要组成与工作原理；掌握制动器的结构和工作原理；掌握常规制动系统的常见故障现象与原因。能力目标：能对制动器进行拆装和检修；能对制动传动装置进行维修；能排除常规制动系统的故障。素质目标：沟通、协作能力；观察、信息收集能力；分析总结能力。良好的职业道德和严谨的工作作风
教学重点 制动系统的常见故障原因分析
教学难点 制动器的结构和工作原理
教学手段 理实一体实物讲解小组讨论、协作
教学学时 18
教 学 内 容 与 教 学 过 程 设 计 注 释
项目十二 常规制动系统任务一 制动器〖任务描述〗汽车制动系统的功用是使行驶中的汽车按照驾驶员的要求进行强制减速甚至停车，使已停驶的汽车在各种道路条件下稳定驻车，使下坡行驶的汽车速度保持稳定。制动器是制动系统的主要组成部分，是用于阻碍车轮转动，以促使汽车减速或停车的部件。本任务主要介绍制动系统的分类、组成，制动系统的工作原理，盘式车轮制动器、鼓式车轮制动器的结构、拆装与检修等内容。通过任务学习，掌握制动器的维修方法。〖知识学习〗1.制动系统概述1）制动系统的分类（1）按照制动能源分类，制动系统可分为人力制动系统、动力制动系统和伺服制动系统。（2）按功能的不同分类，制动系统可分为行车制动系统、驻车制动系统以及应急制动、安全制动和辅助制动系统。（3）按制动能量的传输方式分类，制动系统可分为机械式、液压式、气压式、电磁式等，同时采用两种以上能量传输方式的制动系统称为组合式制动系统。2）制动系统的组成（1）供能装置。供能装置包括供给、调节制动所需能量以及改善传能介质状态的各种部件，如气压制动系统中的空气压缩机。（2）控制装置。控制装置包括产生制动动作和控制制动效果的各种部件，如制动踏板。（3）传动装置。传动装置将驾驶员或其他动力源的作用力传到制动器，同时控制制动器的工作，从而获得所需的制动力矩。包括将制动能量传输到制动器的各个部件，如制动主缸、制动轮缸等。（4）制动器。制动器是产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力的部件。（5）其他装置，包括制动力调节装置、报警装置、压力保护装置等。3）制动系统的工作原理不制动时，制动鼓的内圆柱面与摩擦片之间保留一定间隙，制动鼓可以随车轮一起旋转。制动时，驾驶员踩下制动踏板，推杆便推动制动主缸内的活塞前移，迫使制动液经管路进入轮缸，推动轮缸的活塞向外移动，使制动蹄克服复位弹簧的拉力绕支承销转动而张开，消除制动蹄与制动鼓之间的间隙后压紧在制动鼓上。此时，不旋转的制动蹄摩擦片对旋转的制动鼓就产生一个摩擦力矩，其方向与车轮的旋转方向相反。制动鼓将此力矩传到车轮后，由于车轮与路面的附着作用，车轮即对路面作用一个向前的力。与此相反，路面会给车轮一个向后的反作用力，这个力就是车轮受到的制动力。各车轮制动力的总和就是汽车受到的总的制动力。放松制动踏板，在复位弹簧的作用下，制动蹄与制动鼓的间隙又得以恢复，从而解除制动。4）对制动系统的要求2.制动器的类型旋转元件固装在车轮上，制动力矩直接作用于车轮上的制动器称为车轮制动器。根据摩擦副中旋转元件结构形式的不同，汽车上所用的车轮制动器可分为鼓式和盘式两种。3.盘式车轮制动器1）盘式车轮制动器的类型根据其固定元件结构形式的不同，盘式制动器可分为钳盘式制动器和全盘式制动器。2）盘式车轮制动器的基本结构盘式车轮制动器的旋转元件是制动盘，它和车轮固装在一起旋转，以其端面为摩擦工作表面。其固定元件是制动块、导向支承销和轮缸及活塞，它们均被安装于制动盘两侧的钳体上，统称为制动钳。制动钳用螺栓与转向节或桥壳上的凸缘固装，并用调整垫片来调整钳体与制动盘之间的相对位置。3）盘式车轮制动器的工作原理（1）定钳盘式制动器的工作原理。如图12-4所示为定钳盘式制动器的结构示意图。（2）浮钳盘式制动器的工作原理。如图12-5所示为浮钳盘式制动器的结构示意图。图12-4 定钳盘式制动器的结构示意图图12-5 浮钳盘式制动器的结构示意图4）制动器间隙的调整钳盘式制动器的制动间隙一般都是自动调节的。制动钳体中的活塞上都装有橡胶密封圈，在活塞移动过程中，橡胶密封圈的刃边随活塞移动，使其产生弹性变形。相应地，其极限变形量Δ应等于为设定制动器间隙而预留的完全制动所需的活塞行程5）制动块磨损报警装置许多盘式制动器上装有制动块摩擦片磨损报警装置，用来提醒驾驶员制动块上的摩擦片需要更换。常见的磨损报警装置有声音的、电子的和触觉的三种。6）典型盘式车轮制动器7）盘式车轮制动器的特点（1）盘式制动器的优点。①散热能力强，热稳定性好。受热后，制动盘只在径向膨胀，不会影响制动间隙。②抗水衰退能力强。受水浸后，在离心力作用下被很快甩干，摩擦衬片上的剩水也由于压力高而容易挤出，一般仅需要1~2次制动后即可恢复正常。③制动时的平顺性好。④结构简单，维修方便。⑤制动间隙小，便于自动调节。（2）盘式制动器的不足。①制动时无助势作用，故要求管路液压较高。②防污性差，制动衬片磨损较快。4.鼓式车轮制动器1）鼓式车轮制动器的结构（1）旋转部分。旋转部分多为制动鼓。制动鼓通常为浇铸件，对于受力小的制动鼓也可用钢板冲压而成。（2）固定部分。固定部分是制动底板和制动蹄。制动底板固装在车桥的凸缘盘上，通过支承销与制动蹄相连。（3）促动装置。促动装置的作用是对制动蹄施加力使其向外张开。（4）定位调整装置。定位调整装置的作用是保持和调整制动蹄和制动鼓间正确的相对位置。2）制动蹄的增势和减势图12-11 领从蹄式制动器示意图虽然制动蹄1、4所受的促动力相等，但由于T1和T2的作用方向相反，使得两制动蹄所受到的法向反力N1和N2不相等，且N1＞N2，相应的T1＞T2。所以，制动蹄作用到制动鼓上的法向力不相等，两制动蹄对制动鼓所施加的制动力矩也不相等。3）鼓式车轮制动器的类型（1）非平衡式制动器。制动鼓受来自两制动蹄的法向力不能互相平衡的制动器称为非平衡式制动器。其结构特点是：两制动蹄的支承点都位于蹄的下端，而促动装置的作用点在蹄的上端，共用一个轮缸张开，且轮缸活塞直径是相等的；其性能特点是：汽车前进或倒车制动时，各有一个领蹄和从蹄。（2）平衡式制动器。制动鼓受来自两蹄的法向力互相平衡的制动器称为平衡式制动器。①单向平衡式制动器。②双向平衡式制动器。（3）自增力式制动器。①单向自增力式制动器。制动蹄1和制动蹄2的下端分别浮支在浮动顶杆两端，制动器只在上方有一个支承销。不制动时，两蹄上端均靠各自的复位弹簧拉靠在支承销上。②双向自增力式制动器。双向自增力式制动器的结构如图12-15所示。前进制动时，两制动蹄在促动力FS的作用下张开压力制动鼓，图12-15 双向自增力式制动器的结构此时两蹄的上端均离开支承销。沿图中箭头方向旋转的制动鼓对两蹄产生摩擦力矩，带动两蹄沿旋转方向转过一个不大的角度，直到后蹄又顶靠到支承销上为止。此时，前蹄为领蹄，但其支承为浮动的推杆。制动鼓作用在前蹄的摩擦力和法向力的一部分对推杆形成一个推力S，推杆又将此推力完全传到后蹄的下端。后蹄在推力S的作用下也成为领蹄，并在轮缸液压促动力FS的共同作用下进一步压紧制动鼓。推力S比促动力FS大得多，从而使后蹄产生的制动力矩比前蹄更大。倒车制动时，作用过程与此相反，与前进制动时具有同等的自增力作用。4）典型鼓式车轮制动器图12-16 桑塔纳轿车后轮制动器的结构5）鼓式车轮制动器的特点就制动效能而言，在基本结构参数和轮缸工作压力相同的条件下，自增力式制动器最优，以下依次为双向平衡式、单向平衡式和非平衡式。但就制动效能的稳定性而言，自增力式车轮制动器对摩擦系数的依赖性最大，因而其制动效能的稳定性最差，非平衡式车轮制动器制动效能的稳定性居中，平衡式车轮制动器的制动效能稳定性最好。任务二 制动传动装置〖任务描述〗从驾驶员踩下制动踏板，到车轮产生制动力是要通过一定的装置和介质来传递的，也就是制动传动装置。制动传动装置的功用是将驾驶员或其他动力源的作用传到制动器，同时控制制动器的工作，从而获得制动所需的力矩。本任务主要介绍制动传动装置的功用及分类，气压式、液压式制动传动装置的组成与工作原理，主要零部件的结构、拆装与检修等内容。通过任务学习，掌握制动传动装置的维修方法。〖知识学习〗1.制动传动装置的分类按传力介质的不同，制动传动装置可分为液压式和气压式；按制动管路套数的不同，分为单管路和双管路制动传动装置。2.气压式制动传动装置1）气压式制动传动装置的组成与工作原理气压制动传动装置主要由气源和控制装置两部分组成。气源部分包括空气压缩机、调压装置、双针气压表、储气筒、低压报警开关和安全阀等。控制装置包括制动踏板、制动控制阀等。以解放CA1092型汽车双管路制动传动装置布置为例介绍，如图12-21所示。图12-21 解放CA1092型汽车双管路制动传动装置2）气压式制动传动装置的主要零部件（1）空气压缩机。空气压缩机一般固定在发动机缸的一侧，多由发动机通过皮带或齿轮来驱动，有的则采用凸轮轴直接驱动。空气压缩机按缸数可分为单缸（如东风EQ1090E型汽车）和双缸（如解放CA1092型汽车）两种，其工作原理相同。 （2）调压器。调压器的作用使储气筒保持在规定的气压范围内，并在超过规定气压后，实现空气压缩机的卸荷空转，以减小发动机的功率消耗。调压器在管路中的连接方式有两种：一种是将调压器与空气压缩机和储气筒并联，当系统内的气体压力达到规定值时，它使空气压缩机的进气阀常开，卸荷空转；另一种是将调压器串联在空气压缩机和储气筒之间，当系统内的空气压力达到规定值时，它将多余的压缩空气直接排入大气使空气压缩机基本上卸荷空转。（3）制动控制阀。制动控制阀用来控制储气筒进入制动气室和挂车制动控制阀的压缩空气量，并有渐进变化的随动作用，以保证作用在制动器上的力与制动踏板的行程成正比。（4）制动气室。常见的制动气室有膜片式和活塞式两种类型。膜片式制动气室工作时，踩下制动踏板，压缩空气自制动阀充入制动气室工作腔，使膜片向右拱，将推杆推出，使制动调整臂和制动凸轮转动而实现制动。松开制动踏板时，工作腔则经由制动阀的排气口通大气。膜片与推杆都在复位弹簧的作用下复位而解除制动。活塞式制动气室冲压的壳体和盖用螺栓连接。活塞组件由活塞体、橡胶皮碗、密封圈、弹簧座和导向套筒等组成。推杆与活塞体接触的一端做成球头，因此其在轴向移动的同时还可以摆动，其工作情况与膜片式制动气室相似。3.液压式制动传动装置1）液压式制动传动装置的基本组成如图12-29所示，液压式制动传动装置由制动踏板、制动主缸、主缸推杆、储液罐、制动轮缸、油管、制动灯开关、指示灯、比例阀等组成。图12-29 液压式制动传动装置的组成2）液压式制动传动装置的工作原理液压式制动传动装置以帕斯卡定律为基础，并且在传力过程中对驾驶员的踏板力进行了放大，使传递到制动轮缸及制动蹄上的制动力大于踏板力。3）液压式制动传动装置的布置方式（1）前后独立式。前后独立式双管路液压制动传动装置由双腔制动主缸通过两套独立的管路分别控制前桥和后桥的车轮制动器。（2）交叉式（也称为对角线式）。交叉式双管路液压制动传动装置由双腔制动主缸通过两套独立的管路分别控制前后桥对角线方向的两个车轮制动器。4）制动主缸和制动轮缸（1）制动主缸。制动主缸的作用是将踏板输入的机械力转换为液压力。①结构。串联式双腔制动主缸主要由储油筒、制动主缸缸体、前活塞、后活塞及前后活塞弹簧、推杆、皮碗等组成。②工作原理。不制动时，两活塞前部皮碗均遮盖不住其旁通孔，制动液由储液罐进入主缸。正常状态下制动时，操纵制动踏板，经推杆推动后活塞左移，在其皮碗遮盖住旁通孔之后，后腔制动液压力升高，制动液一方面经出油阀流入制动管路，一方面推动前活塞左移。在后腔液压和弹簧弹力的作用下，前活塞向左移动，前腔制动液压力也随之升高，制动液推开出油阀流入管路，于是两制动管路在等压下对汽车制动。解除制动时，抬起制动踏板，活塞在弹簧作用下复位，高压制动液自制动管路流回制动主缸。若活塞复位过快，工作腔容积迅速增大，而制动管路中的制动液由于管路阻力的影响，来不及充分流回工作腔，使工作腔内油压快速下降，便形成一定的真空度，于是储液罐中的油液便经补偿孔和活塞上的轴向小孔推开垫片及皮碗进入工作腔。当活塞完全复位时，旁通孔开放，制动管路中流回工作腔的多余油液经补偿孔流回储液罐。（2）制动轮缸。制动轮缸的作用是将制动主缸传来的液压力转变为使制动蹄张开的机械推力。①结构。制动轮缸主要由缸体、活塞、皮碗、复位弹簧和放气螺钉等组成。②类型。常见的轮缸类型有双活塞式、单活塞式③工作情况。制动轮缸受到液压作用后，顶出活塞，使制动蹄扩张。松开制动踏板，液压力消失，靠制动蹄复位弹簧的力使活塞复位。5）制动助力装置（1）真空增压式液压制动传动装置。①结构。跃进NJ1061A型汽车的真空增压式液压制动传动装置。它在液压制动传动装置中加装了一套真空增压系统，包括由发动机进气歧管、真空单向阀、真空罐组成的供能装置，作为控制装置的控制阀，以及作为传动装置的真空伺服气室、辅助缸和安全缸。②工作情况。真空增压器的工作原理如图12-40（b）所示。图12-40 真空增压器的结构和工作原理（2）真空助力式液压制动传动装置。①结构。真空助力器主要有单膜片式和串联膜片式。图12-42所示为真空助力器的结构图。真空助力器和制动主缸用4个螺钉固定在车身前围上，借助推杆与制动踏板连接。伺服气室由前、后壳体组成，其间夹装有膜片和座，它的前腔经单向阀通进气歧管或真空罐。后腔膜片座毂筒中装有控制阀，控制阀与制动踏板推杆固接，橡胶阀门与在膜片座上加工出来的阀座组成真空阀。②工作情况。不制动时，未踩下制动踏板，复位弹簧将推杆连同空气阀推至右极限位置，空气阀紧压空气阀座而关闭，橡胶阀门被压缩离开阀座而开启。真空通道开启，伺服气室A、B两腔相通，并与大气隔绝。发动机运转后，真空单向阀被吸开，A、B两腔内均具有一定的真空度。图12-42 真空助力器的结构图6）制动力调节装置（1）限压阀。限压阀串联在制动主缸与后轮制动器的管路之间，其作用是当前、后制动管路压力p1和p2由零同步增长到一定值后，即自动将p2限定在该值不变。如图12-43所示为限压阀的结构及特性曲线。图12-43 限压阀的结构及特性曲线（2）比例阀。比例阀也串联在制动主缸与后轮制动器的管路之间，其作用是当前、后制动管路压力p1和p2由零同步增长到一定值ps后，即自动对p2的增长加以限制，使p2 的增量小于p1的增量。（3）感载比例阀。（4）惯性限压阀。汽车轴载质量的变化不仅与汽车总质量或实际装载质量有关，还与汽车制动时的减速度大小有关。当汽车制动减速度增加时，前轴的轴载质量增大，而后轴的轴载质量减小。惯性阀的作用是使限压点液压值ps取决于汽车制动时作用在汽车重心上的惯性力，即ps不仅与汽车的实际质量有关，还与汽车制动减速度有关。任务三 驻车制动器〖任务描述〗驻车制动器的功用是在车辆停驶后防止滑溜，保证在坡道上的顺利起步，在行车制动效能失效后临时使用或配合行车制动器进行紧急制动。本任务主要介绍驻车制动器的功用和分类，中央制动式、车轮制动式驻车制动器的结构与工作原理，驻车制动器的拆装与检修等内容。通过任务学习，掌握驻车制动器的维修方法。〖知识学习〗1.驻车制动器的分类驻车制动器按其安装位置可分为中央制动式和车轮制动式两种。2.中央制动式驻车制动器1）鼓式 如图12-50所示东风EQ1090E型汽车驻车制动器。图12-50 东风EQ1090E型汽车驻车制动器2）盘式盘式驻车制动器散热性能好，摩擦片更换方便，安全可靠，使用寿命长。解放CA1092型汽车即采用这种驻车制动器。图12-51 解放CA1092型汽车驻车制动器的工作示意图3.车轮制动式驻车制动器驻车制动杠杆上端通过平头销与后制动蹄相连，中上部卡入驻车制动推杆右端的切槽中作为支点，下端与拉绳相连。前后制动蹄的腹板卡在驻车制动推杆两端的切槽中，并分别用一根复位弹簧与推杆相连。操纵机构包括传动机构和锁止机构。传动机构由驻车制动操纵杆、调整拉杆及制动拉绳等组成；锁止机构由按钮、弹簧及限位块、棘爪压杆、棘爪和扇形齿等组成。任务四 常规制动系统的故障诊断〖任务描述〗汽车制动系统技术状况的好坏对行车的安全是至关重要的。汽车在行驶过程中，制动系统的零件由于磨损、变形、断裂、老化和调整不当等，将会导致制动不灵、制动失效、制动跑偏和制动拖滞等故障，严重影响行车安全。本任务主要介绍液压、气压制动系统常见的故障现象与故障原因，故障的诊断与排除等内容。通过任务学习，掌握汽车常规制动系统的故障排除方法。〖知识学习〗1.液压制动系统的故障现象与原因1）制动不灵故障现象：汽车制动时，驾驶人感到减速度不足；汽车紧急制动时，制动距离太长。2）制动失效故障现象：踩下制动踏板，车辆不减速，即使连续踩下制动也无明显减速作用。3）制动跑偏故障现象：汽车制动时，车辆行驶方向发生偏斜。4）制动拖滞故障现象：抬起制动踏板后，全部或个别车轮的制动作用不能立即完全解除，以致影响了车辆重新起步、加速行驶或滑行。汽车行驶阻力增大，制动鼓发热。2.气压制动系统的故障现象与原因1）制动不灵故障现象：汽车行驶中，将制动踏板踩到底后汽车减速度不够，制动距离过长。2）制动失效故障现象。汽车行驶中使用制动时，不能减速或停车，制动阀无排气声。3）制动跑偏故障现象：制动时左、右轮制动力不等或制动生效时间不一致，导致汽车制动时偏驶。4）制动拖滞故障现象：抬起制动踏板后，摩擦片与制动鼓仍然接触，致使汽车起步困难、行驶无力、制动鼓发热。 明确任务，在任务驱动下开始教学。学生分组讨论定钳盘式制动器和浮钳盘式制动器是如何工作的以桑塔纳轿车的前轮盘式制动器为例，说明典型盘式车轮制动器。学生分组讨论单向平衡式制动器、双向平衡式制动器各自的特点。以桑塔纳轿车后轮鼓式制动器为例介绍典型鼓式车轮制动器。明确任务，在任务驱动下开始教学。以解放CA1092型汽车双管路制动传动装置为例，讲解气压式制动传动装置的工作原理。以解放CA1092型汽车双腔串联制动控制阀为例，讲解制动控制阀。掌握液压传动装置的主要组成与工作原理。讲解真空助力式液压制动传动装置结构及工作情况。明确任务，在任务驱动下开始教学。学生分组讨论鼓式制动器和盘式制动去的优缺点。明确任务，在任务驱动下开始教学。教师举例描述液压制动系统的故障现象，学生分组分析原因。
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