汽車制動系統工作原理詳解

www.guilinhy.com 來源：互聯網作者：俠名類別：汽車構造維修時間：2012-07-06

當我們踩下制動踏板時，汽車會減速直到停車。但這個工作是怎么樣完成的？你腿部的力量是怎么樣傳遞到車輪的？這個力量是怎么樣被擴大以至能讓一臺笨重的汽車停下來？

　　首先我們把制動系統分成6部分，從踏板到車輪依次解釋每部分的工作原理，在了解汽車制動原理之前我們先了解一些基本理論，附加部分包括制動系統的基本操作方式。

　　基本的制動原理

　　當你踩下制動踏板時，機構會通過液壓把你腳上的力量傳遞給車輪。但實際上要想讓車停下來必須要一個很大的力量，這要比人腿的力量大很多。所以制動系統必須能夠放大腿部的力量，要做到這一點有兩個辦法：

　　1、杠桿作用 2、利用帕斯卡定律，用液力放大

　　制動系統把力量傳遞給車輪，給車輪一個摩擦力，然后車輪也相應的給地面一個摩擦力。在我們討論制動系統構成原理之前，讓我們了解三個原理：

　　杠桿作用、液壓作用、摩擦力作用

　　杠桿作用

　　制動踏板能夠利用杠桿作用放大人腿部的力量，然后把這個力量傳遞給液壓系統。

　　如上圖，在杠桿的左邊施加一個力F，杠桿左邊的長度(2X)是右邊(X)的兩倍。因此在杠桿右端可以得到左端兩倍的力2F，但是它的行程Y只有左端行程2Y的一半。

　　液壓系統

　　其實任何液壓系統背后的基本原理都很簡單：作用在一點的力被不能壓縮的液體傳遞到另一點，這種液體通常是油。絕大多數制動系統也在此中放大制動力量。下圖是最簡單的液壓系統：

如圖：兩個活塞(紅色)裝在充滿油(藍色)的玻璃圓桶中，之間由一個充滿油的導管連接，如果你施一個向下的力給其中一個活塞(圖中左邊的活塞)那么這個力可以通過管道內的液壓油傳送到第二個活塞。由于油不能被壓縮，所以這種方式傳遞力矩的效率非常高，幾乎100%的力傳遞給了第二個活塞。液壓傳力系統最大的好處就是可以以任何長度，或者曲折成各種形狀繞過其他部件來連接兩個圓桶型的液壓缸。還有一個好處就是液壓管可以分支，這樣一個主缸可以被分成多個副缸，如圖所示：

　　使用液壓系統的另外一個好處就是能使力量成倍的增加。在液壓系統中你需要做的只是改變一個活塞和液壓缸的尺寸，如下圖：

　　上圖表示的就是力的加倍放大，力放大的倍數要以活塞的直徑來定。左邊的活塞直徑為2寸(注：相當于5.08cm)，右邊的活塞直徑為6寸(相當于15.24cm)。因為圓的面積等于Pi * r2,所以左邊的活塞面積為3.14平方厘米，右邊的活塞面積為28.26平方厘米。右邊的活塞面積比左邊的大9倍。這就意味著給左邊的活塞施加任何一個力，右邊的活塞就會產生一個比左邊大9倍的力。因此當你給左邊的活塞施加一個100磅的向下的力時，右邊的活塞就會產生一個900磅的向上的力。唯一的不足就是當左邊的活塞向下運動9寸時，右邊的活塞只能向上運動1寸。

　　摩擦力

　　摩擦力是一個物體在另一個物體上滑動的相互阻力，參照下圖。兩個物體的接觸面都是用相同材料做成的但其中一個較另一個重，所以不難看出哪一邊較難推動。

　　要了解其中的原因，我們可以分析下面的例子：

　　即使用肉眼看起來接觸面很平滑，但在顯微鏡下他們確是相當粗糙的。當你把物體平放在桌面上時，物體和桌面之間的小鋸齒會結合在一起，而他們其中有一些合適的鋸齒會相互咬合，如果給他的壓力越大，那么咬合的鋸齒就越多，其阻力也越大，所以重的物體就更難推動。

　　不同的材料表面，有不同的鋸齒結構；舉例來說：橡皮與橡皮之間就比鋼與鋼之間更難滑動。材料的類型決定了摩擦系數。所以摩擦力與物體接觸面上的正壓力成正比。例如：如果摩擦系數為0.1，一個物體重100磅，另一個物體重400磅，那么如果要推動他們就必須給100磅的物體施加一個10磅的力，給400磅的物體施加一個40磅的力才能克服摩擦力前進。物體越重則需要克服更大的摩擦力。這個原理就跟制動抓緊裝置相似，如果給制動碟的壓力越大那么車輛獲得的制動力就越大。

　　簡單制動系統模型