浅析制动系统如何工作

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浅析制动系统如何工作

                    浅析制动系统如何工作
我们都知道踩下制动踏板可以使汽车慢慢的停下来。但是这是如何发生的呢?汽车如何把力量从腿传到车轮的呢?如何产生这个力足以使这么大的汽车停下来呢?
当你踩制动踏板的时候,车子就会把力通过液体传到制动器。因为制动器需要比脚能提供的力大的多的力,所以车子也必须产生你脚上的力。它是通过下面两种途径产生的:
机械式
液压式
制动器利用摩擦把力传给轮胎,轮胎也利用摩擦把力传给地面。在我们讨论制动系统组成部件之前,我们会涉及下面三个方面:杠杆效力、液压、摩擦。下一部分,我们讨论杠杆效力和液压作用。
杠杆效力和液压作用
力F被分配在杠杆的左边末端。杠杆左边末端的力是右边的两倍。因此在杠杆右边末端要有2F的力才合适,但事实上右边移动了一半的距离Y左边移动了两倍的距离2Y。改变了杠杆左右两边的长度也就改变了乘积。
液压系统的基本原理很简单:一点的力通过液体压力传到另一点,通常是一些种类的油。大部分制动系统在制动过程中都会增大力。下面就是你能了解的最简单的液压系统:
两个活塞装在充满油而且用充满油的管道和另外一个连起来的两个玻璃缸内。如果你向一个活塞施加压力,那么这个力就会通过管道中的油传递到另一个活塞。由于油具有可压缩性,因此效率非常高——几乎所有的力都出现在第二个活塞上。液压系统最好的地方就是连接两个缸的管道可以有人以长度和任意形状,允许它曲折绕过各种零部件以分隔开两个活塞。如果需要,管道也可以分流以便制动主泵能和制动分泵相同。
制动主泵和两个阀门
关于液压制动系统的另一个好处就是很容易的产生制动力。如果你看过汽缸是是怎么样或者传动比如何工作的,你就会知道,在机械系统里,力传动一段距离是很普遍的。在液压系统中,你要做的就是改变活塞与另一个相连的制动缸容积的大小。
在上图的作用因素中,先看一下活塞的大小。很显然左边活塞的直径是2.5英寸而右边活塞的直径是六英尺。活塞的面积通过Pi * r2求出。左边活塞的面积是3.14而右边活塞的面积是28.26.右边活塞是左边活塞的九倍大。这就意味着给左边活塞施加的力会在右边产生九倍大的力。所以,如果你在左边的活塞上施加100磅的向下的力,那么就会有900磅向上的力产生在右边的活塞上。下面我们要讨论摩擦力在制动系统中的作用。
摩擦力
摩擦力是一种测量把一个物体移过另一个物体的能力。看下面的图。两个物体都是用同一种材料做的,但是一个比较重。我认为我们都知道哪一个更难被推土机推走。
要想明白为什么,让我们仔细看一下墙壁和墙底:
虽然我们肉眼看起来墙体表面很光滑,但是在显微镜下分析他们确实是相当的粗糙。当你把砖块放到桌子上的时候,那些小的起伏状的峰谷都被压在了一起,有些确实就是在一起的,是一个整体。比较重的砖头造成那些峰谷压在一起的更多,所以就很难移动了。
不同的材料有不同的显微结构,比如,材料的形状决定了摩擦率,摩擦系数要求和要移动的物体的重量相对应。在我们的例子中,如果摩擦系数为1,那么就会有100磅的力去移动100磅的东西,或者400磅的力移动400磅的东西。如果摩擦系数是0.1,那么就会有10磅的力去移动100磅的物体,40磅的力去移动400磅的物体。
一个简易的制动系统
在我们接触真正汽车制动系统的部件之前,我们先看一下简易的制动系统:
你们可以看出制动踏板到支点的距离是制动缸到支点的距离的四倍,所以在力被传送到制动缸之前被扩大四倍。
你也能够看出来,制动分泵的直径是制动主泵直径的三倍。这也就是说,要产生九倍的力。总之,这个系统把你脚力增加了36倍。如果你在制动踏板上施加10磅的力,在制动轮上就会产生360磅的力。
这个简易的系统中存在两个问题。如果有泄露怎么办?如果是缓慢的泄露,就不会有足够的液体充满制动缸,而且制动功能就会失灵。如果是大量泄露,第一时间你就要补充泄露掉的油,而且制动系统会完全的失灵。
现代汽车上设计的制动主缸是用来处理潜在的制动故障。确定看过了关于制动主缸和连通阀门的工作原理的文章和汽车制动方面的其它文章,你可以学到很多。
制动主缸和连通阀门的工作原理
为了增加汽车的安全性,现代大部分汽车的制动系统都被分为两个回路,每条回路控制两个车轮。如果一条回路发生制动液泄露,那么仅仅会有两个轮子失去制动力,当你踩制动踏板的时候你的车子仍然会被停下来。
制动主缸提供给汽车的每一个制动回路压力。这是一个独特的装置,在同一个缸内用两个活塞,这样也可以防止故障的产生。如果制动系统有问题,连通阀就会提醒驾驶员,它还会提供很多信息,是驾驶员能够安全开车。
在这篇文章里,我们学习的是制动主缸和连通阀的工作原理。如果你没有读过汽车制动系统的基本知识,你可以去看一看。
制动主缸
在图像的下面,你可以看到一个塑料容器就是制动液的储液罐,是制动主缸制动液的来源。电线连接的是一个传感器,当制动液液面低的时候报警灯就会叫。
你看到这,你就能看见有两个活塞和两个弹簧在制动缸里面。
制动主缸的功能
当你踩下制动踏板的时候,就会通过连通管道推压第一个活塞。当制动踏板踩下一段距离后油压在制动缸和管道内就建立起来了。在一二活塞之间的油压压着第二个活塞去挤压在它的管路中的制动液。如果制动操作得当,那么在两个管路中的油压是相等的。
如果在一个管路中有泄露,那条管路就不能保持油压。这二你可以看到当一个管路泄露的时候所发生的情况。
制动主缸泄露
当第一条管路泄露时,在一缸和二缸之间的油压就会消失。这主要是由于第一缸和第二缸相连导致的。现在的制动主缸就像只有一个活塞,第二条管路还可以正常工作,但是你可以从驾驶员的动作可以看出,驾驶员得把制动踏板踩下好多才能表现出制动现象。因为只有两个轮子有压力,所以制动力要大大的降低。
连通阀
在大部分前盘式制动后鼓式制动的汽车上你都可以看到连通阀。
这个阀门有三个独立装置来完成工作
计量阀
限压阀
比例阀
计量阀
连通阀中的计量阀要求在汽车上是采用前轮盘式制动后轮鼓式制动的方式。如果,你已经读过盘式制动工作原理和鼓式制动工作原理,你就会知道制动盘垫通常和制动盘相连,而鼓式制动蹄是装在制动鼓上。基于这个原因,在你踩下制动踏板的时候,前面的盘式制动比后面的鼓式制动要早。
计量阀是向这样做出补偿的,使鼓式制动器先于盘式制动器制动。计量阀不允许压力到达盘式制动器除非始点压力到达。在制动系统中,与最大压力相比,始点压力相当低,所以,鼓式制动器在盘式制动器工作之前刚刚结合。
在前制动器稳定之前,后制动器已经结合。后制动器首先保证汽车直线行驶,就像飞机的方向舵保持飞机直线行驶一样。
不同开关的压力
压力阀是一种如果制动单元有泄露就会报警的一种装置。压力阀在制动缸中有一个特殊形状的活塞。每个活塞的一面都会输送压力给其中的一个制动单元。当各个制动单元的压力都一样时,活塞就会保持在那个位置。但是如果一边发现泄露,压力就会下降,迫使活塞偏离那个位置。这是一个精密开关,能够在汽车仪表盘上点亮灯。
限压阀
限压阀降低了后制动器的压力。汽车要求有一种制动类型,后边的制动压力要比前面少。
分配到制动轮的制动力的多少取决于制动轮所承受的载荷量的多少。越大的载荷量就意味着越多的制动力。如果你曾经猛刹车的话,你就会知道,突然停止会使车身向前倾斜。前面低后面高。这是由于当你停车的时候大部分重量都转移到了前面。然而,大部分汽车前轮位置的重量比较大,由于发动机也是安装在前面。
如果在停车的时候,四个轮子都有同样大小的制动力,那么后轮将在前轮之前抱死。限压阀仅仅给后轮一部分制动力以便前轮得到更多的制动力。如果限压阀被设定为70%并且前轮制动力为1000 psi,后轮制动力将会达到700 psi.


 

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