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制动系统主要由车轮制动器、液压传动和气压传动机构组成。
车轮制动器主要由旋转部分、固定部分和调整机构组成。旋转部分是制动鼓，固定部分包括制动蹄和制动底板，调整机构由偏心支承销和调整凸轮组成，用于调整蹄鼓间隙。
液压制动传动机构主要由制动踏板、推杆、制动主缸、制动轮缸和管路组成。
气压制动传动机构主要由制动踏板、推杆、制动总阀、空气干燥器、四回路保护阀、制动气室和管路等组成。
利用与车身（或车架）相连的非旋转元件和与车轮（或传动轴）相连的旋转元件之间的相互摩擦来阻止车轮的转动或转动的趋势，并将运动着的汽车的动能转化为摩擦副的热能耗散到大气中。现以液压行车制动工为例阐述制动系机构作原理。
车轮制动器主要由旋转部分、固定部分和张开机构组成。
旋转部分是制动鼓，它固定在车轮轮毂上，随车轮一同旋转，它的工作面是内圆柱面。固定部分主要包括制动蹄和制动底板等。制动底板用螺栓与转向节凸缘（前轮）或桥壳凸缘（后轮）固定在一起。在固定不动的制动底板上，有2个支承销，支承2个弧形制动蹄的下端。制动蹄的外圆面上装有摩擦片，上端用制动蹄回位弹簧拉紧压靠在轮缸活塞上，制动蹄可用凸轮或制动轮缸等张开机构使其张开。制动轮缸也安装在制动底板上。装在车身上的制动主缸用油管与制动轮缸相连通，主缸活塞可由驾驶员通过制动踏板来操纵。
1）非制动过程
不制动时，制动鼓的内圆柱面与摩擦片之间保留一定的间隙，使制动鼓可以随车轮一起旋转。
2）制动过程
行驶的汽车要实现减速、停车，必须借助路面强制地对汽车车轮产生行驶方向相反的外力，即制动力。
制动时，驾驶员踩下制动踏板，推杆便推动制动主缸活塞，迫使制动油液经油管进入制动轮缸，油液压力使制动轮缸活塞克服复位弹簧的拉力推动制动蹄绕支承销转动。上端向外张开，消除制动蹄与制动鼓之间的间隙后压紧在制动鼓上。这样不旋转的制动蹄摩擦片对旋转着的制动鼓就会产生一个摩擦力矩 M ，其方向与车轮旋转方向相反，其大小取决于制动轮缸活塞的张开力、制动蹄鼓间的摩擦系数及制动鼓和制动蹄的尺寸。制动鼓将力矩 M 传至车轮，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周向力 F ，同时路面也给车轮一个向后的切向反作用力 F ，即车轮受到的路面制动力。各车轮所受路面制动力之和就是汽车受到的总制动力，它由车轮经车桥和悬架传给车架及车身，迫使整个汽车产生一定的减速度，制动力越大，减速度越大。
3）制动解除过程
放松制动踏板，在复位弹簧作用下，制动蹄与制动鼓的间隙又得以恢复，从而解除制动。
制动时车轮上的制动力随踏板力及其产生的制动力矩的增加而增加。但受到轮胎与路面附着情况的限制，制动力不可能超过附着力，附着力等于轮胎上的垂直载荷 G 与轮胎和路面间的附着系数 Q 的乘积，即 F b = GQ 。当制动力等于附着力时，车轮将被抱死而在路面上滑拖。滑拖会使胎面局部严重磨损，在路面上留下一条黑色的拖印。同时滑拖使胎面产生局部高温而稀化，就像轮胎与路面间被一层润滑剂隔开，使附着系数反而减小。最大制动力和最短的制动距离并不是在车轮抱死时出现，而是在车轮将要抱死又未完全抱死时出现，制动力接近附着力，即在所谓“临界状态”时，达到最大值。可见，制动到抱死状态所能达到的制动力与车轮上的垂直载荷成正比，即车轮上的载荷越大，可能获得的制动力也应越大。为此，应根据各类汽车前后桥车轮所分配的质量的不同，包括附着质量和转移质量，从制动器的结构型式上如张开机构、制动鼓、制动蹄的型式和尺寸大小等方面，合理地分配制动力的大小，来获得较理想的制动效果。
实际上，一般结构的车轮制动器在制动过程中，因车轮的载荷及其与地面很难完全避免车轮抱死滑拖。不少汽车在制动系统中增设了前后桥车轮制动力分配装置，增加车轮的抱死现象，但最理想的还是电子控制的自动防抱死制动装置。