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第二节
制动系统

一、前制动结构与工作原理

1.前制动的结构组成

前盘式制动系统由下列部件组成:制动衬块、制动衬块导向片、制动盘、制动钳、制动钳和制动衬块支架、制动钳浮动销,如图3-2-1所示。

图3-2-1 前制动的结构组成

2.前制动的工作原理

来自液压制动钳活塞的机械输出力作用在内制动衬块上,当活塞向外推压内制动衬块时,制动钳壳体同时向内拉动外制动衬块,从而使输出力均匀分配,制动衬块将输出力作用到制动盘两面的摩擦面上,从而减慢轮胎和车轮总成的转速,如图3-2-2所示。

图3-2-2 前制动的工作原理

二、后制动结构与工作原理

1.后制动的结构组成

后盘式制动系统由下列部件组成:制动衬块、制动衬块导向片、制动盘、制动钳带EPB总成、制动钳和制动衬块支架、制动钳浮动销,如图3-2-3所示。

图3-2-3 后制动的结构组成

图3-2-3 后制动的结构组成(续)

2.后制动器的工作原理

来自液压制动钳活塞的机械输出力作用在内制动衬块上,当活塞向外推压内制动衬块时,制动钳壳体同时向内拉动外制动衬块,从而使输出力均匀分配,制动衬块将输出力作用到制动盘两面的摩擦面上,从而减慢轮胎和车轮总成的转速,如图3-2-4所示。制动衬块导向片和制动钳浮动销的功能是否正常,对均匀分配制动力非常重要。

图3-2-4 后制动器

三、驻车制动结构与工作原理

1.驻车制动的结构组成

电动驻车制动系统,可通过驾驶人开关操作来操作驻车制动器,并可实现驻车制动器与变速杆位置一起操作的自动功能,如图3-2-5所示。

图3-2-5 驻车制动的结构组成

1—带制动主缸的制动助力器总成(防滑控制ECU)2—制动执行器总成(驻车制动ECU)3—左侧驻车制动执行器总成 4—右侧驻车制动执行器总成 5—组合仪表总成 6—混合动力车辆控制ECU总成 7—安全气囊ECU总成(横摆率传感器、加速传感器)8—电子驻车制动开关总成 9—网络网关ECU a—指示灯 b—电动驻车制动开关

(1)驻车制动执行器

驻车制动执行器总成由一个电机、一组齿轮、一个行星齿轮和一个接头组成,如图3-2-6所示。

驻车制动执行器总成使用行星齿轮和各齿轮,根据来自驻车制动ECU的信号产生必要力矩,并通过万向节将力矩传输至制动器制动卡钳。

驻车制动执行器总成接收到来自驻车制动ECU的锁止信号时,电机通过各小齿轮和齿轮架分总成逆时针转动万向节。该力矩旋转制动器卡钳内的螺栓和螺母,并将力矩转换成机械运动以锁止驻车制动器。

驻车制动执行器总成接收到来自驻车制动ECU的松开信号时,电机通过各小齿轮和齿轮架分总成顺时针转动万向节。该力矩解除活塞和驻车制动,以使制动卡钳内的螺栓和螺母回位。

图3-2-6 驻车制动执行器

1—齿圈 2—换挡和2号齿轮分总成 3—2号小齿轮和1号齿轮分总成 4—1号小齿轮 5—电机 6—接头(输出轴)7—齿轮架分总成 8—行星齿轮

(2)制动器制动卡钳

由螺栓、螺母、垫圈和轴承组成的驻车制动机构,用来将来自驻车制动执行器总成的力矩传输至活塞,如图3-2-7所示。

图3-2-7 制动器制动卡钳

1—后盘式制动器制动缸 2—驻车制动执行器总成 3—后盘式制动器活塞 4—螺母 5—螺栓 6—垫圈 7—轴承 8—O形圈 9—E形圈

2.驻车制动的工作原理

通过来自电动驻车制动开关和各ECU的信号控制电机(内置于驻车制动执行器总成)的旋转方向和驱动电流,驻车制动ECU可以实现锁止或松开驻车制动,如图3-2-8所示。

驻车制动ECU通过内置电流传感器检测电机的工作状态。

图3-2-8 驻车制动的工作原理

(1)手动驻车

车辆停止的情况下拉起电动驻车制动开关时,驻车制动ECU操作驻车制动执行器总成内的电机以锁止驻车制动。此时,通过根据来自加速度传感器的信号计算道路坡度,并控制电机驱动电流,驻车制动ECU根据路面状况控制制动力。

踩下制动踏板然后按下电动驻车制动开关时,驻车制动ECU反向操作驻车制动执行器总成内的电机,以松开驻车制动。

仅在车辆行驶且电动驻车制动开关被拉起的情况下,驻车制动执行器总成内的电机才会工作以产生驻车制动力。松开电动驻车制动开关时,驻车制动执行器总成内的电机反向操作,以消除驻车制动力。

电源开关转到ON(IG)或OFF均可进行驻车制动器锁止操作。

电源开关转到ON(IG)时可松开驻车制动器。

电动驻车制动开关发生故障时,自动功能自动开启。

(2)自动驻车

可通过操作电动驻车制动开关将手动功能切换至自动功能。

驻车制动器锁止的情况下,拉住电动驻车制动开关5s或更长时间时,自动驻车功能开启。然后,在多信息显示屏上显示警告,指示自动驻车功能开启。

驻车制动解除的情况下,按住电动驻车制动开关5s或更长时间时,自动驻车功能关闭。然后,在多信息显示屏上显示警告,指示自动驻车功能关闭。

自动驻车功能运行的情况下驾驶人将变速杆从P位以外的位置移至P位时,驻车制动ECU操作驻车制动执行器总成内的电机以锁止驻车制动器。另外,踩下制动踏板并使变速杆从P位移至除P位外的位置时,自动解除驻车制动。

四、液压系统的组成与工作原理

1.液压系统的组成

液压制动系统包括以下部件:制动踏板、制动踏板推杆、电控机械式制动助力器、真空软管、制动主缸储液罐、制动系统蓄压器、制动轮缸。

2.液压系统的工作原理

来自制动踏板的机械力由主缸转换为油液压力,经过液压电子控制单元的调整后,通过制动硬管和软管输送到制动轮缸,制动轮缸再将油液压力转换成机械力,从而使制动衬块压紧制动盘,进行车辆制动。

制动控制系统由线性电磁阀(SLA,SLR)、间隙保持阀(SGH)、行程模拟器切断阀(SSA)、压力保持电磁阀(SFRH,SRLH,SRRH,SFLH)和减压阀(SFRR,SRLR,SRRR,SFLR)等组成,并控制各制动轮缸的制动液压。

制动液油路图,如图3-2-9所示。

1)正常制动期间,关闭行程模拟器切断阀(SSA)并打开间隙保持阀(SGH)。线性电磁阀根据目标制动轮缸压力控制伺服室压力施加至制动主缸。通过控制线性电磁阀SLA和SLR,可增加、保持或降低各制动轮缸的制动液压。压力增加时的制动液回路图如图3-2-10所示。

2)正常操作期间的制动液回路图(压力降低时),如图3-2-11所示。

图3-2-9 制动液油路图

1—制动主缸储液罐总成 2—制动助力泵总成 3—蓄压器 4—泵电机 5—主缸 6—制动踏板行程传感器总成 7—制动执行器 8—减压阀 9—蓄压器压力传感器(Pacc)10—伺服压力传感器(Psrv)11—调节器 12—线性电磁阀(SLA)13—线性电磁阀(SLR)14—行程模拟器切断阀(SSA)15—间隙保持阀(SGH)16—行程模拟器压力传感器(Prct)17—行程模拟器 18—制动执行器总成 19—压力保持电磁阀(SFRH)20—压力保持电磁阀(SRLH)21—压力保持电磁阀(SRRH)22—压力保持电磁阀(SFLH)23—减压电磁阀(SFRR)24—减压电磁阀(SRLR)25—减压电磁阀(SRRR)26—减压电磁阀(SFLR)27—泵 28—储液罐 29—前轮制动器RH 30—后轮制动器LH 31—后轮制动器RH 32—前轮制动器LH

图3-2-10 正常操作期间的制动液回路图(压力增加时)

图注同图3-2-9。

图3-2-11 正常操作期间的制动液回路图(压力降低时)

图注同图3-2-9。

五、车辆稳定性控制 (VSC)

ABS和TRC系统主要有助于确保制动和加速时的车辆稳定性,而VSC系统可确保车辆的方向稳定性。根据路况、车速、突然转向操作和其他外界影响,可能出现过度转向不足或转向过度情况。在这种情况下,VSC系统控制各车轮的制动力和驱动轮的驱动力,以最小化转向不足或转向过度,并确保车辆稳定性。

VSC系统使用来自横摆率传感器等各种传感器的信号检测车辆状况,以控制制动液压和发动机转矩,如图3-2-12所示。

图3-2-12 转向不足和转向过度情况

工作原理

VSC系统工作时,通过伺服室将压力从制动助力泵总成供至制动主缸,以施加制动液压至各制动轮缸,从而抑制前轮和后轮打滑。

图3-2-13显示了右转且驾驶人未踩下制动踏板时的增压模式期间的工作情况(转向不足期间)。

转向过度期间的工作原理,如图3-2-14所示。

六、防抱死制动系统 (ABS)

车辆的加速、转弯和停止基本上基于轮胎的抓地力。然而,在打滑路面(如积雪道路或泥泞道路)上突然制动时,轮胎和道路之间可能发生打滑。ABS功能对比各车轮的速度和加速度以确定车轮是否打滑,并控制各制动轮缸的制动液压。这可以防止车轮抱死,并在保持转向控制和车辆稳定性的同时确保充足的制动性能,如图3-2-15所示。

图3-2-13 VSC控制工作原理(转向不足期间)

图注同图3-2-9。

图3-2-14 VSC控制工作原理(转向过度期间)

图注同图3-2-9。

图3-2-15 ABS控制示意图

a—带ABS b—不带ABS c—制动操作

七、电子制动力分配 (EBD)

1.前轮/后轮制动力分配

该功能根据车辆状态(如负载因素或减速度)来控制后轮制动力,以确保良好的制动性能。前轮/后轮制动力分配控制(轻负载),如图3-2-16所示。

图3-2-16 前轮/后轮制动力分配控制(轻负载)

前轮/后轮制动力分配控制(重负载),如图3-2-17所示。

图3-2-17 前轮/后轮制动力分配控制(重负载)

2.左侧/右侧制动力分配控制

此控制对左侧和右侧车轮制动力进行最佳控制,以在转弯期间进行制动时保持车辆稳定性。该功能可确保转弯期间进行制动时的车辆稳定性和良好的制动性能。

左侧/右侧制动力分配控制,如图3-2-18所示。

图3-2-18 左侧/右侧制动力分配控制

带EBD的ABS工作原理

带EBD的ABS控制泵、压力保持电磁阀和减压阀可以控制各制动轮缸的制动液压,如图3-2-19所示。

图3-2-19 带EBD的ABS工作原理

八、牵引力控制 (TRC)

如果由于在打滑路面上起步,或加速时过度踩下加速踏板导致驱动力过大,则驱动轮可能打滑且对加速和转向产生负面影响。TRC系统根据路况控制驱动轮的驱动力和制动力,以限制车轮空转,TRC系统可确保起步、直线加速和转弯时的加速稳定性,如图3-2-20所示。

图3-2-20 牵引力控制

a—带TRC b—不带TRC c—高摩擦表面 d—低摩擦表面 e—在组合摩擦道路上加速 f—低摩擦路面上的转向稳定性

TRC工作原理

TRC在制动助力泵总成内产生的伺服压力的作用下加压制动主缸,同时限制来自发动机的驱动力,并控制各压力保持电磁阀和减压电磁阀,以施加更多的制动液压至各驱动轮的制动轮缸,以降低打滑。

图3-2-21显示了增压模式期间的TRC工作情况。

九、制动保持

制动保持功能可减轻驾驶人在等待交通信号灯时,或在交通拥堵期间反复停车和起步的不适感。

踩下制动踏板且车辆静止时,4个车轮的制动液压保持不变。在正常路面上,车辆保持静止而不需要驾驶人牢固踩下制动踏板或施加驻车制动。

踩下加速踏板且车辆起步时,4个车轮的制动液压自动释放以确保平稳起步。车辆上坡的情况下制动保持功能工作时,驾驶人从制动踏板切换到加速踏板时,制动保持功能可防止车辆向前爬行,如图3-2-22、图3-2-23所示。

制动保持的作用

在交通拥堵期间等待交通信号灯时,制动保持功能可使驾驶人无须施加驻车制动或牢固踩下制动踏板,从而减轻驾驶人的不适感。

图3-2-21 TRC控制工作原理(增压模式期间)

图注同图3-2-9。

图3-2-22 带制动保持功能(保持制动液压)

图3-2-23 不带制动保持功能(车辆向前爬行)

在斜坡上起步时,驾驶人无须快速踩下加速踏板,这以减少不必要的车轮打滑。

十、制动辅助

防滑控制ECU根据踩下制动踏板的踩下速度和力度确定驾驶人是否实施紧急制动。如果确定实施了紧急制动,则自动增加制动力。制动辅助,如图3-2-24所示。

尽管需要紧急制动时驾驶人可能快速踩下制动踏板,但也可能无法充分踩下制动踏板(图3-2-24中a)。

此外,如果驾驶人无法保持制动踏板踩下力,则制动力将下降(图3-2-24中b)。

根据制动踏板踩下速度确定驾驶人正在进行紧急制动,且未能充分踩下制动踏板时,制动辅助系统工作以补充制动力(图3-2-24中c)。

为减轻驾驶人不适,制动辅助还可根据减小的制动踏板踩下力减小制动力(图3-2-24中d)。

车辆满载(坐满人)时,可能需要使用比平时更大的制动力(图3-2-24中e)。

在这种情况下,即使未执行紧急制动,制动辅助系统也会工作(图3-2-24中f)。

图3-2-24 制动辅助

制动辅助功能工作原理

制动辅助系统工作时,通过伺服室将压力从制动助力泵总成供至制动主缸,以高于制动踏板踩下力的制动液压施加至各制动轮缸,如图3-2-25所示。

图3-2-25 制动辅助功能工作原理

图注同图3-2-9。 +ckgFoENPUIFH9kAhCkbjCAmGn49f71VTWKpo187g5+jwplGOGkyCbDYwN+5+p34

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