防摩擦材料磨損汽車液壓制動總泵制動的研究

姚文明 李傲其

摘 要：隨著國內汽車數量的急劇增加，現如今大部分汽車基本上都采用了液壓制動系統。由于液壓制動系在制動時會出現剎車偏軟、制動踏板力大、制動時方向穩定性差等問題，從而影響了汽車的安全行駛的性能。本文從液壓制動的原理入手，并分析了防摩擦材料在汽車液壓制動的作用，為進一步分析液壓制動的性能奠定了良好的基礎。

關鍵詞：防摩擦材料，汽車，液壓制動，研究

0.引言

隨著汽車的快速發展，汽車的發展從無到有，已走過了將近70個年頭，對于制動系統也從機械制動發展到真空裝置制動，到現在的液壓制動與真空裝置結合，這樣使得汽車的發展帶來技術上的飛躍，因而對于汽車液壓制動的研究變得極其重要[1-2]。

各種車型的汽車在我們的衣食住行中扮演著尤為重要的角色，在制動過程主要采用防摩擦材料對汽車進行制動，防摩擦材料的使用直接決定著汽車的行駛安全，只有將制動的性能放在首位，才能對駕駛員和乘員的人身安全進行有效的保證[3-4]。

1. 汽車制動系統的構成

本文以小型汽車為研究對象，以此分析防摩擦材料磨損汽車液壓制動的研究，從提高汽車制動的性能。其汽車制動系統的組成如圖1所示：

從圖1中可以看出，貨汽車的制動過程如下：從制動主泵3的前制動管由四通管接頭分成四路，其中兩路與前輪的左、右制動輪缸7和8相連，剩余的兩路與液壓感載比例閩11，從感載比例閥再傳送至左、右制動缸。其真空助力器2和制動總泵3組成真空制動總泵裝配后，安裝到制動踏板1上，可以通過液壓制動，控制整個制動過程。

在整個汽車制動過程中，會存在如下問題[5-6]：第一，該汽車制動的研究對象剎車偏軟，液壓制動剎不住車，容易造成制動踏板輕等問題。尤其在空載狀態下進行制動時，前輪不容易抱死，但是后輪抱的過死，容易出現側滑等現象；第二，制動踏板沉的缺陷。制動踏板需要的力相對較大，在空載狀態時，要在后半段才會出現車輪拖死的現象；第三，貨汽車制動時方向穩定性差的缺陷。如果在液壓制動的過程中進行緊急制動，后輪也會出現明顯的"甩尾"現象，容易導致駕駛員無法控制車輛行駛的方向。

在汽車長期行駛的過程中，由于頻繁的制動，往往會對制動裝置造成極其重要的影響，一般會出現如下常見的問題[7]：第一，由于多次沒有規律的利用制動裝置制動的話，會造成制動裝置的溫度升高，加速防摩擦材料的磨損，導致制動的性能不佳；第二，對于工程車輛點剎較差，如果沒有緊急制動的話，行駛車輛會由于頻繁起停容易造成了能量的損失；第三，駕駛員反復在油門踏板和制動踏板之間進行切換容易造成駕駛疲勞，進而出現交通事故。

2. 汽車液壓制動問題的分析

通過對汽車液壓制動的問題分析，需要對制動時剎車軟而制動踏板力輕、剎車軟而制動踏板力沉等多種情況進行分析，通過對制動液壓力測量、工作原理闡述，防摩擦材料磨損對汽車行駛的性能造成非常嚴重的影響。

2.1制動系統制動液壓力測量原理

汽車液壓制動系統的制動液壓力的測量原理是通過壓力傳感器將汽車制動系統的前后制動液壓管路中液壓轉換成電信號，再將電信號信號調理電路進行信號調質處理，最后將采集的數據輸送到計算機，由計算機進行處理并顯示。而制動踏板力的測量測量原理主要是通過固定在制動踏板上的傳感器感知外力對制動踏板的力，并將其轉換成對應的電壓信號，將電信號經過調制電路的放大處理，最后輸送到計算機進行決策和反饋[8]。

2.2汽車液壓制動的工作原理

液壓制動系統作為汽車的重要制動系統，也是整個汽車不可缺少的一部分，因此，在汽車安全行駛的前提下，緊急制動有著不可替代的作用。液壓制動系統可以在不需要緊急制動時起到“慢速”制動的作用，同時在下坡道行駛時具有持續的制動能力。由于汽車在實際行駛過程中，由于大部分時間不需要緊急制動，可以依靠液壓反饋制動使車輛停止，這時只需松開油門踏板便可達到一定的制動效果，降低了駕駛員的駕駛強度，也減少了防摩擦材料的磨損。

進行緊急制動時，駕駛員需要迅速松開油門并將操作腳移至制動踏板并踩下，這段時間再加上制動器的響應時間構成了一段制動空余時間，該時間段內液壓反饋制動系統起作用，實現車輛的“預減速”，最后采用液壓系統通過防摩擦材料將汽車完全停止。

液壓制動閥作為汽車制動的直接輔助裝置，可以有效的為汽車直接提供制動壓力，其結構如圖2所示。該液壓制動閥為雙回路制動閥，內部集成梭閥結構，兩油口R1與R2分別接兩個蓄能器，T1與T2接壓力傳感器。

液壓制動閥的整個運動過程可以分為如下幾個步驟：第一，隨著踩踏制動踏板的力度增加，其行程也將變化，兩閥芯都向右側移動，以此同時，制動閥將右位向中位轉換，蓄能器與制動器之間仍保持斷開狀態；第二，隨著制動信號的增大，行程發生較大改變，制動閥由中位向左位轉化，T1與T2建立起制動壓力，同時制動壓力反饋至閥芯的另一個端面，該壓力與制動信號共同保持閥芯的動態平衡，使制動力的輸出與制動信號輸入相關；第三，當制動信號輸入大于某一定值時（由于液壓制動閥的機械限位功能，保證閥芯最大位移恒定），此時制動閥輸出最大制動壓力；最后，當停止踩踏制動踏板，即撤掉制動信號后，液壓制動閥在復位彈簧的作用下回到初始位置，即右位接通，此時制動器油缸直接接通油箱，制動壓力為零，該階段為復位階段。

3.總結

通過對防摩擦材料的磨損分析，闡明了汽車制動的重要性，尤其是液壓系統的作用，將會直接影響汽車的制動性能，從而增加汽車行駛的不安全因素。對液壓制動的分析，能夠有效的提高汽車的行駛安全，為汽車的整機性能的提升奠定良好的基礎，與此同時，為汽車的液壓制動的優化設計提供一定的參考依據。

參考文獻：

[1] 于良耀，王會義，宋健，祁雪樂，孔磊.汽車防抱制動系統中液壓系統性能評價與試驗[J].機械工程學報，2007（09）：40-46.

[2] 熊璐，徐松云，余卓平.基于顫振補償的電子液壓制動系統液壓力優化控制[J].機械工程學報，2016，52（12）：100-106.