汽车制动系统的基本原理_汽车制动原理动画

1.超详细汽车刹车相关知识？

2.汽车刹车时出现异响一定是刹车片损坏吗？

3.汽车制动系统工作原理是什么？

4.汽车盘式制动器的构造及工作原理

5.汽车制动系统的工作原理

超详细汽车刹车相关知识？

超详细汽车刹车相关知识！

汽车因为车轮的转动才能够在道路上行驶，当汽车要停下来时，怎么办呢?驾驶者不可能像动画片中一样的把脚伸到地面去阻止汽车前进，这时候就得依靠车上的刹车装置，来使汽车的速度降低以及停止了。

刹车：顾名思义，就是可以减慢车速的机械制动装置，又名减速器。简单来说：汽车刹车踏板在方向盘下面，踩住刹车踏板，则使刹车杠杆联动受压并传至到刹车鼓上的刹车片卡住刹车轮盘，使汽车减速或停止运行。汽车手动刹车是在排挡旁，连于刹车杠。常见的还有自行车刹车，它是靠固定在车架上的杆状制动器或者盘装抱刹制动器等来进行减速的。

隐藏在车轮内的刹车系统，是扮演使行驶中的汽车停下来的重要装置，刹车装置藉由刹车片和轮鼓或碟盘之间产生磨擦，并在摩擦的过程中将汽车行驶时的动能转变成热能消耗掉。

常见的刹车装置有“鼓式刹车”和“盘式刹车”二种型式，它们的基本特色如下：

一、鼓式刹车：

在车轮毂里面装设二个半圆型的刹车片，利用“杠杆原理”推动刹车片使刹车片与轮毂内面接触而发生摩擦。

鼓式刹车应用在汽车上面已经近一世纪的历史了，但是由于它的可靠性以及强大的制动力，使得鼓式刹车现今仍配置在许多车型上 (多使用于后轮)。鼓式刹车是机油液压将装置于刹车鼓内之刹车片往外推，使刹车片与随着车轮转动的刹车鼓之内面发生摩擦，而产生刹车的效果。

鼓式刹车的刹车鼓内面就是刹车装置产生刹车力矩的位置。在获得相同刹车力矩的情况下，鼓式刹车装置的刹车鼓的直径可以比盘式刹车的刹车盘还要小上许多。因此载重用的大型车辆为获取强大的制动力，只能够在轮圈的有限空间之中装置鼓式刹车。

鼓式刹车的作用方式：

简单的说，鼓式刹车就是利用刹车鼓内静止的刹车片，去摩擦随着车轮转动的刹车鼓，以产生摩擦力使车轮转动速度降低的刹车装置。

在踩下刹车踏板时，脚的施力会使刹车总泵内的活塞将刹车油往前推去并在油路中产生压力。压力经由刹车油传送到每个车轮的刹车分泵活塞，刹车分泵的活塞再推动刹车片向外，使刹车片与刹车鼓的内面发生摩擦，并产生足够的摩擦力去降低车轮的转速，以达到刹车的目的。

鼓式刹车之优点：

1.有自动刹紧的用，使刹车系统可以使用较低的油压，或是使用直径比刹车碟小很多的刹车鼓。

2.手刹车机构的安装容易。有些后轮装置盘式刹车的车型，会在刹车盘中心部位安装鼓式刹车的手刹车机构。

3.零件的加工与组成较为简单，而有较为低廉的制造成本。

鼓式刹车的缺点：

1.鼓式刹车的刹车鼓在受热后直径会增大，而造成踩下刹车踏板的行程加大，容易发生刹车反应不如预期的情况。因此在驾驶用鼓式刹车的车辆时，要尽量避免连续刹车造成刹车片因高温而产生热衰退现象。

2.刹车系统反应较慢，刹车的踩踏力道较不易控制，不利于做高频率的刹车动作。

3.构造复杂零件多，刹车间隙须做调整，使得维修不易。

由于车辆的性能与行驶速度与日遽增，为增加车辆在高速行驶时刹车的稳定性，盘式刹车已成为当前刹车系统的主流。由于盘式刹车的刹车盘暴露在空气中，使得盘式刹车有优良的散热性，当车辆在高速状态做急刹车或在短时间内多次刹车，刹车的性能较不易衰退，可以让车辆获得较佳的刹车效果，以增进车辆的安全性。

并且由于盘式刹车的反应快速，有能力做高频率的刹车动作，因此许多车款用盘式刹车与ABS系统以及VSC、TCS等系统搭配，以满足此类系统需要快速做动的需求。

二、盘式刹车：

以刹车卡钳控制两片刹车片去夹住轮子上的刹车碟盘。在刹车片夹住碟盘时，其二者间会产生摩擦。

高性能的跑车使用的刹车盘多为打孔通风盘，具有较好的冷却作用。

冷空气通过车轮，对刹车盘进行冷却。

盘式刹车的作用方式：顾名思义，盘式刹车以静止的刹车盘片，夹住随着轮胎转动的刹车碟盘以产生摩擦力，使车轮转动速度将低的刹车装置。

当踩下刹车踏板时，刹车总泵内的活塞会被推动，而在刹车油路中建立压力。压力经由刹车油传送到刹车卡钳上之刹车分泵的活塞，刹车分泵的活塞在受到压力后，会向外移动并推动刹车片去夹紧刹车盘，使得刹车片与刹车盘发生摩擦，以降低车轮转速，好让汽车减速或是停止。

盘式刹车的优点：

1.盘式刹车散热性较鼓式刹车佳，在连续踩踏刹车时比较不会造成刹车衰退而使刹车失灵的现象。

2.刹车盘在受热之后尺寸的改变并不使踩刹车踏板的行程增加。

3.盘式刹车系统的反应快速，可做高频率的刹车动作，因而较为符合ABS系统的需求。

4.盘式刹车没有鼓式刹车的自动刹紧作用，因此左右车轮的刹车力量比较平均。

5.因刹车盘的排水性较佳，可以降低因为水或泥沙造成刹车不良的情形。

6.与鼓式刹车相比较下，盘式刹车的构造简单，且容易维修。

盘式刹车的缺点：

1.因为没有鼓式刹车的自动刹紧作用，使盘式刹车的刹车力较鼓式刹车为低。

2.盘式刹车的刹车片与刹车盘之间的摩擦面积较鼓式刹车的小，使刹车的力量也比较小。

3.为改善上述盘式刹车的缺点，因此需较大的踩踏力量或是油压。因而必须使用直径较大的刹车盘，或是提高刹车系统的油压，以提高刹车的力量。

4. 手刹车装置不易安装，有些后轮使用盘式刹车的车型为此而加设一组鼓式刹车的手刹车机构。

5.刹车片之磨损较大，致更换频率可能较高。

汽车刹车时出现异响一定是刹车片损坏吗？

硬核冷知识：汽车刹车时出现异响一定是刹车片损坏吗？

常见问题：

刹车减速时高频率出现尖锐啸叫音，是制动器故障还是正常现象？

大部分专业人员解析这个问题时都会定一个前提，那就是制动器已经因磨损而出现故障；但是这样的设前提是有些片面的，因为很多汽车在落地之后就会出现异响问题，刹车片和刹车盘的工况还在巅峰状态，而且其中还有很多使用知名度非常高（成本高昂）的零部件的车辆。

所以刹车出现噪音并非都是故障造成，可以说绝大多数车辆刹车减速的过程中出现声音都是正常现象，完全没有声音的制动器反而是小概率的存在。原因为刹车的原理是依靠摩擦，任何摩擦都会产生声音！

（左侧为盘式制动器，右侧为鼓式制动器）

刹车与摩擦的关系

汽车的刹车原理实际上与自动车和摩托车是一样的，甚至与“脚刹”都没有本质的区别；刹车的本质是摩擦，汽车的刹车是「刹车片摩擦刹车盘」使刹车盘减速在传动系统的最后一节的“半轴”上，刚性固定的包括车轮（轮毂）和刹车盘；发动机输出的动力会带动刹车盘和车轮一起转速，反之为刹车盘减速就是为车轮减速。

转动中的刹车盘在不断的输出动力，可以理解为“扭矩”；那么刹车就是以相互作用力抵消刹车盘的动力，制动力超过动力就能够缓慢减速了。实现减速的基础就是摩擦，也就是物体表面分子的碰撞；刹车片固定不动，产生作用力就是刹车盘的运转阻力。

重点：刹车的基础是摩擦，摩擦必然会产生振动；任何物体的振动都会引起空气的共振，空气的振动则会产生噪音。如果对这种描述存在疑惑的话，可以现在用手揉搓另一只手，会不会出现“沙沙”的声音呢？这就是摩擦振动产生的声响。

那么刹车片在刹车助力泵巨大的作用之下，与刹车盘高强度的摩擦怎么会没有声音呢？少数车辆听不到声音其实也只是因摩擦振动频率比较特殊，噪音强度比较小所以在车内很难听清楚而已；反之能够清晰听到制动噪音，或者是比较尖锐的啸叫音的话，这也可能只是刹车片的类型或活塞的特点导致的结果。

刹车片有多种类型

常见类型包括：

1.石棉型刹车片

2.冶金粉末刹车片

3.无石棉有机物型

价格比较低廉的刹车片仍旧是石棉型刹车片，主要成本包括最高60%的石棉；这种刹车片的特点是散热能力差，高温之后会出现摩擦系数的下降，或者出现刹车片与刹车盘实际接触面的不平整。随后在加大力度制动的过程中，接触面的变化则可能出现尖锐的噪音，这是比较正常的现象，在高温天气中长时间刹车确实更容易出现异响。

第二类是使用最多的冶金粉末（半金属混合物）刹车片，特点是散热能力强，能防止高温造成制动力“热衰退”；但是这种刹车片又有了另一个缺点，那就是金属成本较高会造成低温环境中摩擦面的异常，在正常制动的过程中很容易出现异响。其次则是导热性过于良好，热能会传递到刹车分泵并过量传导至刹车油里，如果刹车油水含量超标则有可能出现气阻，刹车会间断甚至消失，当然只要不是在超长下坡路段持续刹车则一般并没有问题。

第三类所谓的“无石棉有机物刹车片”主要用多种特殊纤维材料加强，比如常见的三种。

玻璃纤维

陶瓷纤维

碳

这种刹车片理论上具备最均衡的散热和耐低温性能，在制动过程中可以「有效降低噪音」——注意重点，所以严谨的描述都是能有效降低而非避免噪音，因为只要存在摩擦就不会没有噪音。

实车“陶瓷刹车片”也是有噪音的，由于硬度的特点还有可能出现尖锐的噪音；尤其是在新片换装之后的磨合过程中，此时刹车片的表面并不平整，接触面的凸起位置与刹车盘的异常磨损也可能出现啸叫音。不过在磨合数百公里之后，刹车片表面平整一些就会好一些，但是自动挡汽车可能还会存在另一种制动噪音。

刹停松开刹车瞬间的异响

从入门级到百万级高端汽车，测试过的车辆不胜枚举；基本只要是自动挡汽车在刹车停稳之后送刹车踏板，或者在挂D挡准备起步送刹车的瞬间，往往都会出现一种“咯噔”一声的异响，感觉就像是把两块用胶水黏在一起的盘子扯开的声音为什么会有这种声音呢？

其实这也是一种正常的现象，因为自动挡汽车在刹车到停稳之后，其实发动机的动力仍旧是通过传动系统持续输出到车轮和刹车盘的；之所以能停稳只是因为制动力大于车轮转矩，说白了就是强行夹住刹车盘使其停转——刹车盘和刹车片在“较劲ing”中，那么挂入N挡松开刹车的瞬间，刹车盘片分离的瞬间救会产生异常的振动，出现噪音也就是很正常的现象了。

重点：D挡行驶中的起起停停并不需要频繁切换到N挡，在D挡停稳再起步的瞬间，刹车盘和刹车片分离的瞬间会产生更强的振动；所以刹车停稳之前、起步加速或D挡频繁启停时，都会出现“咯噔”或者“咯吱吱”的噪音。

至此对于汽车制动器的噪音应当能理性的解读了，其实大部分汽车的制动噪音都是正常的；尤其是在雨后出现噪音再正常不过，由于刹车盘是灰铸铁材料，空气湿度过大或雨后都会快速的生锈，这会造成刹车盘表面的不平整。那么之后使用车辆时的刹车就会因刹车盘表面的粗糙而出现异响，不过在重踩几脚刹车、把锈打磨掉之后就会好得多了。

最后需要了解的知识点就是「持续异响与更换标准」，刹车片上会有一个薄薄的钢片，一般称之为“刹车片磨损极限报警片”；当刹车片的摩擦块磨到很薄的时候，这个钢片在刹车时就会与刹车盘摩擦，产生的是持续且尖锐的啸叫音，如果每次刹车都有这种噪音，同时刹车力度明显变差则需要检查与更换。

刹车盘的使用寿命大约为刹车片的2~3倍，也就是换两到三次刹车片之后才需要考虑换盘；对于行驶里程较少的家用汽车而言一般无需考虑换盘，除非是行驶里程较多的多手汽车需要注意。

汽车制动系统工作原理是什么？

目前大部分小型车都用液压制动，因为液体是不能被压缩的，能够几乎100%的传递动力，基本原理是驾驶员踩下刹车踏板，向刹车总泵中的刹车油施加压力，液体将压力通过管路传递到每个车轮刹车卡钳的活塞上，活塞驱动刹车卡钳夹紧刹车盘从而产生巨大摩擦力令车辆减速。

汽车盘式制动器的构造及工作原理

汽车「盘刹」制动系统结构与运行原理很简单汽车「盘刹/碟刹」的结构与原理可以用两个字总结：迫&磨！

“碟刹”是自行车的俗称，其制动原理的关键词是“拉”。将制动拉索穿过制动手柄，拉动制动盘两侧卡钳中的制动片，夹紧制动盘，通过摩擦克服制动盘的扭矩。由于相互作用力的偏移，制动盘停止，即减速。由于自行车的盘式制动器结构容易识别和理解，也有用户认为汽车或摩托车的盘式制动器也是“拉摩擦制动”，但这是一种错误的理解。

拉or推刹车油的别称是什么？——迫力油

力≠驱力，其概念可以理解为“压迫”和“压榨”。汽车制动系统的动力源来自“制动总泵”。泵的概念是对液体加压的机器，通俗的解释是挤压液体使其压缩到一定程度，通过限制其流量使其挤压另一端移动或持续形成压力。制动总泵和制动油管内将充入压力油(制动油)，并与四个车轮分泵连接，每个分泵将与制动片和制动盘集成在一起。

图1:制动总泵“迫使”制动油流向从动缸，并压迫制动盘与制动盘接触减速。

图2:制动总泵的结构特征。

图3:制动传递的结构特征。

摩擦减速在了解了「迫力油」的传动原理后，再来了解一下刹车盘的知识点。

制动盘与轴头刚性结合固定，通俗地说就是:制动盘与车轮同速转动，当车轮转动时，制动盘转动，当制动盘停止时，车轮停止。相信这是很多汽车用户不知道的知识。汽车减速不像自行车的普通“V型刹车”，因为汽车行驶中巨大的惯性力不能这样刹车，否则轮毂会迅速变形损坏。

转矩的概念

汽车动力输出的所有节点都依赖于“旋转”。比如发动机通过飞轮的转动带动离合器或液力变矩器转动，再由变速箱齿轮组的转动带动传动轴转动，带动圆轮转动，输出动力。汽车技术术语中有个术语叫“轮上动力”，其实叫“轮上扭矩&Torque”会更容易理解。因为车轮的转动本质上等于发动机飞轮的转动，所以只是通过一些复杂的结构传递。发动机的输出功率其实应该叫扭矩，这是作用力的概念。

“摩擦力和扭矩”，扭矩是一种作用力，摩擦力也是一种作用力。唯一不同的是，他们在接触时是“互动”和“相互取消”的！制动缸通过压力油的巨大压力将制动片“压”在制动盘上进行摩擦，摩擦产生的作用力就是制动盘的运行阻力。这时，如果汽车停止加油，车轮将不再有持续的扭矩。设扭矩为1000N·m，摩擦力为200N·m，通过持续接触可以逐渐消耗掉1000N·m的力，使车辆缓慢停止。这就是“盘式制动”制动系统的原理。

盘刹为什么会成为家用汽车的主流选项？核心因素：散热能力强！

汽车制动系统分为“盘式制动&鼓式制动”两大类，其中鼓式制动主要用于中大型客货车。原因是这种车的总质量很高，在制动和减速的过程中需要非常大的制动力。然而，在足够的力下，刹车片和刹车盘或鼓之间的摩擦将非常高，这意味着磨损非常快。刹车盘主要用“HT250灰铸铁”，这是一种制造成本较高的钢材。对于消费过快的商用车来说确实是负担不起的，所以选择了鼓式刹车。

“鼓刹”的“刹车盘”变成了圆鼓，就像唐僧的“紫金钵盂”。然而，鼓式制动器的材料水平较低。虽然普通钢材的耐久性更差，但更换成本要低得多，这也是鼓式制动器被商用车认可的原因。但是鼓式制动器也有一个很大的问题，因为制动蹄(刹车片的别称)固定在制动鼓内部，摩擦动作是在鼓内部完成的；这样一来，摩擦产生的高热能无法快速挥发，持续的高负荷制动会快速加热摩擦片，使其摩擦系数大大降低——制动器较弱或出现故障，因此驾驶鼓式制动厢式货车需要相当的技术水平，或者是用低成本的喷雾冷却系统或传动轴高成本直接制动的“液力缓速器”。

知识点:小微乘用车(家用车)用户往往没有专业的驾驶技能，基本不具备刹车失控的应急处理能力。所以鼓式制动器不适合这种类型车辆的用户，只能选择盘式制动器！——盘式制动器的制动盘、制动盘和制动缸暴露在空空气中，汽车行驶过程中空空气的流动可以有效地冷却盘式制动系统；其次，大部分车辆的前制动盘也会用“打孔通风盘”，制动盘的内部结构可以增强散热。所以碟刹会安全很多，这也是家用车选择碟刹的原因。关于刹车谈了这么多。

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汽车制动系统的工作原理

制动系统一般由制动操纵机构和制动器两个主要部分组成。制动操纵机构产生制动动作、控制制动效果并将制动能量传输到制动器制动系统的各个部件，制动器产生阻碍车辆的运动或运动趋势的力的部件。

1.汽车刹车踏板在方向盘下面，踩住刹车踏板，则使刹车杠杆联动受压并传至到刹车鼓上的刹车片卡住刹车轮盘，使汽车减速或停止运行。汽车手动刹车是在排挡旁，连于刹车杠。常见的还有自行车刹车，它是靠固定在车架上的杆状制动器或者盘装抱刹制动器等来进行减速的。

2.刹车是靠刹车片与刹车鼓之间的激烈磨擦来完成的。

3.刹车作用的原理是把车子的动能转化为热能消耗掉，而动能来自于发动机提供的动力，需要燃料燃烧做功来提供，也就是说你踩一次刹车就意味着你的汽油要浪费一点。所以，请你一定记住第一条：开车尽可能少踩刹车，刹车只是为了舒适或者紧急情况下不得不用的方法。

4.刹车有很多都是不得已而为之的紧急刹车，此时就必须注意刹车的技巧了。这里分两种情况讨论，一是不带有ABS防抱死刹车系统的车辆，老式的车辆基本都是这样的。这种车辆在遇到紧急刹车的时候，如果刹车力度过大则可能使车子轮胎抱死（轮胎完全不转动），我们在公路上经常可以看到拖得很长的两条黑色刹车痕，这就是没有ABS的汽车刹车时轮胎与地面摩擦的痕迹，轮胎由于紧急制动导致轮胎抱死以后不再转动，但巨大的惯性会使车子的轮胎磨擦着地面继续向前滑动，轮胎与地面剧烈摩擦导致轮胎上磨擦掉的橡胶粒产生了一条黑色的痕迹。此时如果强行打方向往往会产生跑偏侧滑甩尾甚至侧翻失控等严重后果。