第 二 節 油 壓 煞 車 機 構 3-2-1 煞車總泵的功能 構造與工作原理 一 油 壓 煞 車 機 構 的 概 述 液壓煞車系統係利用液體的下列三種原理而得到煞車的作 用 一為液體的不可壓縮性 當液體受壓時 液體的總容積 不 會 變 化 但 壓 力 卻 會 升 高 如 3-2 二 為 巴 斯 噶 原 理 即 液 體 流 動 時 任 單 位 面 積 上 所 受 到 的 壓 力 相 同 如 3-3 所 示 三 為 可 以 利 用 液 體 來 傳 遞 動 力 因 此 當 踩 下 煞 車 踏 板 時 踏板的力量就可以經由總泵推桿 總泵活塞 ( 將煞車油壓動 後 ) 煞 車 油 管 煞 車 分 泵 油 壓 力 將 煞 車 蹄 片 張 開 壓 緊 於 煞 車 鼓 上 得 到 煞 車 的 作 用 如 3-4 3-2 液 體 不 可 壓 縮 原 理 3-3 巴 斯 噶 作 用 原 理 3-4 簡 單 的 液 壓 煞 車 系 統 油 路 二 液壓煞車系統的構件 液 壓 煞 車 系 統 的 構 件 包 括 有 煞 車 踏 板 煞 車 總 泵 煞 車 油 管 煞 車 分 泵 煞 車 蹄 片 煞 車 來 令 片 煞 車 鼓 等 如 1
3-5 所 示 茲 將 各 構 件 分 述 如 下 3-5 液 壓 煞 車 系 統 的 構 件 3-6 吊 式 及 立 式 煞 車 踏 板 ( 一 ) 煞車踏板 煞車踏板依裝置位置之不同 分為吊 ( 掛 ) 式及立式兩種 吊式的煞車踏板其作用支點在踏板的上方 總泵推桿在支點 之下方 通常使用於小型車輛 立式的煞車踏板 作用支點 在 車 身 底 板 的 下 方 通 常 為 大 型 車 輛 所 使 用 如 3-6 所 示 2
3-7 煞 車 踏 板 空 隙 為使煞車不作用時 煞車來令片要完全與煞車鼓分離 又煞車踏板剛採下時 應有一段行程煞車不作用 因此煞車 踏 板 於 安 裝 時 必 須 考 慮 如 3-7 所 示 的 A 自 由 高 度 ( 又 稱 踏板高度 ) 即車身底板到踏板最高的距離 一般約有 143~149 (5.630~5.870 吋 ) 及 B 自 由 遊 隙 ( 又 稱 煞 車 踏 板 空 檔 ) 即為踩下煞車踏板時煞車不作用的間隙 一般約有 20~25 (0.80~1.0 吋 ) 此 間 隙 若 太 大 時 會 造 成 煞 車 作 用 遲 緩 間隙若太小或沒有間隙時 會造成煞車鎖死 和 C 底板 間隙 ( 又稱踏下高度 ) 即踏板完全踩下時距底板高度 一 般 約 有 70 (2.760 吋 ) 以 上 ( 二 ) 煞 車 總 泵 (Master Cylinder) 煞 車 總 泵 (Master Cylinder) 的 種 類 很 多 構 造 亦 不 相 同 現 在 僅 以 使 用 最 多 的 活 塞 型 煞 車 總 泵 作 詳 細 的 說 明 1. 活 塞 型 煞 車 總 泵 的 構 造 及 作 用 情 形 構 造 包 括 有 本 體 推 桿 活 塞 第 一 及 第 二 皮 碗 定 位 彈 簧 及 防 止 門 其 彈 簧 活 塞 擋 圈 防 塵 罩 及 貯 油 室 等 所 組 成 如 3-8 所 示 3
3-8 活 塞 型 煞 車 總 泵 (1) 貯 油 室 貯 油 室 位 於 總 泵 本 體 之 上 方 用 來 儲 存 煞 車 油 煞 車 油 的 油 面 高 度 應 保 持 在 加 油 口 下 1/4~3/8 吋 加 油 口 蓋 上 有 一 通 氣 孔 用 以 保 持 油 室 內 的 壓 力 為 一 大 氣 壓 (2) 進 出 油 孔 位 於 總 泵 貯 油 室 的 下 方 進 油 孔 位 於 第 二 皮 碗的前方 第一皮碗的後方 孔口較大 使貯油室的煞車油 能經由此孔口進入煞車總泵活塞之中部 出油孔位於第一皮 碗的前方 孔口較小 主要的作用在於煞車踏板放鬆時 或 煞車油在油路中受熱膨脹時 煞車油能經此孔流回到貯油室 還有煞車油遇冷收縮或其他原因使煞車管路中損失時 煞車 油可由貯油室經此孔流回到活塞的前方 使煞車管路充滿煞 車 油 (3) 防 塵 罩 用 來 防 止 灰 塵 及 污 物 進 入 到 煞 車 總 泵 內 (4) 活 塞 擋 圈 煞 車 踏 板 放 鬆 時 使 總 泵 活 塞 能 回 到 規 定 的 位 置 亦 即 使 活 塞 前 方 的 第 一 皮 碗 能 回 到 進 出 油 孔 的 之 間 並 防 止 活 塞 的 跳 出 (5) 總 泵 活 塞 由 鋁 合 金 製 成 中 間 製 成 凹 下 便 於 儲 存 更 多 的 煞車油 活塞上周圍的小孔 使煞車油於煞車踏板放鬆的瞬 間 經由此孔流到活塞之前方 可作為兩腳煞車之用 ( 即快 踩 放 兩 次 增 強 煞 車 力 ) 活 塞 之 前 後 凹 槽 則 用 來 安 裝 第 一 及 第 二 皮 碗 之 用 如 3-9 所 示 4
3-9 煞 車 總 泵 活 塞 (6) 第 一 皮 碗 (Primary Cup) 位 於 活 塞 的 前 方 受 活 塞 的 作 用 將活塞前方之煞車油壓出後產生煞車油壓 故又稱為壓力皮 碗 如 3-8 所 示 有 些 煞 車 總 泵 在 第 一 皮 碗 與 活 塞 凹 槽 之 中間安置一只梅花鋼片 目的使油路暢通 並有保護第一皮 碗 之 功 用 (7) 第 二 皮 碗 (Secondary Cup) 裝 於 總 泵 活 塞 的 後 方 用 來 防 止 煞 車 油 從 後 方 漏 出 如 3-8 所 示 (8) 定 位 彈 簧 當 煞 車 踏 板 放 鬆 時 使 總 泵 活 塞 能 回 復 到 規 定 位 置 (9) 防 止 門 及 其 彈 簧 裝 置 於 煞 車 總 泵 出 口 的 前 方 又 稱 為 單 向 閥 或 止 回 閥 其 作 用 情 形 如 3-10 所 示 不踩煞車踏板時 彈簧彈力大於煞車鋼管內的壓力 使 防止門關閉 可用來保持煞車鋼管內的殘壓 ( 約大於大氣壓 力 10psi) 及 防 止 空 氣 進 入 煞 車 管 路 中 如 3-10-(1) 所 示 3-10 防 止 門 及 彈 簧 的 作 用 當踩下煞車踏板時 總泵之油壓大於彈簧的彈力將防止 門推開 煞車油則經由防止門的中間流出 煞車油經煞車鋼 管 煞 車 分 泵 而 產 生 煞 車 作 用 如 3-10-(2) 所 示 當煞車踏放鬆之瞬間 油管中的煞車油壓將防止門推離 防止門座 煞車油則經由防止門的四周流回到煞車總泵 如 5
3-10-(3) 所 示 當煞車油壓降低到較防止門彈簧之彈力還小時 防止門 復 又 關 閉 由以上可知 防止門及其彈簧的功用有三 一為保持煞 車 鋼 管 及 煞 車 分 泵 中 的 油 壓 稍 高 於 大 氣 壓 力 約 10psi 二 為 防 止空氣進入煞車系統中 三是使煞車油路充滿煞車油 使煞 車 作 用 迅 速 2 活塞型煞車總泵煞車系統的作用情形 (1) 當 踩 下 煞 車 踏 板 時 總泵推桿將總泵活塞推動 第一皮碗越過回油孔後 將 由 活 塞 所 受 壓 的 煞 車 油 經 防 止 門 煞 車 鋼 管 煞 車 分 泵 此 時煞車系統所產生的煞車油壓足以克服回拉彈簧的拉力 使 煞 車 蹄 片 張 開 壓 緊 於 煞 車 鼓 而 的 到 煞 車 作 用 如 3-11 所 示 3-11 踏 板 踏 下 時 (2) 煞 車 踏 板 放 鬆 時 總泵內的定位彈簧及油壓將活塞推回至原來位置 使回 油孔打開 同時回拉彈簧將煞車蹄片及分泵活塞拉回 使防 止門推開 煞車油經回油孔流回到煞車總泵的貯油室 如 6
3-12 當煞車踏板放鬆瞬間 總泵活塞的前方產生真空 將第 一皮碗收縮 煞車油即可經活塞前方小孔及皮碗周圍流到活 塞 的 前 方 以 補 充 更 多 的 煞 車 油 因 此 若 要 使 用 兩 腳 煞 車 只要在煞車踏板放鬆瞬間 再急速的踩下煞車踏板 就可以 獲 得 更 大 的 煞 車 力 如 3-13 ( 註 使 用 兩 腳 煞 車 不 但 可 獲得更大的煞車力 且可以減少煞車作用時車輪的偏滑 但 是 有 ABS 煞 車 系 統 的 車 輛 是 不 可 使 用 兩 腳 煞 車 的 ) 3-12 踏 板 放 鬆 總 泵 活 塞 退 回 到 原 來 位 置 時 之 情 形 3-13 踏 板 瞬 間 放 鬆 時 剎 車 油 流 入 活 塞 前 室 7
( 三 ) 煞 車 油 管 (Brake Tube) 在煞車總泵與煞車分泵之間 一定要有煞車油管 方能 將 煞 車 總 泵 的 煞 車 油 傳 送 到 煞 車 分 泵 煞 車 油 管 的 材 料 主 要 的有銅管或鋼管 以鋼管材料為佳 又因車架與車軸間的距 離經常改變 因此在轉向車軸會以高壓橡皮軟管連接 然不 管 使 用 任 何 材 料 均 須 具 承 受 50~70 / 2(700~1000psi) 的 油 壓 力 為 使 油 管 之 兩 端 不 漏 油 通 常 在 連 接 處 須 製 成 喇 叭 口 如 3-14-(A) 及 3-14-(B) 3-14 煞 車 油 管 ( 四 ) 煞 車 分 泵 (Wheel Cylinder) 1. 構 造 包 括 有 缸 體 定 位 彈 簧 分 泵 活 塞 分 泵 皮 碗 推 桿 放 氣 螺 絲 及 防 塵 罩 等 所 組 成 如 3-15 所 示 3-15 分 缸 之 構 造 (1) 缸 體 用 鑄 鐵 或 鋁 合 金 製 成 安 裝 於 煞 車 底 板 上 並 作 為 煞 車 油 管 連 接 件 及 煞 車 蹄 片 的 連 接 支 架 (2) 定 位 彈 簧 用 來 保 持 分 泵 的 間 距 並 使 分 泵 皮 碗 經 常 壓 緊 在 8
活 塞 上 (3) 分 泵 皮 碗 用 來 保 持 煞 車 油 壓 及 防 止 漏 油 漏 氣 (4) 防 塵 罩 防 止 外 界 雜 質 或 水 份 進 入 煞 車 系 統 中 (5) 放 氣 螺 絲 用 來 排 除 煞 車 管 路 的 空 氣 用 (6) 分 泵 活 塞 依 輪 煞 車 種 類 之 不 同 分 泵 活 塞 可 區 分 為 單 向 作 用 單 活 塞 式 及 雙 向 作 用 雙 活 塞 式 兩 種 通 常 雙 向 作 用 雙 活 塞 式煞車分泵為配合煞車效果的需要 有兩端大小不同或兩端 長短不同的級式分泵 一般而言分泵活塞較大的及較長的對 著 主 蹄 片 安 裝 ( 得 視 廠 家 的 規 定 ) 如 3-16 所 示 3-16 二 端 長 短 不 同 的 分 缸 及 二 端 大 小 不 同 的 分 缸 3-17 煞 車 蹄 片 ( 五 ) 煞 車 蹄 片 (Brake Shoe) 強大的煞車油壓作用於煞車蹄片上 因此煞車蹄片必須 具 受 高 壓 而 不 變 形 及 高 溫 不 改 其 強 度 的 特 性 在 構 造 上 有 使 用 鋼 鍛 造 鋼 板 壓 製 或 模 鑄 而 成 並 且 將 斷 面 製 成 T 型 以 9
增 加 強 度 如 3-17 所 示 煞車蹄片的作用 當踩下煞車踏板時 煞車總泵的油壓 經 由 煞 車 油 管 煞 車 分 泵 將 煞 車 蹄 片 張 開 藉 由 煞 車 來 令 片 與煞車鼓接觸所得到的摩擦力得到煞車的作用 放鬆煞車踏 板 時 回 拉 彈 簧 將 蹄 片 拉 回 定 位 之 ( 六 ) 煞 車 來 令 片 (Brake Lining) 煞車來令片用鉚釘或螺栓或用膠合之方法與煞車蹄片 連接在一起 其中螺栓接合法較不常用 鉚釘接合法常用於 大 型 車 輛 如 3-18-(A) 所 示 膠 合 法 則 廣 泛 使 用 於 小 型 車 如 3-18-(B) 所 示 3-18 煞 車 蹄 片 與 來 令 片 的 接 合 方 法 煞 車 來 令 片 必 須 有 足 夠 的 摩 擦 係 數 並 且 應 具 備 耐 磨 耐 高 溫 及 價 格 便 宜 更 換 容 易 的 特 性 一 般 由 棉 或 石 棉 橡 膠 焦 煤 乾 油 及 金 屬 粉 末 ( 如 黃 銅 鉛 鋅 鋁 ) 等 用 編 織 法 乾 壓 法 或 模 製 法 製 成 然第二蹄片所作的總功值大於第一蹄片 所以兩個來令 片 會 有 摩 擦 係 數 不 相 同 的 材 料 製 成 有 些 來 令 片 標 示 著 有 A 或 B 或 C 或 D 或 E-------- 至 或 G 的 英 文 字 母 其 意 義 用 來 表 示 該 來 令 片 的 製 造 材 料 摩 擦 特 性 及 耐 溫 程 度 字母愈後面者在摩擦作用消失前可抗高溫的程度較愈前面者 佳 故 使 用 煞 車 來 令 時 必 須 依 廠 家 的 規 定 ( 七 ) 煞車鼓 (Brake Drum) 1. 概 述 煞車鼓裝置於軸上與車輪一起旋轉 當煞車作用時 由於煞車蹄片的外張使來令片與煞車鼓接觸 產生摩擦力 10
得 到 減 速 的 作 用 煞 車 鼓 在 嚴 厲 的 環 境 下 工 作 因 此 必 須 具 有 強 度 大 耐 磨 耐 高 溫 散 熱 性 要 佳 摩 擦 係 數 要 大 質 量 輕 及 平 衡 佳 的 特 性 如 3-19 3-19 鼓 式 煞 車 總 成 構 造 2 種 類 煞 車 鼓 的 種 類 可 區 分 為 下 列 五 種 (1) 鋼 板 壓 製 煞 車 鼓 (Pressure Steel Drum) 此 類 煞 車 鼓 鼓 底 及 鼓 環 均 使 用 鋼 板 壓 製 而 成 如 3-20 所 示 其 具 有 的 特 性 為. 體 輕 而 結 實 但 摩 擦 係 數 小. 受 壓 後 會 變 形 但 不 會 裂 開. 厚 度 薄 無 冷 卻 葉 片 散 熱 性 較 差 3-20 鋼 板 壓 製 3-21 鑄 鐵 模 製 (2) 鑄 鐵 模 製 煞 車 鼓 (Cast-Iron Drum) 此類煞車鼓鼓底及鼓環均以鑄鐵混合碳鋼模鑄製而成 如 3-21 所 示 其 具 有 的 特 性 為. 質 硬 不 易 磨 損 11
摩 擦 力 大 受 壓 後 之 變 形 量 少. 體 積 較 厚 可 吸 收 大 量溫度使接觸面易於冷卻 鼓環之外圍有冷卻葉片不但可 增 加 散 熱 效 果 更 能 增 加 煞 車 鼓 的 堅 實 耐 壓 性 (3) 鑄 鐵 與 鋼 板 合 製 煞 車 鼓 (Combination Iron and Steel Drum) 此 類 煞 車 鼓 鼓 底 為 鋼 板 鼓 環 以 鑄 鐵 製 成 如 3-22 所 示 其 具 有 的 特 性 為. 能 耐 高 溫 及 高 壓 且 受 壓 後 之 變 形 量 少 摩 擦 係 數 高 磨 損 不 易. 鼓 環 之 外 圍 亦 有 冷 卻 葉 片 因 此 堅 實 耐 壓 散 熱 性 佳 3-22 鑄 鐵 與 鋼 板 合 製 煞 車 鼓 3-23 特 殊 煞 車 鼓 (4) 特 殊 煞 車 鼓 又 稱 為 線 紋 處 理 式 煞 車 鼓 (Lined Drum) 如 3-23 所 示 鼓環的外側的材料為鋼板內側為特殊金屬 鼓底的材料是 鋼 板 此 類 煞 車 鼓 具 摩 擦 性 極 佳 及 散 熱 良 好 的 特 性 (5) 鋁 與 鑄 鐵 模 製 煞 車 鼓 (Lined Drum) 此類煞車鼓的鼓底及鼓環之外側用鋁合金製成 鼓環 的 內 側 則 用 鑄 鐵 製 成 如 3-24 所 示 其 具 有 摩 擦 係 數 大 耐 磨 及 散 熱 快 的 特 性 3-24 鋁 與 鑄 鐵 模 製 煞 車 鼓 3. 煞 車 鼓 的 散 熱 方 法 煞 車 鼓 的 溫 度 不 宜 超 過 275 (135 ) 否 則 不 但 會 造 成 12
煞車之衰減 而且會加速煞車股與煞車來令片之磨損 因此 煞車鼓的散熱效果愈佳愈好 為求得良好的散熱下列之方法 是可行的 (1) 增 加 煞 車 鼓 的 厚 度 以 利 吸 收 更 多 的 熱 量 (2) 於 煞 車 鼓 之 外 側 增 設 冷 卻 葉 片 使 行 車 時 增 加 空 氣 之 鼓 動 與 空 氣 的 接 觸 面 (3) 利 用 車 輪 鋼 圈 上 的 葉 片 使 行 車 時 增 加 空 氣 之 鼓 動 幫 助 冷 卻 (4) 大 型 之 車 輛 則 使 儲 水 箱 於 煞 車 頻 繁 及 下 長 坡 煞 車 時 由 駕 駛 員 控 制 將 儲 水 箱 的 水 噴 於 煞 車 鼓 之 外 側 3-2-2 煞 車 總 泵 輔 助 增 壓 器 的 功 能 種 類 構 造 與 工 作 原 理 一 概述 一 般 踩 下 煞 車 踏 板 的 力 量 以 5~8 / 2 為佳 然 現今之車輛由於車速及載重量的增加 因此對車輛的煞車 力 必 須 加 大 煞 車 性 能 亦 必 須 提 高 如 果 完 全 靠 駕 駛 員 的 踏板踏力 不但不能得到安全煞車距離 而且易造成駕駛 員因長時間駕駛引起疲勞 所以現今的煞車系統均裝設有 煞車總泵動力輔助增壓器 可利用大氣壓力與進汽歧管真 空的壓力差 以幫助駕駛員能以較小的踏板踏力更能獲得 更 大 的 煞 車 力 二 動 力 輔 助 煞 車 的 種 類 及 工 作 原 理 構 造 現今車輛所使用的動力輔助煞車可區分為真空輔助 煞 車 真 空 液 壓 煞 車 及 壓 縮 空 氣 增 壓 煞 車 三 種 茲 將 各 系統分述如下 1 真空輔助煞車 真 空 輔 助 煞 車 (Vacuum Suspended Power Boosters) 廣 泛 的 使 用 於 小 型 車 輛 係 利 用 真 空 輔 助 動 力 缸 (Power Boosters) 內 的 真 空 與 大 氣 壓 力 的 差 值 及 動 力 缸 面 積 的 大 小 以 產 生 所 須 的 輔 助 壓 力 其 依 煞 車 踏 板 未 作 用 前 動力缸前後室真空與大氣之不同可區分為真空浮懸式及 13
大氣浮懸式兩種 然大氣浮懸式易地區高度的影響 因 此的車輛已少使用 現僅將真空浮懸式給予敘述 如 3-25 3-25 真 空 浮 懸 式 作 用 簡 (1) 煞 車 踏 板 放 鬆 時 動 力 缸 閥 柱 塞 及 閥 推 桿 受 圓 錐 彈 簧 的 彈 力 推 至 最 底 端 使 真 空 門 打 開 大 氣 門 關 閉 此 時 若 引 擎 不 發 動 動 力 缸 的 前 後 室 無 真 空 可 言 因 此 動 力 缸 的 前 後 室 均 大 氣 壓 若 引 擎 已 發 動 動 力 缸 的 前 後 室 均 為 真 空 狀 如 3-26 所 示 3-26 煞 車 踏 板 放 鬆 時 (2) 踩 下 煞 車 踏 板 時 煞 車 踏 板 將 閥 推 桿 及 閥 柱 塞 向 前 推 動 閥 彈 簧 將 真 空 門 關 閉 使 柱 塞 前 後 室 的 通 路 切 斷 柱 塞 的 前 室則為真空 而閥柱塞的移動的同時將大氣門打開 使空氣 進 入 柱 塞 的 後 室 結 果 動 力 缸 活 塞 的 前 室 有 真 空 吸 力 後 室 則有大氣壓的推力 迫使動力缸活塞移動而使總泵推桿及總 泵 活 塞 而 得 到 真 空 吸 力 大 氣 壓 推 力 及 踏 板 踏 力 的 作 用 不 但 煞 車 作 用 迅 速 且 能 產 生 更 高 的 煞 車 油 壓 如 3-27 所 示 14
3-27 煞 車 踏 板 踩 下 時 (3) 煞 車 踏 板 踩 著 不 放 時 閥 柱 塞 停 止 不 動 此 時 總 泵 油 壓 的 反 作用力施於總泵推桿 再傳到反作用板使閥柱塞微微向後移 動 將大氣門關閉 結果動力缸的前後室均為真空 閥柱塞 得 以 保 持 不 動 煞 車 系 統 也 維 持 一 定 的 煞 車 油 壓 如 3-28 所 示 3-28 煞 車 踏 板 踩 著 不 放 時 (4) 煞 車 踏 板 放 鬆 時 動 力 缸 活 塞 及 閥 柱 塞 受 圓 錐 彈 簧 的 張 力 推 回 閥柱塞碰及柱塞鍵而定位 此時真空門復打開 大氣門 又 關 閉 結 果 動 力 缸 的 前 後 室 又 都 是 真 空 15
2 真空液壓煞車 真空液壓煞車使用於中型的貨車上 其與真空輔助煞車 構 造 上 最 大 的 不 同 點 主 要 的 有 控 制 門 組 動 力 缸 及 奴 缸 ( 液 壓缸 ) 且在總成上有四個管口 一是接進氣歧管的真空管 口 二 是 接 空 氣 濾 清 器 的 大 氣 入 口 三 是 奴 缸 接 煞 車 管 的 管 口 四 接 到 煞 車 總 泵 管 口 如 3-29 其 構 造 及 作 用 情 形 說 明如下 (1) 構 造 如 3-30 所 示. 控制門組 包 括 有 控 制 活 塞 膜 片 及 連 接 同 一 根 桿 上 真 空 門 及 大 氣 門 控 制 門 組 的 作 用 是 由 總 泵 的 低 壓 油 所 操 縱. 動力缸 為一大圓鋼罐 內有一活塞 由一推桿與奴缸活塞連 合在一起 圓錐彈簧的大端朝動力缸蓋板 小端靠著活塞 片 平 時 煞 車 不 作 用 時 圓 錐 彈 簧 的 張 力 將 動 力 缸 活 塞 推 到 底 煞 車 作 用 時 藉 真 空 吸 力 及 大 氣 壓 力 移 動 之. 奴 缸 (Slave Cylinder) 又稱液壓缸 用螺絲固定於動力缸的蓋板上 作用藉 動 力 缸 活 塞 推 桿 推 動 產 生 高 的 煞 車 油 壓 3-29 真 空 倍 力 泵 式 油 壓 剎 車 16
3-30 真 空 液 壓 煞 車 的 構 造 及 未 踩 下 踏 板 時 的 情 形 (2) 作 用 情 形. 引 擎 未 發 動 煞 車 踏 板 放 鬆 時 真 空 門 打 開 大 氣 門 關 閉 因 引 擎 沒 有 發 動 所 以 動 力 缸 的 前 後 室 均 為 大 氣 狀 圓 錐 彈 簧 將 動 力 缸 活 塞 推 到 底 如 3-30 所 示. 引 擎 已 發 動 煞 車 踏 板 放 鬆 時 真 空 門 打 開 大 氣 門 關 閉 此 時 進 氣 歧 管 的 真 空 到 達 動 力 缸 活 塞 的 前 後 室 因 此 動 力 缸 的 前 後 室 均 為 真 空 狀. 引 擎 發 動 踩 下 煞 車 踏 板 煞 車 總 泵 的 低 壓 油 先 經 由 奴 缸活塞中的單向閥流出 使煞車油管先充滿煞車油 同時一 部分總泵的低壓油亦流到控制門組 使控制門組的活塞向外 推動 由於膜片的移動 將真空門關閉 大氣門打開 因此 動力缸的前室有真空吸力 後室則有大氣壓力的推力 動力 缸活塞便移動 推桿推動奴缸活塞向前 奴缸單向閥關閉 產 生 高 的 煞 車 油 壓 分 送 到 各 輪 的 煞 車 分 泵 得 到 煞 車 作 用 17
如 3-31 所 示 3-31 煞 車 踏 板 踩 下 時. 引 擎 發 動 煞 車 踏 板 放 鬆 時 煞 車 總 泵 的 低 壓 油 消 失 控制門組的回彈彈簧將控制門組活塞推回 膜片退回 使大 氣門關閉 真空門打開 結果動力缸活塞的前後室復成真空 狀 圓錐彈簧將動力缸活塞推回而定位 動力缸活塞的退回 同 時 奴 缸 單 向 閥 打 開 煞 車 油 流 回 到 煞 車 總 泵. 引 擎 發 動 煞 車 踏 板 踩 著 不 放 時 煞 車 作 用 時 因 奴 缸 活 塞之移動 活塞後方須要煞車油的補充 因此控制門組活塞 所受到到油壓降低 大氣門作用彈簧的彈力大於降低的油壓 而使得大氣門關閉 真空門也關閉 ( 動力缸的前室為真空 後 室 亦 為 大 氣 壓 力 ) 動 力 缸 的 活 塞 就 能 保 持 在 一 定 的 位 置 如 3-32 所 示 18
3-32 煞 車 踏 板 踩 著 不 放 時 控 制 門 組 的 作 用 情 形 3 壓縮空氣增壓輔助煞車 因真空與大氣壓力的差值有限 最多只有 1 大氣壓力 (14.7psi) 故 對 大 型 的 車 輛 輔 助 煞 車 的 力 量 稍 兼 不 足 因 此 利 用 壓 縮 空 氣 與 大 氣 壓 力 之 差 來 作 為 輔 助 增 壓 煞 車 的 作 用 此類煞車系統的構造與真空液壓煞車相同 只是用壓縮空氣 代替大氣壓力 用大氣壓力代替真空而已 目前廣泛使用於 大 客 車 如 3-33 3-33 壓縮空氣增壓輔助煞車 19
3-2-3 車 輪 煞 車 裝 置 的 功 能 類 構 造 與 工 作 原 理 概述 一 種 煞車系統係利用煞車鼓或煞車碟與煞車蹄片的摩擦阻力 而使行駛中的車輛得到減速或停止 或使停駐中的車輛不致 產 生 滑 動 的 作 用 下 列 將 鼓 式 煞 車 及 碟 式 煞 車 的 種 類 構 造 及 工 作 原 理 作 詳 細 的 說 明 二 鼓式煞車系統的種類 構造及工作原理 鼓式煞車系統依煞車蹄片的安裝方法區分時 有屬於引 導 跟 從 式 ( 單 分 泵 雙 作 用 式 ) 的 鎖 跟 式 哈 克 式 ( 連 桿 式 ) 及 梯 形 連 板 式 ( 浮 動 式 ) 三 種 如 3-34 所 示 此 類 型 者 已 很少使用 故不加以陳述 有屬於雙引導雙跟從式 ( 雙分泵 單 作 用 式 ) 目 前 廣 泛 使 用 於 中 小 型 的 貨 車 上 廣 泛 使 用 於大客車的雙引導式 ( 雙分泵雙作用式 ) 及廣泛使用 於 大 卡 車 上 的 雙 引 導 雙 伺 服 作 用 的 本 的 氏 式 (A) 鎖 跟 式 (B) 梯 形 連 桿 式 (C) 哈 克 式 3-34 引 導 跟 從 式 鼓 式 煞 車 系 統 1 雙 分 泵 單 作 用 鎖 跟 式 如 3-35 所 示 此 式 煞 車 系 統 係 將 前 後 兩 煞 車 蹄 片 的 趾 部 與 分 泵 活 塞 的推桿相配合 跟部則用螺栓固定於煞車底板上 ( 不完全鎖 住 ) 當 車 輛 前 進 而 煞 車 作 用 時 上 下 兩 分 泵 的 油 壓 將 前 後兩蹄片推出產生煞車作用 因煞車鼓的旋轉力及摩擦力的 作用會使煞車蹄片跟部的煞車力大於趾部 此種現象稱為煞 車蹄片的自動煞緊 ( 亦稱引導作用 ) 但是車輛後退給予煞 車時 煞車鼓的旋轉力及摩擦力會抵消一部分的油壓力量 因此蹄片沒有自動煞緊的作用 ( 跟從作用 ) 20
3-35 雙 分 泵 單 作 用 鎖 跟 式 3-36 雙 分 泵 單 作 用 浮 動 式 2 雙分泵單作用浮動式 此型式的煞車系統 上分泵固定在煞車底板上 下分泵 則 用 凸 緣 嵌 在 煞 車 底 板 上 並 無 固 定 螺 絲 可 在 煞 車 底 板 上 左 右 移 動 如 3-36 所 示 當 車 輛 前 進 煞 車 時 上 下 分 泵 油 壓 使 前 後 蹄 片 張 開 得 到 煞 車 作 用 的 同 時 由 於 前 蹄 片 受 煞 車鼓的旋轉力及摩擦力 使下分泵向後蹄片移動 使後蹄片 的煞車力量大於前蹄片 此種現象稱為煞車伺服作用 但是 倒 車 煞 時 則 無 此 種 作 用 3 雙分泵雙作用式 此 型 式 的 煞 車 系 統 上 下 分 泵 均 固 定 在 煞 車 底 板 上 上 下 分 泵 均 有 兩 個 活 塞 如 3-37 所 示 無 論 車 輛 前 進 或 是倒車給予煞車時 前後煞車蹄片均有自動煞緊作用 但是 沒 有 伺 服 作 用 此 種 煞 車 系 統 煞 車 力 量 作 用 平 均 較 不 易 產 生 煞 車 偏 滑 大 客 車 使 用 最 多 21
3-37 雙 分 泵 雙 作 用 式 3-38 本 的 氏 式 4 本的氏式 此型煞車系統與其他型式最大的不同點 在於錨銷置於 煞 車 底 板 上 方 的 中 心 線 上 前 後 蹄 片 的 下 方 則 與 可 移 動 的 星 狀 調 整 螺 絲 相 互 配 合 如 3-38 所 示 車 輛 無 論 前 進 或 後 退 而 給 予 煞 車 時 不 但 前 後 蹄 片 均 具 有 自 動 煞 緊 還 有 煞 車伺服的作用 為所有鼓式煞車煞車力量最大者 但是易造 成 左 右 輪 煞 車 力 之 不 平 均 引 起 煞 車 偏 向 的 現 象 為 目 前 大 卡 車 使 用 最 多 三 碟式煞車系統的種類 構造及工作原理 ( 一 ) 概述 鼓式煞車系統均具有自動煞緊的作用 因此能得到強而 有力的煞車力量 但是易造成煞車偏向的現象 且煞車鼓受 熱後會增大直徑 使煞車踏板行程變低 且易使煞車零件散 熱不良而受熱變形 因而造成煞車衰減 而碟式煞車系統之 零件均曝露於大氣中 所以散熱容易 不會造成煞車衰減 又無自動煞緊的作用 因此煞車單邊的現象少 方向安定性 佳 故 目 前 的 小 客 車 廣 泛 的 使 用 碟 式 煞 車 系 統 22
3-39 圓 盤 式 煞 車 構 造 ( 二 ) 構 造 如 3-39 所 示 1 煞 車 碟 ( 圓 盤 ) 代 替 煞 車 鼓 內 端 安 裝 於 輪 轂 外 端 用 螺栓將車輪鎖在一起 與車輪共同旋轉 中間製成空心 並 有 葉 片 旋 轉 可 用 來 鼓 動 空 氣 以 幫 助 散 熱 2 鉗夾器 ( 又稱彎腳器 ) 固定於轉向節上 用來安裝油壓 缸及活塞 當煞車作用時 能承受油壓及煞車掌的反作 用 力 3 油壓缸與活塞 活塞製成空心 以便發散熱量 油壓缸 及活塞安裝於鉗夾器中 接受煞車總泵壓送出來的油壓 以推動活塞 將煞車來令片夾緊於煞車碟產生煞車作用 如 3-40 4 煞 車 掌 與 厚 度 約 10 的 煞 車 來 令 片 相 配 合 裝 置 於 活 塞 之外側 受煞車油壓之作用壓緊於煞車碟而產生摩擦力 得 到 煞 車 的 作 用 5 活塞封圈 置於油壓缸筒內側的凹槽上 其功用有防止 漏油漏氣及自動調整煞車間隙 故平時需保持煞車 鋼 管 中 的 殘 壓 為 0 以 防 止 封 圈 作 用 而 產 生 煞 車 制 動 23
3-40 油 壓 缸 與 活 塞 3-41 固 定 鉗 夾 式 碟 式 煞 車 總 成 的 構 造 ( 三 ) 蝶式煞車的種類及作用情形 依鉗夾器的安裝方式之不同 可分為固定鉗夾 式及浮動鉗夾式兩種 1 固 定 鉗 夾 式 (Fixed Caliper Type) 如 3-41 所 示 鉗夾器用螺絲鎖緊在轉向節上 煞車碟與車輪一起 旋 轉 鉗 夾 器 的 兩 側 設 有 油 壓 缸 活 塞 煞 車 掌 油 管 接 頭 及 間 隙 自 動 調 整 裝 置 作用情形 當踩下煞車踏板時 由煞車總泵壓送出 來 的 油 壓 經 煞 車 鋼 管 油 壓 缸 推 動 活 塞 再 推 動 煞 車 掌使來令片夾住圓盤而產生煞車作用 活塞與活塞封圈 24
間有很強大的密著力 因此在活塞移動的同時活塞封圈 會 產 生 變 形 亦 即 活 塞 的 移 動 量 就 是 封 圈 的 變 形 量 如 3-42-(A) 所 示 放鬆煞車踏板時 煞車管內的油消失 活塞封圈將 活塞拉回 ( 利用兩者間的密著力 ) 定位之 使煞車掌與 煞車圓盤保持一定的間隙 當煞車來令片磨損時則活塞 能滑過活塞封圈 亦使煞車掌與煞車圓盤保持一定的間 隙 如 3-42-(B) 所 示 3-42 活 塞 封 圈 的 作 用 2 浮 動 鉗 夾 式 (Floating Caliper Type) 浮動鉗夾式不同於固定鉗夾式者 在於鉗夾器之一 側 有 油 壓 缸 另 一 側 則 僅 有 煞 車 掌 而 無 油 壓 缸 油 壓 缸 及 活 塞 的 數 目 減 半 製 造 成 本 低 煞 車 油 管 只 須 要 一 條 並 可 以 安 裝 駐 車 煞 車 裝 置 如 3-43 所 示 25
3-43 固 定 鉗 夾 式 與 浮 動 鉗 夾 式 碟 式 煞 車 的 不 同 作用情形 踩下煞車踏板時 從煞車總泵來的油壓 一方面推動活塞及煞車掌 同時其反作用力亦使鉗夾器 作 反 方 向 的 移 動 使 得 左 右 兩 側 的 來 令 片 壓 緊 於 煞 車 圓 盤 得 到 煞 車 的 作 用 四 液壓輪煞車的安全裝置 為確保煞車系統的安全性 現代的汽車會在煞 車系統中另裝設了安全裝置 例如 1 雙迴路煞車系統 若有一輪的煞車油管的破裂時 將會使煞車油漏失 殆 盡 致 煞 車 完 全 失 效 因 此 現 代 的 車 輛 為 確 保 行 車 安 全 均使用雙迴路煞車 將前輪與後輪的煞車管路分開 ( 前後配備式 ) 或將左前輪與右後輪共用一條油管及 右前輪與左後輪共用一條油管 ( 交叉配備式 ) 通常雙 迴 路 煞 車 系 統 所 使 用 的 煞 車 總 泵 為 雙 活 塞 型 如 3-44 所 示 26
3-44 雙 活 塞 型 煞 車 總 泵 (1) 前 後 配 備 式 雙 迴 路 系 統 若前輪之部分發生漏油時 後輪尚有煞車作用 同 理 若 後 輪 之 部 分 發 生 漏 油 時 前 輪 尚 有 煞 車 作 用 如 此 便 能 確 保 煞 車 之 安 全 性 但 此 系 統 故 障 時 易 發 生 煞 車 偏 向 的 現 象 如 3-45-(A) 所 示 (2) 交 叉 配 備 式 若一方之輪煞車發生漏油現象時 不會發生煞車 偏 向 的 現 象 如 3-45-(B) 所 示 為 現 代 車 輛 所 使 用 之 27
3-45 雙 迴 路 煞 車 系 統 2 差 壓 開 關 (Pressure Differential Switch) 差壓開關裝置在煞車總泵後 用以提供雙迴路煞車 系 統 的 煞 車 平 衡 作 用 煞 車 系 統 正 常 時 不 論 是 前 後 配備或是交叉配備式的雙迴路煞車 輸往各分泵的煞車 油 壓 均 相 同 則 平 衡 活 塞 位 於 中 間 位 置 不 動 如 3-46 所示 若有一方的管路發生漏油現象 致該側的煞車油 壓降低時 平衡活塞便移向漏油側 使輸往該側的油路 切斷 如此不但可使無漏油乙側的車輪能得到正常的煞 車 作 用 並 且 可 防 止 煞 車 油 的 漏 失 當平衡活塞移向漏油乙方時 亦將信號接點的推桿 往上推動 使信號接點接通 燈亮警告燈 以提醒駕駛 員 知 道 煞 車 管 路 有 漏 油 了 3-46 差 壓 開 關 的 作 用 28
3-47 前 蝶 後 鼓 式 煞 車 系 統 的 安 全 裝 置 3 前 碟 後 鼓 式 煞 車 之 安 全 裝 置 如 3-48 (1) 計 量 活 門 ( 又 稱 節 流 活 門 )(Metering valve) 前 碟 後 鼓 式 煞 車 系 統 為 了 使 前 後 輪 的 的 煞 車 作 用 能 同 時 產 生 以 及 在 輕 踩 煞 車 時 前 後 輪 能 作 同 等 的 煞車作用 在通往前輪的煞車油路上則必須裝置一個計 量 活 門 此 活 門 係 使 煞 車 總 泵 的 油 壓 未 達 規 定 壓 力 時 ( 約 75~125psi) 防 止 煞 車 油 壓 送 到 前 輪 當 油 壓 達 到 規 定 值 後輪鼓式煞車的回拉彈簧彈力被克服 蹄片正在往 外 張 將 要 產 生 煞 車 時 計 量 活 門 打 開 如 此 前 後 輪 煞 車 同 時 產 生 煞 車 作 用 計量閥內有一個以彈簧壓住的柱閥及一推桿柱塞 當煞車總泵傳送油壓來時 克服柱閥彈簧下壓柱閥 可將油壓順利傳送至前輪碟式煞車系統 若放鬆踏板 後 碟式分泵拉回將油壓透過推桿柱塞送回煞車總泵 另外可於排放煞車系統空氣時可透過推桿柱塞推開 完 成 正 常 的 作 業 如 3-48 29
3-48 計 量 閥 之 構 造 及 作 用 3-49 比 例 閥 之 構 造 及 作 用 (2) 比 例 閥 ( 又 稱 平 衡 活 門 )(proportioning valve) 當行駛中的車輛給予煞車時 均會使車重的往前移 ( 所以高速行駛的車輛若給予緊急煞車時 則車頭會往下 沉而車尾部會升高 ) 此前移的重量會使前輪在路面的 重 力 更 大 而 後 輪 則 減 少 致 使 後 輪 較 前 輪 更 快 速 更 容易被鎖住 為了避免此弊害 通常煞車系統的設計均 使 前 輪 的 煞 車 力 量 約 佔 55~60 而 後 輪 的 煞 車 煞 車 力 量 約 佔 45~40 因 此 前 碟 後 鼓 的 煞 車 系 統 在 通 往 後 輪 的 煞 車管路上會裝置有比例活門 如此便可限制通往後輪的 煞 車 壓 力 以 免 緊 急 煞 車 時 造 成 後 輪 之 咬 死 比 例 閥 內 有 一 心 塊 閥 (core) 及 大 小 不 等 的 中 空 柱 塞 若於一般煞車時 油壓可順利透過心塊閥 作正 常的煞車 若於緊急煞車時 心塊閥隨總泵來的油壓 移動 關閉心塊閥閥口 此時需透過大小不等的中空 柱塞滑動產生壓力壓煞車油送至鼓式煞車分泵 由於 是大小不等的中空柱塞 油壓送至小面積後產生的柱 30
塞推力變小 又變成大面積的壓送 使壓力降低 兩 側達至一平衡比例 如此變可減少後輪煞車壓力 而 不 會 較 前 輪 先 鎖 死 而 打 滑 如 3-50 3-2-4 手 煞 車 裝 置 的 功 能 工 作 情 形 構 造 與 手煞車係以手操作煞車桿的煞車系統 它具有車輛 停車時將車輪煞住 以免滑動 及緊急煞車時 如腳煞 車失效 仍可用以使車輛停止 是一種輔助煞車 故亦 稱緊急煞車 和車輛於斜坡上起步時 防止車輛倒退 便 於 操 作 目前車輛所用的手煞車大多為直接操縱後輪型內張 式 手 煞 車 如 3-50 所 示 此 種 手 煞 車 的 煞 車 力 量 頗 大 且安全有效 尤在緊急煞車或煞車油路失效時 更能發 揮 其 作 用 效 果 其 作 用 情 形 為 當 拉 起 手 煞 車 拉 桿 時 (7~11 響 ) 藉由鋼索 槓桿臂 煞車蹄片 使煞車蹄片張開 後 產 生 煞 車 的 作 用 3-50 內 張 式 手 煞 車 3-2-5 引擎煞車 當車輛需前進時 其動力來源來自於引擎的動 力 但當車輛於下坡或慣性滑行時 則變成了輪胎 反 驅 動 引 擎 此 時 便 產 生 了 引 擎 煞 車 (engine brake) 的作用 其功用是可防止車重產生慣性前進 造成 煞 車 時 的 負 擔 31
引擎煞車的原理是在不踩加速油門 節氣門關閉 時 由於汽缸活塞進汽行程中 產生較強的真空負壓 阻礙活塞的運動 及活塞於壓縮行程時 活塞壓縮阻 礙活塞的運動 以致牽制了輪胎反驅動引擎曲軸的力 量 故由此可知 欲作引擎煞車時 不可踩下離合器 或 排 至 變 速 箱 空 檔 如 3-51 3-51 引 擎 煞 車 原 理 習題 3-2 1. 簡述活塞型煞車總泵的作用情形 2. 試 述 煞 車 總 泵 構 件 中 防 止 門 的 功 用 3. 比較真空輔助煞車與真空液壓煞車之不同 4. 動力輔助煞車的功能何在 5. 試 述 雙 分 泵 雙 作 用 式 及 本 的 氏 式 鼓 式 煞 車 的 特 性 6. 液壓鼓式煞車動力的傳遞為何 7. 所謂煞車的自動煞緊及煞車伺服作用 8. 碟式煞車具有那些優點 9. 碟式煞車構件中 活塞封圈的功用為何 10. 試 述 差 壓 開 關 的 功 用 及 作 用 情 形 11. 試 述 煞 車 系 統 中 比 例 活 門 及 調 節 活 門 的 功 用 32