气压制动系统的主要构造元件和工作原理.docx

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气压制动系统的主要构造元件和工作原理

气压制动系统的主要构造元件和工作原理

气压制动系统的主要构造元件

和工作原理

气压制动以压缩空气为制动源，制动踏板控制压缩空气进入车轮制动器，所以气压制动最大的优势是操纵轻便，提供大的制动力矩；气压制动的另一个优势是对长轴距、多轴和拖带半挂车、挂车等，实现异步分配制动有独特的优越性。

但是气压制动的缺点也很明显：

相对于液压制动，气压制动结构要复杂的多；且制动不如液压式柔和、行驶舒适性差；所以气压制动因而一般只用于中、重型汽车上。

过打开的排水阀6排向大气，开始排气过程。

来自再生储气筒的干净空气经节流口11、干燥罐的排气阀1排向大气。

当空气从下往上流经颗粒干燥罐时，将滞留在其表层的水分带走并排向大气，使分子筛再生

。

当21接口的压力下降至工作气压值时，活塞2在回位弹簧作用下运动，进气阀3关闭，排气阀1打开。

卸荷阀7活塞上端的空气经过通道5、排气阀1和小孔排出。

卸荷阀7活塞向上运动，排水阀6关闭，排气过程完成，下个充气过程又重新开始。

通过调节螺栓可以调节卸荷气压值和关闭气压值。

空气干燥器还装有自动加热器，防止活塞被冻住，从而避免故障发生。

3.四管路保护阀

四管路保护阀是将全车气路分成4个既相互联系又相互独立的管路。

当任何一个管路发生故障时，不影响其他管路正常工作与充气。

如图18.7所示是四管路保护阀中的一个阀。

由空气干燥器来的压缩空气从进气4进入保护阀，当进气压力较低时阀门2在弹簧1的作用下将阀座封闭，进气压力作用在阀中心面积“a”上。

当进气压力上升至7.0bar时，

作用在“a”面积上的气压产生向上的推力足以克服弹簧1的预压力，使阀门2开始升起，打开管路充气口3的通道。

由于阀制成节流形式，

因此阀在向管路充气过程中不会时开时关而产生振动，延长了阀的使用寿命。

随管路不断充气，管路气压又作用在阀的环形面积“b”上。

4因此，随管路气压不断升高，充气开启压力不断降低，直到管路气压达4.5bar时，阀门重新关闭。

这里称7.Obar为保护阀的开启压力；4.5bar为保护阀的关闭压力

将4个阀组合在一起即为四管路保护阀，如图18.8所示。

全车气路在没有气的情况下，4个保护阀全部关闭，从空压机来的压缩空气进人保护阀。

当输人端气压达7.0bar时，4个阀分别开始向各自管路充气，当管路气压上升到4.5bar时阀全部打开，直至全车气压达到调压阀所设定的7.5!

8.0bar气压值。

值得说明的是实际工作中4个阀并不是同时打开的，因为4个阀弹簧设定的压力不会完全一致；同时4个管路充气压力上升的速度也不尽相同，开启时间要视弹簧预紧力和管路气压上升的差异而定，这也是充气过程中双针气压表两指针往往不同步的原因。

当某一管路发生断、漏气故障时，如前制动管路断裂，该管路气压就急剧下降，全车气路都经21出口放气，气压同时下降。

当各管路下降至4.5bar时，4个阀全部关闭。

此时无故障管路仍然保留有4.5bar气压，而漏气管路将继续漏气直至气压下降为零。

此刻随空气压缩机继续供气，供气压力一旦回升至4.5bar气压时，解除故障，除管路阀继续关闭外，其余管路阀又都重新打开充气，直到同路气压上升到故障管路阀所设定的开启压力7.0bar，如此确保无故障管路正常工作 和充气。

在全车气压较低的情况下，为了首先向前、中、后制动储气筒充气，以确保制动的可靠性，常选用带有单向阀的四管路保护阀，结构如图18.9所示。

该阀的停车制动和辅助用气管路的供气口是分别接在前制动和中后制动管路上的，且用两个单向阀加以隔离。

这样只有当前、中、后制动管路气压达到7.0bar才开始向停车制动和辅助用气管路充气。

在正常情况下，四管路保护阀实际上是一个五通接头!

只有在某一管路发生断、漏故障时才起保护作用。

4.主制动控制阀

主制动控制阀是用来操纵主制动系统工作的，且使制动气压与制动操纵力或踏板行程成一定比例关系的装置。

主制动控制阀目前常用到的有单列双腔膜片式和并列双腔膜片式，斯太尔汽车采用的是单列双腔膜片式主制动控制阀，东风EQ1092型汽车为并列双腔膜片式主制动控制阀。

斯太尔汽车主制动控制阀结构属于单列双腔膜片式，如图18.10所示，分上下两腔室。

由中、后制动储气筒来接11接口，由前制动储气筒来接12接口。

上腔出气口21向中、后桥制动继动阀提供制动fg号气压，22通向前制动气室。

制动时，制动踏板通过一套连接杠杆使主制动控制阀顶杆1向下移动，再通过橡胶弹簧2迫使活塞3克服回位弹簧弹力向下移动，当活塞3与阀杆5接触时，关闭排气口4，继续下移，进气口打开，使中、后轮制动。

在进气口打开向制动管路充气时，制动管路气压同时作用在活塞3上，当气压向上顶活塞的力与橡胶弹簧预压力相等时活塞开始向上回升到进气口关闭的平衡状态。

制动踏板行程越大，弹簧预紧力越大，从而输出到制动管路的气压也越高，这种制动气压与制动踏板行程成一定比例关系，具备制动随动性。

在上腔动作的同时，制动管路气压经小孔D通向B腔作用在活塞6上，迫使活塞下移，首先将关闭排气口9，进而打开进气口8，来自前制动储气筒的压缩气体经12接口和进气口8通过出气口22，使前轮制动。

当气压上升到与B腔气压相等时，活塞6又回升关闭进气口使制动管路气压不再升高，产生下一个与中、后桥制动同步的气压。

下腔输出气压与上腔输出气压按一定的比例关系同步增减，只是上腔输出气压总比下腔输出气压高出一'个数值。

双腔主制动阀能够保证某一管路失效时不影响另一管路正常工作。

由于主制动阀下腔是由上腔来控制的，因而下腔工作失效显然不影响上腔输出管路的工作。

如果上腔输出管!

21出断、!

1打气7!

21不起气压!

从而B腔也没有气压信号，但顶杆推动活塞3以及阀杆5继续下行使阀杆与活塞杆排气间隙消除之后，顶杆的下移会直接推动活塞6下移，从而打开下腔进气口实现输出管路制动。

此时的平衡关系将是下腔输出管路制动气压作用在活塞向上的力与橡胶弹簧弹力之间的平衡。

制动解除时！

作用在顶杆上的力消除，橡胶弹簧压力消失，活塞3在回位弹簧和管路气压的作用之下上行，首先关闭进气口7、进而打开排气口4，继动阀的输人气压经21接口和排气口4放空，制动气室的气压经继动阀放空，中、后桥制动解除。

与此同时，主制动阀下腔在管路气压作用下使活塞6上行，关闭进气口8，打开排气口9，前制动气室气压22排气9放空!

制动解除。

5.主制动继动阀

主制动继动阀是缩短制动反应时间，对主制动气室起一个“快充”和“快放”的作用。

对于轴距较长，汽车中后桥制动气室总容量又大，距主制动控制阀的距离又远的，当制动踏板被踩下时，到最远的那个制动气室气压达到相应数值的制动反应时间会过长。

为此，可在距中后桥制动气室最近的位置安装一个继动阀，由储气筒用一根较粗的主管路直接供气，再用一根较细的管路由主制动控制阀来控制。

主制动继动阀工作示意图，如图18.11所示。

当主制动控制阀工作时，由主制动控制阀上腔输出一个与制动踏板行程相应的气压信号，进人继动阀的控制口，该气压使继动活塞1下行，首先使封闭排气阀2关闭，进而将进气阀3压下，打开进气口，经主气路的压缩空气迅速通过进气口向制动气室充气，如图18.11（a）所示。

当制动气室气压上升到与控制动气压相等时，该气压作用在继动活塞1下面的力与控制气压作用在继动活塞上面的力平衡，继动活塞1回升重新关闭进气阀，如图18.11（b）所示，使输出气压不再上升，达到与制动踏板行程同步随动效果。

当主制动阀解除制动时，主制动继动阀继动活塞1上方的输入气压经主制动阀放空，制动气室管路气压迫使继动活塞迅速上升，重新打开排气阀，气室气压经由继动阀排气口放空，从而达到“快放”的目的，如图18.11"）所示。

6.前制动气室

向前制动气室输人不同的气压会产生不同的推力，并通过制动凸轮使制动器对前桥产生不同强度的制动。

现大多采用膜片式制动气室，其结构如图18.12所示，它主要由进气口1、橡胶膜片3、壳体6、支承盘4、推杆8及回位弹簧5等组成。

夹布层橡胶膜片的周缘用卡箍夹紧在壳体和盖的凸缘之间。

盖2与膜片3之间为工作腔。

用橡胶软管与由制动阀接出的钢管连通，膜片3右方则通大气。

弹簧5通过焊接在推杆8上的支承盘4推动膜片3紧靠在盖2的极限位置。

推杆8的外端通过连接叉9与制动器的制动调整臂相连。

当驾驶员踩下制动踏板时，压缩空气经制动控制阀进人制动气室，在气压作用下膜片3变形，推动推杆8并带动制动调整臂，转动制动凸轮将制动蹄片压向制动鼓而产生制动作用。

当驾驶员放松制动踏板时，制动气室中的压缩空气经快放阀或制动阀排到大气中，在弹簧5的作用下，推杆8和膜片3又恢复原始状态。

斯太尔系列载重汽车前车轮制动气室采用的也是常规膜片式，由壳体、盖、膜片、弹簧及推杆组成。

其推杆最大行程为60mm，可产生最大9800N的推力，制动气室的制动强度与输入气压成正比。

7.复合式制动气室

复合式制动气室既对中、后桥行车制动产生作用，又可实施驻车制动与应急制动，如图18.13所示为解放CA1110PK2L2型汽车复合制动气室，行车制动气室与驻车制动气室制成一个整体。

行车制动气室即右气室采用常规式膜片制动结构，驻车制动气室即左气室采用典型弹簧储能放气制动装置。

复合式制动气室的右气室用于行车制动是主制动气室，由小膜片12、右气室外壳16、右气室推杆17和右气室回位弹簧15等零件组成，并且被小卡箍13和右气室紧固螺钉11连接到中壳22上；复合式制动气室的左气室用于驻车制动是驻车制动气室，由大膜片9、大托盘24、左气室推杆23、小托盘19、左气室回位弹簧21和弹簧缸等组成，并且被大卡箍10和左气室紧固螺钉连接到中壳22上。

其中，弹簧缸由弹簧缸外壳4、支承架5、制动弹簧6、托架7和解除制动螺栓1等组成。

汽车行车前，储气筒要储存足够的气压才能起步。

通过进气孔A向左气室充气，气压作用在大膜片9上，达到一定程度，克服制动弹簧6的弹力，推动大膜片9和左气室推杆23左移，右气室推杆在右气室回位弹簧作用下左移，使车轮制动器解除制动，汽车起步。

汽车制动时，通过进气孔B向右气室小膜片的左腔充气，克服右气室回位弹簧的弹力，推动小膜片及右气室推杆右移，使连接叉推动制动调整臂偏转，使车轮制动器工作。

输人不同气压可产生不同强度的制动效果。

驻车制动时，通过操纵驻车制动手柄，使左气室放气，在制动弹簧作用下，推动左气室推杆、右气室推杆右移，使车轮制动器作用，达到驻车制动目的。

驻车制动最大制动强度力。

如制动管路出现漏气或断裂，驻车制动气室即左气室气压完全放空，则大膜片被制动弹簧推动，并通过推杆推动主制动气室推杆伸出产生制动力，因此，驻车制动气室又是应

急制动气室。

在驻车制动气室中的托架上设置有一细齿螺栓，当螺栓全部旋出时，就将克服弹簧弹力拉向左极限位置，从而可在没有压缩空气的情况下解除驻车制动。

8.驻车制动与应急制动阀

应急制动阀是当主制动失效时，用以代替主制动并与主制动性能一致的备用制动系统。

斯太尔系列载重汽车应急制动系统与驻车制动共用一套控制系统，由驻车和应急制动以及挂车制动检验阀组成，其结构简图如图18.14所示。

当汽车需行驶时’驻车制动手柄置“行驶”位置，如图18.14（a）所示。

平面凸轮5将阀杆7压缩到最低位置，此时阀杆7压下进气阀10将进气门打开，驻车制动储气筒的压缩空气由接口1经进气门通向出气口21和22，21口通向应急制动继动阀，从而使驻车制动储气筒的气压直接进人中、后桥驻车制动气室。

当气压达6.5bar以上时!

各气室将弹簧制动解除。

对牵