重型汽车的应急制动系统济南汽车制造总厂主祥巩.pdf

-重 型 汽 车 的 应 急 制 动 系 统 济南汽车 制造总厂 主祥巩 摘 要：为确 保汽车行 驶的安垒 性，各主 要工业 孱都 颁布 了汽车制 动法规。随着我 国汽车工业和交 通运 输的发 展、车 流密度，汽 车车速的 提高，对汽 车的可靠 性、安全性要 求也 日益 提高，要 求 动系统必须适 应这种 发展。为此，术篇文章对 目前内外雯型汽车中使用的应急制动系统作一粗略介绍，作为参 考。一、概述 1、功 用 应急 制 动系统 必须能 在行车制 动失效之 后，在适 当的一段 距离 内将 车辆停 住，这样 的制 动作 用必须是可控 制的。驾驶 员应 在座 位 上，同 时在至少一 只手 握住方 向盘 的情 况 下就 能实现这 种制 动作用。j _；前 提是 除行盘制 动失效之 外，其他 制动 并未失效。2、性 能要求(见表 1)二、我 国主要 载货 汽车制 动系统 的差距 及发展 我们 知道，国产 的解 放CA l 4 I 东风 E Q 1 4 0、红 岩C Q2 6 1 以及黄 河J N 1 5 0 等车型的驻 车制 动系统都采 用n 是 机械传 动装置，这种驻 车制动 系统在现 代汽车上 已逐 步被 淘汰。因为这几 种车 型都是 采用的气 压制动 系统，具 有气压 传动力源，若采 用气压 传 动装置则 可省去 手 制动拉 轷、r 央制动器等装置，方便 布置且 操作 简单。特 剐是红 岩 c q 2 6 l车、J N l 5 0汽车 由于机 械传 动装置 作 用在 中、后桥 车 轮制 动器 上，其 联秆 机 构和钢丝绳较 多，还 得考虑 汽车 振动时这 些机构不 至 引起 自行制 动，再者 就 是这 些机 构必须经常定期调整靖 除泥垢、保珏润猾、否刚手制动器很容易失 灵。由此看来，这些 机 械式 的单一驻 车制 动系统远 比气压式 的复杂。象CA l 4 1、EQ 1 4 o等 末犁的手 制动器采 用的是机 械操纵 的 中央制动器形 式，制 动作 用在传 动轴 上。根 据茇速 器的工 作原理：当差速 器壳 转速为零 时(例如使 用 中央 制 动器进 行 紧急制动 时)，：一 侧半轴 齿轮受其它外来 力矩而 转动，而 另一侧 半轴 齿 轮 即以相同转速反 向转动。或当左右驱动车轮与路面附着系数不同，特别是在有较大差异 的情 况下，就会 使左 右驱 动车轮突 然以不 同 的方 向转 动而使汽 车急 转和甩尾。因此，这 种 形式 的手制 动器 是不 能用作 应急制 动的。国产 车如 上 海S H 3 8 0、黄河J N l 6 2等(如 图 l J N l 6 2汽 车制动系统 简图)车的制 动系统 中，手制 动搀纵 元件 属一个二 位三通 阔，没有随 动作用，只 能是 单一 的驻 车制 动系 统(如 图 2)，不 能用 作应急 制动。其驻 车制 动工 作原 理 如下 维普资讯 http:/ 图 1 气制 动系统 简圄 1 排 气制 动 闻2 气制 动 目3 手 制 l功操纵 阀 前 制 器5 前 制动 室6 油气 缸7 排气 制 动器8 排 气带 动器 气缸 9 贮气 l 0 双胜 制 空 1 t 后 剖动 器 1 2 平 继 动 1 0 压 力传 堪 器t 压 拯 替灯 开 兰1 一 台 麦t z I 抖 水 谭压 辨 防冻泵l 8 拎 驰接头 J 9 讽 回脐保 瞳闱 箭 1 i 譬l 制动：使 用手制 动时，将操 纵手 柄 推 到右边(制动位 置)，AB 道 及手 继 动阀 上腔c中气体 由排气 口 1或 2排 出，膜片 a 上移，排 气 阀b 即打开，使得 弹 簧 制 动 室H中气体 取道 F E由继动 阀 排 气 口 3排 出，弹簧伸张推动后制动臂产 生 制 动 作 用。制动解 除：将手 制动 阀操作手柄 推往 壶边(行车位 置)，来 自贮 气简 中气 体经 手 制 动阀进气 口 1取道 AB进入手 继 动阀 上腔C中，膜片 a 下移，排 气 阀b 关 闭，手 继 动 阀进气 口2 由贮 气筒进 气到下腔D 经EF 道、G口进 入 弹 簧 制 动分 室 H 腔，压 缩 弹 簧从而解 除制 动。总 之，上述 单一 的驻 车制 动系 统，无 用 2 l蔺河 J N 1 6 2载 货汽车 驻车 削功 系统 原 理日 一1 2 一 论 是作用在 中央 制 动器上，还 是 象 J N1 5 0、】N 1 6 2 等车型 作用在 单 一 的 后轴 上，因所 需的制 动强度大，特剐是在 汽车 满 载 或 拖挂 时，制 动强度 会 更大。若在 行车制 动失效之后，采用这 种单一 的驻车制 动系统来 应 急 制动，会使得制 动器负荷 更大 容 易损坏 制动 器，而且 会使得车辆 极不稳定，造成 严 重后 果。对 于作用 在 中央 制 动器上 的驻 车制 动系统，它所 产生 的翩动 力矩作用在 传 动轴 上，既使是使用具 有 随动作用 的操作元 件，电不 易满足 应 急 制 动的 要 求。近年 来，我 国在汽车制 动配件方 面发展 较快。双腔 制动 阀、弹簧 贮能式双腔 制 动分室的推广 使用，载货汽 车及大 客车 的行车 制动大都 维普资讯 http:/ 集用了双回路制动系统，加之具有随动作用的手制动操作元件、应急制动阀、四回路保 险分配阀 挂 车分配阀，应急继动阀以及能对挂车实行控制的手操纵元 的开 发 与 研 制，为实现 功能完 整、更加 安全可靠 的 汽车 列车 制动 系统创造 了必要 的 条件。三，几种典 型的气压式应急制动系统介绍 重型汽车 的应急制 动系统，多采用 气控弹 簧贮 能式，在该 系统 中，除 了通 常 制动 系 统所 能找到 的气制 动元 件外，往 往还 包 含有装 在驾驶室 内的控 制 阀、快 放 阀和 放气弹簧 贮能器等其中驾驶室内的控制阀可用手进行操纵，也可用脚进行操纵 下面就分别介 绍这 两种形 式 的应急 制动系统。l 手动控舒曲应惫捌动系统 由于应急 制动在驾 驶室 内装有手 动控制 阀，所 以应急制 动系统也可 当 作 驻 车 制 动 用。这种 系统 中 的手 动控制阔 可以是与驻 车制 动县 有 同一 操缴装 置且有 随 动作用 的手制 动阀，也可 以是 与手制 动阀独 立 的应 急制 动阁。1)应急制 动与驻车 制动具 有同一 操纵元 件：图 3所 示为斯 太尔 9 9 1、l 2 9 l车 制动系统 示意图。参考 图 3及有关 闻类 工作 原 理，其 应急 制动 与驻 车 制动系 统工 作原理 图如 图 4所 示。特点t制 动 执行机 构采 用双腔 制动室，与行 车制动采 用同一执 行元件，这种 装置是 目前国外使用最 为广泛 的新品种，结构紧凑、性 能稳定、功能齐 全，适 用于 气压 制 动的 中、重型 汽车及 汽车列车。工 作 原 理 行车t 在行 车情 况下，来 自贮 气 筒 l的压缩空 气经进气|【A和 常开 的进 气 阀 门b 进 AC腔，再经出气 口 2 l 进 入手继 动阁，使得贮气筒 2的气体 经 E口，下腔 J 及 G H 道 迅 陌 3 斯太尔 0 91、l 2 9I 车 制勃 管路示 意图 1 空庄 机2 时球泵3 谓压 阀 4 单 向阀5放 木 月6 贮 气倚7 气 制动 舟8 手 镧动 月9 感茕 比 舅胃I 耐莉 气室I 1 弹 辩f f 动 室l 2 捧气 制动 撮擞 一l 3 操 纵气 缸I 4 魅 琦阔1 5 挂车棚 动 问I e挂 车接头J 7 固罔路保护目1 8 煎术一(自井)1 0 挂车 目 动一(双臂路带节潍一)2 0 性鼓一 维普资讯 http:/ 图 4 应急厦 驻 车工作 厚理 圈 速竞 入弹 簧制动宣，另外 由c腔 到出气 口 2 2的压缩 空 气则进入 到双 管 路 挂 车 制 动 阀 中，这样分别解 除 了主 车及挂 车 的制动，使 车辆处于 行车状态。应 急辅助 制 动：如 因脚 制 动总阀损坏或其 它原 因不 能实施脚 制动 时，可用手 制动阀 操纵行车制 动。制 动时，转 动手柄，导 块g 将 带着顶 杆R沿滑体 块f 向上移 动，关 闭 进 气 阀，2 l口和 2 2口的气压将 从排 气 口B部分地排 人大 气。2 l口气压控 制 着 手 继 动 阀，使得主 车弹簧制 动室 中气体经 过继动 阀排 气 口F 排 大 气，气压 下降，弹簧 伸张产 生 制动作用。另外 2 2口气压 控制 着双 管路挂 车制 动阀，此 时挂 车 也相应产生 制动 当 C腔 中气压下降后，活塞a 将在 贮气简 l气压 作用 下上移，直到 与顶杆R相接触。此 时顶 杆 将关 闭排 气阎，使手制动 阔处 于暂 时的平衡 位器，当进一 步 转动手 柄时，出气 口气压 下 降，因而 出气 口的气压取 决于 手柄 的转 动量，因而实现 了制 动过 程 中的随 动制动。在 此情 况下，如 放松手 柄，手 柄将会 自动弹 回。驻 车 制动t可 将手 柄转到制 动锁止位 置，手 柄将不 能 自动弹 回。此时顶杆 R 上升蓟 最 高位置，使进气 阀处于 常闭状态，而排气 阀处于 常开状态，贮气 箭 1的气压 已不 能克 服 弹簧的作用 力推动 活塞a 将 排气阀关 闭。因而 2 1口及 2 2口气压全 部通过排气 口B 通 人大气，这样即得到了机械制动。若要解决除制动，可将手柄向 外 拉，健滚轮e 先脱离凹 槽，再转动手柄，使之恢复到行车位置，印又可解除制动。一I 4 一 维普资讯 http:/ 控制位置；在上面的临时停车制动时，2 2口通过双管跻挂车制动阀对挂 实施充 气翩动，这对于气压的保留及在斜坡上长时间停车是不安全的。因此可在上述位置继续 转动手柄，使滚轮进入第二个凹槽 中，此时，凸轮m将小顶杆n 压下，打开 进 气阅，使 贮气筒 l 的气压进入 2 2口，给挂车制动阀的放气制动气口充气，从而解除挂车制动，而 2 l口保持通大 气，这样即 可捡验汽 车在斜 坡 上的停车 能力，即使贮气 筒 l中气压全 部泄漏掉，也不 影 响汽 车的制动 能力。此 后再将手 柄 扳回到停车位 置。圈 5为手制 动 阀特性 图 从 特性 图上可 看 出，手 柄具 有四个 位置：0 8。为 行驶 位置，手柄 转 到 8。时气 压突 然下降至6 1 b a r，开始进行 制动J 8。4 j。范围为 应急 辅助制 动过程，气压逐渐下 降至零，4 5。7 3。有 两个止 点，应 急制动 止点和驻 车制 动止点，此范围 内汽车列 车处于 全制动状 态j 7 3。一 9 O。为挂 车解 除制 动范 围，超过7 3。时挂 车 气 压升 高至最大值，用 以检查 汽车列车 的驻 坡情 况 2)应急制 动 与驻车 制动具 有独立 的操纵装 置 图 6是 日产 CW 5 0型汽车的 制动 系统 图。一 t 避 rb娃 1 二 i 、l l 同 5手 f 琦 两 特性 同 6 日产 CT r 5 O 型 汽 车应急 射靖 系统 1 空 气压缩 机2 气压 弼节器3 气 压寰 止 圊 阕5安盎 阕6 敢 泄闽7 贮气 筒8 贮 气筒(宜急 镧 动甩)9 安盘 阔 1 0 贮 气茼】l止 回l胡 j 2 放 泄月 1 3 前 制动 器 l 4前 制动室 I 5 拂 气I 6 快 放月 T-排气 制动阅 9捧气 哩-驾驶室控科两2 1-应急翻动释放阀2 2 播气2 3 魅动阿2 双止圊问 2 5 快放嘲2 6 组音式后翻砖气富2 后艳翩动嚣 维普资讯 http:/ 由图 6，可 以知道其应急制动与驻车制动工作原理如下t 行 车状态：由行车 制动用贮 气 筒 7,T t o 来的压缩空气，经应急快 放阀 2 l、控制 阀 2 0、双 止回阀 2 4和 快放 阀 2 5充入弹 簧制动气 室 2 6，压缩 制动弹 簧，使车辆处 于 行 车状态。应 急制动：参考 图 7，当贮气 筒 中气压 下降到 低于行车 制动所 要求 的气压值 时，应 急 制动控制 阀 2 0的按 钮便被 启动，使排 气 口开 放。弹 簧制 动气 室 的压缩 空气便经过 快 放 阀 2 5，控 制阀 2 0排 往大气 制动弹簧伸 张，产 生足够 的制动力 矩使汽 车停止行驶。应 急制 _助解 除：参考 图 8，把应 急制 动释放润 2 1推 进，让贮气 筒 8内的 压缩空气 涟经驾驶室 控 制阀 2 0，快放 阀 2 5进入弹 簧 制动分 室B 压 缩制 动弹簧，使 应 急制动解 除。在 汽车运 动之后，又要 进行制 动，可将应急 制动释放 阀 2 1的按 钮拉 出 驻 车制 动：将控 制 阀 2 0的按钮 向里 推进 即可。如 果 贮气筒 的气 压是 正常 的，把控 制阀 2 0的按 钮 拉出即可解 除制 动。若贮 气筒气压低 于2 7 3 k p a，则 压力不 足 以 克 服弹 簧制 动 气室里 弹簧 的力，从 而弹簧 伸张将保证 制动效果。圈 7 图 6 中应 急 都身 制动 的示 意图 图 8 匿 6中应急 都丹翩 动解除 示意 图 2、脚 控崩的应蠹=莉动系统 图 9为一种 重型半挂 汽车 列车的 气压 制 动系统。该 系统具 有如下 特点：(1)应急制动采用脚控制。如果第一制动(脚制动)不起作用，驾驶员的正常反 一1 6 玎 气 3 了 弱 封 rI 厂一_I L j 厂 二 匿 一 维普资讯 http:/ 田 0 双回菇科曲幕镜(快速艘气阿低压安垒压力袭等束商出)1 应急 加遣 撮作 嘲 2 双世稍 曲总 月 3 双路单向 闷(标号 3(1)3(2)3(3)以利 奠 棚)4 飘膜片气科动丹室 5 手动或自萄开鼍阉 6 手 砖鼠7 空 气 千摊 嚣8 空 气压 宣帆 9 气压两 节器1 0 自 琦排 污月l 1 手动排 污 月l 2 双 回路保 睦阁l 3 牵 引车 阻压 阀 1 挂 车接头1 5 单向 止 圆同1 e 应急制 动靛 气舟1 7 T受联 接 1 8 挂车廿 配阿-9 第一 目菇 贮气 筒2 0 篚式主贮 气 特2 1 第二 回 J 筹 贮 气 筒2 2 挂车 贮 气侮 2 3 双腔 气制 动 丹富(弹 簧贮 能式)应是把制动黯板踩到麻，使弹簧 制动器工 作。(2)当主制 动回路发生故 障或挂车制动阔失灵时，驾驶员 可 用装 在仪 表板 上的开 关 阀(图 中阀 5)，使挂车制动器立即工 作，进而使 牵 引车 上 的 帚险 阀(图中阀 1 3)工 作。(3)该车的 制动 系提供 了 一个 使牵 引车前轱 制 动器始 终捍 持完好 的方 法。也 就是 该车 的两 条制动圃路 的每一 条都 既能 制动 两前轮，又能 制动两后 轮，从而 保证 了良好 的制 动性能 (4)挂车的应急删动是靠 弹簧触动 操纵器(图中阀 6)内的弹力进 行的。这 就意味 着 _匣惫制 动动作不象 依靠挂 车 储能 器中全部空气 降压来 操纵挂 车加 速 阀的挂 车 制动 器那样猛 烈 (5)行车制动及应急制动的气压是通过牵引车限压阀(图中J醒1 3)传 送 到 挂 车 的。当挂 车一侧气压 降低 到4 2 k g f m。时，该 限压阀 自动关闭，确保牵 引车 的 翎 动 热 果。此外，限压 阔能保证 当挂车脱挂 或挂 车应急 制动管路 损坏时，使挂 车弹 簧制 动器 自 动起 作用。(6)在 牵引车的 第一 和 第二回路之 间安装一个 双路 单向阀(圈中 3(1)，从 而 使连接 回路减少 到两 条，第二辅 助 制动(应 急制动)及驻 车 制动的空 气压 力 由主制 动智 路输送(7)当主贮气稿(图中 2)内的气压降低到低于3 2 k ，t m。时，自动 或手 动开 关阀(图中阎 5)将自动解除弹簧的保持气压。此功能可保证 空压机绐贮气 衷 统 供 气 时，弹簧制 动器水不按开。也就 是说，驾驶 员需 用手操 纵阎 5松 开弹簧制 动器。当停驻 牵 引车 或挂车 时，可操纵该 阀使牵 引车或挂 车制动 停驻 车辆。(8)用双路单向闻(图中阐 3 0)、3(4)来防止所谓脚制动与弹簧制动的“混 合 作用。如在 应 急制动 时，驾驶 员将 踏板路 到底进行垒 制动，而使应急 制 动阀(固中 阀 1)起 作用，造成 脚制 动和 弹 簧 制 动混乱。(9)挂车 和牵 引车脱 开时，应 急 制动放 气 阔l 6 将挂车 弹 簧翩动 气 窒 的“保 持 压 力 放掉，挂车弹簧制动器自动发生作用。(1 o)行车 割动 气压是靠联 接头 t 4 与挂 车 接通的，而应 急制动气 压是 由联接 头2 联 接 的，两联 接头 不 能互换，并事 先装 到 牵引车1 l 的断 开 阎内。鉴于载货汽车满载重量与空载重量之比相差彳 良 大，所 以人们更希望在紧急状况下能 制动所有的车轮，包括半挂车和全挂车 的车轮。图 9 所介绍朐这种脚踏板控制的 分路 维普资讯 http:/ 系统中 双膜片空气制动和弹簧驱动器的联合使用，可使第二制动一一应急制动更为可 靠。减速度可达0 3 g 以上 停车制动可使车辆停留在坡度为2 5 的坡路上。四，结束语 通过以上的介绍及分析可以看出 行车制动、应急制动及驻车制动三种系统并存，以及主 车双 回路、挂车 双管路 仅仅 是对 现 代车辆 的起码 要求。早 期 的机械 控制 的停车制 动器现在国外的重型汽车上 己废弃不用了，各种单一的驻车制动系统 已逐步被淘汰。国 外的载货汽车制动系统中，第二制动一一应急制动已被普遍采用，其中有的采用与正常 停车制 动 同一个 操纵器(该操 纵器在一 定工作范 围 内具有 随动作用)的形 式，有的采 用 独立于正 常停车制 动器 的操纵；4 b 形式，并均能操 纵前轴、半挂车 及全挂 车辆 的制动，这使得制动更加稳定、安垒可靠。相比之下，我国的重型汽车制动系统存在着一定的差 距，这一方 面表现 在新 近颁 布不 久 的GB 7 2 明一 8 7 即 机 动车 运行 安全 技术 条 件 上，另一 方面表 现在我 国载货 汽车特 别 是重型栽 货汽车制 动系统 及制动元件 的设计 与研 制方 面。为此，我们 应从这 两方 面着手，改进我 国载货 汽车列车 的制动系统，以提 高汽车 行 驶 的安全 性，可靠 性 和运 输 效率。表 1 ECE FMVS S1 2 1 GB 7 2 5 8 8 7对应 惫 藕动 装置性船 要求的比较 GB7 2 5 8 8 法规 名称 欧州经 济委员会ECE 美国FMVS S 1 2 1 中 国 32 鳇 塑 动 蓥 垂 螫 辱5 7 1 当 主 制 动 系 统中 充 有 压 缩 篓 窑 掣 毽 塑 掣 等 。基 气 矗 带 南 莓 看 二 距 离 也 不 应 大 于 下 矗 蓑 ：歧 应 M l类车辆 i 管、制动液壳体或制动气 急 对 n 1 v+一 乏 二 l 室壳体的失 效除外)按5、制裁 c第 度为-当 于1 平02个 u牛 琏 H J殂 百 仕 瑁 廿 动货 0 1 5 V 一+2 V z 二 项 i 囊 吾 豢 亨 装汽 相 当 于 度 为 l 莴 备 箍 篙 置车 的及 ：；1j1；5-量 二 项 嘉 善 鬈 嚣 票 蔷 性 大 相 当 于 耀 速 度 为 南 是 l 笨 322(暑匝-急 制 动是手 动控 在空载加5 0 0 磅(2 2 7 k g)能客 制，刚对 于 M I拳 车 辆 扶 的 重 量 条 件 下 试骆 时，盘 塑 壅 _性 葶 所 童弗 至 少 有 一 次 在 表 第4 栏 簟 冀 毒 内 螽 定 茁 篙 内 存 住 _ 不 超 过 觚 控 制 装 簧 必须 -禁 总 删 功 乐 筑 明课 作 菜总豢 维普资讯 http:/ 并联双腔气制动阀异响问题的解决 济南 明水汽车配件厂 同志杰 一，概述 随着汽 车工业的发展，双 管路制 动在许 多国产汽 车上 已采 用。例如黄 河 牌 系 l 的 I 6 2，3 5 2等车 型 均 已采用 并联 双腔气 制动 阀。它的好 处 是前 后轮 由两个 互相 独立 的铷动系统 组成 所 以两腔 申任意 一腔 发生故障 时，男一 腔仍能 保持正 常的制 动性能。而双管路制动 系统的关键 是双腔 气制 动阀。目前 国产的 双腔气制 动阀有 两种：一种 为串 联式，另一种为 并联式，郎本文所 介 绍 的一种。我厂生产 的并联式双 腔气 制动 阀是 6 8年 测 绘西德“克腩尔 公司 的产品，它与国 目 一*-0口 续表 EC E F MVS S1 2 I GB 7 2 5 8 8 7 对应惫制动装置性罐纂求的地较 GB 7 2 5 8 8 7 法规 名称 欧洲经济委员 会ECE 美国FVMS S 1 2 1 申 围 操纵 的地 方。操纵来 施加作用 及解 除，23若 应 急制 动是脚控 制，则 并应能调节。对 于M l 类 车辆达 到 规定 5 7 3 对牵 引车 紧急制动 盼要求 的 制动性 能所 需 的控 制力(参见 FMVS S 1 2 1)。应对 不 超 过5 o k g，丽 对于其它 急裁 几类 车辆 控制 力 不 超 过 制货 k g 控制 装置 必须装在 驾 动汽 驶 员很容 易迅速操 纵的地 装车 方。置眨 2 4 应急制动装 置 的性 能必须 的大 按下列初 速度进行 发动机 性客 脱 开 的。型试验 来 检验-能车 眦1 类车辆8 0 Kmh M2 和 M3 类 车辆,0 Km h N l 类 车辆 7 0 Kinh N 2类车辆 5 0 Kmh N 3类车辆4 0 Kinh =謦文献 l、汽车制动文集 英T P 纽康姆等著 吴植民、李明丽等译人 民交通 日 版社 1 9 8 4年 2、蘑型 汽车 制动 系赞声显 编人 民交通 出版 社 1 9 8 7年 3、联合 欧州经济委 员会=；气车 l i i i 动 法规 重 庆霞塑 汽车研究所 4、英国、瑞典汽 车 制动法规重庆重型 汽车研究 所 5、汽车 构造 殳批 R主 镐 人 民交通 出版 托 维普资讯 http:/