气压制动（精选四篇）
气压制动 篇1
(一) 制动系产生的压缩空气压力不足
车辆由于储气筒不能储存足够的压缩空气, 制动阀的供气量不足;制动阀管路漏气、气路堵塞都会造成制动时制动系产生的压缩空气压力不足。以上任一情况出现, 都可能令送到制动气室的压力下降。压力不足, 就不能推动气室推杆向外伸出而使制动蹄片张开压紧到制动鼓上, 使车轮制动。
(二) 车轮制动器制动摩擦力矩下降
制动鼓与制动蹄片间隙不合适;制动蹄接触面积太小;制动蹄片质量不佳或沾有油污;制动蹄片铆钉松动;制动鼓失圆或产生沟槽;制动凸轮轴与轴套、制动蹄与支承销轴等连接处生锈蚀死, 或磨损严重造成松旷;制动蹄摩擦片磨损过薄;制动凸轮开度过大等都会令车轮制动器制动摩擦力矩下降。
二、排除故障的措施和方法
一是检查储风筒, 看气压是否符合标准。起动发动机, 检查制动系的压力表反应情况, 发现其充气困难, 充气>3min才充到0.3MPa。这种情况有可能是空气压缩机有故障, 也有可能是密封气压管路有泄漏, 造成气压很难提高。二是检测发动机中速运转时的气压, 发现上升较慢, 熄火后检查气压, 发现压力快速下降超过标准规定值。当即用皂水试漏, 检测无发现大的泄漏点, 便把空气压缩机输出接头气管拆出试验, 发现气泵并没有强烈的泵气声, 而气管也没有明显的气从气管口处倒流出来, 表明空气压缩机工作不良或气管可能被积炭堵塞。三是检查空气压缩机传动皮带松紧度是否符合要求, 拆下空气压缩机, 看泵盖内大部分被积炭盖着, 气门口亦都有积炭堵着。清除积炭后装回泵盖及附件试验, 发现效果比以前有改进, 空气压缩机有明显的泵气声, 工作效果良好, 然后把空气压缩机的输出接风喉接紧继续起动发动机, 将总阀前的每一段管路逐段松开试风量, 再加以彻底清除堵塞管道上的积炭。
通过以上操作, 使发动机起动后, 气压很快可以达到490kPa以上。根据踏下制动踏板后气压下降值来判断故障, 发现气压下降正常, 但在放开脚踏板后, 排风阀的排气量不足, 当即解体检查刹车总阀, 发现进气阀阀胶有明显沟槽的现象, 排风阀阀胶发涨关闭不严, 经更换装复好后, 再适当调整排风阀, 然后再把后车轮里制动蹄片和制动鼓之间的间隙适当调整到最佳位置, 使之不会有拖滞的状况。
检查前后四轮制动气室推杆伸出行程是否达到规定值, 前轮推杆行程应为15～35mm, 后轮推杆行程应为20～40mm。在检查调整的过程中发觉左右车轮制动气室推杆外张费力, 缓慢且不够灵活。拆开制动气室进气管即有空气排出, 证实气管接头无堵塞, 而阀胶又无穿漏, 说明产生此现象的原因, 可能在一级保养的过程时润滑不够认真彻底, 或长时间失去润滑脂而使凸轮轴与衬套锈蚀, 造成推杆推力困难行程少, 故此, 将车轮顶起, 随后转动车轮试踏下制动踏板, 果然车轮不是即停而是缓慢停下来, 证明凸轮轴失去了作用。把左右轮和制动凸轮推杆拆下清锈加以润滑、调整, 再将整个制动轮鼓清洁一千二净, 以及检查制动蹄的回位弹簧拉力情况, 从直觉看弹簧已经被锈蚀了许多, 用新旧弹簧对比确认弹力和粗细都有差别, 所以更换新件。
经过试车检验, 该车原刹车不灵的故障被排除, 但新的矛盾又出现。由于事先将前后四轮都调整了一遍, 经过后来其他方面修复和调校后, 又改变了原有调好的配合, 产生了后右轮刹车拖滞的情况, 造成车辆刹车时有跑偏现象。造成此现象的原因有:制动鼓与摩擦衬片的间隙过小;制动蹄与支承销锈滞或蹄的回位弹簧拉力达不到要求;制动鼓失圆等。拆后右轮制动鼓检查, 发现制动鼓内轴承平面与后桥半轴套管之间磨损过量, 造成转动鼓时, 鼓边圆周与沙挡边缘拖刮发热, 制动蹄内边缘亦有被制动鼓内部拖刮过的痕迹。为以最小成本收复此故障, 采用垫介子方法, 将轴承加厚来补充轴与轴承之间的空隙, 这样可以将制动鼓向外移, 避免有拖刮的现象。同时, 右后轮支承销与孔的配合间隙因磨损增大, 而影响蹄与鼓的靠合, 还会引起制动蹄下部制动作用迟缓, 即踩刹车时未能及时张开或张开后又未能及时回位, 导致刹车拖滞或不灵, 在踏下制动踏板之前, 用两扁形铁棒撬着制动沙挡内边缘, 可以直接看到凸轮张开时两蹄位移不同, 这一现象引起制动力不均衡或增长迟缓, 所以紧急制动时不能及时将车刹住。于是把新的套筒配合支承销装到原位置, 当刹车衬片与制动鼓配合上无发现问题后, 再进行一次全面调整, 使其达到最佳配合间隙, 令蹄片张开时外圆与鼓内圆同心。
调整的过程基本上先将凸轮推杆蜗轮逆时针旋转到将蹄片与制动鼓贴紧为止, 再把2支承销螺母松开, 另外在支承销任意一端作记号向左右旋转到抵住, 然后把它分别旋到左右之间的正中位置, 再继续调整蜗轮推杆, 试看是否还可以将两蹄尽量向制动鼓紧靠接合。如若还存在间隙, 用上述步骤多次反复调到蜗轮完全抵死为止, 最后将支承销锁紧螺母拧紧, 将蜗轮推杆松到2～3响, 从而使蹄片与制动鼓脱离接触, 形成合适的配合间隙。
根据原理分析, 制动跑偏主要是汽车的左右两边车轮制动力不等造成。造成的原因有:衬片材料左右不一致;表面加工质量不够一致;两分泵管路技术状况不一致;凸轮左右转动阻力不一致;制动鼓直径、加工质量不一致;左右轮胎花纹、气压不等。悬架、车桥、车架变形等也会发生制动时跑偏。经检查, 其他的原因无发生, 只是制动蹄衬片存在不少泥污, 表面有些硬化的现象, 用光皮机对制动蹄片进行镗削修复。在拆下轮鼓前, 先把锅轮调整推杆凸轮抵住, 再反方向旋转, 观察在几响之下轮鼓才会流动自如。拆下轮鼓装上光皮机, 使制动蹄片的曲率大于原制动鼓曲率, 这样可避免出现制动衬片中腰顶死的情况。经镗削装复, 试车, 这台车制动恢复正常, 符合技术标准。
三、结论
采取以上一系列的方法和步骤, 终于将这台车制动不灵的故障修复好了, 由此得出结论, 造成这一故障的原因是多方面的, 既相互独立又相互关连着。只要有一故障未排除, 调校好其他部位配合, 在这一故障排除后调校好的其他部位可能又会出现失准情况。所以在修复制动系故障时, 需要细心进行反复多次的试验和调校。
编后语
自我刊开辟《技工园地》以来, 工交战线广大作者纷纷投稿, 尽管理论与文字尚有欠缺, 但对实践有一定见解和应用性。本刊经筛选将一批资深技师用工作实践中摸索来的宝贵经验所撰写的文章, 推荐给工交战线上的读者们, 在此, 感谢他们的无私和支持。
摘要：要确保汽车安全行驶并发挥其最佳的行驶性能, 汽车必须制动可靠, 而且保证汽车在任何时候制动系都要工作良好。汽车制动系制动不良故障, 是一种较常见的故障, 它包括制动失效、制动不灵、制动跑偏、制动拖滞等。
气压制动式ABS的故障诊断与检修 篇2
1.1 特点。
对于大客车、大型货车、牵引车、挂车等采用气压制动系统的车辆, 其ABS与液压制动式ABS具有相异之处, 主要特点如下:a.均为分体式ABS配置, 即制动阀与气压调节器分开配置。b.气压调节器在每个制动管路布置一个, 且离制动气室最近处, 控制制动分泵的气压力。c.增设的零件少, 能较容易地独立控制各车轮的制动力。d.前、后轮一般均采用单轮控制。
1.2 组成。
气压制动式ABS主要由轮速传感器、电子控制单元和气压调节器三部分组成。
2 气压制动式ABS的各零件在车上的布置
2.1 4轮汽车气压制动式ABS各零件的布置。
4×2大中型汽车气压制动ABS的每个车轮设有一个轮速传感器和压力调节阀, 前轮的压力调节阎设置在快放阀和制动分泵之间, 后轮的压力调节阀设置在继动阀与制动分泵之间。在弯驶仪表台上还设置有ABS系统警告灯, 当ABS系统中任何零部件发生异常时警告灯亮。该警告灯在接通点火开关时也会点亮并在车速达到10km/h时进行系统自检 (对电子控制器以及各部件的电气性能和线路进行检查) , 若系统没有异常时警告灯熄灭, 系统有异常时警告灯持续亮。4轮汽车气压制动式ABS各零件的布置如图1所示。
2.2 6轮汽车气压制动式ABS各零件的布置。
牵引车和半挂车上分别安装有独立的ABS系统, 两者之间没有专用接线, 可由牵引车电源向半挂车顺系统供电, 而且也把半挂车上的ABS装置工作是否正常的信息传送给牵引车并在驾驶室仪表板上用警告灯显示。6轮汽车气压制动式ABS各零件的布置如图2所示。注意:挂车用ABS电子控制器不可能布置到驾驶室中, 而不得不布置在受雨、泥、沙尘等影响的恶劣环境中。因此挂车用ABS电子控制的外壳都采用更坚固的材料制成。
3 气压制动式ABS的主要部件。
3.1 轮速传感器。
防抱死制动系统工作时, 使用感应式速度传感器, 传感器固定于每一个车轮旁。在车轮轮毂上安装有极轮, 其旋转速度与车轮速度相同。脉冲传感器的安装位置与极轮的轮齿相对。旋转的极轮产生交变电流, 并使传感器感应得到与车轮速度成比例的某一频率, 一般在7.3-9.7Hz之间, 每一脉冲传感器的感应信号传送到电子控制单元中, 每个传感器都有一个永久磁铁和一个线圈。
3.2 气压调节器。
3.2.1压力升高过程。制动踏板阀门的制动压力由进气口进入, 顶起进气膜片, 经出气口继续进入到制动汽缸以实施制动。与此同时, 制动压力经排气电磁阀达到排气膜片下的空隙内, 保持排气口关闭。在压力升高过程, 进气电磁阀、排气电磁阀均不通电。3.2.2压力下降过程。如果某一车轮趋于抱此, 则进、排气电磁阀由ABS电脑供电。进气电磁阀上阀门打开使得压缩气体进入到进气膜片上的空隙内, 进气膜片关闭以防止制动压力进一步升高。进气电磁阀下阀门关闭了排气口的通道。排气电磁阀上阀门关闭以防止压缩气体进入排气膜片下的空隙中, 排气电磁阀下阀门打开, 使排气膜片下的空隙排气。打开膜片, 制动汽缸经由阀门排气口排气, 制动压力和制动效能随之下降。压力下降过程, 进、排气电磁阀均通电。
4 气压制动式ABS防抱死制动系统故障诊断方法
4.1 ABS故障诊断仪器和工具。
在多数防抱控制系统中, 可以通过跨接诊断座串相应的端子, 根据防抱警示 (或电子控制装置的发光二极管) 的闪烁情况读取故障代码。所以, 在故障代码读取时, 往往需要合适的跨接线, 跨接线是两端带有插接端子的一段导线, 也有的跨接线在中间设有保险管。故障代码只是代表故障情况的一系列数码, 要确切地了解故障情况还须根据维修手册查对故障代码所代表的故障情况。另外, 要正确地对系统进行故障诊断的排除, 也需要利用维修手册作参考, 因此, 维修手册是故障诊断和维修过程中最为重要的工具。在大部分汽车上, 防抱控制系统电子控制装置线束插头都不好接近, 速成插头中的端子又没有标号, 使确定所要测试的端子变得较为困难, 特别是当向一些特定的端子加入电压时, 如果电压加入有误, 可能会损坏系统中的一些电气元件, 另外, 如果直接从线束插头的端子上对系统进行测试, 不影响测试结果的准确性, 可能还会使端子发生变形或破坏, 为此, 可以使用接线端子盒。由于各种防抱控制系统线束插头中的端子数, 端号排列、插头形式不尽相同, 因此, 所用的接线端子盒也就不同。
4.2 故障诊断与排除的一般步骤。
当防抱控制系统警示灯持续点亮时, 或感觉防抱控制系统工作不正常时, 应及时对系统进行故障诊断和排除。在故障诊断和排除。在故障诊断和排除时应该按照一定的步骤进行, 才能取得良好的效果。故障诊断与排除的一般步骤如下:4.2.1确认故障情况和故障症状;4.2.2对系统进行直观检查, 检查是否有的制动液泻漏`导线破损、插头松脱、制动液液位过低等现象;4.2.3读解故障代码, 既可以用解码器直接读解, 也可以通过警示灯读取故障代码后, 再根据维修手册查找故障代码所代表的故障情况。4.2.4根据读解的故障情况, 利用必要的工具和仪器对故障部位进行深入检查, 确诊故障部位和故障原因;4.2.5检查警示灯是否仍然持续点亮, 如果警示灯仍然持续点亮, 可能是系统中仍有故障存在, 也有可能是故障己经排除, 而故障代码未被清除;警示灯不再电亮后, 进行路试, 确认系统是否恢复工作。
参考文献
[1]龙晓林, 杜小芳, 徐达.汽车ABS滑模变结构控制的分析与仿真[J].专用汽车, 2004, 3.
[2]王铁, 张国忠, 周淑文.基于竞争神经网络的ABS路面辨识[J].东北大学学报 (自然科学版) , 2003, 6.
商用车气压制动系统响应时间的优化 篇3
当前,商用车绝大部分仍采用常规气压制动,系统的响应时间(不包括驾驶员的反应时间——下同)大多为0.5～0.9 s。事实上,对于熟悉气压制动系统的开发人员来说,这个数值显得有些过大,它大大延长了车辆的制动距离,不利于行车安全。为更直观地阐述这一点,表1根据汽车理论计算出不同的响应时间对车辆制动距离的影响程度。
结论是二者成正比,即缩短响应时间,可以降低其影响程度,从而缩短制动距离。而且,缩短响应时间后可以方便工程师在车辆的物理制动阶段找到更经济、可靠的方法,比如减小制动器规格、开展轻量化制动鼓的研究等。
事实上,消除执行机构等硬件空行程的时间往往比较困难,投资性价比也不高,而通过提升控制信号或流通介质的响应速度来缩短时间,通常较有效,实现起来也容易。下面介绍几种常见的气压控制管路、结构或布局的优化方法。且经过试验证明,成功实现了响应时间平均降低0.3～0.5 s。
2 优化的方法
目前,基于法规的要求,商用车气压制动管路均使用双回路控制结构,影响气路响应时间的因素见表2 (例如环境温度、气压大小等影响因素,或者研究的实际意义不大,或者涉及面太复杂、工程难度大,这里一并略去不提)。
本文将基于试验结果,经济性地给出实现表2中各项成果的优化实例以供相关人员参考。
2.1 管径大小的选择(见表3)
按表3中的推荐值测试同一套系统,响应时间缩短了约250 ms。类似如管路连接头、控制阀等的内通径大小对响应时间的影响也很大:实验表明内通径为Φ13 mm的继动阀相较内径为Φ7 mm的继动阀,前者大约能缩短响应时间90 ms。
2.2 管路长短的影响
管路长短对响应时间的影响较小。实验显示:内径为Φ12mm的供能管每加长2m,系统响应时间延长16ms,内径为Φ6mm的信号管每加长2m,系统响应时间延长5 ms。因此,布置控制阀在车架上的位置时,应优先考虑采用较短的供能管。
2.3 管路连接头的影响
管路常用的接头有如下3种基本形式(如图1、图2、图3所示),对响应时间的影响见表4。因此,管路设计不能过分地追求布置的美观,应尽量减少管路中不必要的接头数量,或者选择响应时间短的接头形式。
2.4 容积分配的影响
优化整车前后桥的制动响应时间差和动态的制动力分配,需研究前、后回路不同的储气筒和制动气室容积大小。试验表明(管路连接按表3推荐),总容积不变时,前、后回路储气筒容积的变化对响应时间的影响较小,对制动气室的变化则影响较大(见表5)。
由此可见,为了适应超载而加大前、后桥制动气室(一般无法实现等量加大)后,应评估响应时间的变化。若前后响应时间相差较大,在一般点刹工况下,前桥的制动力分配往往会比理论计算值偏小,从而增加车辆跑偏、甩尾的倾向性,导致安全性降低。
2.5 管路布局的影响
管路布局对响应时间的影响最大。下面是3种常见的不合理布局的优化建议。
2.5.1 气路连接(如图4所示)
2.5.2 储气筒的位置
(如图5所示)
2.5.3 继动阀的数量及其控制方式(如图6所示)
类似上述3种管路布局很常见,可以举一反三进行优化。经过实车模拟测试,优化后的系统充、放气时间大幅减少,管路中的气压更平稳,同时前、后制动鼓的温升降低且趋向同步。表6分别给出了一台6×4和8×4车型管路优化前后的数据。
3 成果
上述5组实例均能显著减少响应时间、缩短制动距离。下面通过分析V-BOX记录仪生成的一台管路经过优化后的6×4牵引车的标准制动试验过程(如图7所示),可以更直观地展现这一点。
图7中的速度—制动距离曲线,清晰地记录着从踩下制动踏板到车辆停止的全过程:在踩下制动踏板后,车辆仍匀速向前运行了8 m的距离(曲线水平段),计算出该车的综合响应时间约480 ms (在表6数据的基础上增加了机械空行程的时间)。最终该车的制动距离达到了32 m (<法规36.7 m),处于行业内的领先水平。
4 结语
本文根据大量的实验基础研究,总结了常规条件下优化制动响应时间的方法。此外,相比欧洲商用车当前大多采用电控系统(EBS)来缩短响应时间的方法,该方法的性价比要高得多,具有现实的意义,也更符合当前我国国情。同时,当我国发展到EBS技术(常规管路控制的气压制动仍作为备份)阶段后,上述优化方案仍具有指导意义。
参考文献
[1]王望予.汽车设计[M].第4版.北京:机械工业出版社,2006.
[2]陈家瑞.汽车构造[M].第2版.北京:机械工业出版社,2006.
[3]钟志华.现代设计方法[M].武汉:武汉理工大学出版社,2007.
气压制动 篇4
1 气压制动系统的结构原理分析
气压制动系统作为车辆中使用较多的一种系统形式, 与液压制动系统相比, 在车辆工作运行中气压制动系统能够在汽车踏板作用力不过大, 同时踏板行程又不很长的情况下产生相对较大的制动力, 对于车辆的工作运行进行保障;此外, 在进行主车以及被拖挂车或者是列车之间连接时连接实现结构装置相对简单, 并且连接与断开设置比较方便。但同时, 气压制动系统在保证车辆工作运行时由于工作压力相对较低, 因此也需要空气压缩机以及储气罐等元件结构作为辅助, 配合系统的工作运行, 所以, 从整体结构以及性能作用上来讲, 气压制动系统与液压制动系统作为实现车辆运行的两大系统类型, 气压制动系统的结构性能要相对复杂。
气压制动系统主要由空气压缩机以及湿储气筒、四回路保护阀、双腔制动阀、前后储气筒、制动气室、继动阀以及进行各部件连接的气压管路等结构元件组成。在车辆工作运行中, 空气压缩机作为气压制动系统的压力源, 主要为系统工作运行进行高压气体提供支持;而湿储气筒则是用来进行空气的压缩冷却, 同时将空气中的油水进行分离实现, 并将清洁空气通过回路保护阀向系统的前后储气筒进行充气;四回路保护阀作为实现空气压缩机和储气筒连接的元件, 通过将整个车辆的气路分成四个相互连接又各自独立的回路结构, 在车辆工作运行中以保证其中一个回路故障的情况下, 通过其他回路实现压力水平的保持, 从而对于车辆的正常工作运行进行保障;在整个气压制动系统中一般设置有前后两个储气筒, 以进行空气压力的储存, 实现车辆运行动力支持;串联双腔制动阀则是进行主制动系统工作运行的控制实现。
串联双腔制动阀主要由上下两个腔室组成, 在制动控制运行中, 通过后储气筒与11口相接、前储气筒与12口相接, 并通过上腔出气口21为后制动回路进行制动信号气压的提供, 然后由22向前制动回路进行连通, 实现制动系统的制动控制。在制动工作中, 由制动踏板通过连接杠杆控制制动阀顶杆a向下进行移动, 然后通过橡胶弹簧b控制活塞C在回位弹簧的弹力作用下产生向下移动的作用力, 并在活塞与阀杆e接触后再次借助弹簧弹力进行向下移动, 并在活塞与阀杆接触同时将排气口d进行关闭, 通过阀杆的下移打开进气口i, 再由后储气筒中的高压气体通过21连接口输出到后制动回路中。此外, 在双腔制动阀的上腔动作运行中, 由回路气压通过小孔D向B腔作用, 作用力到达活塞f, 使活塞f下移关闭排气口h同时打开进气口g, 并将由前储气筒传来的高压气体通过12以及进气口g再由出气口22传递到前制动回路在充气作用下产生前制动作用, 保证制动系统的制动工作。最后, 在制动完成后, 通过将作用在顶杆上作用力进行消除, 实现橡胶弹簧压力作用的解除, 进而使活塞在回路弹簧以及回路气压的作用下向上移动, 并关闭进气口、打开排气口, 由前后制动回路气压经过两个出口以及排气口放空, 实现制动作用的解除。此外, 在气压制动系统中继动阀主要是进行制动反应时间缩减实现的结构装置, 制动气室则是实现气压作用向机械作用转换的结构装置, 气压管路是实现制动系统中各部件连接的管路元件。
2 气压制动系统建模以及稳健性设计分析
本文在进行气压制动系统模型构建中主要是通过AMESim软件实现的, 结合气压制动系统的工作运行情况, 在不考虑泄露并且假设前后储气筒为一个恒压源的情况下, 通过对于气压制动系统中串联双腔制动阀以及继动阀、制动气室、气压管路等结构部件对于系统工作运行的作用影响分析, 在完成上述部件的建模设计基础上, 实现整个系统的设计建模。
根据上述不进行稳健性考虑设计构建的气压制动系统模型, 在仿真试验中, 结合给定的输入信号, 进行制动工作运行后可以得出该气压制动系统中制动气室内的压力大小是通过踏板行程进行控制的, 但是存在有压力响应线和输入信号不同步的问题, 这也是进行气压制动系统设计中稳健性设计的关键要点, 经Taguchi方法在对于气压制动系统工作运行稳健性分析基础上, 通过仿真实验在选取稳健性因子基础上, 通过响应回归以及优化设计, 结合区间算法对于气压制动系统工作运行的稳健性因数计算, 最终实现气压制动系统及其稳健性的设计, 为实际设计提供了相关经验和参考。
3 结束语
总之, 气压制动系统作为车辆工作运行系统的一个重要类型, 具有一定的应用优势和适用性, 进行气压制动系统模型构建以及稳健性设计的分析, 有利于提升系统设计水平, 促进在实际中的推广应用, 具有积极作用和价值意义。
摘要：气压制动系统作为车辆中比较常见的一种系统装置, 由于在实际工作运行的环境结构比较复杂, 因此, 进行该系统的建模设计过程中, 如果只进行静态特性的设计考虑, 将会与实际的工作运行情况之间产生较大的偏差, 影响气压制动系统在实际工作运行中的稳健性。本文将通过对于气压制定系统的结构原理分析基础上, 对其系统建模以及稳健性设计进行分析研究, 以促进在实际中的设计应用。
关键词：气压制动系统,设计建模,结构原理,稳健性,分析研究
参考文献
[1]岳喜凯, 李晓杰, 董小瑞, 王龙.基于AMESim的气压式车用主动辅助制动能量回收系统研究[J].液压与气动, 2013 (09) .
[2]肖建国, 邓兆祥, 王攀.气制动ABS电磁阀压力动态特性研究[J].世界科技研究与发展, 2012 (04) .