某6×2載貨車氣壓制動(dòng)系統(tǒng)失效分析

摘 要:本文結(jié)合某6×2載貨車制動(dòng)管路系統(tǒng)簡(jiǎn)述雙回路氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的控制型式和實(shí)現(xiàn)方式，并分析引起雙回路氣壓制動(dòng)系統(tǒng)失效的原因及預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞:雙回路氣壓制動(dòng)系統(tǒng)失效

中圖分類號(hào):U46文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1672-3791(2010)7(c)-0061-02

1 前言

在重型載貨車采用的制動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)形式中動(dòng)力制動(dòng)是應(yīng)用最廣泛的，動(dòng)力制動(dòng)即利用發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力轉(zhuǎn)化而成，并表現(xiàn)為氣壓或液壓形式的勢(shì)能作為汽車制動(dòng)的全部力源。駕駛員施加于踏板或手柄上的力，僅用于回路中控制元件的操縱。氣壓制動(dòng)系是動(dòng)力制動(dòng)的主要型式，在汽車上得到廣泛應(yīng)用，特別是中、重型卡車上使用。

本文以某6×2載貨車制動(dòng)管路系統(tǒng)為例，闡述引起整車制動(dòng)失效的原因，并對(duì)原因進(jìn)行分析得出解決方案和預(yù)防措施，對(duì)提高整車的一次下線合格率和降低整車因制動(dòng)失效而造成傷亡事故的發(fā)生概率具有規(guī)范和預(yù)防意義。

2 雙回路氣壓制動(dòng)系統(tǒng)

2.1 雙回路氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的分路系統(tǒng)

為了提高汽車制動(dòng)系統(tǒng)的可靠性，現(xiàn)代汽車愈來(lái)愈多采用分路系統(tǒng)，即全車所有行車制動(dòng)器的氣壓管路，分屬于兩個(gè)或更多的互相隔絕的回路。這樣，即使其中一個(gè)回路失效后，汽車仍可利用其他完好的回路起制動(dòng)作用，而不會(huì)失去制動(dòng)能力。一般多設(shè)計(jì)為雙回路、少數(shù)也有用三回路的。常見的雙軸汽車的雙回路制動(dòng)系統(tǒng)有以下五種分路型式:

(1)前、后橋獨(dú)立式或叫一軸對(duì)一軸(Ⅱ)型，這種分路系統(tǒng)多用于后輪負(fù)載較大的發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng)(RE)或發(fā)動(dòng)機(jī)中置后輪驅(qū)動(dòng)(MR)的汽車，這些汽車的后輪負(fù)載大，對(duì)后輪制動(dòng)力的依賴性大。但有許多發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)(FR)的轎車和貨車也采用此種分路系統(tǒng)。但對(duì)前輪制動(dòng)力依賴性大的發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)(FF)的汽車，一般就不宜采用這種分路系統(tǒng)。因?yàn)椋?dāng)前輪制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，制動(dòng)力會(huì)大大下降。這種型式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但一個(gè)回路失效，則該軸失去制動(dòng)能力，緊急制動(dòng)有時(shí)會(huì)出事故。

(2)交叉型也叫X型。這種型式也叫縱斜獨(dú)立式，多用于前輪負(fù)載大的發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)(FF)的汽車。一個(gè)回路失效后，尚能保持50％的制動(dòng)力，對(duì)直線行駛影響小。但轉(zhuǎn)向時(shí)制動(dòng)，若失效的是外側(cè)后輪回路，僅剩內(nèi)側(cè)后輪制動(dòng)易產(chǎn)生過(guò)度轉(zhuǎn)向，會(huì)形成近似于單側(cè)制動(dòng)狀態(tài)，應(yīng)采用轉(zhuǎn)向主銷偏置量較小的幾何結(jié)構(gòu)。

(3)前輪和全輪分路也叫一軸半對(duì)半軸(HI)型。前輪制動(dòng)器為雙輪缸，其中的一個(gè)輪缸和全部后輪制動(dòng)器輪缸屬于一個(gè)回路，其余的前輪缸則屬于另一回路。此種分路系統(tǒng)，若前輪制動(dòng)回路失效對(duì)整車制動(dòng)力影響不大;但全輪制動(dòng)失效，則前輪制動(dòng)易抱死，失去操縱性。

(4)前橋右后輪和前橋左后輪分路型也叫半軸一輪對(duì)半軸一輪(LL)型。兩個(gè)分路分別對(duì)兩側(cè)前輪制動(dòng)器的半數(shù)輪缸和一個(gè)后輪制動(dòng)器起作用。

(5)全輪雙回路分路型，也叫雙半軸對(duì)雙半軸型(HH)。每個(gè)回路均只對(duì)每個(gè)前、后制動(dòng)器的半數(shù)輪缸起作用。LL型和HH型在一個(gè)回路失效時(shí)，前、后輪制動(dòng)力分配和不失效時(shí)相同，總制動(dòng)力均能保持50％。但結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

2.2 某6×2載貨車氣壓制動(dòng)回路

某6×2載貨車氣壓制動(dòng)回路采用前、后橋獨(dú)立控制的分路形式，前軸采用膜片制動(dòng)氣室，后軸采用彈簧儲(chǔ)能制動(dòng)氣室，在前軸制動(dòng)失效的情況下，后軸的制動(dòng)力不低于整車制動(dòng)效能的50%，并在雙回路制動(dòng)的基礎(chǔ)上增加了駐車制動(dòng)和輔助制動(dòng)，保證了行車安全性和滿足國(guó)家法規(guī)的要求。分為:(1)空氣壓縮機(jī);(2)空氣干燥器總成;(3)四回路保護(hù)閥;(4)儲(chǔ)氣筒總成;(5)放水閥;(6)低壓報(bào)警器(駐車燈開關(guān));(7)離合助力器;(8)再生儲(chǔ)氣筒;(9)行車制動(dòng)燈開關(guān);(10)前橋膜片制動(dòng)氣室;(11)腳制動(dòng)閥;(12)雙指針壓力表;(13)手控閥;(14)快放閥總成;(15)行車?yán)^動(dòng)閥;(16)差動(dòng)繼動(dòng)閥;(17)后橋彈簧儲(chǔ)能氣室。

某6×2載貨車雙回路制動(dòng)系統(tǒng)中。發(fā)動(dòng)機(jī)通過(guò)皮帶輪驅(qū)動(dòng)的空氣壓縮機(jī)(1)將壓縮空氣經(jīng)空氣干燥器(2)進(jìn)行空氣濾清干燥后通過(guò)四回路保護(hù)閥(3)把壓縮空氣分配給儲(chǔ)氣筒總成(4)，每個(gè)儲(chǔ)氣筒上分別接放水閥總成(5)和低壓報(bào)警器(6)，四回路保護(hù)閥(3)有四個(gè)出氣口:出氣口21接后制動(dòng)用儲(chǔ)氣筒、出氣口22接前制動(dòng)用儲(chǔ)氣筒、出氣口23接駐車制動(dòng)用儲(chǔ)氣筒、出氣口24接離合和其他用氣單位取氣。

前制動(dòng)用儲(chǔ)氣筒接腳制動(dòng)閥(11)下腔進(jìn)氣，后制動(dòng)用儲(chǔ)氣筒接腳制動(dòng)閥(11)上腔進(jìn)氣，在分別與雙指針壓力表(12)連接。雙指針壓力表(12)上針表示后制動(dòng)用儲(chǔ)氣筒氣壓、下針表示前制動(dòng)用儲(chǔ)氣筒氣壓。

制動(dòng)時(shí)，腳制動(dòng)閥(11)由駕駛員的制動(dòng)踏板操縱，首先切斷各制動(dòng)氣室與大氣的通道，接通與儲(chǔ)氣筒通道。于是，壓縮空氣經(jīng)腳制動(dòng)閥(11)下腔接繼動(dòng)閥(15)的控制口4提供氣信號(hào)，前制動(dòng)用儲(chǔ)氣筒的壓縮空氣經(jīng)行車?yán)^動(dòng)閥(15)的出氣口接快放閥向兩根前軸的膜片制動(dòng)氣室(10)分別供氣，實(shí)現(xiàn)前制動(dòng);同時(shí)壓縮空氣經(jīng)腳制動(dòng)閥(11)上腔接行車?yán)^動(dòng)閥(15)的控制口提供氣信號(hào)，后制動(dòng)用儲(chǔ)氣筒的壓縮空氣經(jīng)過(guò)行車?yán)^動(dòng)閥(15)充入后橋彈簧儲(chǔ)能氣室(17)的行車腔，實(shí)現(xiàn)后制動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)獨(dú)立控制的前、后軸行車制動(dòng)。

此種雙回路氣壓制動(dòng)系統(tǒng)被廣泛應(yīng)用于重型載貨車車型中，也被認(rèn)為是一種可靠而穩(wěn)妥的制動(dòng)控制系統(tǒng)，有些車型在雙回路氣壓控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上又增加了駐車制動(dòng)系統(tǒng)、緊急制動(dòng)系統(tǒng)和輔助制動(dòng)系統(tǒng)，使得現(xiàn)在汽車在載重量和車速不斷提升的情況下有了更加可靠和快速的制動(dòng)控制系統(tǒng)。但是此制動(dòng)控制系統(tǒng)也會(huì)因?yàn)槟承┰蚨a(chǎn)生制動(dòng)失效的情況，甚至造成車毀人亡的慘劇的發(fā)生。

3 引起雙回路氣制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)失效的原因

在實(shí)際運(yùn)行中，雙管路氣制動(dòng)系統(tǒng)由于某種原因有時(shí)也會(huì)出現(xiàn)制動(dòng)失效事故，且制動(dòng)失效原因不容易找，但是找到后卻發(fā)現(xiàn)原因非常簡(jiǎn)單——腳制動(dòng)閥上、下腔進(jìn)氣或出氣管路接反引起的制動(dòng)失效。

以某6×2載貨車雙回路氣壓制動(dòng)系統(tǒng)為例對(duì)因腳制動(dòng)閥上、下腔進(jìn)氣或出氣管路接反引起的制動(dòng)失效從原理上作進(jìn)一步的分析和闡述。

要從原理上解釋接反引起制動(dòng)失靈的原因，首先要搞清楚繼動(dòng)閥的作用及工作原理。雙管路氣壓制動(dòng)系統(tǒng)普遍采用了繼動(dòng)閥，前后各一個(gè)。繼動(dòng)閥的作用是縮短因制動(dòng)管路太長(zhǎng)引起的制動(dòng)起作用滯后時(shí)間。其原理是通過(guò)腳制動(dòng)閥給繼動(dòng)閥一個(gè)信號(hào)(氣壓信號(hào))打開繼動(dòng)閥，然后由儲(chǔ)氣筒直接通過(guò)繼動(dòng)閥供氣給制動(dòng)氣室。

當(dāng)腳制動(dòng)閥上、下腔出氣管路接反時(shí)，則踏下制動(dòng)踏板時(shí)，來(lái)自前制動(dòng)用儲(chǔ)氣筒的壓縮空氣會(huì)通過(guò)腳制動(dòng)閥下腔去控制后繼動(dòng)閥，而后制動(dòng)用儲(chǔ)氣筒的信號(hào)氣壓又去控制前繼動(dòng)閥，如圖2中的虛線所示。這時(shí)如果一個(gè)管路沒有壓縮空氣，就會(huì)出現(xiàn)繼動(dòng)閥能被打開的、而供氣的儲(chǔ)氣筒卻沒有氣，有氣供的另一個(gè)儲(chǔ)氣筒繼動(dòng)閥又不能被打開，所以就會(huì)出現(xiàn)前后管路均無(wú)氣供制動(dòng)系統(tǒng)工作的情況。但是當(dāng)兩個(gè)管路都有氣時(shí)，又與正確接法時(shí)的效果一樣。理論和實(shí)踐均證明:腳制動(dòng)閥上、下腔出氣管路接反有造成制動(dòng)失效的可能，或者說(shuō)，接反后雙管路氣壓制動(dòng)變成了單管路氣壓制動(dòng)，這即與原設(shè)計(jì)思想不符，整車的制動(dòng)控制系統(tǒng)不符合GB12676-1999《汽車制動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、性能和試驗(yàn)方法》和GB7258－2004《機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)要求》的法規(guī)要求，也起不到雙管路制動(dòng)應(yīng)有的雙保險(xiǎn)作用，反而會(huì)降低使用者的安全警惕性，使駕駛員產(chǎn)生盲目自信，在低于安全氣壓下起步行車，產(chǎn)生事故隱患。由于繼動(dòng)閥的打開只需要一個(gè)較小的啟動(dòng)氣壓(信號(hào)氣壓)，因此，雙回路氣壓制動(dòng)變成單回路氣壓制動(dòng)的必要條件是:腳制動(dòng)閥上、下腔出氣管路接反，且一個(gè)管路的氣壓低于繼動(dòng)閥的啟動(dòng)氣壓，從而很可能導(dǎo)致汽車制動(dòng)失效。如果此時(shí)整車在公路上高速行駛，而由于管路接反導(dǎo)致行車制動(dòng)失效，駕駛員將采取緊急制動(dòng)或駐車制動(dòng)，引起后軸抱死，進(jìn)而整車出現(xiàn)甩尾的危險(xiǎn)工況。

4 雙回路氣制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)失效的預(yù)防措施

從雙回路氣制動(dòng)系統(tǒng)制動(dòng)失效的原因分析可知，引起制動(dòng)失效要有兩個(gè)條件:腳制動(dòng)閥上、下腔出氣管路接反和一個(gè)管路沒壓縮空氣。目前，氣壓制動(dòng)管路的材料主要有兩種:一是硬質(zhì)材料，如銅管、鍍鋅鋼管等，這些硬管都是成型管，生產(chǎn)線工人不容易接錯(cuò)。二是軟材料管，如亞大尼龍管。

由于腳制動(dòng)閥都設(shè)計(jì)安裝在駕駛員腳下的駕駛室地板上，腳制動(dòng)閥進(jìn)、出氣管路一般與底盤管路在裝配時(shí)分兩次連接，更容易接反。

根據(jù)上述分析，為預(yù)防汽車制動(dòng)失效，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

(1)設(shè)計(jì)方面。設(shè)計(jì)時(shí)保證不接反，這是最根本的一條。即把腳制動(dòng)閥的上、下腔出氣尼龍管和管路接頭設(shè)計(jì)成不同的配合尺寸，若必須用同種規(guī)格的尼龍管則可以作不同的顏色標(biāo)記，如涂不同顏色的漆或彩色膠帶，并體現(xiàn)在制動(dòng)管路裝置圖上或尼龍管總成圖上。

(2)生產(chǎn)裝配方面。在預(yù)裝尼龍管總成時(shí)嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙上的要求對(duì)各種規(guī)格的尼龍管作上明顯的、永久的標(biāo)記;在裝配工藝上加以保證，使得生產(chǎn)裝配工人在裝配時(shí)能夠輕易區(qū)別，便于生產(chǎn)裝配工人能夠又好又快的進(jìn)行裝配;生產(chǎn)部門要定期對(duì)每個(gè)相關(guān)人員，尤其是裝配工進(jìn)行制動(dòng)方面的指示培訓(xùn)，使其了解和掌握制動(dòng)控制原理和國(guó)家制動(dòng)法規(guī)的要求，要使他們都知道管路接反引起的嚴(yán)重性后果。

(3)入庫(kù)、出廠檢驗(yàn)方面，檢驗(yàn)人員檢查管路有無(wú)漏氣的前提下測(cè)試在只有一個(gè)管路有氣時(shí)整車有無(wú)制動(dòng)和緊急制動(dòng)和駐車制動(dòng)以及輔助制動(dòng)是否工作正常。

(4)駕駛員更應(yīng)遵守安全操作規(guī)程，加強(qiáng)出車檢查和制動(dòng)系統(tǒng)零部件的日常維護(hù)，不能盲目自信，以防萬(wàn)一。

(5)生產(chǎn)廠家在說(shuō)明書中應(yīng)有明確警示，提醒用戶在維修(如更換制動(dòng)軟管)和改裝時(shí)不要接反接頭。

5 結(jié)論

本論文結(jié)合某6×2載貨車的制動(dòng)管路系統(tǒng)簡(jiǎn)述雙回路氣壓制動(dòng)系統(tǒng)的控制型式和實(shí)現(xiàn)方式，闡述引起整車制動(dòng)失效的原因，并對(duì)引起雙回路氣壓制動(dòng)系統(tǒng)失效的原因進(jìn)行分析，得出解決方案和預(yù)防措施。對(duì)提高整車的一次下線合格率和降低整車因制動(dòng)失效而造成傷亡事故的發(fā)生概率具有規(guī)范和預(yù)防意義，對(duì)售后服務(wù)維修具有指導(dǎo)意義。

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