試制樣車制動液加注設備優化設計

林建濤，耿一飛

（上汽通用樣車開發中心，上海 浦東201206）

制動是實現汽車安全行駛的關鍵功能，制動液加注一直是汽車裝配中的關鍵工藝，真空加注是制動液的主流加注方式[1]。相比產品車，試制樣車的制動液加注有以下三個特點:

（1）ABS通訊模塊正在開發階段，產品未凍結，與之配套的制動液加注設備通訊設備開發難度較大；

（2）樣車屬小批量造車，制動液采用的是售后件，制動液的水分含量達標（出廠狀態）；

（3）樣車的車型復雜多樣，制動液壺種類繁多。

基于以上特點對制動液加注設備進行優化設計，達到降本增效目的。

1 制動液真空加注工藝

1.1 真空加注過程

制動液真空加注的加注過程主要包括以下工序：水分檢測，一次抽真空，真空/保壓檢測，二次抽真空，制動液加注，結束加注回抽余液。具體流程如圖1所示。

圖1 制動液加注流程圖

1.2 真空保壓測試

真空壓力測試是加注過程的關鍵步驟。制動系統連通真空泵后進行抽真空，一次真空結束后立即進行大泄露測試，大泄露判定值為10 mbar.隔離真空泵進行保壓測試，檢查小泄漏，小泄露標準值5 mbar，檢測通過后，連通真空泵進行二次抽真空，保證真空度。

2 制動液加注機的主要功能要求

（1）水分含量檢測功能：制動液和水同樣具有極性分子結構，制動液的吸水性很強，水份超標的制動液在制動的過程中，摩擦產生的高溫會使水氣化。氣體具有可壓縮性，在制動液中被壓縮，就會造成制動失靈甚至失效，加注過程中必須檢測制動液水分含量，含水量小于0.15%.主流的制動液水分檢測設備為色譜分析儀，如圖2所示。

圖2 水分檢測設備

（2）真空除濕脫泡功能[2]：利用飽和

蒸氣壓原理，通過抽真空方式使系統產生一定的真空度，以降低水的沸點，使水沸騰汽化，以水蒸氣的形式將其泵出。真空度一般選擇2 000～3 000 Pa左右（如圖3），這樣既能有利于水氣的分離，又不會導致脫水過深，引起制動液的揮發。

圖3 水的沸點隨真空壓力變化的曲線

（3）制動液加注設備需要和ABS模塊通訊打開ABS模塊的電磁閥。對ABS腔體進行制動液加注，所以必須考慮生產時的通訊方式和標定時的通訊方式。

（4）抽真空能力：制動液加注設備需要將車輛制動液油管抽成真空狀態并保壓，以實現真空加注。

3 制動液加加注機的基本結構

制動液加注機包括控制單元、氣源單元、真空單元、制動液存儲單元和加注槍頭等組成（如圖4）。

圖4 制動液加注機全圖

（1）控制單元[3]：通過PLC控制器實現設備在加注過程中的工藝動作控制，同時可通過HMI顯示屏實現人機交互。

（2）氣源單元：制動液設備多采用氣動動力元件，有效的氣路設計是實現動作的動力來源，比如槍頭夾緊/松開。

（3）真空回路單元[4]。真空泵是抽真空的動力源，通過管路上閥門的有序動作，實現抽真空效果，真空泵需要有一定的抽真空能力。

（4）制動液液存儲及預處理單元[5]。用于存儲制動液并進行脫泡處理水分超標的制動液。

（5）真空加注槍。該模塊為加注設備與整車制動系統的接口，需要做好密封處理。為提高加注槍的柔性，采用卡抓式夾頭設計。圖5為卡抓式槍頭的設計原理。

圖5 卡抓式加注槍頭原理

4 制動液加加注機優化設計

4.1 試制樣車的制動液加注功能優化

（1）真空脫泡功能：試制樣車采用的制動液是售后件，制動液的水份含量是達標的。制動液加注，采用“即加即用”的方式（加注制動液前，將制動液加到加注機儲液罐，隨后加注機直接將制動液加注到汽車制動系統）。不需要像工廠一樣，先對制動液進行脫泡處理（機器24 h開機），再進行加注。機器只需要在使用時打開，大大節約用電成本。

（2）ABS模塊通訊功能：樣車的ABS通訊模塊正在開發階段，模塊尚未凍結，與之配套的加注機模塊較難開發。制動液加注時，ABS通道由ABS工程師手動刷新打開，配合加注完成（無節拍限制），節省制動液加注機通訊模塊的開發費用。

（3）加注頭轉換器：樣車的制動液壺種類繁多，開發加注槍頭轉換器，避免每種制動液壺口配一把加注槍頭，節約槍頭開發成本。

4.2 制動液加注機的設計原理

制動液加注機的工作包括抽真空、加注、回抽、脫泡等，其工作原理如圖6所示。

圖6 制動液加注機工作原理簡圖

（1）抽真空工作原理：真空閥V04打開，真空閥V05關閉，真空泵P02開啟，將整車制動系統內的空氣通過加注槍頭“回抽壓氣及真空通道”抽出。真空抽取過程包含大泄漏和小泄露測試。

（2）制動液加注原理：加注閥V01、回液閥V02打開，隔膜泵P01開啟，制動液流過色譜分析儀，通過“原液加注通道”加入到整車制動系統。

（3）制動液回抽原理：回抽加壓閥V08打開，加注槍頭內置閥V07、V10打開，V03關閉，通過“回抽回吸通道”進入儲液罐。

制動液脫泡工作原理：制動液加注前，如果色譜分析儀檢測制動液水份含量超標（售后制動液失效），則需要進行制動液脫泡。

（4）真空開啟閥V04、V05打開、槍頭內置閥V07關閉，真空泵P02開啟，儲液罐內的制動液處于真空狀態，開始脫泡除濕。

5 真空加注機常見問題分析

（1）水份分析儀標準值失效，主要原因是未及時標定水份分析儀。水份分析儀需要采用標準液（如圖7）定期標定，如長期不標定，標準值將失真。

圖7 制動液標準樣液

（2）加注槍頭密封不嚴[6]，主要原因密封圈故障，密封不嚴。為防止失效，需要定期檢查加注槍的密封圈是否破損，加注槍每天標定一次。標定方法：設定封閉的加注槍標定壺（如圖8），每天將加注槍對標定壺加注一次，如果加注正常，則標定通過。

圖8 加注槍頭標定樣壺

6 結束語

制動液真空加注設備不僅加注質量高，而且加注效率高，是目前最主流的加注方式。真空加注設備的形式多種多樣，車間可根據實際加注需求，對加注設備進行優化改造。既能保證加注質量，又能節約開發和使用成本。本文以試制樣車的制動液加注設備為例，總結了優化設計的經驗，對其它車間的制動液加注機改造有著重要的參考意義。