某6×2載貨車氣壓制動系統失效分析

摘 要:本文結合某6×2載貨車制動管路系統簡述雙回路氣壓制動系統的控制型式和實現方式，并分析引起雙回路氣壓制動系統失效的原因及預防措施。

關鍵詞:雙回路氣壓制動系統失效

中圖分類號:U46文獻標識碼:A文章編號:1672-3791(2010)7(c)-0061-02

1 前言

在重型載貨車采用的制動驅動機構形式中動力制動是應用最廣泛的，動力制動即利用發動機的動力轉化而成，并表現為氣壓或液壓形式的勢能作為汽車制動的全部力源。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。氣壓制動系是動力制動的主要型式，在汽車上得到廣泛應用，特別是中、重型卡車上使用。

本文以某6×2載貨車制動管路系統為例，闡述引起整車制動失效的原因，并對原因進行分析得出解決方案和預防措施，對提高整車的一次下線合格率和降低整車因制動失效而造成傷亡事故的發生概率具有規范和預防意義。

2 雙回路氣壓制動系統

2.1 雙回路氣壓制動系統的分路系統

為了提高汽車制動系統的可靠性，現代汽車愈來愈多采用分路系統，即全車所有行車制動器的氣壓管路，分屬于兩個或更多的互相隔絕的回路。這樣，即使其中一個回路失效后，汽車仍可利用其他完好的回路起制動作用，而不會失去制動能力。一般多設計為雙回路、少數也有用三回路的。常見的雙軸汽車的雙回路制動系統有以下五種分路型式:

(1)前、后橋獨立式或叫一軸對一軸(Ⅱ)型，這種分路系統多用于后輪負載較大的發動機后置后輪驅動(RE)或發動機中置后輪驅動(MR)的汽車，這些汽車的后輪負載大，對后輪制動力的依賴性大。但有許多發動機前置后輪驅動(FR)的轎車和貨車也采用此種分路系統。但對前輪制動力依賴性大的發動機前置前輪驅動(FF)的汽車，一般就不宜采用這種分路系統。因為，當前輪制動系統發生故障時，制動力會大大下降。這種型式結構簡單，但一個回路失效，則該軸失去制動能力，緊急制動有時會出事故。

(2)交叉型也叫X型。這種型式也叫縱斜獨立式，多用于前輪負載大的發動機前置前輪驅動(FF)的汽車。一個回路失效后，尚能保持50％的制動力，對直線行駛影響小。但轉向時制動，若失效的是外側后輪回路，僅剩內側后輪制動易產生過度轉向，會形成近似于單側制動狀態，應采用轉向主銷偏置量較小的幾何結構。

(3)前輪和全輪分路也叫一軸半對半軸(HI)型。前輪制動器為雙輪缸，其中的一個輪缸和全部后輪制動器輪缸屬于一個回路，其余的前輪缸則屬于另一回路。此種分路系統，若前輪制動回路失效對整車制動力影響不大;但全輪制動失效，則前輪制動易抱死，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半軸一輪(LL)型。兩個分路分別對兩側前輪制動器的半數輪缸和一個后輪制動器起作用。

(5)全輪雙回路分路型，也叫雙半軸對雙半軸型(HH)。每個回路均只對每個前、后制動器的半數輪缸起作用。LL型和HH型在一個回路失效時，前、后輪制動力分配和不失效時相同，總制動力均能保持50％。但結構復雜。

2.2 某6×2載貨車氣壓制動回路

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

某6×2載貨車雙回路制動系統中。發動機通過皮帶輪驅動的空氣壓縮機(1)將壓縮空氣經空氣干燥器(2)進行空氣濾清干燥后通過四回路保護閥(3)把壓縮空氣分配給儲氣筒總成(4)，每個儲氣筒上分別接放水閥總成(5)和低壓報警器(6)，四回路保護閥(3)有四個出氣口:出氣口21接后制動用儲氣筒、出氣口22接前制動用儲氣筒、出氣口23接駐車制動用儲氣筒、出氣口24接離合和其他用氣單位取氣。

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

制動時，腳制動閥(11)由駕駛員的制動踏板操縱，首先切斷各制動氣室與大氣的通道，接通與儲氣筒通道。于是，壓縮空氣經腳制動閥(11)下腔接繼動閥(15)的控制口4提供氣信號，前制動用儲氣筒的壓縮空氣經行車繼動閥(15)的出氣口接快放閥向兩根前軸的膜片制動氣室(10)分別供氣，實現前制動;同時壓縮空氣經腳制動閥(11)上腔接行車繼動閥(15)的控制口提供氣信號，后制動用儲氣筒的壓縮空氣經過行車繼動閥(15)充入后橋彈簧儲能氣室(17)的行車腔，實現后制動，最終實現獨立控制的前、后軸行車制動。

此種雙回路氣壓制動系統被廣泛應用于重型載貨車車型中，也被認為是一種可靠而穩妥的制動控制系統，有些車型在雙回路氣壓控制系統的基礎上又增加了駐車制動系統、緊急制動系統和輔助制動系統，使得現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控制系統。但是此制動控制系統也會因為某些原因而產生制動失效的情況，甚至造成車毀人亡的慘劇的發生。

3 引起雙回路氣制動系統制動失效的原因

在實際運行中，雙管路氣制動系統由于某種原因有時也會出現制動失效事故，且制動失效原因不容易找，但是找到后卻發現原因非常簡單——腳制動閥上、下腔進氣或出氣管路接反引起的制動失效。

以某6×2載貨車雙回路氣壓制動系統為例對因腳制動閥上、下腔進氣或出氣管路接反引起的制動失效從原理上作進一步的分析和闡述。

要從原理上解釋接反引起制動失靈的原因，首先要搞清楚繼動閥的作用及工作原理。雙管路氣壓制動系統普遍采用了繼動閥，前后各一個。繼動閥的作用是縮短因制動管路太長引起的制動起作用滯后時間。其原理是通過腳制動閥給繼動閥一個信號(氣壓信號)打開繼動閥，然后由儲氣筒直接通過繼動閥供氣給制動氣室。

當腳制動閥上、下腔出氣管路接反時，則踏下制動踏板時，來自前制動用儲氣筒的壓縮空氣會通過腳制動閥下腔去控制后繼動閥，而后制動用儲氣筒的信號氣壓又去控制前繼動閥，如圖2中的虛線所示。這時如果一個管路沒有壓縮空氣，就會出現繼動閥能被打開的、而供氣的儲氣筒卻沒有氣，有氣供的另一個儲氣筒繼動閥又不能被打開，所以就會出現前后管路均無氣供制動系統工作的情況。但是當兩個管路都有氣時，又與正確接法時的效果一樣。理論和實踐均證明:腳制動閥上、下腔出氣管路接反有造成制動失效的可能，或者說，接反后雙管路氣壓制動變成了單管路氣壓制動，這即與原設計思想不符，整車的制動控制系統不符合GB12676-1999《汽車制動系統結構、性能和試驗方法》和GB7258－2004《機動車運行安全技術要求》的法規要求，也起不到雙管路制動應有的雙保險作用，反而會降低使用者的安全警惕性，使駕駛員產生盲目自信，在低于安全氣壓下起步行車，產生事故隱患。由于繼動閥的打開只需要一個較小的啟動氣壓(信號氣壓)，因此，雙回路氣壓制動變成單回路氣壓制動的必要條件是:腳制動閥上、下腔出氣管路接反，且一個管路的氣壓低于繼動閥的啟動氣壓，從而很可能導致汽車制動失效。如果此時整車在公路上高速行駛，而由于管路接反導致行車制動失效，駕駛員將采取緊急制動或駐車制動，引起后軸抱死，進而整車出現甩尾的危險工況。

4 雙回路氣制動系統制動失效的預防措施

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

由于腳制動閥都設計安裝在駕駛員腳下的駕駛室地板上，腳制動閥進、出氣管路一般與底盤管路在裝配時分兩次連接，更容易接反。

根據上述分析，為預防汽車制動失效，應注意以下幾點。

(1)設計方面。設計時保證不接反，這是最根本的一條。即把腳制動閥的上、下腔出氣尼龍管和管路接頭設計成不同的配合尺寸，若必須用同種規格的尼龍管則可以作不同的顏色標記，如涂不同顏色的漆或彩色膠帶，并體現在制動管路裝置圖上或尼龍管總成圖上。

(2)生產裝配方面。在預裝尼龍管總成時嚴格按設計圖紙上的要求對各種規格的尼龍管作上明顯的、永久的標記;在裝配工藝上加以保證，使得生產裝配工人在裝配時能夠輕易區別，便于生產裝配工人能夠又好又快的進行裝配;生產部門要定期對每個相關人員，尤其是裝配工進行制動方面的指示培訓，使其了解和掌握制動控制原理和國家制動法規的要求，要使他們都知道管路接反引起的嚴重性后果。

(3)入庫、出廠檢驗方面，檢驗人員檢查管路有無漏氣的前提下測試在只有一個管路有氣時整車有無制動和緊急制動和駐車制動以及輔助制動是否工作正常。

(4)駕駛員更應遵守安全操作規程，加強出車檢查和制動系統零部件的日常維護，不能盲目自信，以防萬一。

(5)生產廠家在說明書中應有明確警示，提醒用戶在維修(如更換制動軟管)和改裝時不要接反接頭。

5 結論

本論文結合某6×2載貨車的制動管路系統簡述雙回路氣壓制動系統的控制型式和實現方式，闡述引起整車制動失效的原因，并對引起雙回路氣壓制動系統失效的原因進行分析，得出解決方案和預防措施。對提高整車的一次下線合格率和降低整車因制動失效而造成傷亡事故的發生概率具有規范和預防意義，對售后服務維修具有指導意義。

參考文獻

[1]余志生.汽車理論[M].北京:機械工業出版社，2000.

[2]王望予.汽車設計[M].北京:機械工業出版社，2000.

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