載貨汽車中后橋制動(dòng)氣室串氣故障分析

郗娟，梁海生，王莉，李衛(wèi)超

（陜西重型汽車有限責(zé)任公司，陜西 西安 710200）

載貨汽車中后橋制動(dòng)氣室串氣故障分析

郗娟，梁海生，王莉，李衛(wèi)超

（陜西重型汽車有限責(zé)任公司，陜西 西安 710200）

介紹載貨汽車中后橋制動(dòng)氣室的工作原理，分析其串氣故障。

載貨汽車；制動(dòng)氣室；故障分析

CLC NO.:U472.4Document Code:AArticle ID:1671-7988(2014)03-115-04

前言

載貨車中后橋制動(dòng)回路承擔(dān)車輛滿載負(fù)荷53%至56%制動(dòng)力，制動(dòng)氣室是其主要?dú)鈩?dòng)執(zhí)行元件。為了實(shí)現(xiàn)車輛的駐車制動(dòng)及應(yīng)急制動(dòng)，載貨車中后橋制動(dòng)氣室通常采用復(fù)合式雙膜片彈簧儲(chǔ)能氣室。在實(shí)際使用過(guò)程中，彈簧氣室可能因油漬、砂眼、密封不良等導(dǎo)致氣室單腔或者雙腔相互串氣，從而是行駛中的車輛喪失制動(dòng)力或者停止的車輛駐車制動(dòng)無(wú)法解除，以下詳細(xì)介紹制動(dòng)氣室串氣的各種故障現(xiàn)象及排除。

1、復(fù)合式雙膜片彈簧制動(dòng)氣室

載貨車的中后橋制動(dòng)氣室采用雙膜片復(fù)合式彈簧儲(chǔ)能氣室，見(jiàn)圖1。行車過(guò)程中，駐車制動(dòng)腔體B腔內(nèi)充滿壓縮氣體，氣體通過(guò)膜片e壓縮儲(chǔ)能彈簧，氣室前端的頂桿在回位彈簧的作用下收回，駐車制動(dòng)處于解除狀態(tài)；行車制動(dòng)時(shí)，行車?yán)^動(dòng)閥供氣給行車制動(dòng)腔體A腔，使得A腔膜片d推動(dòng)頂桿伸出，制動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生與制動(dòng)踏板行程相應(yīng)的制動(dòng)力；相反需要駐車時(shí)，B腔體內(nèi)的氣體被排空，儲(chǔ)能彈簧伸長(zhǎng)推動(dòng)A腔膜片使頂桿伸出，使得制動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生制動(dòng)。

2、中后橋制動(dòng)回路管路連接原理圖

為了使得內(nèi)容更通俗易解，這里我們使用實(shí)物連接示意圖，見(jiàn)圖2。

圖示是雙后橋車型制動(dòng)回路系統(tǒng)最常見(jiàn)的一種差動(dòng)式布置方法，在此簡(jiǎn)單介紹一下其工作原理（為了直觀，圖中將行車制動(dòng)回路系統(tǒng)連接管路用藍(lán)色線條表示，駐車及應(yīng)急制動(dòng)回路連接管路用紅色線條表示；每個(gè)閥體的兩個(gè)出氣口2口作用是完全一樣的，同時(shí)作用，只是為了便于裝配布置，我們通常只利用其中的一個(gè)出氣口）。

駐車及應(yīng)急制動(dòng)原理：目前，極少數(shù)的載貨車使用液壓制動(dòng)系統(tǒng)，大多數(shù)都是氣壓制動(dòng)系統(tǒng)，因此中后橋制動(dòng)氣室使用雙膜片復(fù)合式彈簧儲(chǔ)能氣室，因?yàn)檫@種設(shè)計(jì)可以同時(shí)滿足車輛駐車制動(dòng)及應(yīng)急制動(dòng)。當(dāng)駕駛員操作手制動(dòng)閥處于制動(dòng)位置時(shí)，使得駐車制動(dòng)繼動(dòng)閥42控制口氣體通過(guò)手制動(dòng)閥的排氣口排空，因此進(jìn)氣口與出氣口及排氣口間截止，出氣口與排氣口連通，因此B腔中的壓縮氣體通過(guò)繼動(dòng)閥的排氣口排空，儲(chǔ)能彈簧伸長(zhǎng)推動(dòng)頂桿產(chǎn)生制動(dòng)，如此便實(shí)現(xiàn)了車輛的駐車制動(dòng)及應(yīng)急制動(dòng)。

行車制動(dòng)原理：行車狀態(tài)，駕駛員右側(cè)的手制動(dòng)閥處于行車位置，控制駐車?yán)^動(dòng)閥的的42口處于通氣狀態(tài)，因此駐車?yán)^動(dòng)閥的進(jìn)出氣口連通（1口為進(jìn)氣口，2口為出氣口），0.65MPa壓力以上的壓縮氣體進(jìn)入復(fù)合式制動(dòng)氣室的B腔，使得儲(chǔ)能彈簧處于壓縮狀態(tài)，駐車制動(dòng)及應(yīng)急制動(dòng)無(wú)效。當(dāng)駕駛員踩下制動(dòng)踏板時(shí)，控制行車制動(dòng)繼動(dòng)閥的4口處于通氣狀態(tài)，因此行車?yán)^動(dòng)閥的進(jìn)出氣口連通（1口為進(jìn)氣口，2口為出氣口），0.8MPa壓力以上的壓縮氣體進(jìn)入復(fù)合式制動(dòng)氣室的A腔,通過(guò)膜片推動(dòng)頂桿前伸產(chǎn)生制動(dòng)；與此同時(shí)，我們看到行車?yán)^動(dòng)閥的2口連通駐車?yán)^動(dòng)閥的41控制口，而駐車?yán)^動(dòng)閥41及42控制口的作用是一樣的，因此即便是誤操作手制動(dòng)閥，42控制口沒(méi)有控制氣壓，但是41控制口仍然可以保證繼動(dòng)閥的進(jìn)出氣口相通，駐車制動(dòng)及應(yīng)急制動(dòng)無(wú)效，因此避免了制動(dòng)力過(guò)載引起的車輪抱死，因?yàn)锳BS制動(dòng)管路是串聯(lián)在行車制動(dòng)管路中，所以無(wú)法干預(yù)駐車及應(yīng)急制動(dòng)，仍然會(huì)使得車輪抱死，因此，這樣的布置便實(shí)現(xiàn)了行車制動(dòng)和駐車及應(yīng)急制動(dòng)的差動(dòng)效果。當(dāng)駕駛員松開(kāi)制動(dòng)踏板后，行車?yán)^動(dòng)閥控制口“4”的壓縮氣體通過(guò)駕駛員控制的行車制動(dòng)閥的排氣口排空，使得行車?yán)^動(dòng)閥進(jìn)氣口與出氣口及排氣口間截止，制動(dòng)氣室A腔內(nèi)的壓縮氣體通過(guò)繼動(dòng)閥的排氣口排出，制動(dòng)解除。

對(duì)于這種中后橋差動(dòng)式布置回路，如果行車制動(dòng)回路失效，我們利用手制動(dòng)閥實(shí)現(xiàn)應(yīng)急制動(dòng)，依據(jù)法規(guī)要求是可以滿足車輛50%的制動(dòng)力的，這里我們需特別注意兩點(diǎn)：第一，使用應(yīng)急制動(dòng)時(shí)手制動(dòng)閥的操縱桿需逐步拉起到最大位置，否則可能使得中后橋車輪抱死產(chǎn)生甩尾的風(fēng)險(xiǎn)；第二，因?yàn)橹泻髽蛑苿?dòng)回路差動(dòng)式設(shè)計(jì)保護(hù)的原因，使用手制動(dòng)閥應(yīng)急制動(dòng)時(shí)不能踩下制動(dòng)踏板，因?yàn)檫@樣可能使得應(yīng)急制動(dòng)也失效。

3、制動(dòng)氣室串氣故障分析及判斷

3.1 制動(dòng)氣室兩個(gè)氣室之間完全串通

復(fù)合式制動(dòng)氣室的兩個(gè)氣室之間完全串通，這是最常見(jiàn)最易判斷的串氣方式，我們參看圖3.1.1及圖3.1.2來(lái)說(shuō)明其發(fā)生的現(xiàn)象。

停車處于駐車制動(dòng)狀態(tài)，此時(shí)顯然沒(méi)有任何故障。在這種狀態(tài)如果使用行車制動(dòng)，如圖3.1.1示，在兩個(gè)繼動(dòng)閥同時(shí)給AB腔供氣作用下，最終駐車制動(dòng)被解除，隨著氣壓的增大，行車制動(dòng)開(kāi)始起作用，因此觀察頂桿的運(yùn)動(dòng)是稍微后退接著前伸，但

是其前伸（行車制動(dòng)）動(dòng)作會(huì)滯后正常車輛，但是在行車制動(dòng)結(jié)束時(shí)，駐車制動(dòng)繼動(dòng)閥也會(huì)排氣，這顯然是不正常的反映，隨后駐車制動(dòng)正常制動(dòng)。

如果車輛停車沒(méi)有使用駐車制動(dòng)，如圖3.1.2示，駐車?yán)^動(dòng)閥持續(xù)給彈簧氣室B腔供氣，但是壓縮氣體經(jīng)由A腔，最終通過(guò)行車?yán)^動(dòng)閥排氣口排氣，因此行車?yán)^動(dòng)閥將持續(xù)排氣，直至駐車制動(dòng)回路氣壓下降至四回路保護(hù)閥的保護(hù)氣壓。此時(shí)如果使用行車制動(dòng)，駐車制動(dòng)將被解除，且會(huì)產(chǎn)生一次緩慢的行車制動(dòng)，制動(dòng)結(jié)束時(shí)兩個(gè)繼動(dòng)閥都會(huì)排氣，而且行車?yán)^動(dòng)閥將持續(xù)排氣。

3.2 制動(dòng)氣室單腔串氣

3.2.1 行車制動(dòng)氣室A腔串氣

由圖1可看出，行車制動(dòng)氣室A腔只是一簡(jiǎn)單的膜片頂桿結(jié)構(gòu)，因此如果因膜片密封造成串氣，那么進(jìn)入A腔的氣體將直接從頂桿復(fù)位彈簧一側(cè)的接口處排出，無(wú)法建立氣壓，因此頂桿不會(huì)動(dòng)作行車制動(dòng)無(wú)效。

3.2.2 駐車制動(dòng)氣室B腔串氣

這種情況也相對(duì)簡(jiǎn)單，B腔內(nèi)可以建立氣壓，但還是由于彈簧膜片兩側(cè)相通，因此不能建立單側(cè)氣壓，從而儲(chǔ)能給彈簧沒(méi)法被壓縮，駐車制動(dòng)將無(wú)法解除，車輛不能起步行駛。因單腔串氣作用各自獨(dú)立，因此和車輛是不是采用行車制動(dòng)和駐車制動(dòng)無(wú)關(guān)，現(xiàn)象比較單一，容易識(shí)別。

3.3 制動(dòng)氣室兩個(gè)腔體間單向串氣

在實(shí)際應(yīng)用中，我們發(fā)現(xiàn)這種故障，且現(xiàn)象極為隱蔽，因?yàn)榘l(fā)生幾率較小，很容易給混亂維修者的判斷，下面我們參照?qǐng)D解做一分析。

3.3.1 A腔給B腔單向串氣

停車同時(shí)使用駐車制動(dòng)，如果此時(shí)踩下制動(dòng)踏板，壓縮空氣經(jīng)行車制動(dòng)A腔的進(jìn)氣口直接進(jìn)入駐車制動(dòng)B腔，此時(shí)B腔的進(jìn)出氣口和駐車?yán)^動(dòng)閥的排氣口連通，因此壓縮氣體直接從駐車?yán)^動(dòng)閥的排氣口排出，不影響駐車制動(dòng)，且行車制動(dòng)沒(méi)有動(dòng)作。

停車不使用駐車制動(dòng)，如此時(shí)果踩下制動(dòng)踏板，A腔的氣體到達(dá)B腔，因B腔的進(jìn)出氣口和駐車?yán)^動(dòng)閥的出氣口連通，而且閥體的排氣口是關(guān)閉的，因此駐車制動(dòng)仍然處于解除狀態(tài)，由于是單向串氣，每次制動(dòng)結(jié)束行車?yán)^動(dòng)閥都不會(huì)排氣，這也是不正常現(xiàn)象， B腔內(nèi)的氣壓會(huì)隨著行車制動(dòng)的使用而增大，直至氣壓達(dá)到行車制動(dòng)回路最大氣壓而平衡不在增大，因此這種情況下如多次使用行車制動(dòng)，可能會(huì)損壞氣室，因?yàn)橐话泷v車制動(dòng)限壓為0.65MPa，而行車制動(dòng)回路的氣壓可達(dá)1MPa。

3.3.2 B腔給A腔單向串氣

當(dāng)停車使用駐車制動(dòng)時(shí)，B腔內(nèi)沒(méi)有壓縮空氣，此時(shí)如果踩下制動(dòng)踏板，首先駐車制動(dòng)被解除（差動(dòng)原理），接著B(niǎo)腔的氣體通單向進(jìn)入A腔，緊接著產(chǎn)生一次行車制動(dòng)，制動(dòng)結(jié)束時(shí)，兩個(gè)繼動(dòng)閥都排氣，很難發(fā)現(xiàn)有什么異常。

當(dāng)停車而且沒(méi)有駐車制動(dòng)時(shí)，參見(jiàn)圖3.1.2，因行車制動(dòng)A腔和行車?yán)^動(dòng)閥的排氣口連通，因此駐車制動(dòng)回路的壓縮氣體將通過(guò)行車?yán)^動(dòng)閥持續(xù)排

氣。此時(shí)如果踩下制動(dòng)踏板，排氣將終止，而制動(dòng)動(dòng)作結(jié)束時(shí)將繼續(xù)排氣。

4、結(jié)束語(yǔ)

載貨車中后橋制動(dòng)氣室串氣的故障也比較常見(jiàn)，大多數(shù)都是因駐車制動(dòng)B腔內(nèi)密封圈油污以及腔體砂眼造成的雙向串氣，因我們?cè)趯?shí)際使用中發(fā)現(xiàn)了單向排氣，而且該現(xiàn)象極為隱蔽，容易混亂維修人員的判斷，在此我們?cè)敿?xì)分析了各種可能的串氣故障，以及故障發(fā)生的現(xiàn)象，以幫助大家準(zhǔn)確度分析判斷是哪一類的串氣，具體是哪一個(gè)氣室串氣可參考我們前期論文《載貨汽車中后橋繼動(dòng)閥排氣故障分析及排除》，對(duì)于制動(dòng)氣室的更換維修，尤其是彈簧儲(chǔ)能氣室，有很大的危險(xiǎn)性，非專業(yè)人員切勿嘗試！

[1] WABCO Fahrzeugbremsen,Systems And Components In Commercial Vehicles[M].Copyright WABCO 1998.

[2] GB21861—2008，機(jī)動(dòng)車安全技術(shù)檢驗(yàn)項(xiàng)目和方法。

[3] 載貨汽車中后橋繼動(dòng)閥排氣故障分析及排除，《重型汽車》 -2011年1期，梁海生。

Analysis of Interconnection Fault about Truck Driving Axis Brake Chamber

Xi Juan, Liang Haisheng, Wang Li, Li Weichao
（Shaanxi Heavy-Duty Truck Co., Ltd., Shaanxi Xian 710200）

Introduce the working principle of truck driving axis Brake Chamber, analyse and exclude Interconnection fault about the Brake Chamber.

truck; Brake Chamber; analyse and exclude the fault

U472.4

A

1671-7988(2014)03-115-04

郗娟，助理工程師，就職于陜西重型汽車有限責(zé)任公司，主要研究方向：載貨車制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)。