一種商用車氣壓制動系統多功能實訓臺的設計與制作

馬偉 別玉娟

摘要：設計自制了一套商用車氣壓制動系統多功能實訓臺，進行商用車氣壓制動系統結構原理認知、故障檢測、課程考核和社會培訓等。通過使用該實訓教學設備，確認該實訓臺具有開放性、可擴展性和多功能等優點，并且性價比高，可為汽車類相關專業自制實訓教學設備提供實踐參考。

關鍵詞： 商用車制動系統;多功能;自制實訓教學設備

中圖分類號： G717;U463 ?文獻標識碼： A 文章編號： 2095-8153（2019）03-0077-04

制動系統作為確保車輛行駛安全，提高汽車平均速度的重要系統之一，是汽車檢修教學過程中的重要內容。根據制動工作介質的不同，制動系統可以分為氣壓制動和液壓制動，商用車通常采用的是氣壓制動。氣壓制動系統操縱機構結構復雜，加上制動管路比較多等特點，使氣壓制動系統檢修成為商用車檢修課程的教學難點。就我院而言，商用車檢修課程開設已有三年時間，但目前用于本課程教學的實訓設備相對還比較短缺，市場上不易購得，定制加工又價格高昂，且實用性得不到保障。為了更好地開展教學，提高學生對知識的綜合運用能力和實踐動手能力，本著實訓教學設備應盡可能的與實車教學一致，且涵蓋多種典型車型的原則，落實了設備臺架直觀、系統、易操作、實用、多功能且美觀大方等要求，突出了設備臺架的教學、考核以及開展相關社會培訓等功能，課程團隊設計并自制了一套商用車氣壓制動系統多功能實訓臺。本文就商用車氣壓制動系統多功能實訓臺的設計做一詳細介紹，相信對開設有商用車檢修專業方向或開設商用車檢修課程的高職院校自制實訓教學設備有一定的借鑒意義。

1 商用車氣壓制動系統多功能實訓臺設計方案

1.1 設計思路

隨著社會經濟的快速發展，商用車的產銷量逐漸增加，根據市場需求，商用車正向大功率、多軸化方向發展，這使得汽車制動系統的管路和氣閥等零部件越來越多也越來越復雜，這對商用車氣壓制動系統檢修的學習提出了更高的要求。結合教學需要，我們對商用車氣壓制動系統實訓臺的設計應：仿真度高、實用性強、便于操作，且應具備多種功能，涵蓋市面上常見的兩軸、三軸（包含：一根轉向橋一根中橋和一根后橋、兩根轉向橋一根后橋）和四軸商用車車型。教師可以使用本實訓臺來開發設置綜合性和設計性的實訓項目[1]，提升商用車氣壓制動系統教學的技術水平。實訓臺應滿足開放性、擴展性和多功能等優點[2]，達到既可以幫助教師實現分模塊教學和故障案例教學，又可以完全由學生根據教師要求，自主實施不同布置形式氣壓制動系統的裝配、調試和檢修作業，通過實訓臺的學習使用，提高學生對知識的綜合應用能力，從而達到技能遷移的目標。

1.2 系統組成

商用車氣壓制動系統多功能實訓臺包含三個模塊，分別是控制模塊、車架模塊和氣源模塊。

（1）控制模塊

整個控制臺模塊總成如圖1 a）。控制模塊不僅可以實現對整個實訓臺的操控，同時通過在各氣路上安裝氣壓傳感器和報警指示燈，還可以形成閉環控制，從而監控整個實訓臺的運行情況，并且能夠精確判斷出某一根車橋的氣壓制動管路存在問題，從而引導學生去分析判斷故障點和故障產生的原因。控制臺A-A面板如圖1 c）。

（2）車架模塊

車架模塊是整個氣壓制動系統多功能實訓臺中管路和閥組件最多的一個模塊，也是氣壓制動系統實訓教學中的重點內容，它包含前橋部分、后橋部分和附件部分，在實際教學中可分開單獨進行。

（3）氣源模塊

為了與車架模塊相對應，課程團隊將模塊中上下對應的兩對儲氣筒分別定義為前儲氣筒和后儲氣筒。針對實訓教學中開展的兩軸車、三軸車和四軸車等不同布置形式的氣壓制動系統，可以確定儲氣筒的使用數量，并自行定義各儲氣筒。

（4）實訓臺電路

整個商用車氣壓制動系統實訓臺的電路設計原理圖如圖 4。

2 商用車氣壓制動系統多功能實訓臺制作

實訓臺所需的相關元件如表1所示。

2.1 控制模塊前臉設計

控制臺前臉如圖1 b）。前臉除了安裝有車標和電源指示燈外，還安裝有18位接線端子排和6位氣管接頭。根據控制臺上的氣壓報警指示燈和3位鈕子開關的數量，18位接線端子排實際使用了16位，空余2位。根據實際接線情況可以自行定義各接線位的作用。為了便于檢修設備，課程團隊將前一橋和前二橋左右4個氣壓傳感器的線束接線端子分別接到了1-4接線位上，將中橋和后橋行車制動左右4個氣壓傳感器的線束接線端子分別接到了5-8接線位上，將中橋和后橋駐車制動左右4個氣壓傳感器的線束接線端子分別接到了9-12接線位上，將13位定為總電源端子“+”，將14位定為喇叭接線端子，將15位定為排氣制動電磁閥線束接線端子。考慮以上接線位上均連接的是正極，為了防止設備正負極短路，故將16、17位空置，起到隔離18位電源端子“-”的目的。

2.2 車架模塊

結合不同布置形式氣壓制動系統各自的特點，我們選取元件配置相對復雜的、可涵蓋其他布置形式的四軸氣壓制動系統進行制作。利用制作好的實訓臺，教師可根據教學需要靈活地設計教學活動，開展兩軸車、三軸車和四軸車等不同布置形式的氣壓制動系統的教學。

2.3 氣源模塊

結合不同布置形式氣壓制動系統所配置氣源模塊的情況，我們按照元件配置相對復雜的、可涵蓋其他布置形式的四軸氣壓制動系統配置的氣源模塊進行制作，它可以根據實際的教學內容實時調整，以適應兩軸車、三軸車和四軸車等不同布置形式的氣壓制動系統。

2.4 管路

實訓臺使用的氣管為商用車現在普遍使用的尼龍管，結合氣壓制動系統管路裝配技術參數，本實訓臺的尼龍管路使用的規格為：供能管路12mm*1.5mm，促動管路12mm*1.5mm，操縱管路10mm*1.25mm，輔助管路6mm*1mm。

為了提高學生訓練的效率，同時防止制動管路在裝配過程中接錯，可以將制動管路設置色標。目前各汽車生產廠家對色標的管理均采用內部規定。常見的商用車制動管路的色標見表2。

3 商用車氣壓制動系統多功能實訓臺配套資源

為了更好地開展不同布置形式的氣壓制動系統的學習，我們可以為該實訓臺配套常見典型的氣壓制動系統氣路流程圖，如圖5-圖8。

4 結語

商用車氣壓制動系統多功能實訓臺的設計與制作，彌補了商用車實訓設備的不足，促進了教師教學水平和教科研能力的提升，節約了教學經費，大大增加了學生的動手操作機會，利于學生對相關理論知識的掌握。該實訓教學設備也適用于汽車專業學生和各汽車企業員工的技能鑒定的培訓及考核。

[參考文獻]

[1]沈立民.基于工業自制設備的實驗教學改革—借鑒德國應用科學大學實踐教學經驗[J].浙江科技學院學報，2015（10）：376-380

[2]張 華.開放式機電液一體化綜合實驗臺設計[J].湖北文理學院學報，2017（2）：32-36.

Abstract：A set of multifunctional training platform for commercial vehicle pneumatic braking system has been designed and manufactured， which can make the structure principle cognition， fault detection， course assessment and social training of commercial vehicle pneumatic braking system. The training platform has been proved through its application that it has the advantages of openness， expansibility and multifunction with a high cost-performance ratio， which can provide practical reference for self-designed practical teaching equipment of automobile-related majors.

Key words： commercial vehicle braking system; multifunction; self-designed practical teaching equipment