卡车制动系统构造与维修.docx

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卡车制动系统构造与维修

摘要

本篇论文介绍了卡车制动系统的构造、原理、维修。

空气制动系统有两种型式，气顶油式和全空气式。

对于气顶油式制动系统，当司机踩下制动踏板时，压缩空气通过双腔制动阀送入气动伺服制动器，由此将气压能转换为液压能，并将制动液送入制动分泵。

对于全空气制动系统，由发动机驱动的压缩机给贮气筒提供压缩空气，只使用压缩空气作为制动的源功率。

因此，全空气制动系统需要有压缩机、贮气筒、制动/弹簧室与阀门。

制动力由阀门控制，这样用小的制动操纵力就可以产生很大的制动功率。

关键词：

油顶气；全空气；压缩空气

Abstract

Thispaperintroducesthestructure,principle,repairtruckbrakesystem.Therearetwotypesofairbrakesystem.Agascapoiltype,anotherforallair.Forpneumatichydraulicbrakesystem.Whenthedriverdepressesthebrakepedal,Compressedairthroughthedualchamberbrakevalvetothepneumaticservobrake,Thepressureenergyintohydraulicenergy,Thepressureenergyintohydraulicenergy.Allairbrakesystem,Thecompressorisdrivenbytheenginetoprovidecompressedairstoragecylinder.Onlyusecompressedairasthepowersourcebrake.Therefore,theairbrakesystemneedsacompressor,airstoragetank,brake/springchamberandthevalve.Thebrakingforceiscontrolledbyavalve,sothattheuseofsmallbrakeforcecanproducebrakepowerisgreat.Keyword:

Thetopofoilandgas;Allair;Compressedair

1卡车制动系统的认识…………………………………………………………1

1.1卡车制动的特点……………………………………………………………1

1.2卡车制动系统的构成………………………………………………………1

2卡车制动的工作原理……………………………………………………………3

2.1双腔制动阀……………………………………………………………………3

2.2双腔制动阀发生故障检修……………………………………………………5

2.3空气干燥器……………………………………………………………………5

2.4空气压缩机……………………………………………………………………7

3气顶油式系统……………………………………………………………………9

3.1系统工作原理图………………………………………………………………9

3.2车轮制动系统部件的检查……………………………………………………9

3.3制动的检查分泵………………………………………………………………9

4空气式制动系统………………………………………………………………11

4.1系统组件………………………………………………………………………11

4.2前制动轮组件…………………………………………………………………14

4.3后制动轮组件…………………………………………………………………14

4.4自动间隙调整装置…………………………………………………………14

4.5制动磨擦片与制动鼓间隙……………………………………………………15

4.6制动气室的位置………………………………………………………………15

4.7驻车制动系统…………………………………………………………………15

5防抱死制动系统………………………………………………………………16

5.1概述防抱死制动系统ABS…………………………………………………16

5.2ABS工作原理………………………………………………………………16

5.3车载诊断………………………………………………………………………17

…………………………………………………………18

致谢………………………………………………………………………………20

参考文献…………………………………………………………………………21

1卡车制动系统的认识

1.1卡车制动的特点

优点是气刹的压力比较大刹车效果好。

缺点是压缩机吸入空气时，空气在压缩机中高速旋转的作用下受到压缩。

随着活塞的往复运动，压缩机中的空气温度增加，当空气流经管路时，温度下降。

此时便产生潮气。

这些潮气是导致管路与相关件锈蚀的原因。

系统中的潮气在冬季的低温下会冻结，因而可能使管路阻塞。

这对汽车安全性构成严重的问题。

（现在这个问题通过安装空气干燥器解决了）

1.2卡车制动系统的构成

卡车制动系统包括：

压缩空气生成系统，压缩空气存贮系统，制动压力控制系统，传递系统，安全和附件系统

图1-1卡车制动系统的构成图

图1-2空气压缩机

空气压缩机：

空气压缩机由曲轴带动，向制动系统提供压缩空气。

空气干燥器和调节器：

吸收压缩空气中的潮气和油并控制系统压力。

图1-3贮气筒

贮气筒：

贮气筒存贮制动系统与附件系统所用的压缩空气。

依用途不同，贮气筒独立地安装在如前轮制动器、后轮制动器、挂车制动器、驻车制动器与附件的管路中。

（1）双腔制动阀：

双腔制动阀与制动踏板相接，当司机踩制动踏板时，贮气筒与继动阀之间的气道通连。

（2）快放阀：

快放阀通常装在前轮回路中，位于双腔制动阀与制动气室之间。

松开制动踏板时，加给执行器的压缩空气通过快放阀迅速放入大气。

（3）继动阀：

继动阀的作用与快放阀类似。

在制动室离司机座位过远的情况下，继动阀在施加与松开制动的同时吸收时间差。

（1）制动气室：

制动气室仅用于全气动式制动系统。

当压缩空气通过继动阀加给制动气室时，制动气室将压缩空气能量转变为机械能。

（2）弹簧室：

扳动驻车制动手柄时，弹簧室动作。

如弹簧室加有压缩空气，驻车制动器松开，气压卸掉后，驻车制动器接合。

行车制动器失效时，弹簧室可以作为一个紧急制动器。

低压指示器；停车灯开关；保护阀；安全阀；止回阀

2卡车制动的工作原理

图2-1气顶油式制动图图2-2全空气式制动图

空气制动系统有两种型式，一个是气顶油式，另一个为全空气式。

对于气顶油式制动系统，当司机踩下制动踏板时，压缩空气通过双腔制动阀送入气动伺服制动器，由此将气压能转换为液压能，并将制动液送入制动分泵。

气动伺服制动器的输出功率决定于其活塞的截面积。

对于全空气制动系统，由发动机驱动的压缩机给贮气筒提供压缩空气，只使用压缩空气作为制动的源功率。

因此，全空气制动系统需要有压缩机、贮气筒、制动/弹簧室与阀门。

制动力由阀门控制，这样用小的制动操纵力就可以产生很大的制动功率。

由于空气可以压缩，即使有小泄漏，也不至于影响到制动器性能。

气压制动系统不需要更换制动液，也不需要进行放气处理。

气压制动系统一般用于大中型公共汽车与重型卡车。

2.1双腔制动阀

图2-3双腔制动阀

双腔制动阀负责通断与调节来自贮气筒的压缩空气，以操纵、解除和控制制动。

踩下制动踏板时，活塞被柱塞推下将内阀顶开。

来自贮气筒的压缩气驱动气动伺服制动器（气顶油型）或快放阀（前轮）或继动阀（后轮）。

双腔制动阀--剖视图

图2-4双腔制动阀剖视图

踏板（柱塞）→活塞→排气通道关闭→进气阀→阀座P开启→贮气筒的气压→至后制动器

图2-5当踩下制动踏板后轮制动情况

A腔内的气压→通道孔→继动活塞→进气阀→阀座S开启→贮气筒中的气压→至前制动器

图2-6当踩下制动踏板时：

--副边情况

2.2双腔制动阀发生故障检修

一是主边的工作情况与正常时相同，为后制动系统产生制动压力。

二是在副边，主边动作产生的气压作用于C腔，但在供气口没有气压。

结果，没有生成供前制动系统用的制动气压。

一是未生成供后制动系统的制动压力，至供气口的通道内无气压。

二是如果进一步踩下制动踏板，主边活塞与副边继动活塞相接触并一起移动，直到副边进气阀被压下。

三是进气阀座“S”与进气阀之间的通道开启。

四是气室E被导入气室D并提供给前制动系统。

将无关的管道和双腔制动阀接口处塞上塞子，以防异物进入。

拆卸、清洗零件橡胶部分，用沾有酒精的棉布擦拭金属部分，用干净溶液清洗并用微风吹干不要把橡胶部分放在溶液中清洗。

2.3空气干燥器

由空气压缩机生成的压缩空气因高温会有潮气，润滑油也能进入压缩空气中。

这些异物应被清除。

特别是潮气可对系统造成严重的不利影响。

如果压缩空气中含有潮气，在冰点温度下，气道可能因潮气冻结而阻塞。

此时,即使司机狠命踩制动踏板，压缩空气也不能从贮气筒进到制动系统，使制动性能大打折扣。

空气干燥器的主要部件是过滤器与阀体。

过滤器由滤芯、环形过滤装置及干燥剂组成，阀体由压缩空气调节器、加热器和排气口组成。

（1）充气

由空压机生成的压缩气被送到进气口，进入过滤器和环形过滤装置，在此将较大的颗粒和机油滤除。

清洁后的压缩气流经干燥剂，其潮气在此大部分被吸收。

清洁与干燥的压缩气先流到清洗罐，然后通过止回阀进入主贮气筒。

（2）切出（最大压力）

当贮气筒中的气压达到最大设定压力时，弹簧支撑的调节活塞便向右移。

压缩气流过气道，作用于清洗活塞的上部。

清洗活塞被压缩气推动下行，阀座A开启。

此时，来自空气压缩机的压缩气直接通过阀座A进入大气。

如果阀座A开启，清洗罐与清洗活塞之间便有一个巨大的压差。

于是清洗罐中所充的空气调转方向，通过滤清器放入大气。

这一过程称为“再生”。

再生过程中，干燥剂与环形过滤器中所积存的异物和潮气一起被放入大气，使空气干燥器的过滤器得到清洗。

（3）切入（最小压力）

当贮气筒中的气压降到最低设定压力以下时，弹簧支撑的调节活塞左行，切断至清洗活塞的气道。

清洗活塞受弹簧力推动上行，阀座A关闭。

此时来自空气压缩机的压缩气流向过滤器并再次注入贮气筒。

（4）调节器

切出与切入压力由与空气干燥器一体的调节器决定。

通过改变调节器的设定，可以控制这些压力。

3个月或15000公里：

检查贮气筒，同时打开装在贮气筒底面的放水节门。

如果排出的水中有泥污，更换滤芯。

12个月或50,000公里：

拆检过滤器，用修理包更换干燥剂、机油滤清器及所有橡胶件。

首先放掉贮气筒中残余的压力和水;

然后启动发动机，检查空气干燥器调节器的工作情况;

接着用肥皂水检查各接头处是否漏气;

最后给贮气筒充气后，从贮气筒放出压缩气，检查水是否排尽。

2.4空气压缩机

空气压缩机由与发动机正时齿轮啮合的驱动齿轮驱动。

转速为发动机转速的一半。

空气压缩机的气缸盖上设有进气口与出气口。

图2-7空气压缩机

空气压缩机的安装程序

图2-8空气压缩机的安装程序1

转动发动机曲柄直到与刻有“1.6”的刻度线对齐，并移动1号汽缸到它的上止点。

定位点:

飞轮座检修口

刻线:

飞轮外围

图2-9空气压缩机的安装程序2

在飞轮后端安装一个螺栓用以固定压缩机。

以螺栓为标记固定飞轮座，在此位置泵齿末端和惰轮啮合在一起。

将泵齿表面与后盘标记线对齐，然后安装压缩机。

3.气顶油式系统

3.1系统工作原理图

图3-1气顶油式系统工作原理图

3.2车轮制动系统部件的检查

图3-2车轮制动系统部件

目前汽车上使用的制动衬片有三种基本类型：

非石棉有机型、金属型与半金属型。

过去制造制动衬片几乎都要使用石棉。

后来人们发现吸进含有石棉纤维的粉尘会给身体带来严重的伤害。

有机材料摩擦片通常由非石棉摩擦材料、填料与高温树脂构成的复合材料制成。

这些成分经充分混合，模压成形，然后进行加热固化，最后形成像石板似的硬质板材。

经过切割、弯曲，形成一个个板条固定在鼓式制动器的制动蹄上，或切割成一个个“衬块”，装在盘式制动器的制动蹄上。

金属型制动衬片采用烧结金属制造，成分包括细铁粉或铜粉、石墨、少量无机填料及改性剂等。

经充分混合后，通常还要加入润滑油来防止不同成分的分离。

然后对混成料进行压块加工，压成所要的形状。

一般制动器采用非石棉有机型制动衬片或半金属式衬片。

对于苛刻的制动条件，使用金属型衬片。

在苛刻的使用条件下，金属衬片的摩擦特性比有机材料衬片更为稳定。

操作要点：

①从制动蹄的中心部分铆起，依次向两端进行。

②压铆力为：

1,700~1,900Kgf/cm2

③左右车轮要选用同样尺寸同样漆色的衬片。

④检查制动鼓与衬片之间有无接触不良的问题。

图3-3制动蹄片

3.3制动的检查分泵

起动发动机并将空气压力保持在685kPa（7kg/cm2）以上，直到更换制动液。

如图在前后轮缸的放气阀处接一根塑料管。

反复踩制动踏板，直到贮液罐的制动液全部改变为止。

图3-4制动液的更换图3-5排空气

在修理工作完成后或如果空气进入该系统，必须给液压制动系统放气。

系统中有空气会造成踏板软绵无力。

因为空气可以压缩，使压力减小，造成制动时效果变差。

4全空气式系统

图4-1系统布置——AeroSpace车型（江淮客车）

4.1系统组件

装在多回路制动系统中的回路保护阀的作用是当一个回路发生故障时，使另一条未受影响的回路保持一定的压力。

4路保护阀由4个压力保护阀组成，这些保护阀具有有限的反馈能力，彼此并联或串联。

开启压力是当制动系统失压时，1号阀口打开阀座所需的压力。

它由膜片的环状面积决定，上面作用有经A腔传过来的压力及压簧的预加载荷。

并联时回路的开启顺序受各自开启压力的影响，各回路的开启压力虽然公称值相等，但可能在公差范围内变动。

静态闭合压力是有回路出现慢泄气而压缩机不能提供压缩气时阀座闭合的压力。

静态闭合压力低于开启压力，决定于膜片的整个环形面积，上面作用有经A腔和B腔送过来的气压与压簧的预加载荷。

如果有某个回路压力迅速下降，在其它回路中将会维持所谓动态闭合压力。

动态闭合压力总是高于静态闭合压力，决定于漏泄的规模、回充的空气量及单个回路贮气罐的容积。

在部分充气回路中，为了使阀座开启，必须成为A腔的主压力，而此值低于所示的开启压力。

这是由于膜片环形面积的内侧作用有由B腔过来的贮气筒压力，抵消了压簧的作用力。

在故障回路中，B腔压力为零，因而要求A腔的开启压力要高于部分充气的未受故障影响时的情况。

在那种情况下，所提供的压缩气将通过故障回路的渗漏而泄入大气。

快放阀装在双腔制动阀和前轮制动气室之间。

松开制动踏板时，加给制动气室的压缩空气通过快放阀迅速放入大气，使制动得以松开。

当踩下制动踏板时，压缩空气加到快放阀的进气口，空气如图①所示流至两个前制动气室。

抬起制动踏板时，加给前制动气室的压缩空气如图②经快放阀迅速放掉

图4-2快放阀

继动阀装在贮气筒与制动气室之间，负责将贮气筒中的压缩气传递给后轮制动气室并将加给制动气室的压缩气迅速放入大气。

如果全空气制动系统无继动阀，贮气筒中的压缩空气直接通过双腔制动阀流至制动气室。

但由司机座椅至各车轮的制动管线距离是不同的，到达制动气室的时间也不相同。

这样不可能同时满足同步性与即时性。

为了解决这个问题，采用了继动阀

继动阀由供气口、出气口、检修口与排气口组成，各气口分别与贮气筒、前轮制动气室、双腔制动阀及大气相通。

当司机踩下制动踏板时，双腔制动阀动作，贮气筒的压缩气加到继动阀的检修口。

当压缩空气加到继动阀的继动活塞上部时，继动活塞向下运动，如图所示排气口闭合，进气阀开启。

与从贮气筒来的压缩气合在一起通过出气口流向后轮制动气室。

当司机轻踩制动踏板并保持时，加给制动气室的压缩气作用于继动活塞的底面，继动活塞的上部与底部受力相同。

此时，由于内置的弹簧力，继动活塞会稍稍向上运动。

于是进气阀关闭，继动阀中无气流通过。

当司机松开制动踏板时，检修口的压缩气在双腔制动阀处放入大气。

继动阀的继动活塞向上运动，进气阀关闭，排气口开启。

加到制动气室的空气经过排气口排到大气中。

当气压传输到供气端口和控制端口时，控制和输出工作压力相差25Kpa或稍小。

双向止回阀有两条供气管路。

通过双向止回阀可以使更高的压力进入后轮的弹簧室。

双向止回阀用于防止空气管损坏、漏气及驻车制动压力与行车制动压力混合。

双向止回阀由两个供气口与一个出气口组成。

如果一侧的压力高于另一侧，低压侧气口被活塞封闭，高压侧的压缩气便通过出气口流向弹簧室。

漏气检查：

左或右侧提供0.4到0.6Kgf/㎠和6.5到7.5Kgf/㎠的空气压力，并保持5到6秒。

图4-3单向止回阀

按钮时，提供供气部件390Kpa（4Kgf/cm²）的气压。

然后逐渐减少气压以确保当压力量规达到1.8到2.3Kgf/cm²时，按钮自动弹起。

若按钮不能弹起，更换弹簧或更换总成。

弹簧制动气室将压缩的空气能转移成机械能。

司机踩下制动踏板，压缩气流入制动气室的进气口，推动膜片。

膜片由推盘支承并将推杆推向前。

推杆与间隙调节器相接。

间隙调节器与S凸轮轴相接，S凸轮轴推动制动蹄压向制动鼓。

于是行车制动器接合。

对于驻车制动器，当压缩气加到弹簧室时，驻车制动器松开。

情况正相反，要使驻车制动器接合，需要放掉压缩气。

图4-4弹簧制动气室

4.2前制动轮组件

图4-5前制动轮组件

4.3后制动轮组件

图4-6后制动轮组件

4.4自动间隙调整装置

全空气制动系统中制动衬片间隙由间隙调节器调节。

不过，并不是定期调节，故在制动衬片与制动鼓之间的间隙大于规范值时，制动性能变差。

自动间隙调节器的特性：

间隙自动调整,保持适当的气室行程,保持稳定的制动性能,无需衬片间隙调整

4.5制动磨擦片与制动鼓间隙

设计上确定摩擦片与制动鼓的间隙时主要的考虑是保证制动器不拖滞的情况下尽量缩短制动气室的行程。

针对实际的S凸轮升程、业务类型与制动器设计型式，选择适当的位置与切口大小就可以获得所要的间隙。

（位置与切口大小按厂家的计算决定。

）如车桥生产厂家未规定间隙值，可取自动间隙调节器生产厂家的推荐值0.8-1.0mm。

4.6制动气室的位置

与实际L尺寸平齐，即允许推杆叉头孔与自动衬套孔对齐。

自动间隙调节器与实际L尺寸持平可以避免自动间隙调节器与制动气室推杆受到侧向推力。

U形叉头的底部和推杆端头在制动气室的任一行程处都不允许触及ABA臂。

4.7驻车制动系统

图4-7驻车制动系统

5防抱死制动系统

5.1概述防抱死制动系统ABS

图5-1ABS系统图

在制动器有故障或路面湿滑的情况下进行汽车制动很容易产生打滑现象。

制动打滑会减小制动力，增加制动距离，侧向打滑会使车头调转并失去转向控制能力，因而造成事故。

因此采用ABS系统来防止制动中车轮抱死和打滑以保证

稳定性：

在湿滑路面上行驶时，ABS可防止车轮过度打滑，使汽车不会飘移或驶下路面。

操纵性：

当汽车减速通过弯道时，ABS可以减小因车轮抱死造成的打滑，保证转向稳定；

最佳制动距离：

ABS通过减少因车轮抱死造成的打滑能够提供最佳的制动距离，保证良好的制动能力。

防抱死制动系统（，防止车轮抱死，最大限度地利用可用牵引力。

ABS通过在制动中防止车轮抱死，使汽车能够保持稳定并具有转向能力。

通过最佳利用可用牵引力，ABS还可以使制动距离得到缩短。

安装ABS时，还可以加装一个防滑调节（ASR）系统。

在起动加速时ASR可自动防止驱动轮打滑。

ASR还可以将驱动扭矩传给具有最大牵引力的车轮。

Bosch（客车）与Wahco（卡车）ABS系统由以下部件组成：

轮速传感器；电子控制模块（ECM）；压力控制阀（PCV）；ABS报警灯；ABS诊断灯/车轮滑移指示器；ASR阀。

5.2ABS工作原理

如果司机踩制动时用力过大，车轮就可能抱死。

通过监测车轮转速，ABS的电子控制模块（ECM）可以确定何时就要发生抱死。

当轮速与车速达到规定的差值时，一个或多个车轮会显出抱死的倾向，ECM便对相应车轮的制动压力进行调节，防止车轮抱死，保证有最佳的附着力。

制动压力由压力控制阀（PCV）控制，该阀可以精确的增量减少、保持或增加气压（直到达到司机所给的压力）。

除非车轮有要抱死的迹象，否则ABS不会激活。

ABS有故障时会关闭系统中受影响的部分，同时点亮ABS警告灯。

ABS关闭后，剩下的部分还可以进行非ABS的一般制动

的作用

在极端的条件下ABS系统提供稳定的制动。

甚至在冰雪路面上也能迅速制动，车轮不会抱死并与路面保持最大磨擦力，提供最佳制动距离。

通过在路面上限制抱死车轮侧的气室压力，系统保证了汽车得以直行。

司机稍加转动方向盘就可以使汽车保持正确方向。

ECM设置：

ECM在设置过程中会通过检查所装ASR部件的汽车线束和电系电压来自动检测扩展的程度。

ECM自检功能：

当点火开关接通时，ECM微处理器进行自检。

自检包括检查计算机存储器、定时器和一系列计算及逻辑功能。

工作中，ECM不断进行对永久存储器的测试。

ABS报警灯和ASR/诊断灯：

司机负责观察ABS警示灯与（如有）ASR指示灯（车轮滑转指示器）。

接通点火开关时ABS与ASR警示灯应短时点亮，如点火开关接通后此灯不亮，表明灯泡或灯的电路有故障，必须加以修理。

如在汽车行驶中测到ABS/ASR系统中有故障，该故障被记录在ECM记忆中，系统的故障部分被关闭。

ABS报警灯将点亮（持续点亮），提醒司机有故障发生。

ABS/ASR系统的完好部分可以继续工作。

5.3车载诊断

ECM测到一个故障时，会存贮相应的故障码。

故障码会一直保存直到在接通点火开关的同时按下诊断按键将它从ECM存储器中清除为止。

接通点火开关后还应按住按键一段时间。

这一程序还会使ECM针对汽车系统与可能装的ABS/ASR部件进行重新设置。

如按下按键后没有响应，可按第11节ABS测试5检查诊断按键。

4通道ABS用四轮速传感器。

传感器内含一个永久磁铁，永久磁铁与一个金属杆相接，杆上绕有一个线圈。

装在轮毂上的脉冲齿圈在传感器线圈中感应出一个交变电压，其频率与车轮转速成正比。

图5-2轮速传感器

气隙:

0.2mm

最小输出电压：

0.75V

电阻：

1,570~1,980Ω

传感器电阻检测的步骤：

1.分断传感器插接器。

2.用欧姆表测量电阻值。

3.阻值应在1570~1980Ω之间。

4.摇晃一下传感器线路看有无连接不实。

5.如晃动传感器导线时电阻变化或阻值不在1570~1980Ω之间，更换传感器。

6.如传感器正常，接上插接器。

7.装上插接器锁夹。

8.检查ABS/ASR测试仪，如传感器正常，检查线束有无开路或短路。

Bosch4通道ABS使用四个压力控制阀。

压力控制阀由两个膜片阀组成，膜片阀由两个电磁阀做引导控制。

司机通过脚阀控制制动压力。

压缩气自由通过压力控制阀到达制动气室。

如果ECM发现某车轮要抱死，则须降低该车轮制动气室的压力。

为此，两个电磁阀须同时接通。

制动气室中的压力通过接通进气阀来保持。

要使压力增加，电磁阀均要断开。

ABS