劉昕 史延濤 王鮮艷 羅仁
摘 要:眾所周知,在車輛氣壓制動系統(tǒng)中,空氣中通常都含有水分。尤其在車輛送氣壓的過程中,由空壓機輸出的壓縮空氣進入制動管路或閥元件時,由于溫度下降會產(chǎn)生冷凝水。這些水分與車輛中的油污會引起制動系統(tǒng)內(nèi)的金屬元件銹蝕、橡膠密封件龜裂、潤滑脂分解、管路堵塞、閥類元件無動作等問題,最終導致汽車制動系統(tǒng)中元器件在使用周期內(nèi)無法保障其正常工作狀態(tài)。為解決該問題,汽車上常采用空氣干燥器有效干燥壓縮空氣,徹底去除制動系統(tǒng)的水分和油污,本文采用ECU通過檢測回路保護閥輸出口氣壓,控制電磁閥動作,從而強制空氣干燥器卸荷、回流反沖再生,確保壓縮空氣干燥、干凈。
關鍵詞:機電一體化;商用車;空氣處理
DOI:10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.09.135
1 研究背景
在車輛壓縮空氣動力控制系統(tǒng)中,以空氣體縮機作為高壓氣源產(chǎn)生壓縮空氣作用于工作系統(tǒng)以實現(xiàn)規(guī)定的控制動作,由于產(chǎn)生的壓縮空氣含有不能通過一般過濾裝置過濾掉的水分和微小雜質,以及壓縮空氣在壓縮過程中和通過輸送管路過程中帶入的油霧液滴,使得車輛的氣動系統(tǒng)很容易被混入的雜質堵塞,壓縮空氣中的微小雜質、油滴和水分不僅污染氣動系統(tǒng)管路,而且使系統(tǒng)的金屬元件產(chǎn)生銹蝕變質、橡膠密封件龜裂、潤滑脂分解,減少氣動裝置的使用壽命,更為嚴重的是,當氣動系統(tǒng)在寒冷條件下使用時,壓縮空氣中的水分會凝結在通道中,堵塞管路和阻滯元件動作,造成系統(tǒng)工作失靈,降低氣動控制系統(tǒng)的可靠性,造成事故。因此需要處理空氣的空氣處理系統(tǒng)。空氣干燥器安裝于汽車的底盤,在汽車行駛過程中產(chǎn)生的顛簸會使空氣處理固定裝置的松懈,更嚴重的會致使空氣干燥器的脫落,從而導致整個制動體統(tǒng)的癱瘓。
2 電控空氣處理系統(tǒng)的應用
如圖所示,本電控空氣處理系統(tǒng),包括ECU電子控制單元和干燥部分,還包括回路保護閥,回路保護閥包含空氣懸掛系統(tǒng)回路、制動系統(tǒng)第一回路、制動系統(tǒng)第二回路、掛車停車制動系統(tǒng)回路、輔助系統(tǒng)回路、控制系統(tǒng)壓力和再生的兩個電磁閥、外部安裝閥體、六回路閥體;ECU電子控制單元配置成接收來自汽車CAN的信息并控制回路保護閥中的兩個電磁閥;干燥器部分包括安全閥、消聲器、限壓閥、與回路連接的閥體、外部的安裝法蘭、排氣裝置,排氣裝置為帶斜面的排氣裝置。
電控空氣處理系統(tǒng)的進氣口連通空壓機的壓縮空氣排出口,該進氣口的另一端連通一A腔,A腔用于降溫冷凝。電控空氣處理系統(tǒng)還包括排氣腔B,干燥部分包括干燥筒12,干燥后的空氣進入一單向閥J, 其中一部分經(jīng)通道L到達回路保護閥閥體腔室,另一部分氣體到達干燥器閥體K腔,經(jīng)限壓后氣體通過通道E到達G腔;當回路保護閥輸出口的氣體中的一小部分經(jīng)節(jié)流孔30通向P腔,另一輸出口的氣體中的一小部分經(jīng)所述節(jié)流孔30通向Q腔,兩個輸出口的氣體達到克服彈簧5的力值時,通向口23的氣體閥門6打開,G腔氣體經(jīng)該閥門通向口23。
當ECU電子控制單元檢測回路保護閥輸出口氣體的氣壓時,將檢測到的輸出氣壓轉換成電壓反饋給ECU總控制器,ECU總控制器通過邏輯程序運算控制電控系統(tǒng)的回流電磁閥7、進氣電磁閥8的通斷,當檢測壓力大于預設切斷壓力時,進氣電磁閥8工作,壓縮空氣經(jīng)通道9到10腔推動排氣活塞11,排氣活塞11設在帶斜面排氣裝置1內(nèi),干燥器卸荷,同時,回流電磁閥7工作,氣體經(jīng)節(jié)流孔反充至干燥筒12,使干燥筒12中的分子篩再生,當干燥器輸出口的氣壓低于預設值時,ECU總控制器控制排氣電磁閥H將壓縮空氣排向大氣,完成空氣干燥器的卸荷、回流反沖再生、重新供氣。帶斜面排氣裝置I包括彈簧、排氣座、排氣活塞、排氣閥門、排氣腔B。其中排氣活塞密封面采用斜面或平面密封。
3 電控空氣處理系統(tǒng)優(yōu)勢
本文研究一種電控空氣處理系統(tǒng),包括電子控制單元和干燥部分,還包括回路保護閥、控制系統(tǒng)壓力和再生的兩個電磁閥等。電子控制單元設置成接收來自汽車CAN的信息并控制回路保護閥中和電磁閥,干燥器部分包括安全閥、消聲器、限壓閥、與回路連接的閥體、外部的安裝法蘭、排氣裝置,該排氣裝置為帶斜面的排氣裝置。
本產(chǎn)品采用ECU通過檢測回路保護閥輸出口氣壓,控制電磁閥動作,從而強制空氣干燥器卸荷、回流反沖再生,確保壓縮空氣干燥、干凈,而且排氣活塞密封面采用斜面或平面密封,將排氣閥門和排氣閥片集成設計成排氣閥門,采用減少零部件實現(xiàn)相同功能,閥門口設計在硫化閥門上,由模具保證,節(jié)約成本,另外,閥門面采用斜面密封,便于將將臟東西排入大氣中,從而提高產(chǎn)品性能。電控空氣處理系統(tǒng)的研發(fā)成功得到廣大用戶的認可,將為公司帶來可觀的經(jīng)濟效益。
參考文獻:
[1]機械制造技術基礎課程設計指導書[M].遼寧工程技術大學,2010.
[2]QC/T 996-2015 汽車空氣干燥器技術要求及臺架試驗方法[M].
[3]王鮮艷,劉昕,陳波等.一種電控空氣處理單元.中國,ZL201621032255.7[P].2017-11-24.
作者簡介:劉昕(1974—),女,陜西戶縣人,學士,工程師,主要從事汽車底盤制動系統(tǒng)研究。