曹君

“氣頂液”制動系統(tǒng)中加力增壓器性能的應用

曹君

（陜西萬安汽車零部件有限公司，陜西 西安 710200）

針對目前專用車及重型卡車的“氣頂液”制動系統(tǒng)，分析了“氣頂液”制動系統(tǒng)的布置形式。對加力增壓器結構進行了分析，對輸出液壓進行了臺架測試。得出了影響“氣頂液”制動性能的因素。分析了加力增壓器在制動系統(tǒng)中常見的問題，提出了制動液排氣要點，設計了一款簡易加力增壓器用測試儀表。

混合制動系統(tǒng)；氣液轉(zhuǎn)換；加力增壓器；加力泵；排氣

前言

隨著汽車工業(yè)的發(fā)展，輪邊制動要求越來越緊湊。在某些專用車及重型卡車轉(zhuǎn)向軸中，傳統(tǒng)的氣壓制動氣室占用空間大，由于轉(zhuǎn)向節(jié)布局干涉等問題，選用了占用空間更小的液壓盤式制動器。故此制動系統(tǒng)大多數(shù)采用了制動控制采用氣壓式，制動執(zhí)行采用輪邊液壓式布置結構。其中，加力增壓器就是“氣壓轉(zhuǎn)液壓”的執(zhí)行機構。

1 中央駐車制動器結構及工作原理

行車制動過程如下：柴油機上的空氣壓縮機產(chǎn)生的壓縮氣體進入前后橋儲氣筒儲存。當需要制動時，踩下制動踏板并帶動腳閥，儲氣罐中的壓縮空氣經(jīng)前、后繼動閥再經(jīng)過ABS電磁閥進入前后橋加力增壓器，推動加力增壓器氣缸活塞帶動液壓活塞，使加力增壓器內(nèi)的剎車油形成高壓油進入前后輪制動卡鉗，推動液壓卡鉗活塞及摩擦片壓向制動盤，使摩擦片與轉(zhuǎn)動的車輪之間產(chǎn)生摩擦力矩而實現(xiàn)制動[2]。

2 加力增壓器性能試驗

試驗采用數(shù)據(jù)采集儀對制動過程進行實時數(shù)據(jù)采集。4只量程為0~1.6MPa的氣壓壓力傳感器布置在加力增壓器的入口處測量氣壓壓力，4只量程為0~20MPa的壓力傳感器分別布置在前后輪液壓卡鉗進液端入口處測量液壓壓力[3]。

2.1 曲線分析

從曲線可以看出，在輸出氣壓約360KPa以下，液壓輸出效率小于理論效率下限，故在實車輕踩情況下踏板感不好：約在踏板行程1/3以內(nèi)，減速度不明顯，直觀感受：輕踩制動偏軟。

圖1 某4×4“氣頂液”制動系統(tǒng)布置形式

圖2 加力增壓器輸入氣壓與輸出液壓分析表

圖3 加力增壓器輸入氣壓與輸出液壓效率分析表

2.2 加力增壓器結構及工作原理分析

（1）非工作狀態(tài)：在回位彈簧作用下，氣缸g中的活塞a處于最右側位置，活塞桿b與液壓主缸h中的活塞d通過銷i連接，使U型卡子e推動閥芯，閥芯f處于打開狀態(tài)，油壺c中的制動液流入D腔，通過主缸h中的活塞d的中心孔流入主缸h的c腔中。

（2）工作狀態(tài)：給氣缸g的A腔通入壓縮空氣，推動活塞a向左移動，帶動主缸h中的活塞向左運動，主缸中的制動液是閥門f關閉，主缸中的制動液按比例建立壓力，推動液壓卡鉗活塞及摩擦片壓向制動盤，使摩擦片與轉(zhuǎn)動的車輪之間產(chǎn)生摩擦力矩而實現(xiàn)制動。

（3）制動時（氣缸中的活塞左移時），B腔中的空氣從呼吸孔排除，解除制動時，A腔中的氣體放空，高壓制動液推動主缸中的活塞d向右運動，B腔從呼吸口補氣，直至U型卡子e與用作氣液隔離的密封座k解除，反向推動閥芯f，打開閥門，主缸與油壺連通，泄掉主缸中的壓力。

2.3 總結分析

在制動時，加力增壓器對制動系統(tǒng)的低壓力工況下存在氣轉(zhuǎn)液效率低的現(xiàn)象，原因主要為氣體特性，即制動壓力是由儲氣罐中的氣體壓力通過加力增壓器轉(zhuǎn)換成液體壓力建立起來的，而制動液的可壓縮性要遠小于氣體的可壓縮性[1]，因此制動壓力上升階段（小于360KPa）加力增壓器對于制動系統(tǒng)的建立壓力及響應滯后比較大。壓力越低，影響越大。

故在此類專用車及重型卡車選用加力增壓器的混合制動系統(tǒng)設計中，需要考慮此低氣壓輸出效率低的特性，選用特制腳閥，可變杠桿比踏板機構等措施來部分彌補低氣壓效率低的問題。

3 加力增壓器排氣要點

目前，某些專用車及重型卡車輪邊采用液壓制動，一旦在液壓制動系統(tǒng)中有空氣滲入，第一，會導致制動效果下降，第二，會導致輪邊發(fā)熱甚至是抱死，因此液壓制動排氣方法正確與否至關重要。不合適的液壓制動排氣法是不能排凈其管路內(nèi)的空氣，但在排氣中若注意了以下幾個問題，徹底排凈空氣，保持汽車有良好的制動推動力，多次的排氣實踐證明，是很有效的。

（1）注意在排氣前，應先加滿制動液。制動液貯液罐中若制動液未滿，在排氣時由于制動液將隨空氣泡一并排出，容易造成因儲液罐油液液面過低而使空氣從儲液罐滲入，進而造成舊氣未凈新氣又進的不良局面。

（2）注意正確的排氣順序。由于制動液各液壓制動器距加力增壓器器距離不盡相同，其管道內(nèi)的空氣流動方向與距離也各不一樣，因此，排氣時應遵循距加力增壓器由遠而近的原則進行排氣。具體地講，排氣順序（距加力增壓器）應為：先下后上，由遠至近。

（3）優(yōu)先推薦采用抽真空的制動液灌裝工藝并進行相應排氣。

如采用油壺灌入工藝，注意排氣時兩人動作的協(xié)調(diào)性。對任一液壓制動器進行排氣時，均需兩人配合動作。一人緩慢地踩下制動踏板，并踩住不動；之后，另一人開始放松液壓制動器放氣螺釘，并將塑料管插入放氣螺釘上，塑料管的另一頭放入干凈的容器中，然后松開放氣螺釘 1/2 圈放氣，再將螺釘擰緊。上述過程一般要重復4～5次，但同時應注意觀察容器內(nèi)小塑料管口若確無氣泡冒出，才可停止排氣，否則，應繼續(xù)上述操作過程，直到無氣泡冒出為止。

液壓制動器放氣完成后再次按上述步驟對加力增壓器進行放氣。

（4）注意新加制動液與原制動液品牌性能的一致性。不同的汽車采用的制動液品牌，生產(chǎn)廠家略有差別，一般情況下對于特定車型應選用廠家推薦的制動液品牌，禁止兩種品牌不同的制動液混合使用，否則會造成汽車的制動性能下降，嚴重時可能導致制動失效的嚴重后果，因此，應特別加以注意。

（5）注意加注制動液時防止灰塵和其它水、油滴入儲液罐。否則，將會造成閥門堵塞或關閉不嚴等不良后果。

（6）注意排氣后需另外檢查并加滿制動液。排完液壓制動空氣后，儲液罐內(nèi)的制動液面肯定會有所下降，因此排氣后需另加制動液，對于有液面刻度指示的制動儲液罐應加到指定位置，對于無指示的，一般制動液面高度應距加液孔口下邊緣15～20mm為宜（注意：千萬不可加滿，由于車輛顛簸，過滿的制動液會溢出瓶蓋，腐蝕或污染其它零部件）。

4 制動用加力增壓器測試專用儀表使用方法

（1）拔掉加力增壓器油壺及底部的快插接頭呼吸管。

（2）拆卸加力增壓器的放氣接頭，放在干凈無水的地方。

（3）觀察有制動液呈線性連續(xù)性流出時，將過渡接頭+組合密封墊圈（M10*1）聯(lián)接至加力增壓器原放氣接頭處。

（4）將測試管管路與過渡接頭相聯(lián)結（注意O型圈壓入）。

（5）在測試管路油壓表及三通高于油壺，打開三通的放氣接頭，連續(xù)踩下制動踏板4~5次后，直到放氣接頭流出無泡且連續(xù)性的制動液時，擰緊三通放氣接頭。

（6）踩下制動踏板，觀察儀表總成的氣壓值與此測試管的液壓值是否滿足1:10（國標在10%偏差內(nèi)）的關系。以及進行相關的氣頂液壓力測試。

圖5 制動用加力增壓器測試專用儀表

（7）測試完成后，拆卸下測試管，注意回收組合密封墊圈及O型圈。重新安裝加力增壓器原有放氣接頭并緊固（待制動液流出時裝入，避免異物進入加力增壓器）。

（8）再次踩下制動踏板3次，觀察剛才拆裝的加力增壓器放氣接頭處是否漏液。

（9）將呼吸管重新插入快插接頭，在油壺中添入滿足液位要求的制動液。

（10）將車輛及地面多余的制動液擦除干凈。

5 結束語

（1）重型卡車選用加力增壓器的混合制動系統(tǒng)設計中，需要考慮此低氣壓輸出效率低的特性。

（2）在實際工況中，大多數(shù)的故障來自于排氣不凈導致，故可參考上文的排氣要點在實際中得到應用。

（3）在排查故障過程中，可采用制動用加力增壓器測試專用儀表進行排查，可大大縮短排查故障時間，提高排查效率。

[1] 李建籓.氣壓傳動系統(tǒng)動力學[M].廣州:華南理工大學出版社, 1991.

[2] 唐經(jīng)世.工程機械底盤學[M].成都:西南交通大學豎版社,1999.

[3] 全國汽車標準化技術委員會,GB/T 25028-2010,輪胎式裝載機制動系統(tǒng)用加力器技術條件[S].

Application of Supercharger Performance in "Air Top Liquid" Brake System

Cao Jun

( Shaanxi VIE Auto Parts Co., Ltd, Shaanxi Xi'an 710200 )

Aiming at the "air top liquid" brake system of special vehicle and heavy truck, the layout of "air top liquid" brake system is analyzed. The structure of supercharger is analyzed, and the output hydraulic pressure is tested. The factors that affect the brake performance of "air jacking fluid" are obtained. This paper analyzes the common problems of the supercharger in the brake system, puts forward the key points of brake fluid exhaust, and designs a simple testing instrument for supercharger.

Hybrid brake system; Gas-liquid conversion; Booster; Booster pump; Exhaust

A

1671-7988(2020)24-85-03

U463.5

A

1671-7988(2020)24-85-03

曹君，男，中級工程師，就職于陜西萬安汽車零部件有限公司，從事車輛制動輪邊研究。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2020.24.029

CLC NO.: U463.5