分析汽车气压制动系工作过程

1.气压制动系回路；

2.气压制动系主要部件的结构与工作过程。

1.能够向客户在实际车辆上讲解气压制动系的结构及其工作过程；

2.树立以客户为中心的理念，增强服务意识；

3.具有与客户沟通交流的能力；

4.具备信息搜集和处理的能力。

气压式制动传动装置是发展最早的一种动力制动传动装置，其制动能源是空气压缩机产生的压缩空气。气压式制动传动装置具有制动力大、制动灵活等特点。

汽车制动系直接影响行车安全，气压制动系广泛应用于中型和重型载货汽车上。请你就某一气压制动型号车辆绘制一个气压制动回路简图，并讲解其工作过程，在学习小组或班级里进行交流汇报。

一、气压式制动回路

图11-15所示为典型汽车的双回路气压制动系统示意。由发动机驱动的空气压缩机1将压缩空气经单向阀3首先输入湿储气筒5。湿储气筒上装有安全阀7、取气阀4和油水放出阀6，压缩空气在湿储气筒内冷却并进行油水分离后，分别经两个单向阀8进入储气筒15的前、后腔。储气筒的前腔与串联双腔式制动阀16的上腔相连，以控制后轮制动；储气筒的后腔与串联双腔式制动阀16的下腔相连，以控制前轮制动。储气筒两腔的气压还经三通管分别通向双指针空气压力表19中的两个传感器。空气压力表上指针指示储气管前腔的气压，下指针指示后腔的气压。前制动管路同时还接通挂车制动控制阀9，将由湿储气筒5通向挂车的通路切断。由于挂车采用放气制动，所以，当湿储气筒通往挂车通路切断时，挂车也同时制动。

图11-15　典型气压制动系统示意

1—空气压缩机；2—卸荷阀；3—单向阀；4—取气阀；5—湿储气筒；6—油水放出阀；7—安全阀；8—单向阀；9—挂车制动控制阀；10—分离开关；11—连接头；12—气压过低报警开关；13—后轮制动气室；14、17—制动灯开关；15—储气筒；16—串联双腔式制动阀；18—前轮制动气室；19—双指针空气压力表；20—气压调节阀。

储气筒中的气压在正常情况下应不超过0.Pa。超过时，气压调节阀20起作用，使空气压缩机卸荷空转。当调节阀或空气压缩机卸荷装置失效时，装在湿储气筒上的安全阀7可将储气筒内气压控制在0.Pa以内。若储气筒内的气压低于0.Pa，气压过低报警开关12触点闭合，接通电路，报警灯亮，同时蜂鸣器发出音响，此时应立即停车，排除故障。

驾驶员通过踏板机构操纵串联双腔式制动阀16，踩下制动踏板时，拉动制动阀的拉臂，使储气筒前、后腔的压缩空气穿过制动阀分别进入后制动气室和前制动气室，促动制动器产生制动作用。同时，前制动管路的压缩空气还进入挂车制动控制阀，使挂车制动。当放松制动踏板时，串联双腔式制动阀16使制动气室通大气，以解除制动。

二、气压式制动系主要部件的结构与工作过程

1.空气压缩机及调压阀

空气压缩机用于产生制动所用的压缩空气，输送到储气筒中。其结构有单缸式和双缸式两种。空气压缩机通常固定在气缸体或气缸盖的一侧，由发动机通过风扇带轮和V形带驱动，或者由发动机曲轴的正时齿轮通过齿轮机构驱动。

调压阀用来调节供气管路中压缩空气的压力，使之保持在规定的压力范围内。同时，使空气压缩机能卸荷空转，减少发动机的功率损失。空气压缩机卸荷装置与调压阀的工作原理如图11-16所示。

图11-16　空气压缩机卸荷装置与调压阀工作原理示意

2.制动阀

制动阀是汽车气压制动系的主要控制装置，用来控制由储气筒进入制动气室或挂车制动阀的压缩空气量，并有渐近变化的随动作用，以保证作用在制动器上的力与施加于制动踏板上的力成正比。

制动阀的结构形式很多，工作原理类似。其结构随汽车制动系回路不同，分为单腔式、双腔式和三腔式，双腔式又可分为串联式和并联式，而三腔式多为并联式。

解放中型汽车的串联双腔活塞式制动阀如图11-17和图11-18所示。它由上盖、上阀体、中阀体和下阀体等用螺钉相连而成，各连接件之间装有密封垫。下阀体上的进气口和出气口分别接前桥储气筒和前桥制动气室；中阀体上的进气口和出气口分别接后桥储气筒和后桥制动气室。上、下活塞与壳体间装有密封圈。下活塞由大、小两个活塞套装在一起，其中下腔小活塞总成相对于下腔大活塞能进行向下单独运动。下腔阀门滑套在装有密封圈的下阀体的中心孔中，上腔阀门滑套在下腔小活塞上端的中空芯管上，其外圆装有密封隔套。

图11-18　解放中型汽车制动阀外形

1—调整螺钉；2—锁紧螺母；3—拉臂；4—销轴。

串联双腔活塞式制动阀的制动状态如图11-19所示。

图11-19　串联双腔活塞式制动阀制动状态

（1）开始制动

踩下制动踏板，拉臂绕销轴顺时针转动（图11-17），通过滚轮、推杆压缩平衡弹簧，并推动上腔活塞向下移动，首先消除上腔活塞下端与上腔阀门间的排气间隙，而后推开上腔阀门。此时，从储气筒前腔来的压缩空气经进气口、上阀门与中阀体上的阀座间形成的进气间隙进入G腔，并经出气口进入后制动气室，使后轮制动。同时，进入G腔的压缩空气经通气孔F进入下腔大活塞及下腔小活塞总成的上方，并使其向下移动，消除下腔小活塞总成芯管下端与上腔阀门间的排气间隙，而后推开下腔阀门。此时，从储气筒后腔来的压缩空气经进气口、下腔阀门与下阀体上的阀座间形成的进气间隙进入H腔，并经出气口充入前制动气室，使前轮制动。

图11-17　解放中型汽车制动阀构造原理图

（2）维持制动

当要维持制动状态时，制动踏板保持在某一位置不动，压缩空气除了进入G腔外，还经通气孔E进入上腔活塞的下方，并推动上腔活塞上移。当回位弹簧的张力与G腔中的气压作用力之和与平衡弹簧的压紧力相平衡、回位弹簧的张力与H腔中的气压作用力之和与下腔活塞上方的气压作用力相平衡时，制动阀将保持在上腔阀门和下腔阀门均关闭、G腔和H腔中的气压保持稳定状态，即所谓制动阀的平衡位置。

若需加强制动，驾驶员继续踩下踏板一定行程之后，此时上腔阀门和下腔阀门又重新开启，使中阀体的G腔和下阀体的H腔及制动气室进一步充气，直到上面叙及的平衡状态重新出现。在此新的平衡状态下，制动气室所保持的稳定压力比以前更高，平衡弹簧的压缩量和踏板力也比以前更大，制动阀将处于一个新的制动强度增加的平衡状态。

（3）解除制动(www.xing528.com)

松开制动踏板时，如图11-17所示，拉臂复位，平衡弹簧恢复到原来装配长度，上腔活塞受上腔活塞回位弹簧的作用而上移，上阀门在其回位弹簧的作用下随之上移，直到与中阀体上的阀座接触，关闭储气筒与后制动气室的通路，上腔活塞继续上移，其下端与上阀门之间形成排气间隙，后制动气室的压缩空气经G腔及其所形成的排气间隙、下腔小活塞总成上端芯管上的径向孔、芯管内孔至制动阀最下端排气口排入大气。同时，下腔大活塞及下腔小活塞总成在下腔小活塞回位弹簧的作用下上移，下腔阀门在其回位弹簧的作用下也随之上移，直到与下阀体上的阀座接触，关闭储气筒与前制动气室的通路，下腔小活塞总成继续上移，其下端与下阀门之间形成排气间隙，前制动气室的压缩空气经H腔及其所形成的排气间隙、下腔小活塞总成至制动阀最下端排气口排入大气，制动作用即被解除。

（4）制动管路损坏漏气时

当前制动管路损坏漏气时，制动阀上腔仍能按上述方式工作，因此后制动器仍能起到制动作用；当后制动管路损坏漏气时，由于下腔活塞上方建立不起控制气压而无法动作，上腔平衡弹簧将通过上腔活塞直接推动下腔小活塞总成相对于下腔大活塞下移，推开下阀门使前制动器起作用。为了消除上腔活塞与上腔阀门间的排气间隙（（1.2±0.2）mm）所踩下的制动踏板行程，称为制动踏板自由行程。行程调整螺钉是用来调整排气间隙的，出厂时已调整好，使用过程中不要任意拧动。

3.制动气室

制动气室的作用是将输入的气压转换成机械能再输出，使制动器产生制动作用。制动气室分为单制动气室和复合制动气室，又有膜片式和活塞式之分。

（1）单制动气室

图11-20所示为膜片式单制动气室。在壳体和盖之间，通过卡箍夹装有橡胶膜片，推杆与膜片支承盘焊接，弹簧将推杆、支承盘连同膜片推到图示右极限位置。推杆的左端借助连接叉与制动调整臂相连。膜片将制动气室分成两腔。右腔由通气孔与制动阀输出管路相通，左腔经通气孔与大气相通。

图11-20　膜片式单制动气室

踩下制动踏板时，制动阀输出的压缩空气自通气孔进入制动气室右腔，气压克服弹簧的作用力，推动膜片向左拱曲并使推杆左移，使制动调整臂及制动凸轮转动而实现制动。放松制动踏板时，右腔的压缩空气经制动阀的排气口排入大气。推杆和膜片在弹簧的作用下恢复原位，制动作用解除。

（2）复合制动气室

①结构。

在行车制动器兼充驻车制动器时，则采用了复合制动气室，又称弹簧储能缸。它实际上是将一个弹簧储能器和膜片式制动气室组合在一起，既作为行车制动时的传动机构，又作为驻车制动时的传动机构。图11-21所示为复合制动气室的结构图。其右侧为弹簧储能器，主要由驻车制动活塞6、驻车制动气室壳体14、储能弹簧9、驻车制动气室推杆5及驻车制动气室盖板10等组成。左侧为膜片式制动气室，由行车制动活塞体4、承推活塞17、行车制动气室推杆20、导向套筒1和行车制动活塞回位弹簧2等组成。弹簧储能器和膜片式制动气室二者由隔板隔开，隔板中心有孔，驻车制动推杆装在其中。

图11-21　复合制动气室结构原理

1—导向套筒；2—行车制动活塞回位弹簧；3—行车制动活塞皮碗；4—行车制动活塞体；5—驻车制动气室推杆；6—驻车制动活塞体；7—驻车制动活塞皮碗；8—套筒；9—储能弹簧；10—驻车制动气室盖板；11—螺母；12—毛毡滤气片；13—防尘管；14—驻车制动气室壳体；15—密封圈座；16—活塞皮碗；17—承推活塞；18—尼龙导向环；19—尼龙挡圈；20—行车制动气室推杆；21—行车制动气室壳体；22—行车制动气室盖板；23—防护套；24—连接叉；A—行车制动气室通气口；B—驻车制动气室通气口；
Ⅰ—行车制动气室；Ⅱ—驻车制动气室。

②工作过程。

当进行驻车制动时（图11-22（a）），驾驶员操控手控制动阀，将弹簧储能器中活塞右侧的压缩空气放掉，此时，弹簧储能器中的活塞在左端制动弹簧的推动下右移，并借助中间的心轴，将制动气室中的膜片连同推杆一起推向右端，与此同时，也推动调整臂转动凸轮，将制动蹄压向制动鼓，产生驻车制动。要解除驻车制动，只要操控手控制动阀，将压缩空气再从A口充入弹簧储能器中，两端的活塞和膜片在各自力的作用下，回到图11-22（c）所示的位置，汽车进入正常行驶状况。

当汽车进行行车制动时（图11-22（b）），压缩空气从B口进入制动气室膜片的左侧，膜片在压缩空气的作用下右移，带动与调整臂相连的推杆右移，调整臂转动制动凸轮，将制动蹄压向制动鼓，产生行车制动作用。

正常行驶不制动时（图11-22（c）），压缩空气从A口进入弹簧储能器活塞的右侧，活塞在压缩空气的作用下被推到左端，制动气室中的膜片在回位弹簧的作用下靠在中间的隔板上。

图11-22　复合制动气室工作情况示意图

（a）单独进行驻车制动；（b）单独进行行车制动；（c）正常行驶不制动；（d）无压缩空气时，旋出传力螺杆，解除驻车制动

汽车驻车制动日久或因制动系统漏气而使制动系统气压低，而又不能起动发动机使气压升高时，就不能以气压力解除驻车制动，此时不得已又需要拖车移动汽车时，就只好以人工方法解除驻车制动。其方法是将两后轮储能弹簧制动气室外侧的解除制动螺栓向外旋出，拉动中间的心轴向左移动，从而使制动储能器弹簧压缩，以此解除驻车制动（图11-22（d））。

人工解除驻车制动时，两侧车轮都要做，只要有一侧车轮处于驻车制动状态，就无法将汽车拖走。解除制动时，要通过旋动解除制动螺栓压缩制动储能器弹簧，因此，旋动扭矩比较大，比较费力。应当注意的是，由于此时制动系统气压低，起动发动机行车要十分小心。当制动系统气压低的故障排除后，要及时地将解除制动螺栓旋回，使汽车恢复驻车制动功能，汽车才能正常行驶。

4.凸轮式制动器

气压制动系中，普遍采用凸轮促动的车轮制动器，如图11-23（a）所示。这种制动器除了用制动凸轮做张开装置外，其余部分结构与液压制动系的制动器大体相同。可锻铸铁铸成的两个制动蹄的一端套在偏心支承销上，支承销下面有支承销座，固定在制动底板上。制动蹄的另一端靠回位弹簧拉拢并使之紧靠在制动凸轮上。凸轮与凸轮轴制成一体，凸轮轴安装在制动底板的支架内，轴端有花键与制动调整臂相连。调整臂的另一端则和制动气室的推杆连接叉相连。在制动蹄的外圆弧面上铆有两块石棉摩擦片。不制动时，摩擦片和制动鼓之间留有适当的间隙，使制动鼓能随车轮自由转动。

制动时，压缩空气进入制动气室，通过推杆及连接叉使制动调整臂转动，调整臂带动凸轮轴转动，凸轮迫使两制动蹄张开并压紧在制动鼓上，产生相应的制动作用。当放松制动踏板时，制动气室中的压缩空气排出，膜片在回位弹簧作用下回位，并通过推杆、连接叉、制动调整臂带动凸轮轴回位，同时，两个制动蹄在回位弹簧作用下，以其上端支承面靠紧于制动凸轮的两侧，制动蹄间保持一定的间隙，制动作用解除。凸轮式制动器的受力情况如图11-23（b）所示。

图11-23　气压式车轮制动器

（a）凸轮制动器结构；（b）制动器受力情况

制动器的间隙可以根据需要进行局部或全面调整。局部调整时，利用制动调整臂来改变制动凸轮的原始角位置。制动调整臂的结构如图11-24所示。在制动调整臂壳体2内，装有调整蜗杆4和调整蜗轮3，两者相互啮合。调整蜗轮以内花键与制动凸轮轴的外花键啮合。在制动调整臂位置不变的情况下，转动蜗杆可通过蜗轮带动凸轮轴转过一角度，从而改变制动凸轮的原始角位置。

图11-24　制动调整臂结构

1—防尘盖；2—调整臂壳体；3—调整蜗轮；4—调整蜗杆；5—钢碗；6—蜗杆轴；7—弹簧；8、9、10—钢珠；11—调节螺杆；12—油嘴；13—铆钉；14—衬套；15—销子。

随堂测试

1.气压制动系工作时，驾驶员踩下制动踏板，拉动制动阀的拉臂，使________前、后腔的压缩空气穿过________分别进入________和________，促动制动器产生制动作用。

2.调压阀用来调节供气管路中压缩空气的压力，使之保持在________的压力范围内。同时使空气压缩机能________，减少发动机的功率损失。

3.制动气室的作用是将输入的气压转换成________再输出，使制动器产生制动作用。制动气室分为________制动气室和________制动气室，又有膜片式和活塞式之分。

4.在行车制动器兼充驻车制动器时，则采用了________制动气室，又称弹簧储能缸。它实际上是将一个弹簧储能器和________制动气室组合在一起，既作为行车制动时的传动机构，又作为驻车制动时的传动机构。

任务实施

任务工单