图解汽车底盘检修：气压制动系统主要部件结构

1.空气压缩机

空气压缩机是全车气路的气源，空气压缩机按其气缸的数量可分为单缸和双缸两种。空气压缩机固定于发动机一侧的支架上，由曲轴带轮通过V带驱动，主要由缸体、曲轴箱、曲轴、活塞、连杆、气缸盖总成等组成。斯太尔、东风系列汽车装用单缸水冷式空气压缩机，其结构如图10-31所示。

发动机运转时，空气压缩机即随之运转。当活塞下行时，进气阀门打开，外界空气经空气滤清器、进气阀进入气缸；当活塞上行时，进气阀在弹簧作用下关闭，气缸内空气被压缩并顶开出气阀门，压缩空气经出气口和气管送到储气筒。当储气筒内的气压达到700～740kPa时，卸荷柱塞顶开进气阀，使空气压缩机气缸与大气相通不再泵气，卸掉活塞上的载荷，减少了发动机的功率损失。

2.空气干燥器

为了较彻底地清除制动系内的水分，特别是在湿度较大的环境中运行的车辆，清除气路内的水分，确保制动系的安全可靠至关重要，为此在斯太尔汽车上安装了空气干燥器。干燥器内装有干燥剂，干燥剂为分子筛。分子筛属于微孔结构的铝硅酸盐，体内有大量空腔状晶胞，晶胞之间又有孔隙相通。水分子和其他分子通过缝隙被吸附在晶胞空腔内。而且分子筛在一定的特定条件下，可以将吸附于内表面的杂质和水分释放，这称为再生活化。干燥器就是利用这一原理制成的。压缩空气通过干燥剂之前首先经过两次粗滤，以排除油污和水滴，延长了干燥剂的使用寿命。同时，螺纹连接的可更换式干燥罐，使更换干燥剂变得更加方便。

空气干燥器的结构如图10-32所示。图10-33所示是该型干燥器在气路上的安装位置。

图10-31 单缸空气压缩机

1—气缸盖 2—限位板 3—阀板 4—气缸体 5—活塞销 6—前法兰 7—曲轴 8—轴承 9—密封圈 10—转向油泵支架 11—连杆 12—油环 13—气环 14—活塞

图10-32 空气干燥器结构

1，20—排气口 2—活塞 3—进气口 4，5—通道 6—排水阀 7—卸荷阀 8—腔 9—单向阀 10—节流口 11—滤清器 12—干燥筒 13—壳体 21、22—接口 Ⅰ—进气口

如图10-31所示，在空气压缩机向回路充气的过程中，从空气压缩机来的压缩空气由“I”口进入干燥器腔8，由于降温而产生的冷凝水经过通道流到排水阀6处。压缩空气经过滤清器11，油污与大颗粒水滴被首先过滤，然后到达干燥剂的干燥筒12的上端。

当空气自上而下地经过装有干燥剂的干燥筒时，空气中的水分进一步被干燥剂吸收，干燥纯净的空气一方面经单向阀9和接口14通向四回路保护阀，向回路充气；另一方面经节流口10和接口15给再生储气筒充气。

图10-33 空气干燥器的安装位置

当整个回路气压升高到额定压力时，压缩空气经通道4推动活塞2克服弹簧力右移，从而关闭排气口1打开进气口3，压缩空气经过打开的进气口3和通道5作用在卸荷阀7上，阀7克服回位弹簧的力向下移动，从而打开排水阀6，积存在阀上的冷凝水经过排气口16排出，压缩空气反过来经接口15和节流口10经干燥筒12、滤清器11通向腔8，由于腔8卸荷，压缩空气经节流口10迅速膨胀形成大的反冲气流，使干燥筒内吸附的水分随反冲空气一同经排水阀6和排气口16排入大气，使干燥剂再生活化。

当回路气压下降至活塞2的关闭压力时，活塞2左移，重新关闭进气口3，打开排气口1，卸荷阀7上的空气经通道5和排气口1通向大气，阀7在回位弹簧作用下回升，重新关闭排水阀6，此时又开始正常的充气过程。空气干燥器在排水阀6位置上还安装有电加热器，是冬季用来防止排水阀结冰而设置的。

3.四回路保护阀

四回路保护阀的作用是将全车气路分成四个既相互联系又相互独立的回路，当任何一个回路发生故障（如断、漏）时，不影响其他回路的正常工作。如图10-34所示，在全车气路没有高压空气时，四个保护阀全部关闭，空气压缩机来的压缩空气由I口进入保护阀，当输入端气压达700kPa时，四个阀分别开始向各自回路充气，当回路气压上升到450kPa时阀全部打开，直至全车气压达到调压阀所设定的750～800kPa气压值。需要说明的是，实际工作中四个阀并不是同时打开的，因为四个阀弹簧设定的压力不会完全一致，同时四个回路充气压力上升的速度也不尽相同，开启的顺序要视弹簧预紧力和回路气压上升的差异而定，这在使用中是无关紧要的，这也正是在充气过程中双针气压表两指针往往指示不同步的原因。

图10-34 带单向阀的四回路保护阀（同图10-28所示系统相接）

1—调整螺钉 2—调整弹簧 3—膜片 4—进气阀门 5—单向阀

当某一回路发生断、漏气故障时，例如前制动回路断裂，该回路气压急剧下降，全车气路仍然保留有450kPa气压，而漏气回路继续漏气直至气压下降为零。此刻随着气泵继续供气，供气压力一旦回升到450kPa，除故障回位阀继续关闭外，其余回路阀又重新打开充气，直到回路气压上升到故障回路阀所设定的开启压力700kPa时，该阀打开放空，从而将其余三个回路的最高气压限定在700kPa，确保了无故障回路的正常工作。

在全车气压较低的情况下，为了首先向前、中后制动储气筒充气，以确保制动可靠，斯太尔汽车采用带单向阀的四回路保护阀。该阀的驻车制动和辅助用气回路的供气口是分别接在前制动和（中）后制动回路上的，且用两个单向阀加以隔离。这样只有当前、中后制动回路气压达到700kPa才开始向驻车制动和辅助用气回路充气。

在正常情况下，四回路保护阀实际上就是一个五通接头，在某一回路发生断、漏故障时才起保护作用。

4.主制动阀

主制动阀俗称制动总泵，它是用来控制主制动系统工作的，而且它使制动气压与制动操纵力（或踏板行程）成一定比例关系。斯太尔汽车采用双回路双腔主制动阀。如图10-35所示，主制动阀分上、下两腔室。由（中）制动储气筒来气接11接口，由前制动储气筒来气接12接口。上腔出气口21向主制动继动阀提供制动信号气压，22通向前制动气室。

制动时，制动踏板通过一套连接杠杆使主制动阀顶杆a向下移动，通过橡胶弹簧b迫使活塞c克服回位弹簧力向下移动，当活塞c与阀杆e接触时，关闭排气口d。继续下移将迫使阀杆e随之下移打开进气口j，由储气筒来的气通过21接口输出到继动阀，从而实现（中）后桥制动。在进气口打开向制动回路充气时，回路气压同时作用在活塞c上，当气压向上顶活塞的力与橡胶弹簧预压力相等时活塞开始向上回升到进气口j关闭的平衡状态。制动踏板行程越大，弹簧预压紧力越大，从而输出到制动回路的气压越大，这种制动气压随着踏板行程成一定比例关系变化的特性也称为随动性。

当上腔动作时，回路气压小孔D通向B腔作用在活塞f上，迫使活塞下移首先关闭排气口h，进而打开进气口g，来自前制动储气筒的气经接口12和进气口g通过出气口22向前制动回路充气产生前制动。这样，回路气压又作用在活塞f下面，当前制动回路气压上升到与B腔气压相等时，活塞f回升，关闭进气口使制动回路气压不再升高，产生一个与（中）后桥制动同步的气压。下腔输出气压与上腔输出气压有一定的比例关系，同步增减。只是在同一时刻上腔输出气压总比下腔输出气压高出一个超前量Δp=30kPa。

在相同输出气压时，（中）后桥制动总比前桥要早。双回路主制动阀必须保证某一回路失效时不影响另一回路正常工作。如图10-35所示，由于主制动阀下腔是由上腔来控制的，因而下腔工作失效不影响上腔第一回路的工作。如果第一回路失效，例如21出口断裂、泄漏，当顶杆a下移打开进气口j时，21接口建立不起气压，从而B腔也没有气压信号，但顶杆推动活塞c以及阀杆e继续下行使阀杆与活塞f间隙消除之后，顶杆的下移会直接推动活塞f下移，从而打开下腔进气口实现第二路制动。此时的平衡关系将由第二回路制动气压作用在活塞f向上的力与橡胶弹簧力产生。

制动解除时，作用在顶杆上的力消除，橡胶弹簧压力消失，活塞c在回位弹簧和回路气压的作用之下上行，首先关闭进气口j，进而打开排气口d，载荷调节阀的输入气压经接口21和排气口3放空，继动阀的控制气压经载荷调节阀放空，制动气室的气压经继动阀放空，（中）后桥制动解除。与此同时，主制动阀下腔在回路气压作用下使活塞f上行，关闭进气口g，打开排气口h，前制动气室气压经接口22和排气口3放空，前制动解除。

图10-35 主制动阀结构原理

a—顶杆 b—橡胶弹簧 c—活塞 d—排气口 e—阀杆 f—活塞 g—进气口 j—进气口 h—排气口 B—腔 D—小孔 3—排气口 11、12、21、22—接口

5.主制动继动阀

主制动继动阀的作用是缩短制动的反应时间，对主制动气室而言，是起“快充”和“快放”的作用。

由于（巾）后桥制动气室总容量较大，距主制动阀的距离又远，因此当制动踏板踩下时到最远的那个气室气压达到相应数值的制动反应时间过长（制动反应时间不应大于0.6s）。为此，在距（中）后桥制动气室最近的位置安装一个继动阀，如图10-36所示，它通过一根较粗的主管路（由储气筒）直接供气，再通过一根较细的管路（由主制动阀）来控制。

图10-36 主制动继动阀

a）继动阀正常状态 b）继动阀充气状态 c）继动阀放气状态 1—继动活塞 2—排气阀 3—进气阀 4—弹簧

图10-37 前制动气室结构

1—膜片 2—弹簧 3—气室

当主制动阀工作时，由主制动阀上腔输出一个与制动踏板行程相应的气压信号，进入继动阀的控制口，该气压使活塞1下行首先封闭排气口，进而将阀压下打开进气门，早已等候在主气路进口的压缩空气迅速通过排气口向制动气室充气从而达到快充的目的。当制动气室气压上升与控制气压相等时，该气压作用在活塞1下面的力与控制气压作用在活塞上面的力平衡，活塞1回升重新关闭进气口，使输出气压不再上升，起到与制动踏板行程同步随动的作用。

当主制动阀解除制动时，制动气室的输出气压经主制动继动阀放空，继动阀的控制气压经主制动阀放空，制动气室回路气压迫使活塞迅速上升，重新打开排气口，气室气压经由继动阀排气口放空，从而达到“快放”的目的。继动阀仅起一个小气量控制大气量的作用而不改变制动的任何性能。

6.前制动气室

前制动气室的作用是输入不同的气压产生不同的推力，通过制动凸轮制动蹄片与鼓对前桥产生不同强度的制动作用。斯太尔汽车采用常规膜片式制动气室，其推杆最大行程为60mm，可产生的最大推力为9800N，其结构如图10-37所示。前制动气室的制动强度与输入气压成正比。

7.（中）后桥复合式制动气室(www.xing528.com)

复合式制动气室既对（中）后桥主制动产生制动作用，又可实施驻车与应急制动。如图10-38所示，主制动气室与驻车制动气室成一个整体。主制动气室采用常规式膜片制动结构，驻车制动气室采用典型弹簧储能放气制动装置。驻车制动气室充气压力由Ⅱ进入气室时作用在活塞5上，与弹簧6的推力起相反作用。当充气压力大于650kPa时，活塞压缩弹簧向左行至极限位置，从而解除制动。如果气室空气经Ⅱ完全放空，则活塞被弹簧6推向右行，并通过中空的推杆推动主制动气室推杆伸出产生制动力，最大制动强度取决于弹簧预紧力。当Ⅱ输入气压低于650kPa时，活塞连同推杆也要伸出产生制动，但制动强度随输入气压值成反比关系。输入不同气压可产生不同强度的制动效果，因此驻车制动气室又是应急制动气室。

在驻车制动气室的推杆中设置有一细牙螺栓，当螺栓全部旋出时，就使活塞克服弹簧力拉向左极限位置，从而可以在没有压缩空气的情况下解除驻车制动。

复合制动气室在解体时应予以特别注意，因为驻车制动气室弹簧预紧力很大，因此拆装必须在压床上进行。拆卸时首先用压床压紧，拆卸气室同定螺栓，待全部拆卸完之后，慢慢将压床松开，弹簧完全自由状态时再行分解；否则，易发生事故。

8.驻车制动与应急制动阀

应急制动系统是主制动失效时，用以代替主制动的备用制动系统。应急制动系统与驻车制动共用一套控制系统。驻车制动与应急制动阀是采用凸轮控制机构，如图10-39所示。

图10-38 复合制动气室

1，5—活塞 2—推杆 3，6—弹簧 4—膜片 7—螺栓

图10-39 驻车制动阀结构原理

1—腔 2—平衡活塞 3—附加阀进气阀门 4—排气阀门 5—进气阀门 6—腔 7—平衡弹簧 8—大活塞

当手柄处于0°～10°范围内时，驻车制动全部解除，车辆处于行车状态；当手柄处于73°锁止位置时，车辆处于完全制动状态；当手柄处于82°检查位置时，牵引车处于制动状态，但挂车处于完全解除制动状态。

当手柄从73°向0°位置运动时，手柄凸轮向下推动大活塞8，压下平衡弹簧7，推动活塞2下移，排气阀门4关闭，进气阀门5全开，附加阀的进气阀门3打开，腔6内压缩空气进入腔1，然后分成两路，一路经21口进入弹簧制动气室，解除牵引车驻车制动，一路经21口进入挂车制动阀，解除挂车驻车制动。当手柄处于0°～10°范围内时，汽车驻车制动处于完全解除状态。

当手柄从0°向55°运动时，大活塞8、平衡弹簧7、平衡活塞2向上运动，排气阀门4打开，进气阀门5关闭，附加阀进气阀门3关闭。输出气压p₂₁、p₂₂随手柄转角的增加而呈线性下降为零；当手柄处于55°～73°范围时，整个汽车处于全制动状态；当手柄处于73°时，手柄被锁死。

当手柄从73°到达82°检查位置时，附加阀门的进气阀门3打开，解除了挂车的制动作用，这时可检查汽车是否可以只在牵引车的驻车制动作用下具有停坡能力。放松手柄时，手柄又自动回到停车制动锁止位置。

9.应急制动继动阀

应急制动系统与主制动一样，为了缩短制动反应时间起到“快充”与“快放”的作用，在应急制动控制回路中也必须设置应急制动继动阀，其结构原理与主制动继动阀相同。

10.双管路挂车制动阀

双管路是指主车与拖车由充气管路与制动控制两根管路连接。牵引车和挂车的制动系统主要由安装于主车上的挂车制动控制系统和安装于挂车上的挂车制动系统组成。挂车制动阀是安装在拖车上的主要阀件，它主要作用是主车通过它为挂车储气筒充气，根据主车的制动信号使挂车同步产生同等强度的制动，以及当连接管路断漏（如主车与挂车脱钩）时能使挂车自动产生制动。

如图10-40所示，由主车来的充气管路连接于进气口1，主车来的制动控制管路连接于控制口4。当主车正常行驶时，充气管路经1进气口和单向V形皮碗通过I接口向拖车储气筒充气。当1口和I口气压相等时充气结束。

当主车制动时，安装于主车上的拖车制动控制阀通过制动控制管路给出一个制动气压信号，该气压通过控制口4作用在活塞7上，使活塞下行，首先封闭排气口14，再顶开进气门13，此时挂车储气筒的气经打开的进气门和出气口2给拖车制动气室充气产生制动。与此同时回路气压又作用在活塞7的下面，当气室回路气压与控制气压相等时，活塞7回升重新关闭进气门，使制动气室回路气压不再上升，从而使拖车产生与主车同步强度的制动。与此同时，如若拖车储气筒I接口气压低于充气接口1气压值，则主车仍然持续为拖车储气筒充气，以确保拖车制动气压的需要。当主车制动解除时，控制口4的控制气压控制管路由拖车制动控制阀（安装在主车上的）放空。拖车气室回路气压迫使活塞7上行打开排气口14，气室气压经该口和放气口3放空，挂车制动解除。行驶中如若充气管路突然断、漏，此时，充气接口1气压下降，拖车储气筒I接口压力高于充气压力，此时活塞体9将在该压差作用下上行，上行的结果同样是被活塞7关闭了排气口二打开进气门13，从而使储气筒向制动气室充气，使拖车自动产生制动，其制动强度取决于充气回路漏气的程度。如果充气管路完全断裂，充气接口1气压下降为零，则会产生全负荷紧急制动。

11.双管路挂车制动控制阀

双管路拖车制动控制阀安装在主车上，其主要作用是主车通过它持续不断地向拖车充气。无论是主车前制动、（中）后制动还是驻车制动，只要其中一个或全部动作，拖车制动控制阀都会向拖车制动阀输出一个制动信号，使拖车产生相应强度的制动。当制动控制管路断、漏时，它同样能使拖车与主车同步产生制动。挂车制动控制阀工作原理，如图10-41所示。

图10-40　挂车制动阀结构原理

1—进气口 2—出气口 3—放气口 4—控制口 7—活塞 8—膜片 9—活塞体 12—弹簧 13—进气门 14—排气口 Ⅰ—接口

图10-41 挂车制动控制阀原理图

a—平衡活塞 b—调整弹簧 c—进气口 d—活塞 e—排气口 f—两用阀门 g—阀杆 h—活塞 i—膜片 j—排气口 k—旁通阀出气口 I—断气阀杆 m—旁通阀出气口 n—调整弹簧 3—排气口 11、12—进气口 22—出气口 41、42、43—控制口

驻车制动储气筒接接口11，接口12接挂车充气管路，接口22接挂车制动控制管路，接口41接主制动阀上腔即（中）后桥制动回路来的控制信号气压，41口接主制动阀下腔即前制动回路来的控制信号气压，接口43接驻车制动来的控制信号气压。

无论是在正常行驶，还是在制动状态，驻车制动储气筒中的气压总是经由接口11输入到C腔，再由接口12和充气管路向挂车储气筒充气。

在汽车正常行驶时，来自（中）后制动回路的气压信号经接口42进入D腔，该气压作用在膜片i与充气气压在C腔作用在活塞h上的力平衡（活塞有效面积与膜片有效面积相同），活塞体h保持在当主制动阀动作时，来自（中）后制动回路的气压信号经接口41通向A腔，使活塞d下行，同时来自前制动回路的气压信号经接口42通向E腔作用在膜片i的下面，从而使活塞体h打破平衡状态而上行。活塞d下行和活塞体h上行，首先将排气口e封闭，将阀杆g顶开打开进气口f，如此C腔的气经进气口通向B腔，经接口22输出，当这一输出的制动控制信号气压达到主制动信号气压值时，B腔的气压对活塞d的作用力与A腔制动信号气压对活塞d的作用力以及弹簧力相平衡，B腔气压对活塞体h的作用力与E腔制动信号气压对膜片i的作用力相平衡，此时活塞体h下行，活塞d上行，进气口f重新关闭。使输出给挂车的制动信号气压不再增加，从而使挂车产生与主车同等强度的制动。

主制动阀解除制动时，A腔与E腔制动信号气压经主制动阀放空，活塞d在B腔气压与回位弹簧的作用下上行，活塞体h在B腔气压作用下下行，从而迅速打开排气口e，挂车制动控制管路气压从排气口e与放气口3放空，挂车制动解除。主制动阀任何一回路失效时，同样可以产生制动控制信号气压输出。因此对于主制动系统而言，该阀既是双回路又是双管路控制阀。

当驻车制动手柄置于“驻车”位置时，D腔气压经接口43由驻车制动阀放空，活塞体h在C腔充气气压作用下迅速上行，从而关闭排气口e，打开进气口f，通过2口输出气压制动信号，使挂车产生制动。在应急制动时，驻车制动手柄置于某一需要位置，D腔气压则相应降至某一数值，此时活塞体h在C腔和D腔气压差的作用下上行，关闭排气口，打开进气口，当B腔气压上升到某一数值时，作用在活塞体h上的力与C腔、D腔压差作用力相平衡，输出控制信号气压由于进气口重新关闭而不再增大，从而使挂车产生一个与主车相应强度的应急制动。

当驻车制动阀置于“行驶”位置时，接口43输入到D腔的气压使活塞体h下行，关闭进气口，打开排气口，使挂车控制信号气压放空，挂车制动解除。汽车在行驶中制动控制管路断、漏，而当主车制动时，该阀动作使进气口f打开，由于接口22输出管路断、漏，因此B腔不能建立气压，此时断气阀杆I的活塞下腔F同样不能建立气压，而活塞上腔G即由A腔输入主制动气压，从而使阀杆1迅速下行关闭接口11接口，切断充气管路。充气管路断气后，通过拖车制动阀会使拖车自动产生制动，从而确保拖车制动的可靠。

由于断气阀杆I的上腔G仅与（中）后制动信号作用腔A相通，因此，主车（中）后制动失效后，上述这种拖车自动与主车同步制动作用将不会产生。

图10-42　感载比例阀的结构

1—弹簧座 2—活塞 3—翅形活塞 4—阀门 5—膜片 6、19—阀门 7、16、18、21—弹簧；8—滚轮 9—摆杆 10—膜片 11—凸轮 12—顶杆 13—继动活塞 14、17、20—密封圈 15—支座 22—调整螺钉 ①—进气口 ②—出气口 ③—排气口 ④—控制气口

12.感载比例

(1)感载比例阀结构

感载比例阀（带继动阀）由上部的调节后回路制动气压的感载比例阀以及下部的继动阀组成。它固定在车架上，与设置在车桥上的固定点用钢丝绳连接。在空载情况下，车桥与感载比例阀之间的距离最大，摆杆9处于最低位置，此时后制动回路的制动气压最低。如果汽车装载，则此距离减小，摆杆9将由空载位置向满载位置方向转动，此时后制动回路的制动气压最高（与前制动回路相等）。感载比例阀的结构如图10-42所示。

(2)感载比例阀工作原理由串列双腔制动阀出气口④输出的压缩空气经控制气口④进入感载比例阀内。当控制气压较低时，压缩空气经阀门19后作用于膜片5的上方，同时另一路压缩空气经过阀门4进入膜片下腔，继动阀被推动下移，阀门6的排气口关闭，进气口打开，储气筒的压缩空气经进气口①、阀门6后，从两个出气口②分别供给后制动回路的左右制动气室。这样制动气室的气压与继动活塞上腔的气压和控制口输入的气压都相等。当控制气压较高时，压缩空气推动活塞2上行，压缩空气不再经阀门19进入膜片5的上方，而是经过阀门4的进气口进入膜片5的下方。车辆载重较小时，后桥与车架的距离较远，摆杆被钢丝绳拉拽，此时凸轮较低的部位与顶杆接触，顶杆的位置也较低，则翅形活塞向上移动较小的距离，阀门4的进气口关闭（排气口也处于关闭状态），翅形活塞容易达到平衡状态。此时膜片5与翅形活塞的翅形部分接触的面积较大，而翅形活塞的上部控制气压的作用面积较小，因此继动活塞上方的气压低于控制气口的气压，制动气室的气压也较低，以防止载重较小时后轮先于前轮抱死。随车辆载重增大，后桥与车架靠近，摆杆在凸轮弹簧作用下转动，此时凸轮的凸起部位与顶杆接触，顶杆被推得较高，则翅形活塞向上移动较大的距离，阀门4的进气口才关闭（排气口也处于关闭状态），翅形活塞不易达到平衡状态，此时膜片5与翅形活塞的翅形部分接触的面积减小，接近翅形活塞的上部控制气压的作用面积，因此继动活塞上方以及制动气室的气压升高。当满载时，制动气室的气压与控制气压相等。

13.辅助用气系统各元件

辅助用气回路系统阀件较多，下面仅以典型阀件作介绍。按钮阀是辅助用气回路常见的两位三通开关阀，其结构原理如图10-43所示。

离合器助力阀、气喇叭开关阀、熄火器开关阀都属于这类阀。如图10-43a所示，按钮阀不工作时，由进气口1来的压缩空气被阀2封闭，用气元件的空气经口3和口4放空。当按下按钮阀时，如图10-43b所示，阀杆将把阀2顶开，不仅封闭了排气口，而且打开了进气口，压缩空气由口1经口3和排气口4放空。

图10-43 按钮阀结构原理