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卡車使用的斷氣剎制動系統,究竟是怎樣的工作原理呢?

卡車和大客車的駐車制動系統俗稱“斷氣剎”,在停車後駕駛員只要把儀表臺上的壹個閥門拉壹下,從車下傳來“嚓”的壹個放氣聲,然後汽車就穩穩的停在原地不動了。汽車在行駛之前還要“轟氣壓”,等氣壓超過壹定壓力後汽車才能起步。那麽這套斷氣剎是如何工作的呢?今天我們就來詳細的說說卡車斷氣剎的結構與工作原理,以及在沒有氣壓的情況下如何讓汽車行駛。

首先我們來看壹下常見的氣壓制動系統的工作原理圖。氣壓制動系統是利用壓縮空氣作為動力源的動力制動系統,常用於卡車和大型卡車上,制動力比液壓制動系統更大,但是系統結構復雜,元件眾多。它工作原理其實很簡單,由氣泵制取壓縮空氣,並儲存在儲氣筒中,當汽車需要制動時,由駕駛員操縱剎車踏板,打開剎車總泵的控制閥門,讓儲氣筒中的壓縮空氣進入剎車分泵,推動剎車分泵向外張開,進而推動車輪制動器動作,產生制動力讓汽車減速直至停車。現在的汽車基本都是前後輪獨立控制的雙管路制動,當某壹套管路失去制動作用時,另壹套管路仍然可以繼續正常工作,避免汽車徹底失去制動力。

為了讓汽車更加安全可靠,在汽車上壹般有四套制動裝置,它們分別是行車制動系統、駐車制動系統、應急制動系統以及輔助制動系統。行車制動系統與駐車制動系統?***用壹套車輪制動器,但是它們的控制系統是完全分開的,當壹套系統失去作用時,另壹套系統也可以讓汽車可靠的停下來;應急制動系統壹般與駐車制動系統是同壹套裝置,只是在上面附加了壹些裝置;輔助制動系統有排氣制動、液壓緩速器、電渦流緩速器等,它們可以在壹定程度上增強制動力,減輕制動系統負荷,但是不能使汽車完全停止。

現在使用氣壓制動型式的大型卡車和大型客車,它們的駐車制動系統通常采用強力彈簧駐車制動器,也就是我們俗稱的“斷氣剎”的。下圖是常見的強力彈簧駐車制動系統 工作原理圖,我們用這個圖來分析壹下它的工作原理。在這套系統中有三個主要的元器件,分別是手制動閥、繼動閥、強力彈簧駐車制動器,我們首先我們來看壹下這幾個元器件的結構與工作原理。

1、手制動閥

手制動閥本質上是壹個開關閥,它的內部其實就是壹個兩位三通的閥桿。當汽車正常行駛時,手制動閥處於接通狀態,儲氣筒中的壓縮空氣通向繼動閥,使繼動閥打開,壓縮空氣進入強力彈簧制動器,使強力彈簧壓縮,駐車制動解除;當汽車停止時,手制動閥斷開,切斷儲氣筒與繼動閥之間的管路,繼動閥關閉,壓縮空氣排出,強力彈簧駐車制動器彈簧彈出,使車輪制動器制動,從而讓汽車可靠的停止。

手制動閥同時也是汽車上的應急制動閥。當汽車的行車制動系統失去作用時,操作手制動閥不僅可以讓汽車停下來,還可以隨時控制汽車的制動力大小。手制動閥具有隨動作用,不同的手柄轉角,對應不同的繼動閥開度,從而控制車輪制動力的大小。當它完全關閉時,產生最大的駐車制動力。壹般來說,汽車的最大駐車制動力要大於最大行車制動力的60%。所以,卡車的駐車制動是非常強大的,壹般要求在滿載的情況下,可以可靠的停放在30%的坡度上。

2、繼動閥

繼動閥的本質是壹個放大閥,它只起到壹個用小氣量控制大氣量的作用,但是不會改變汽車的制動性能。此外,由於卡車的軸距比較長,剎車總泵與剎車分泵之間的距離較遠,後橋制動分泵的氣容量又比較大,如果直接用剎車總泵控制剎車分泵,那麽汽車的制動反?應時間就會過長,導致制動距離過大。為此在距離後制動分泵最近的地方設置壹個繼動閥,由儲氣筒通過壹根較粗的氣管直接供氣,由剎車總泵上壹根較細的氣管來控制繼動閥的開啟與關閉,這樣就可以極大的縮短制動反?應時間,起到了壹個“快充、快放”的作用。它的工作原理如下圖所示,接口上的數字“1”表示進氣口,“2”表示出氣口,“3”表示排氣口,“4”表示控制氣口。

3、強力彈簧駐車制動器

強力彈簧駐車制動器是該系統中最核心、也是技術最復雜的零部件,如果說手制動閥和繼動閥是控制元件的話,那麽它就是執行元件。它是壹個同時具有行車制動與駐車制動雙重作用的綜合體,行車制動氣室與駐車制動氣室之間用隔板隔開,分別由行車制動控制管路和駐車制動控制管路控制,二者獨立運行,但是***用壹套執行機構。

強力彈簧駐車制動器的具體結構和工作原理如下。它總體上分為兩部分,前部是行車制動氣室,在正常行駛狀態時制動活塞在彈簧作用下縮回,不產生制動力;當踩下剎車踏板時,壓縮空氣進入前氣室行車制動活塞的後方,推動推桿向外伸出,進而推動車輪制動器動作,產生制動力。後半部分是駐車制動器,它的內部有壹個強力彈簧(彈力在5000N左右),在汽車停止時,強力彈簧伸出,將行車制動活塞向外推出,推動車輪制動器動作產生制動力,這個制動力大約是汽車最大制動力的60%左右;當汽車正常行駛且氣壓充足時,手制動閥開啟,壓縮空氣經繼動閥進入強力彈簧前方的駐車制動氣室內,將強力彈簧壓縮至極限位置,從而將駐車制動解除。

整套系統的工作過程如下:發動汽車,制動系統氣壓達到0.65MPa以上,松開手制動閥,壓縮空氣進入繼動閥活塞上方,使活塞下行,打開繼動閥;等待在繼動閥進氣口的壓縮空氣瞬間通過繼動閥,從出氣口進入強力彈簧駐車制動器的駐車制動氣室,壓縮強力彈簧至極限位置,從而使駐車制動解除;當停車時,駕駛員拉上手制動閥,繼動閥中活塞上方的壓縮空氣從手制動閥中排出,然後繼動閥在彈簧作用下關閉,同時將排氣口打開,駐車制動氣室中的壓縮空氣從繼動閥排氣口排出,強力彈簧彈出,推動車輪制動器制動。

如果在行駛中行車制動系統失效了,此時的駐車制動系統就充當了應急制動系統。駕駛員扳動手制動閥手柄,控制進入繼動閥活塞的壓力,繼而控制繼動閥的開度,這樣進入駐車制動氣室中的壓縮空氣壓力就不足以完全壓縮強力彈簧,此時的強力彈簧部分伸出,推動車輪制動器產生部分制動力,使汽車減速。當手制動閥完全關閉時,強力彈簧完全伸出,應急制動力達到最大。此外,如果汽車的制動系統由於管路泄漏等原因導致系統壓力不足或完全沒有壓力,此時的駐車制動強力彈簧完全推出,使汽車可靠的停止在原地,所以這種“斷氣剎”又被稱為最安全的制動系統。

那麽如果出現了汽車發動機故障,或者由於某種原因導致制動系統沒有壓力,此時強力彈簧永遠處於伸張位置,車輪保持最大的制動力。此時若需要開動或者拖車,該怎麽解除駐車制動呢?在這種情況下,我們只要把駐車制動氣室後面的壹個螺桿擰出來就可以了。這個螺桿的前端與駐車制動活塞相連,當它向外旋出時,就可以壓縮強力彈簧,進而解除強力彈簧對車輪制動器的推力,制動因此解除。需要註意的是,在旋出這個螺桿之前,必須把車輪掩好,防止駐車制動解除的瞬間汽車移動造成人員傷害。

強力彈簧駐車制動系統最常見的故障就是漏氣。需要註意的是:很多時候漏氣的部位並不壹定是故障部位,我們要根據這套系統的工作原理來分析究竟是什麽部位出現了故障。比如手制動閥排氣口漏氣,很多時候並不是手制動閥壞了,而是繼動閥內部密封件損壞了,漏氣竄到了手制動閥中,並從排氣口排出,這種情況下更換手制動閥是無法排除故障的,需要更換繼動閥。還有就是在松開手制動閥的情況下,從剎車總泵的排氣口漏氣,拉上手制動閥就不漏了,這種情況並不是剎車總泵的故障,而是某壹個剎車分泵內部漏氣了。我們可以在手制動閥松開的情況下,用壹個螺絲刀放在剎車分泵上,聽到哪個剎車分泵內部有氣流聲,就說明這個剎車分泵內漏了,只要更換就好了。

此外,在北方的冬季,如果儲氣筒放水不及時的話,制動系統含水量過多,還會導致制動系統管路結冰,導致駐車制動無法解除等故障。這種故障是非常麻煩的,因為故障點非常多,每壹個管路接頭都有結冰的可能,我們又不可能把所有的管路都打開檢查,所以在這種情況下,壹般都是把車開到暖庫中解凍,等?冰融化就好了。如果沒有暖庫,就只能撞大運了,逐段拆解管路接頭,直到找到凍結的部位為止。所以,汽車入冬之前,壹定要更換幹燥罐,放幹凈儲氣筒中的水,在使用過程中也要堅持每天放水,防止制動管路凍結。