汽车气压制动传动装置结构简介

    一、气压式制动传动装置的特点

    气压式制动传动装置是利用压缩空气作动力源的动力制动装置。制动时，驾驶员通过控制制动踏板的行程，便可控制制动气压的大小，得到不同的制动强度。其特点是：制动操纵省力、制动强度大、踏板行程小；但需要消耗发动机的动力、制动粗暴而且结构比较复杂。因此，一般仅在重型和部分中型汽车上采用。

    气压制动传动装置的组成与布置形式随车型布置而异，但总的工作原理相同。管路的布置形式也分为单管路和双管路两种。

    二、双管路气压制动传动装置的组成和管路布置

    双管路气压制动传动装置是利用一个双腔（或三腔）的制动控制阀，两个或三个储气筒，组成两套彼此独立的管路，分别控制两桥（或三桥）的制动器。

    如图3-61所示为解放CA1092型汽车双管路制动系的示意图。

    发动机驱动的活塞式空气压缩机1将压缩空气经单向阀9压入湿储气筒4，湿储气筒4上装有溢流阀5和供其他系统使用的压缩空气放气阀3.压缩空气在湿储气筒内冷却并进行油水分离，然后进入主储气筒8的前、后腔，主储气筒的前腔与制动控制阀14的上腔相连，以控制后轮制动；同时，通过三通管6与气压表15及气压调节器16相连；储气筒后腔与制动控制阀14的下腔相连，以控制前轮制动，并通过三通管与气压表相连。气压表为双指针式，上指针指示储气筒前腔气压，下指针指示储气筒后腔气压。以上为供气管路，管中常存有压缩空气，储气筒最高气压为0.8MPa。

    当驾驶员踩下踏板时，拉杆带动制动控制阀拉臂摆动，使制动控制阀14工作。储气筒前腔的压缩空气经制动控制阀14的上腔进入后制动气室11，使后轮制动；同时储气筒后腔的压缩空气通过制动阀14的下腔进入前制动气室2，使前轮制动。当放松制动踏板时，制动控制阀使各制动气室通大气以解除制动。

    东风EQ1090E型汽车双管路制动系示意图如图3-62所示。

    备有两个主储气筒14和17.空气压缩机1产生的压缩空气，首先经过储气筒单向阀4输入湿储气筒6进行油水分离；之后分成两个回路：一个回路经过主储气筒14、并列双腔式制动控制阀3的后腔而通过前制动气室2；另一回路是经过主储气筒17、并列双腔式制动控制阀3的前腔和快放阀13而通向后制动气室10.

    当其中一个回路发生故障失效时，另一个回路仍能继续工作，以维持汽车具有一定的制动能力，从而提高了汽车的行驶安全性。但是，切不可仅利用一个制动回路长时间行车，以防止发生意外。

    装在制动控制阀3至后制动气室10之间的快放阀13的作用是，当松开制动踏板时，使后轮制动气室放气管路和时间缩短，保证后轮制动器迅速解除制动。

    前、后制动回路的储气筒上都装有低压报警器15.当储气筒中的气压低于0.35MPa时，便接通装在驾驶室内转向柱支架内侧的蜂鸣器的电路，使之发出断续鸣叫声，以警告驾驶员，注意储气筒内气压过低。

    在不制动的情况下，前制动主储气筒14还通过挂车制动阀9、挂车分离开关11、连接头12向挂车储气筒充气。制动时，双腔制动阀的前、后腔输出气压可能不一致，但都通入双向阀8，双向阀则只让压力较高一腔的压缩空气输入挂车制动阀9，后者输出的气压又控制装在挂车上的继动阀，使挂车产生制动。

    三、气压式制动传动装置主要部件的结构及工作原理

    （一）空气压缩机

    空气压缩机一般固定在发动机汽缸的一侧，多由发动机通过皮带或齿轮来驱动，有的采用凸轮轴直接驱动。空气压缩机按缸数可分为单缸（东风EQ1090E型汽车）和双缸（解放CA1092型汽车）两种，其工作原理相同。

    如图3-63所示为东风EQ1090E型汽车采用的单缸风冷式空气压缩机。缸体下端用螺栓紧固在曲轴箱上，缸体外表面铸有三道环形散热片。铝制汽缸盖4用螺栓紧固于汽缸体上端面，其间装有密封缸垫。汽缸盖内装有进气阀9和排气阀3，侧面进气口上装有空气滤清器。进气阀9由进气阀门导向座12、进气阀弹簧11、进气阀座10、密封圈等组成，经进气道与空气滤清器13相通。排气阀3由排气阀门导向座2、弹簧、阀片、阀片座、密封圈、波形垫圈等组成，经排气管接头与储气筒相通。进气阀9上方设有卸荷装置（卸荷室和卸荷阀），卸荷装置壳体5内镶嵌着套筒，其中有卸荷柱塞7和柱塞弹簧8.

    曲轴用两个球轴承支承在曲轴箱座孔内，前端伸出并固装着带轮。前轴径和前轴承之间有油封，以防漏油。曲轴后端中心制成一圆孔，是空气压缩机润滑油的入口，在孔内装有弹簧及杯形油堵，油堵右端面有润滑油节流孔。弹簧又使油堵右端面压靠在后轴承盖中央的端面上，起端面油封作用，防止润滑油大量泄入曲轴箱影响发动机及空气压缩机的正常油压。曲轴箱底部有回油管接头使润滑油流回发动机油底壳。

    空气压缩机工作时，活塞下行，汽缸内形成一定真空度，迫使进气阀克服弹簧的张力离开阀座，外界的空气即经空气滤清器13、进气道、进气阀9被吸入汽缸，活塞下行至下止点附近时，随着活塞移动速度的降低，其真空度也逐渐减小，当减到不能克服进气阀弹簧11的张力时，进气阀9被弹簧压靠在进气阀座10上，切断进气通路。活塞上行时，缸内空气即被压缩，压力升高，当压力升高到足以克服排气阀弹簧的张力与排气室内压缩空气的压力之和时，压缩空气即压开排气阀3，经排气室和排气管道送至湿储气筒。当储气筒内的气压达到规定值（0.7~0.74MPa）后，调压机构使卸荷阀压开进气阀，使空气压缩机与大气相通，不再泵气。

    （二）调压阀

    如图3-64所示为东风EQ1090E型汽车调压阀，其作用是调节储气筒中压缩空气的压力，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。

    调压阀壳体10上装有两个带滤芯的管接头7和9，分别和空气压气压缩机上的卸荷室和储气筒相通。膜片5及弹簧下座等机件用螺母紧固在一起。膜片的外缘被夹持在盖1与壳体10之间，构成膜片上下两腔室。膜片上腔室经上盖上的小孔与大气相通，而下腔室经气体通道及管接头用气管与储气筒相通。调压弹簧4上端通过上弹簧座3支承于调压螺钉2上；下端通过弹簧下座使膜片组件紧靠在壳体的环形凸肩上。空心管6外圆柱面的中段与壳体的中心导向孔滑动配合，其间有密封圈。空气管的中心孔上部的径向孔与膜片的下腔室相通，壳体下端腔室内装有排气阀8及其压紧弹簧，并经孔A与大气相通。调节阀调节气压值可通过旋转盖1上的调压螺钉2，改变调压弹簧4的预紧力予以调整。

    当储气筒内气压未达到规定值时，膜片5下腔气压较低，不足以克服调压弹簧4的预紧力，膜片连同空心管及排气阀被调压弹簧压到下极限位置，调压阀不起作用。此时，由储气筒至卸荷室的通路被隔断，卸荷室与大气相通，卸荷阀杆的最高位置，进气阀处于密封状态，空气压缩机对储气筒正常充气。

    当储气筒气压升高到0.7~0.74MPa时，膜片5下方气压作用力即足以克服调压弹簧4的预紧力而推动膜片向上拱曲，使空心管6和排气阀随之上移到排气阀压靠阀座而关闭，切断卸荷室与大气的通路，并且空心管下端面也离开排气阀，出现一相应的间隙（图3-65）。于是储气筒中的压缩空气便沿图中箭头所标明的路线充入空气压缩机的卸荷室，迫使卸荷柱塞下移，使进气阀门开启。这是汽缸与大气相通，空气压缩机卸荷空转，湿储气筒内气体压力也不再升高。

    随着储气筒内的压缩空气不断消耗，调压阀膜片下面气压降低，膜片和空心管即在调压弹簧的作用下相应下移，当气压降至关闭气压0.56~0.60MPa时，空心管下端将排气阀打开。卸荷室与储气筒的通路被切断而与大气相通，卸荷室的压缩空气即排入大气。卸荷阀在其弹簧的作用下升高，进气阀又恢复正常，空气压缩机恢复对储气筒充气。

    （三）制动控制阀

    制动控制阀的作用是控制从储气筒充入制动气室和挂车制动控制阀的压缩空气量，从而控制制动气室中的工作气压，并有逐渐变化的随动作用，即保证制动气室的气压与踏板行程有一定的比例关系。

    1.串联双腔活塞式制动控制阀

    图3-66所示为解放CA1092型汽车所使用的串联双腔活塞式制动控制阀。它由上盖6、上阀体7、中阀体10和下阀体13等组成，并用螺钉连接在一起，其间装有密封垫。中阀体上的通气口A1和B1分别接后桥储气筒和后桥制动气室，下阀体上的通气口A2和B2分别接前桥储气筒和前桥制动气室。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，下腔小活塞12对下腔大活塞2能进行单向分离。上腔阀门11滑动地套装在芯管上，其外圆有密封隔套。下腔阀门14滑动地套在有密封圈的下阀体13的中心孔中。中空的芯管和下腔小活塞12制成一体。制动时，驾驶员将制动踏板踩到一定距离，通过滚轮3、推杆4使平衡弹簧5及上腔活塞8向下移动时，消除排气间隙（上腔阀门11至上腔活塞8之间）而推开上腔阀门11.此时，从储气筒来的压缩空气经进气口A1、上腔阀门11与中阀体10上的进气阀座间的进气间隙进入G腔，并经出气口B1进入后制动气室，使后轮制动。与此同时，进入G腔的压缩空气通过通气孔F进入下腔大活塞2及下腔小活塞12的上方，使其下移推开下腔阀门14，此时从前桥储气筒来的压缩空气经下腔阀门14与下阀体13的阀座之间形成的进气间隙进入H腔，并经出气口B2充入前制动气室，使前轮制动，如图3-67所示。

    当制动踏板保持在某一位置（即维持制动状态）时，压缩空气在进入G腔的同时由通气孔E进入上腔活塞8的下方，并推动上腔活塞8上移，使G腔中的气压作用力与复位弹簧9的张力之和与平衡弹簧5的压紧力相平衡，此时上腔阀门11和下腔阀门14均关闭，G腔和H腔中的气压保持稳定状态，即为制动阀的平衡位置。

    若驾驶员感到制动强度不足，可将制动踏板再踩下一些，此时上腔阀门11和下腔阀门14又重新开启，使中阀体10的G腔和下阀体13的H腔以及制动气室进一步充气，直至G腔中的气压又一次达到与平衡弹簧5的压力平衡，H腔中的压缩空气对下腔活塞向上的压力重新与下腔活塞上方的压缩空气对下腔活塞向下作用的压力相平衡。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。同时，平衡弹簧5的压缩量和踏板力也比以前更大。

    当放松制动踏板时，操纵摇臂复位，芯管上移；平衡弹簧恢复到原装配长度；上腔活塞8上移到使下端与上腔阀门11之间形成排气间隙。后制动气室的压缩空气经G腔排气间隙和其下面的排气口C排入大气。与此同时，下腔大活塞2及下腔小活塞12受复位弹簧1的张力作用而上升，使下腔阀门14与下阀体13的阀座接触，从而关闭储气筒与前制动气室的通路。另一方面，由于下腔大活塞2及下腔小活塞12的上移，使小活塞的下端与下腔阀门14之间也形成排气间隙，前制动气室的压缩空气经H腔排气间隙以及下腔阀门14和排气口C排入大气中。

    若前桥管路失效，控制阀的上腔室仍能按上述方式工作，因此后桥管路照常工作。当后桥管路失效时，由于下腔室的下活塞上方不能建立控制气压而无法动作，上腔平衡弹簧将通过上腔活塞8推动下腔小活塞12及芯管使小活塞与大活塞单向地分离而下移，推开下腔阀门14使前桥控制管路建立制动气压，并利用小活塞和平衡弹簧的张力相互平衡其随动作用。

    为了消除上腔活塞8与上腔阀门11间的排气间隙（图3-66所示，1.2±0.2mm）所踩下的踏板行程，称为制动踏板自由行程。排气间隙可进行调整。

    2.双腔并列膜片式制动控制阀

    图3-68所示为东风EQ1090E型汽车所用双腔并列膜片式制动控制阀。

    它由彼此独立的前腔制动阀和后腔制动阀及两阀共用的平衡臂组、平衡弹簧组，拉臂及上壳体等部分组成。独立的左腔室与后桥储气筒和后桥控制管路连接，独立的右腔室与前桥储气筒和前桥控制管路连接。膜片组件的驱动形式是通过叉形拉臂1、推压平衡弹簧3、推杆8、平衡臂9同步地控制两腔的膜片芯管。平衡弹簧无预紧力，膜片制成挠曲形。

    前桥腔室中有滞后机构，两腔室制动时，有时间差和气压差，且能调整其大小，使得前后桥制动能协调一致。滞后机构总成包括推杆29、密封柱塞28、可调的滞后弹簧25、调整螺母24等机件，它的壳体用螺纹装于阀体下端的螺纹孔内，并用密封圈26密封；下端螺纹孔装有调整螺母24，并用紧锁螺母23锁紧。旋动调整螺母24，即可调整滞后弹簧25的预紧力。在滞后弹簧的张力作用下，经密封柱塞28使位于芯管中心孔的推杆29上端支承着芯管，芯管下面与进气阀上端面保持1.5±0.3mm的排气间隙。后桥腔室的下部也装有和前桥腔室滞后机构相同的机件和相同的排气间隙，只是少了推杆使其滞后机构不起作用。

    制动时，杠杆使拉臂1绕拉臂轴35转动，拉臂将平衡弹簧3和平衡臂9压下，推压两腔室的膜片和芯管。由于后桥腔室中无推杆和滞后弹簧的作用力，因此膜片芯管16首先将排气阀门E关闭，继而打开进气阀门D，压缩空气便经进气阀门充入后桥控制管路。此后，由于后桥腔室中平衡气室V不断充气（经节流孔C进入），气压升高，以及随着膜片和芯管下移各复位弹簧的变形量增加，反抗平衡臂下移的作用力将相应增大。与此同时，平衡臂9对前桥腔室膜片芯管组的压力也随之增大，当足以克服前桥膜片芯管组下移的阻力时，平衡臂右端也开始下移，并推开前桥腔室的进气阀，使前桥控制管路也充气，参见图3-69.

    压缩空气在充入前、后制动气室的同时，还经节流孔C进入膜片的下腔，推动两腔的芯管16下移，促使平衡臂等零件向上压缩平衡弹簧，此时两用阀总成18将进气阀门D和排气阀门E同时关闭，制动阀处于平衡状态，压缩空气保留在制动气室中，及维持制动。当需增加制动强度时，可继续踩下制动踏板到某一位置，制动气室进气量增加，气压升高，当气压升高到进、排气阀门同时关闭时，制动阀又处于新的平衡状态。

    放松制动踏板，两腔室的膜片芯管上移，排气阀门E被打开。由于气压差的关系，排气将按后桥、前桥的顺序依次将压缩空气经芯管和上壳体的排气阀门B进入大气。

    通过调整螺钉34可使芯管上下移动，使排气间隙达到规定值，从而保证制动踏板自由行程。通过调整螺钉32可限定摆臂的最大摆动位置，从而限制最大工作气压。

    （四）制动气室

    制动气室的作用是把储气筒经过控制阀送来的压缩空气的压力转变为转动凸轮的机械力。解放CA1092型汽车和东风EQ1090E型汽车都采用膜片式制动气室。东风EQ1090E型汽车的制动气室如图3-70所示。

    夹布层橡胶膜片1的周缘用卡箍7夹紧壳体3和盖2的凸缘之间。盖2与橡胶膜片1之间为工作腔，橡胶软管与由制动阀接出的钢管连通，膜片右方则通大气。弹簧4通过焊接在推杆5上的支承盘10将膜片推到图示的左极限位置。推杆的外端借连接叉6与制动器的制动调整臂相连。

    踩下制动踏板时，压缩空气自制动阀充入制动气室工作腔，使膜片向右拱，将推杆推出，使制动调整臂和制动凸轮转动而实现制动。放开制动踏板，工作腔则经由制动阀的排气口通大气。膜片与推杆都在弹簧4作用下复位而解除制动。

    （五）快放阀

    对于轴距较长的载货汽车，制动阀距制动气室较远，如果制动气室的放气要经过制动阀，则将使制动的解除过于迟缓，不利于汽车制动后的及时加速。因此，不少汽车在制动阀与制动气室之间装有快放阀，使制动气室的气压更快撤除。

    东风EQ1090E型汽车的膜片式快放阀的结构及工作原理如图3-71所示。

    它装在制动阀与制动气室的管路中并靠近制动气室处。

    制动时，由制动阀来的压缩空气进入A口后[图3-71（b）]，推动膜片2将排气口D切断，同时压下膜片四周使之弯曲，压缩空气沿下壳体5的径向沟槽，经B、C口分别通往左、右制动气室。解除制动时，制动气室的压缩空气经B、C口流回[图3-71（c）]，将膜片2顶起，关闭进气口A，打开排气口D，压缩空气直接从排气口D排入大气，不需迂回流经制动阀。

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