载货汽车中后桥制动气室串气故障分析

郗娟，梁海生，王莉，李卫超

（陕西重型汽车有限责任公司，陕西 西安 710200）

载货汽车中后桥制动气室串气故障分析

郗娟，梁海生，王莉，李卫超

（陕西重型汽车有限责任公司，陕西 西安 710200）

介绍载货汽车中后桥制动气室的工作原理，分析其串气故障。

载货汽车；制动气室；故障分析

CLC NO.:U472.4Document Code:AArticle ID:1671-7988(2014)03-115-04

前言

载货车中后桥制动回路承担车辆满载负荷53%至56%制动力，制动气室是其主要气动执行元件。为了实现车辆的驻车制动及应急制动，载货车中后桥制动气室通常采用复合式双膜片弹簧储能气室。在实际使用过程中，弹簧气室可能因油渍、砂眼、密封不良等导致气室单腔或者双腔相互串气，从而是行驶中的车辆丧失制动力或者停止的车辆驻车制动无法解除，以下详细介绍制动气室串气的各种故障现象及排除。

1、复合式双膜片弹簧制动气室

载货车的中后桥制动气室采用双膜片复合式弹簧储能气室，见图1。行车过程中，驻车制动腔体B腔内充满压缩气体，气体通过膜片e压缩储能弹簧，气室前端的顶杆在回位弹簧的作用下收回，驻车制动处于解除状态；行车制动时，行车继动阀供气给行车制动腔体A腔，使得A腔膜片d推动顶杆伸出，制动机构产生与制动踏板行程相应的制动力；相反需要驻车时，B腔体内的气体被排空，储能弹簧伸长推动A腔膜片使顶杆伸出，使得制动机构产生制动。

2、中后桥制动回路管路连接原理图

为了使得内容更通俗易解，这里我们使用实物连接示意图，见图2。

图示是双后桥车型制动回路系统最常见的一种差动式布置方法，在此简单介绍一下其工作原理（为了直观，图中将行车制动回路系统连接管路用蓝色线条表示，驻车及应急制动回路连接管路用红色线条表示；每个阀体的两个出气口2口作用是完全一样的，同时作用，只是为了便于装配布置，我们通常只利用其中的一个出气口）。

驻车及应急制动原理：目前，极少数的载货车使用液压制动系统，大多数都是气压制动系统，因此中后桥制动气室使用双膜片复合式弹簧储能气室，因为这种设计可以同时满足车辆驻车制动及应急制动。当驾驶员操作手制动阀处于制动位置时，使得驻车制动继动阀42控制口气体通过手制动阀的排气口排空，因此进气口与出气口及排气口间截止，出气口与排气口连通，因此B腔中的压缩气体通过继动阀的排气口排空，储能弹簧伸长推动顶杆产生制动，如此便实现了车辆的驻车制动及应急制动。

行车制动原理：行车状态，驾驶员右侧的手制动阀处于行车位置，控制驻车继动阀的的42口处于通气状态，因此驻车继动阀的进出气口连通（1口为进气口，2口为出气口），0.65MPa压力以上的压缩气体进入复合式制动气室的B腔，使得储能弹簧处于压缩状态，驻车制动及应急制动无效。当驾驶员踩下制动踏板时，控制行车制动继动阀的4口处于通气状态，因此行车继动阀的进出气口连通（1口为进气口，2口为出气口），0.8MPa压力以上的压缩气体进入复合式制动气室的A腔,通过膜片推动顶杆前伸产生制动；与此同时，我们看到行车继动阀的2口连通驻车继动阀的41控制口，而驻车继动阀41及42控制口的作用是一样的，因此即便是误操作手制动阀，42控制口没有控制气压，但是41控制口仍然可以保证继动阀的进出气口相通，驻车制动及应急制动无效，因此避免了制动力过载引起的车轮抱死，因为ABS制动管路是串联在行车制动管路中，所以无法干预驻车及应急制动，仍然会使得车轮抱死，因此，这样的布置便实现了行车制动和驻车及应急制动的差动效果。当驾驶员松开制动踏板后，行车继动阀控制口“4”的压缩气体通过驾驶员控制的行车制动阀的排气口排空，使得行车继动阀进气口与出气口及排气口间截止，制动气室A腔内的压缩气体通过继动阀的排气口排出，制动解除。

对于这种中后桥差动式布置回路，如果行车制动回路失效，我们利用手制动阀实现应急制动，依据法规要求是可以满足车辆50%的制动力的，这里我们需特别注意两点：第一，使用应急制动时手制动阀的操纵杆需逐步拉起到最大位置，否则可能使得中后桥车轮抱死产生甩尾的风险；第二，因为中后桥制动回路差动式设计保护的原因，使用手制动阀应急制动时不能踩下制动踏板，因为这样可能使得应急制动也失效。

3、制动气室串气故障分析及判断

3.1 制动气室两个气室之间完全串通

复合式制动气室的两个气室之间完全串通，这是最常见最易判断的串气方式，我们参看图3.1.1及图3.1.2来说明其发生的现象。

停车处于驻车制动状态，此时显然没有任何故障。在这种状态如果使用行车制动，如图3.1.1示，在两个继动阀同时给AB腔供气作用下，最终驻车制动被解除，随着气压的增大，行车制动开始起作用，因此观察顶杆的运动是稍微后退接着前伸，但

是其前伸（行车制动）动作会滞后正常车辆，但是在行车制动结束时，驻车制动继动阀也会排气，这显然是不正常的反映，随后驻车制动正常制动。

如果车辆停车没有使用驻车制动，如图3.1.2示，驻车继动阀持续给弹簧气室B腔供气，但是压缩气体经由A腔，最终通过行车继动阀排气口排气，因此行车继动阀将持续排气，直至驻车制动回路气压下降至四回路保护阀的保护气压。此时如果使用行车制动，驻车制动将被解除，且会产生一次缓慢的行车制动，制动结束时两个继动阀都会排气，而且行车继动阀将持续排气。

3.2 制动气室单腔串气

3.2.1 行车制动气室A腔串气

由图1可看出，行车制动气室A腔只是一简单的膜片顶杆结构，因此如果因膜片密封造成串气，那么进入A腔的气体将直接从顶杆复位弹簧一侧的接口处排出，无法建立气压，因此顶杆不会动作行车制动无效。

3.2.2 驻车制动气室B腔串气

这种情况也相对简单，B腔内可以建立气压，但还是由于弹簧膜片两侧相通，因此不能建立单侧气压，从而储能给弹簧没法被压缩，驻车制动将无法解除，车辆不能起步行驶。因单腔串气作用各自独立，因此和车辆是不是采用行车制动和驻车制动无关，现象比较单一，容易识别。

3.3 制动气室两个腔体间单向串气

在实际应用中，我们发现这种故障，且现象极为隐蔽，因为发生几率较小，很容易给混乱维修者的判断，下面我们参照图解做一分析。

3.3.1 A腔给B腔单向串气

停车同时使用驻车制动，如果此时踩下制动踏板，压缩空气经行车制动A腔的进气口直接进入驻车制动B腔，此时B腔的进出气口和驻车继动阀的排气口连通，因此压缩气体直接从驻车继动阀的排气口排出，不影响驻车制动，且行车制动没有动作。

停车不使用驻车制动，如此时果踩下制动踏板，A腔的气体到达B腔，因B腔的进出气口和驻车继动阀的出气口连通，而且阀体的排气口是关闭的，因此驻车制动仍然处于解除状态，由于是单向串气，每次制动结束行车继动阀都不会排气，这也是不正常现象， B腔内的气压会随着行车制动的使用而增大，直至气压达到行车制动回路最大气压而平衡不在增大，因此这种情况下如多次使用行车制动，可能会损坏气室，因为一般驻车制动限压为0.65MPa，而行车制动回路的气压可达1MPa。

3.3.2 B腔给A腔单向串气

当停车使用驻车制动时，B腔内没有压缩空气，此时如果踩下制动踏板，首先驻车制动被解除（差动原理），接着B腔的气体通单向进入A腔，紧接着产生一次行车制动，制动结束时，两个继动阀都排气，很难发现有什么异常。

当停车而且没有驻车制动时，参见图3.1.2，因行车制动A腔和行车继动阀的排气口连通，因此驻车制动回路的压缩气体将通过行车继动阀持续排

气。此时如果踩下制动踏板，排气将终止，而制动动作结束时将继续排气。

4、结束语

载货车中后桥制动气室串气的故障也比较常见，大多数都是因驻车制动B腔内密封圈油污以及腔体砂眼造成的双向串气，因我们在实际使用中发现了单向排气，而且该现象极为隐蔽，容易混乱维修人员的判断，在此我们详细分析了各种可能的串气故障，以及故障发生的现象，以帮助大家准确度分析判断是哪一类的串气，具体是哪一个气室串气可参考我们前期论文《载货汽车中后桥继动阀排气故障分析及排除》，对于制动气室的更换维修，尤其是弹簧储能气室，有很大的危险性，非专业人员切勿尝试！

[1] WABCO Fahrzeugbremsen,Systems And Components In Commercial Vehicles[M].Copyright WABCO 1998.

[2] GB21861—2008，机动车安全技术检验项目和方法。

[3] 载货汽车中后桥继动阀排气故障分析及排除，《重型汽车》 -2011年1期，梁海生。

Analysis of Interconnection Fault about Truck Driving Axis Brake Chamber

Xi Juan, Liang Haisheng, Wang Li, Li Weichao
（Shaanxi Heavy-Duty Truck Co., Ltd., Shaanxi Xian 710200）

Introduce the working principle of truck driving axis Brake Chamber, analyse and exclude Interconnection fault about the Brake Chamber.

truck; Brake Chamber; analyse and exclude the fault

U472.4

A

1671-7988(2014)03-115-04

郗娟，助理工程师，就职于陕西重型汽车有限责任公司，主要研究方向：载货车制动系统设计。