探究电控空气处理系统的应用

刘昕 史延涛 王鲜艳 罗仁

摘 要：众所周知，在车辆气压制动系统中，空气中通常都含有水分。尤其在车辆送气压的过程中，由空压机输出的压缩空气进入制动管路或阀元件时，由于温度下降会产生冷凝水。这些水分与车辆中的油污会引起制动系统内的金属元件锈蚀、橡胶密封件龟裂、润滑脂分解、管路堵塞、阀类元件无动作等问题，最终导致汽车制动系统中元器件在使用周期内无法保障其正常工作状态。为解决该问题，汽车上常采用空气干燥器有效干燥压缩空气，彻底去除制动系统的水分和油污，本文采用ECU通过检测回路保护阀输出口气压，控制电磁阀动作，从而强制空气干燥器卸荷、回流反冲再生，确保压缩空气干燥、干净。

关键词：机电一体化；商用车；空气处理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.09.135

1 研究背景

在车辆压缩空气动力控制系统中，以空气体缩机作为高压气源产生压缩空气作用于工作系统以实现规定的控制动作，由于产生的压缩空气含有不能通过一般过滤装置过滤掉的水分和微小杂质，以及压缩空气在压缩过程中和通过输送管路过程中带入的油雾液滴，使得车辆的气动系统很容易被混入的杂质堵塞，压缩空气中的微小杂质、油滴和水分不仅污染气动系统管路，而且使系统的金属元件产生锈蚀变质、橡胶密封件龟裂、润滑脂分解，减少气动装置的使用寿命，更为严重的是，当气动系统在寒冷条件下使用时，压缩空气中的水分会凝结在通道中，堵塞管路和阻滞元件动作，造成系统工作失灵，降低气动控制系统的可靠性，造成事故。因此需要处理空气的空气处理系统。空气干燥器安装于汽车的底盘，在汽车行驶过程中产生的颠簸会使空气处理固定装置的松懈，更严重的会致使空气干燥器的脱落，从而导致整个制动体统的瘫痪。

2 电控空气处理系统的应用

如图所示，本电控空气处理系统，包括ECU电子控制单元和干燥部分，还包括回路保护阀，回路保护阀包含空气悬挂系统回路、制动系统第一回路、制动系统第二回路、挂车停车制动系统回路、辅助系统回路、控制系统压力和再生的两个电磁阀、外部安装阀体、六回路阀体；ECU电子控制单元配置成接收来自汽车CAN的信息并控制回路保护阀中的两个电磁阀；干燥器部分包括安全阀、消声器、限压阀、与回路连接的阀体、外部的安装法兰、排气装置，排气装置为带斜面的排气装置。

电控空气处理系统的进气口连通空压机的压缩空气排出口，该进气口的另一端连通一A腔，A腔用于降温冷凝。电控空气处理系统还包括排气腔B，干燥部分包括干燥筒12，干燥后的空气进入一单向阀J， 其中一部分经通道L到达回路保护阀阀体腔室，另一部分气体到达干燥器阀体K腔，经限压后气体通过通道E到达G腔；当回路保护阀输出口的气体中的一小部分经节流孔30通向P腔，另一输出口的气体中的一小部分经所述节流孔30通向Q腔，两个输出口的气体达到克服弹簧5的力值时，通向口23的气体阀门6打开，G腔气体经该阀门通向口23。

当ECU电子控制单元检测回路保护阀输出口气体的气压时，将检测到的输出气压转换成电压反馈给ECU总控制器，ECU总控制器通过逻辑程序运算控制电控系统的回流电磁阀7、进气电磁阀8的通断，当检测压力大于预设切断压力时，进气电磁阀8工作，压缩空气经通道9到10腔推动排气活塞11，排气活塞11设在帶斜面排气装置1内，干燥器卸荷，同时，回流电磁阀7工作，气体经节流孔反充至干燥筒12，使干燥筒12中的分子筛再生，当干燥器输出口的气压低于预设值时，ECU总控制器控制排气电磁阀H将压缩空气排向大气，完成空气干燥器的卸荷、回流反冲再生、重新供气。带斜面排气装置I包括弹簧、排气座、排气活塞、排气阀门、排气腔B。其中排气活塞密封面采用斜面或平面密封。

3 电控空气处理系统优势

本文研究一种电控空气处理系统，包括电子控制单元和干燥部分，还包括回路保护阀、控制系统压力和再生的两个电磁阀等。电子控制单元设置成接收来自汽车CAN的信息并控制回路保护阀中和电磁阀，干燥器部分包括安全阀、消声器、限压阀、与回路连接的阀体、外部的安装法兰、排气装置，该排气装置为带斜面的排气装置。

本产品采用ECU通过检测回路保护阀输出口气压，控制电磁阀动作，从而强制空气干燥器卸荷、回流反冲再生，确保压缩空气干燥、干净，而且排气活塞密封面采用斜面或平面密封，将排气阀门和排气阀片集成设计成排气阀门，采用减少零部件实现相同功能，阀门口设计在硫化阀门上，由模具保证，节约成本，另外，阀门面采用斜面密封，便于将将脏东西排入大气中，从而提高产品性能。电控空气处理系统的研发成功得到广大用户的认可，将为公司带来可观的经济效益。

参考文献：

[1]机械制造技术基础课程设计指导书[M].辽宁工程技术大学，2010.

[2]QC/T 996-2015 汽车空气干燥器技术要求及台架试验方法[M].

[3]王鲜艳，刘昕，陈波等.一种电控空气处理单元.中国，ZL201621032255.7[P].2017-11-24.

作者简介：刘昕（1974—），女，陕西户县人，学士，工程师，主要从事汽车底盘制动系统研究。