一种商用车气压制动系统多功能实训台的设计与制作

马伟 别玉娟

摘要：设计自制了一套商用车气压制动系统多功能实训台，进行商用车气压制动系统结构原理认知、故障检测、课程考核和社会培训等。通过使用该实训教学设备，确认该实训台具有开放性、可扩展性和多功能等优点，并且性价比高，可为汽车类相关专业自制实训教学设备提供实践参考。

关键词： 商用车制动系统;多功能;自制实训教学设备

中图分类号： G717;U463  文献标识码： A 文章编号： 2095-8153（2019）03-0077-04

制动系统作为确保车辆行驶安全，提高汽车平均速度的重要系统之一，是汽车检修教学过程中的重要内容。根据制动工作介质的不同，制动系统可以分为气压制动和液压制动，商用车通常采用的是气压制动。气压制动系统操纵机构结构复杂，加上制动管路比较多等特点，使气压制动系统检修成为商用车检修课程的教学难点。就我院而言，商用车检修课程开设已有三年时间，但目前用于本课程教学的实训设备相对还比较短缺，市场上不易购得，定制加工又价格高昂，且实用性得不到保障。为了更好地开展教学，提高学生对知识的综合运用能力和实践动手能力，本着实训教学设备应尽可能的与实车教学一致，且涵盖多种典型车型的原则，落实了设备台架直观、系统、易操作、实用、多功能且美观大方等要求，突出了设备台架的教学、考核以及开展相关社会培训等功能，课程团队设计并自制了一套商用车气压制动系统多功能实训台。本文就商用车气压制动系统多功能实训台的设计做一详细介绍，相信对开设有商用车检修专业方向或开设商用车检修课程的高职院校自制实训教学设备有一定的借鉴意义。

1 商用车气压制动系统多功能实训台设计方案

1.1 设计思路

隨着社会经济的快速发展，商用车的产销量逐渐增加，根据市场需求，商用车正向大功率、多轴化方向发展，这使得汽车制动系统的管路和气阀等零部件越来越多也越来越复杂，这对商用车气压制动系统检修的学习提出了更高的要求。结合教学需要，我们对商用车气压制动系统实训台的设计应：仿真度高、实用性强、便于操作，且应具备多种功能，涵盖市面上常见的两轴、三轴（包含：一根转向桥一根中桥和一根后桥、两根转向桥一根后桥）和四轴商用车车型。教师可以使用本实训台来开发设置综合性和设计性的实训项目[1]，提升商用车气压制动系统教学的技术水平。实训台应满足开放性、扩展性和多功能等优点[2]，达到既可以帮助教师实现分模块教学和故障案例教学，又可以完全由学生根据教师要求，自主实施不同布置形式气压制动系统的装配、调试和检修作业，通过实训台的学习使用，提高学生对知识的综合应用能力，从而达到技能迁移的目标。

1.2 系统组成

商用车气压制动系统多功能实训台包含三个模块，分别是控制模块、车架模块和气源模块。

（1）控制模块

整个控制台模块总成如图1 a）。控制模块不仅可以实现对整个实训台的操控，同时通过在各气路上安装气压传感器和报警指示灯，还可以形成闭环控制，从而监控整个实训台的运行情况，并且能够精确判断出某一根车桥的气压制动管路存在问题，从而引导学生去分析判断故障点和故障产生的原因。控制台A-A面板如图1 c）。

（2）车架模块

车架模块是整个气压制动系统多功能实训台中管路和阀组件最多的一个模块，也是气压制动系统实训教学中的重点内容，它包含前桥部分、后桥部分和附件部分，在实际教学中可分开单独进行。

（3）气源模块

为了与车架模块相对应，课程团队将模块中上下对应的两对储气筒分别定义为前储气筒和后储气筒。针对实训教学中开展的两轴车、三轴车和四轴车等不同布置形式的气压制动系统，可以确定储气筒的使用数量，并自行定义各储气筒。

（4）实训台电路

整个商用车气压制动系统实训台的电路设计原理图如图 4。

2 商用车气压制动系统多功能实训台制作

实训台所需的相关元件如表1所示。

2.1 控制模块前脸设计

控制台前脸如图1 b）。前脸除了安装有车标和电源指示灯外，还安装有18位接线端子排和6位气管接头。根据控制台上的气压报警指示灯和3位钮子开关的数量，18位接线端子排实际使用了16位，空余2位。根据实际接线情况可以自行定义各接线位的作用。为了便于检修设备，课程团队将前一桥和前二桥左右4个气压传感器的线束接线端子分别接到了1-4接线位上，将中桥和后桥行车制动左右4个气压传感器的线束接线端子分别接到了5-8接线位上，将中桥和后桥驻车制动左右4个气压传感器的线束接线端子分别接到了9-12接线位上，将13位定为总电源端子“+”，将14位定为喇叭接线端子，将15位定为排气制动电磁阀线束接线端子。考虑以上接线位上均连接的是正极，为了防止设备正负极短路，故将16、17位空置，起到隔离18位电源端子“-”的目的。

2.2 车架模块

结合不同布置形式气压制动系统各自的特点，我们选取元件配置相对复杂的、可涵盖其他布置形式的四轴气压制动系统进行制作。利用制作好的实训台，教师可根据教学需要灵活地设计教学活动，开展两轴车、三轴车和四轴车等不同布置形式的气压制动系统的教学。

2.3 气源模块

结合不同布置形式气压制动系统所配置气源模块的情况，我们按照元件配置相对复杂的、可涵盖其他布置形式的四轴气压制动系统配置的气源模块进行制作，它可以根据实际的教学内容实时调整，以适应两轴车、三轴车和四轴车等不同布置形式的气压制动系统。

2.4 管路

实训台使用的气管为商用车现在普遍使用的尼龙管，结合气压制动系统管路装配技术参数，本实训台的尼龙管路使用的规格为：供能管路12mm*1.5mm，促动管路12mm*1.5mm，操纵管路10mm*1.25mm，辅助管路6mm*1mm。

為了提高学生训练的效率，同时防止制动管路在装配过程中接错，可以将制动管路设置色标。目前各汽车生产厂家对色标的管理均采用内部规定。常见的商用车制动管路的色标见表2。

3 商用车气压制动系统多功能实训台配套资源

为了更好地开展不同布置形式的气压制动系统的学习，我们可以为该实训台配套常见典型的气压制动系统气路流程图，如图5-图8。

4 结语

商用车气压制动系统多功能实训台的设计与制作，弥补了商用车实训设备的不足，促进了教师教学水平和教科研能力的提升，节约了教学经费，大大增加了学生的动手操作机会，利于学生对相关理论知识的掌握。该实训教学设备也适用于汽车专业学生和各汽车企业员工的技能鉴定的培训及考核。

[参考文献]

[1]沈立民.基于工业自制设备的实验教学改革—借鉴德国应用科学大学实践教学经验[J].浙江科技学院学报，2015（10）：376-380

[2]张 华.开放式机电液一体化综合实验台设计[J].湖北文理学院学报，2017（2）：32-36.

Abstract：A set of multifunctional training platform for commercial vehicle pneumatic braking system has been designed and manufactured， which can make the structure principle cognition， fault detection， course assessment and social training of commercial vehicle pneumatic braking system. The training platform has been proved through its application that it has the advantages of openness， expansibility and multifunction with a high cost-performance ratio， which can provide practical reference for self-designed practical teaching equipment of automobile-related majors.

Key words： commercial vehicle braking system; multifunction; self-designed practical teaching equipment