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雙腔剎車分泵今天才知道是什么工作原理

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驅動技術雜談

商用車底盤驅動技術從業者

在我國的中重型卡車市場,制動器型式可以說是多種多樣,不論是歐洲流行、國內法規強推的氣壓盤式制動器,以及一汽解放J7等廠家實用的氣壓楔形鼓式制動器,或者流行國內卡車市場數十年的氣壓凸輪軸鼓式制動器。

都離不開一個關鍵點,氣壓制動。相對乘用車常用的液壓制動,雖然氣壓制動需要安裝空壓機、儲氣罐、以及各類氣壓閥門,整體結構極其復雜笨重、造價偏高、噪音大。

但單是提供較大的制動力矩(單軸平均制動力矩30000Nm以上,峰值制動力矩可以達到50000Nm)。就保證了氣壓制動在重卡市場的絕對地位。

雙腔剎車分泵今天才知道是什么工作原理

什么是剎車分泵?

將壓縮空氣的能量轉換為機械能量用來剎車的關鍵零部件就是制動氣室,業內也叫剎車分泵。我們的國家標準GB7258嚴格要求,每一根車軸都必須有制動系統。

對于常規車貨總重≤18噸的4×2前置后驅兩軸載貨車,前轉向軸一般安裝只具備剎車制動功能的單腔制動氣室,而后驅動軸安裝同時具有剎車功能和駐車功能的雙腔制動氣室。

雙腔剎車分泵今天才知道是什么工作原理

根據國家標準《GB/T5620 道路車輛 汽車和掛車 制動名詞術語及其定義》,前轉向軸安裝的單腔制動氣室,叫做行車制動氣室(service brake actuator),指在車輛行車制動系統中,通過壓縮空氣為制動器提供驅動力的裝置。

還有一種駐車制動氣室 (parking brake actuator),指在車輛制動系統中,通過儲能彈簧等機械方式為制動器提供驅動力使停駛的車輛保持靜止的裝置。

而后軸安裝的雙腔制動氣室,其標準名稱是儲能彈簧制動氣室(spring brake actuator),其定義為“行車制動氣室和駐車制動氣室的組合單元。”

雙腔剎車分泵今天才知道是什么工作原理

雙腔剎車分泵,即儲能彈簧制動氣室,既能夠實現行車制動,又能夠實現駐車制動,被廣泛地用在驅動軸及掛車軸上,其結構相對單腔行車制動氣室略顯復雜。結合儲能彈簧制動氣室的剖面圖,我們對工作原理進行簡要分析:

儲能彈簧制動氣室的壓縮空氣接口,都會明顯地標記有“11”、“12”,這是便于我們識別接口型式。其中,“11”接口是行車制動接口,與制動氣室的行車腔連接;“12”接口是駐車制動接口,與制動氣室的駐車腔連接。

我們必須明確一個概念,行車制動是“通氣制動”、駐車制動是“斷氣制動”。為了表述清晰,我們先將“11”接口和“12”接口的工作隔離開來,即將兩個制動腔的工作暫時隔離,方便大家理解。

雙腔剎車分泵今天才知道是什么工作原理

行車腔制動:“11”接口輸入壓縮空氣,壓縮空氣最終到達行車腔,行車腔前端的膜片(皮碗)受到氣壓作用,推動推盤、推桿向前運動,輸出制動力。最終導致推盤/推桿推出,完成行車制動;

行車腔解除:“11”接口斷開壓縮空氣,受到回位彈簧的影響,行車腔前端的膜片(皮碗)、推盤均回到原位,解除行車腔制動;

駐車腔制動:“12”接口斷開壓縮空氣,儲能彈簧完全釋放,儲能彈簧依次推動儲能活塞、駐車銷軸、膜片(皮碗)向前運動輸出制動力,最終導致推盤/推桿推出,完成駐車腔制動;

駐車腔解除:“12”接口輸入壓縮空氣,駐車腔充滿壓縮空氣,氣壓推動儲能活塞向后運動,且駐車腔氣壓帶來的駐車力大于儲能彈簧提供的彈力,儲能彈簧又一次被壓縮到制動氣室末端。

此時駐車銷軸、膜片(皮碗)、推盤/推桿等一系列傳動件受到回位彈簧的壓力恢復原位,完成駐車腔解除制動。

雙腔剎車分泵今天才知道是什么工作原理

我們假設一個情景,按照“停車→開車→停車”的順序梳理以下制動氣室的工作狀態,即:駐車解除→行車制動→制動解除→駐車制動的過程,繪制了如下的示意圖,方便大家理解。

雙腔剎車分泵今天才知道是什么工作原理

為了避免行車腔充氣制動、駐車腔斷氣制動的雙重制動的可能性(兩種制動疊加后制動力矩極大,會造成制動氣室以及下游所有的制動零部件早期過載失效),在壓縮空氣管路上設計有差動式繼動閥,從而避免兩種制動同時疊加。(文/卡家號:驅動技術雜談)

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