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高档客车ABS及ASR制动系统

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高档客车ABS及ASR制动系统崔颂尧(广州骏威客车有限公司、广东广州510430)
摘要:讲述带有ABS及ASR的高档客车制动系统的结构和工作原理,并举出实例作为介绍.
关键词:高档客车;ABS;ASR;制动系统
;;;Brakesystem
中图分类号:U46315 文献标识码:B 文章编号制动系统是汽车安全性的重要保障之一.在我国营运客车等级判定中、所有的高等级客车都必须配备ABS,高三级客车还必须配备盘式制动器.只有拥有一定比例高二、高三级客车的营运公司、才有资格申请相应的中长途黄金营运线路.因此,随着高速公路网的快速发展,汽车强制性安全法规的不断提高以及与国际客车安全法规看齐,客车的制动系统不仅有ABS,有的还有ASR.本文针对一个实例对ABS及ASR高档客车制动系统进行介绍.12空气压缩机;22带有卸荷阀的干燥器;32再生储气筒;42四回路保护阀;5112前制动储气瓶;5122后制动储气瓶;5132驻车制动储气瓶;62气压传感器;72电子双针气压表;82气压过低报警灯;92脚制动阀;102气压调节阀;112前制动气室;12112前轮盘式制动器;
12122后轮盘式制动器;132双向阀;142继动阀;152双向阀;162后储能弹簧制动气室;172气压传感器;182电子气压表;192手制动阀;
202继动阀;212双向阀;222气压开关;232驻车指示灯;242排气制动电磁阀;252排气制动操纵缸;262电磁阀;272减压阀;282齿圈;292车轮转速传感器;302电子控制单元;312ABS指示灯;322ASR指示灯;332ASR制动阀;342放水阀;352系统测试接口图1 制动系统结构示意图
1 系统结构本文介绍的是带有干燥器,再生储气筒和四回路保护阀的双回路气压制动系统,行车制动,驻车制动和停站制动共用一套执行机构前、后盘式制动器,驻车制动为储能弹簧制动.系统配备四传感52设计计算研究客车技术与研究2005年第2期Tsinghua Tongfang Optical Disc Co, Ltd. All rights reserved.
器四通道ABS防抱死系统和ASR驱动轮牵引力控制系统,还考虑到排气制动装置和空气悬架等的兼容性,系统通过电子控制单元(单片机)进行控制.具体的结构如图1所示.
2 工作原理
211 充气压缩空气通过发动机上的空压机1产生,经过带有卸荷阀的干燥器2进入再生储气筒3和四回路保护阀4.当气压超过四回路保护阀4的开启压力时,压缩空气通过四回路保护阀进入前制动储气筒511和后制动储气筒512,压缩空气被引到气压传感器6中、压缩空气从前、后制动储气筒出来,分别进入脚制动阀9的进气口11,12,电磁阀26和继动阀14也从后制动储气筒512取气.当气压达到规定值时,气压传感器6内的欠压保护开关关闭、气压过低报警灯8灭.另一方面,压力通过气压传感器6转换成电压信号,再通过电子双针气压表7转换成指针的位置,通过肉眼读出.其它设备的充气在前后制动回路充气结束后才开始,顺序由四回路保护阀控制.驻车制动回路的压力信号通过气压传感器17取出、由电子气压表18读出.压缩空气从驻车制动储气筒513出来,通过管路输送到手制动阀19和继动阀20.空气悬架,排气制动电磁阀24和ASR制动阀33直接从四回路保护阀中取气.系统充气直至达到卸荷压力、集成在干燥器2上的卸荷阀打开、从空压机出来的压缩空气被连接到大气、而空压机则继续工作.同时,再生储气筒内的压缩空气通过连接管反过来进入干燥器,经过干燥器滤芯由排水口排出、从而把干燥器内积聚的水分吹走,再生储气筒内的压缩空气因而排空、直至气压下降到卸荷压力以下,卸荷阀关闭、空压机出来的压缩空气又经过干燥器进入再生储气筒和四回路保护阀、进入下一个工作循环.再生储气筒必须和干燥器一起使用,其作用是储存少量的压缩空气、以在卸荷阀卸荷的同时把干燥器滤芯内的水分吹走.
212 行驶车辆行驶时前制动气室11和后储能弹簧制动气室16的行车制动缸是没有压力的,来自驻车制动储气瓶的压缩空气经过手制动阀19通至继动阀
20,后者开启使压缩空气经过双向阀21向后储能弹簧制动气室16的驻车制动缸充气.当气压达到一定值时,储能弹簧被压缩,后制动钳回位、驻车制动解除,车辆处于行驶状态、气压开关22关闭、驻车指示灯23灭.同时,来自四回路保护阀的压缩空气经过手制动阀19通至双向阀21.
213 制动(1)行车制动.通过踏下制动踏板操纵脚制动阀9,制动气压供给到前、后制动回路.前制动气室11直接充气.来自脚制动阀的压缩空气经过双向阀13通至继动阀14的控制端口,作为一个控制信号,该气压使继动阀的排气口关闭、进而将继动阀的进气口打开、来自后制动储气筒的压缩空气通过继动阀14,双向阀15和气压调节阀10进入后储能弹簧制动气室的行车制动缸、达到快充目的.当后储能弹簧制动气室的行车制动缸气压上升到与继动阀的控制气压相等时,继动阀的进气门关闭、使制动气压不再上升,从而达到与制动踏板行程同步.前制动气室11和后储能弹簧制动气室16分别控制前轮盘式制动器1211和后轮盘式制动器1212的制动钳动作,车辆制动.抬起制动踏板操纵脚制动阀9,充满在前制动气室11上的压缩空气通过脚制动阀排入大气(根据实际需要、可以通过快放阀完成快放功能),加在继动阀14的控制端口上的压缩空气通过脚制动阀排入大气、继动阀的排气口打开、后储能弹簧制动气室的行车制动缸内的压缩空气通过继动阀14迅速排入大气、达到快放目的,从而快速解除行车制动.
(2)驻车制动.通过操纵手制动阀19至驻车制动位置,加在双向阀21上的气压撤消,加在继动阀20的控制端口上的压缩空气通过手制动阀排入大气、继动阀的排气口打开、后储能弹簧制动气室16的驻车制动缸内的压缩空气通过继动阀20迅速排入大气、气压开关22闭合,车辆被储能弹簧产生的制动力所制动,驻车指示灯23亮.通过操纵手制动阀19至行驶位置,来自驻车制动储气瓶的压缩空气经过手制动阀19通至继动阀20,后者开启使压缩空气经过双向阀21向后储能弹簧制动气室16的驻车制动缸充气.当气压达到一定值时,储能弹簧被压缩,后制动钳回位、驻车制动解除,车辆处于行驶状态、气压开关22关闭、驻车指示灯23灭.
(3)排气制动.需要进行排气制动时,通电打开电磁阀24,来自贮气筒的压缩空气经过电磁阀充入排气制动操纵缸25,推动活塞,通过连杆机构使蝶阀阀门能关闭发动机的排气管,从而把发动机作为辅助减速器使用,把汽车的能量由发动机吸收掉.
214 辅助设施(1)特殊情况下驻车制动的解除.车辆长期停放,可能处于无气压状态、此时车辆驻车制动,发动
62 第2期2005年客车技术与研究机不能起动,想要将车辆拖走时,可用扳手旋转两个后储能弹簧制动气室的解除制动螺栓,解除后轮驻车,要恢复驻车时旋回这个螺栓.也可以设置拖车管,把外部气压引入系统内、以解除驻车制动.注
意:在解除驻车制动前、必须保证车辆安全停靠,用三角木固定好四个轮胎.
(2)客车停站制动.通电打开电磁阀26,压缩空气通过后制动回路到达减压阀27,出来后经过双向阀13到达继动阀14的控制端口,作为一个控制信号,该气压使继动阀的排气口关闭、进而将继动阀的进气口打开、来自后制动储气筒的压缩空气通过继动阀14,双向阀15和气压调节阀10进入后储能弹簧制动气室的行车制动缸、通过机械传动机构驱动两个后制动钳,后轮被制动.断电关闭电磁阀26,加在继动阀14的控制端口上的压缩空气通过电磁阀26的排气口排入大气、继动阀14的排气口打开、后储能弹簧制动气室的行车制动缸内的压缩空气通过继动阀迅速排入大气、后制动钳回位、制动解除.这种制动方式一般在客车停站时使用.
215 ABS和ASR (1)速度感应.齿圈28跟随车轮转动,通过电磁式车轮转速传感器29产生一个交变的电压,电压变化的频率能精确反映出车轮转速的变化,交变电压的频率与车轮的转速成正比、此电压经过整形放大后送至电子控制单元30,电子控制单元通过比较车辆的速度和轮子的转速,识别出各个轮子是否有抱死的趋势.
(2)ABS(制动防抱死系统).ABS系统一般是在当一个或多个轮子的制动有抱死的趋势时起作用的.在这种情况下,制动气室内的气压是由电子控制单元30发出指令,通过各个气压调节阀10来控制的.这个气压调节使车轮避免抱死,使车辆充分发挥制动效能,缩短制动时间和制动距离,有效防止紧急制动时的侧滑,甩尾,获得良好的行驶稳定性,并且使车辆可以在紧急制动时转向,具有良好的转向操纵性,还可避免轮胎与地面的剧烈摩擦,减少轮胎磨损.由于电磁式车轮转速传感器在车轮转速很低时产生的电压很低,以致不能检测车轮转速,故在电子控制单元30中设置了车速下限控制器,当车速低于某一值时,系统停止制动力的自动调节,制动气压增加直至停车.ABSASR系统的故障通过指示灯31的点亮或熄灭显示出来(车速高于下限车速时),这表示ABSASR系统部分或全部因故障而失效.
(3)ASR(牵引力控制系统).ASR系统一般是在驱动轴的牵引力不足,导致一个或两个驱动轮打滑的时候起作用的.在这个过程中、ASR制动阀33受到电子控制单元30的控制,通过双向阀15和气压调节阀10向打滑的驱动轮的制动气室充气制动打滑驱动轮.气压是通过电子控制单元30向气压调节阀10发出的指令控制的.当电子控制单元30识别到牵引力不足是因为发动机的输出功率过高时,就会发出指令,通过伺服机构减小发动机的油门开度(图中未表示出).对打滑驱动轮的制动作用在车速超过一定数值的时候结束,因为这时车辆的加速已经在有效控制范围内.每次牵引力控制系统工作的时候,ASR指示灯32亮.ASR的作用是当汽车加速时将滑动率控制在一定的范围内、从而防止驱动轮快速滑动.它的功能一是提高牵引力;二是保持汽车的行驶稳定.没有ASR的汽车行驶在易滑路面上加速时驱动轮容易打滑;如是后驱动的车辆容易甩尾,如是前驱动的车辆容易方向失控.有ASR时,汽车在加速时就不会有或能够减轻这种现象.在转弯时,如果发生驱动轮打滑会导致整个车辆向一侧偏移,当有ASR时就会使车辆沿着正确的路线转向.
3 结束语本文举出的实例比较完整,考虑了ABS,ASR,排气制动,空气悬架等的兼容性,但也可能在其它一些方面没有兼顾,读者可以根据产品的需要对系统进行完善,如添加湿式储气筒,膨胀阀、快放阀、差动式继动阀(用于防止行车制动和驻车制动同时动作,储能弹簧制动气室产生额外推力、致使制动器过载的情况出现),电涡流缓速器用气压传感器,自动放水阀等装置,或者取消系统中某些不需要的部分.
参考文献:
[1] 黄玮,薛云,赵云峰,等.斯太尔系列重型汽车的结构
与维修[M.北京:国防工业出版社,2003.
[2] 何若天,雷翔、郑学春,何军、等.解放六九平柴汽车
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[3] 赵学敏.汽车电控系统构造与维修[M.北京:国防工业出版社,2003.
[4] 赵福实.汽车电器与电子设备[M.北京:北京理工大学出版社,1997.修改稿日期

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