1、第七 章 陕汽 德龙 F3000 制动系统 陕汽德龙 F3000 系列载货汽车制动系统采用双回路气制动系统，是目前重型汽车较先进的典型结构系统。 第一节 气路 组成 德龙 F3000 汽车的全车气路 由气源部分、 前桥制动回路、（中）后桥制动回路、驻车制动回路以及辅助用气回路五部分组成。 其中驻车制动回路 又分为主车和挂车两个驻车制动回路， 全车气路组成 如图 7-1 所示。 图 7-2 为整车气路原理图。 德龙 F30006X4 牵引车气路原理图见图 7-17。 图 7-2 整车气路原理图 制动系统气路元件的各个气路接口都用数字表明了它的用途，其标号含义： “ 1” 该阀件的进气口； “ 2
2、” 该阀件的出气口； “ 3” 该阀件的排气口； “ 4” 该阀件的控制口。 凡标有两位数字的表示某一接口的顺序。例如 “11”表示该阀件的第一进气口、“ 12”表示第二进气口、“ 21”表示该阀的第一出气口、“ 22表示第二出气口等等。 第二节 工作原理 （一）气源部分 空压机 1 在发动机的驱动下将 空气进行压缩，高压气体沿着气路管线由空气干燥器 3 的 1 口进入 （空气处理单元） ，经 干燥和调压阀 4 调压后，高压气 体 由2 口输出到四回路保护阀 5 的 1 口 ，四回路保护阀将 整车气路 分为既相互独立，又相互联系的四 个回路 并分别由 21 口、 22 口、 23 口和 24
3、口输出 。 当整车气压达到额定气压 后 ，调压阀将通往四回路保护阀气路关闭， 此时 干燥器的排气口 3 打开。由于干燥器排气口 3 的打开，来 自空压机的压缩空气直接排入大气；同时 ，干燥器总成（空气处理单元中的 一部分）中的反冲气腔，将一部分干燥 过的气体反向通过干燥剂， 将干燥剂中的水分带走，经排气口 3 排入大气， 从而使空气处理单元中的干燥剂 干燥，起 到再生作用 ， 使得干燥剂可重复利用。 当整车气压低于额定气压时，调压阀将通往四回路保护阀气路打开，此时干燥器的排气口 3 关闭，空压机在发动机的驱动下，给 全车进行充气。 干燥器上的 G 为电子加热装置，在寒冷季节为防止干燥器排气口因
4、水分的存在而结冻 ， 影响干燥器排气口的正常开 启 与关闭 。 （二）前桥制动回路 由四回路保护阀 22 口输出的高压气体 ，沿管线传输到 制动总阀 7 下腔 12口的同时，也将高压气体 的气压力 储存于 储气罐 28 中 。当踩下制动总阀制动时 ，制动总阀下腔打开，高压气 体 由制动总阀的 22 口输出并进入匹配阀 8， 经匹配阀的特定 条件下的调压后 ， 高压气进入前 制动气室 11 从而产生制动。 图 7-3 是匹配阀的外形图， 匹配阀的作用是，在轻踩制动时（制动气压小于4.1bar），匹配阀的输出气压比匹配阀的输入气压低，防止，在轻踩制动时，车辆点头。当制动气压大于 4.1bar 时，
5、匹配阀的输出气压同输入气压一致。 图 7-3 匹配阀 当制动解除 、制动总阀关闭 时， 前轴制动气室在回位弹簧的作用下回位，残余气体分别由匹配阀和制动总阀的 3 口排出。 (三 ) （中）后桥制动回路 由四回路保护阀 21 口输出的高压气体，沿管线流向制动总阀 7 下腔 11 口，当踩下制动总阀制动时制动总阀上腔打开，高压气体由制动总阀的 21 口输出 到达继动阀 12 的 4 口并将继动阀打开，由多回路分气接头 10 的 63 口所提供给继动阀 1 口的高压气体，迅速由继动阀的 2 口输出并分别进入中桥和后桥的制动气室 11 口， 在气压力的作用下 中、后桥的制动器 产生制动 并使汽车减速或
6、停车。当制动解除 时 制动总阀和继动阀关闭 ，中、后桥制动气室在回 位弹簧的作用下回位，残余气体分别由继动阀和制动总阀的 3 口排出。 (四 ) 驻车 制动回路 1主车驻车 制动回路 来自 手刹阀 6 进气口 11 的 高压气体 ， 由带有单向阀的五通分气接头 17 的21 口提供。 在五通分气接头 17 的前面装有一个限压阀，此限压阀将通过的气压限制到最大不超过 8.5bar。 当 手刹阀放置于行车位置时，手刹阀 打开、其 21 口的 高压气体 迅速传输到驻车 继动阀 13 的 42 口 并使 驻车 继动阀打开， 其 1 口 来自带有单向阀的五通分气接头 23 口的高压气体由 驻车 继动阀的
7、两个 2 口输出，分别 将高压气体的气压力传输到中、后驱动桥的制动 气室 14 的 12 口，在气压力的作用下中、后桥复合制动气室的弹簧被压缩，此时驻车制动解除。 当 手刹阀放置于驻车位置时，手刹阀 和驻车 继动阀关闭，中、后桥复合制动气室被压缩的弹簧在弹簧张力的作用下复位实现驻车，即断气刹车。断气刹车时，残余气体分别由 手刹阀和驻车 继动阀的 3 口排出。 2挂车 制动回路 挂车制动控制阀 9 的 11 口，其高压气体来自于 带有单向阀的五通分气接头的 22 口 。 挂车制动控制阀 11 口的高压气体分为两路，一路直接由 12 口输出，并将气压力传 输 至挂车充气接头 15；另一路则分别由挂
8、车制动控制阀的 41、 42和 43口控 制其 22口的输出，而挂车制动控制阀的 22口与挂车制动接头 16联结。 当手刹阀置于行驶位置、 踩下制动总阀制动 时，挂车制动控制阀打开，制动控制阀的 22 口将气压力传输至挂车制动接头 16；当解除行车制动时，挂车制动控制阀 的 41、 42 口 没有气压力输出而关闭，其 22 口也无气压力输出，管路内的残余气体分别由 制动控制阀和挂车制动控制阀的 3 口排出。 若将手刹阀放置于驻车位置时，手刹阀的 22 口和挂车制动控制阀的 43 口没有气压力，为保证挂车驻车安全，挂车制动接头 16 常有气压力输出 ，以实现挂车驻车制动。 为了保证 车辆制动效能
9、 安全， 行车继动阀 12 的后桥 出气口 2 与 驻车继动阀13 的 41 口 连接，以使车辆具有可靠的行车制动和驻车制动。 (五 ) 辅助用气 回路 为了保证车辆用气，气路中设置了 多回路分气接头 10 和带有单向阀的五通分气接头 17。带有单向阀的五通分气接头除了保证车辆用气之外，还具有缩短空压机 1 为车辆充气时间的作用，具体辅助用气回路如下： 多回路分气接头 有上、下两个腔，在气压低于 6.5bra 时，两腔不通是为了保证制动气路用气安全，在气压高于 6.5bra 时，两腔互通。 多回路分气接头上、下两个腔的进气口 51 和 61，分别与四回路保护阀的 24、21 口相连接 。 上腔
10、的 52、 53、 55 和 56 口 依次向离合器助力分泵、变速器减压阀、空气座椅 /驾驶室悬置气囊、轮间 /桥间差速锁气缸电磁阀；辅助排气制动电磁阀和电 /气喇叭电磁阀提供 高压气体 。 下腔的 62 口 向储气罐 26、 25 提供高压气体、 63 口向继动阀 12 的 1 口提供高压气体、 64 口向储气罐 27 提供高压气体。 四回路保护阀的 23 口与带有单向阀的五通分气接头的 1 口相连接 以 提供高压气体 。其出气口 21 口向手刹阀 1 口提供高压气体、 22 口向挂车制动控制阀 11口提供高压气体、 23 口向驻车继动阀的 1 口提供高压气体、 24 口与储气罐 26、25
11、 相连以缩短车辆的充气时间。 第三节 制动系统主要部件结构 1、空气处理单元 空气中含有水分， 这些水汽进入到制动系统，会引起系统内的一些元器件锈蚀等，造成气路故障，为了防止空气中的 水分进入到制动系统，在高压气体进入到制动气路之前，利用空气处理单元 对高压气进行干燥处理，消除高压气中的水分。 空气处理单元是由带回流阀的干燥器 和四回路保护阀 组合而成。其功能完全可以代替原来的“ 干燥器总成、反冲气罐、四回路保护阀”。 空气处理单元 中的主要组成元件是干燥器总成和四回路保护阀。 1.1 干燥器总成的结构及工作原理 干燥器总成主要由上部空气干燥系统和 下部的调压、反冲系统组成。如图7-4 所示。
12、 如图 7-4， 来自空压机的 压缩 空气 经 1 口进入 A 腔，因温度降低 产生的冷凝水在排气口 B 聚集， 空气经过滤网 C、环道 D 到达 干燥器的上部， 在这个过程中，空气将进一步冷却， 水蒸气进一步凝结，当通过颗粒状的干燥剂 （分子筛） E 时 ，水分被吸 附于干燥剂表面及颗粒缝隙间。 从 而 使 流经的空气得到干燥。 图 7-4 干燥器总成结构示意图 干燥后的空气经 F 腔 、斜孔 G 到达 A-A 视图中的 H 腔，此时一部分气 体经单向阀 I 后 由 22 口输出到四回路保护阀；另一部分气体 经节流孔 J 作用于膜片 K上， 使膜片 K 向下供起，气体经经回流孔 L 到达 2
13、2 口，同时一部分气体通过 滤网 M，打开阀门 N，进入 O 腔。 在进气过程中， 22 口有一部分气体 经过小孔 P（虚线表示）到达调压阀膜片腔 Q，作用于膜片 R 上，当出气口 22 的气压 达到干燥器的开启压力时，气压克服弹簧 S 的力，打开阀门 T，气体经小孔 U，小孔 V 进入排气活 塞 W 的上方，推动排气活塞 W 打开排气门 X。 A 腔的气体和 B 处冷凝水经 排气口 3 排出。 在排气的瞬间， 由于 H 腔的气压降低，单向阀 I 关 闭， 22 口的气压就会反回来，通过回流孔 L，节流孔 J 来回冲干燥 筒，附在干燥剂表面的水分和杂质就会随同压缩空气 从 3 口排出。当膜片
14、K 上面的压力降到它的关闭压力时，回流结束 。在此过程中，干燥剂得到再生。 排气活塞 W 有压力释放阀的作用，在任何压力 过高的情况下，排气活塞 W将自动打开阀门 X。当输出口 22 的压力降到 它的关闭压力时，阀门 T 关闭，排气阀门 X 关闭。 干燥器将再次 开始 向四回路保护阀供气。 为保证在寒冷地区排气阀门 X 和阀门 T 的正常工作， 在干燥器壳体上安装了一个电 加热器，在温度低于 7时， 加热器电路接通，开始加热 ，当温度到达 29时，加热气断电， 加热结束。 干燥 器总成主要技术参数： 工作压力： 最大 1.5MPa; 工作介质： 空气 工作温度： -40 +80 加热器： 工作
15、电压： 24V 自动开启温度： +7 6 自动关闭温度： +29 3 回流阀： P 30-50KPa 调压阀： 开启压力： 1000 20KPa； 压力降： 100（ 0， +50） KPa 1.2 四回路保护阀 的结构及工作原理 四回路保护阀的作用是将全车气路分成四 个既相联系又相独立的回路，当任何一个回路发生故障 (如断、漏 )时，不影响其他回路的正常工作。 如图 7-5，在全车气路没有高压空气的情况下，四个保护阀全部关闭，空气压缩机来的压缩空气由“ 1”口进入保护阀，当输入端气压达 1000kPa 时，四个阀分别开始向各自回路充气，当回路气压上升到 450kPa 时阀全部打开，直至全车气
16、压达到调压阀所设定的 1000kPa 气压值。需要说明的是实际工作中四个阀并不是同时打开的，因为四个阀弹簧设定的压力不会完全一致，同时四个回路充气压力上升的速度也不尽相同，开启的顺序要视弹簧预紧力和 回路气压上升的差异而定，这在使用中是无关紧要的，这也正是在充气过程中双针气压表两指针往往指示不同步的原因。 当某一回路发生断、漏气故障时，例如前制动回路断裂，该回路气压急剧下降，全车气路仍然保留有 450kPa 气压，而漏气回路继续漏气直至气压下降为零。此刻随着气泵继续供气，供气压力一旦回升到 450kPa，除故障回位阀继续关闭外，其余回路阀又重新打开充气，直到回路气压上升到故障回路阀所设定的开启
17、压力 1000kPa 时，该阀打开放空，从而将其余三个回路的最高气压限定在1000kPa，确保了无故障回路的正常工作。 在全车气压较低的情况下，为了首先向前、 (中 )后制动储气筒充气，以确保制动可靠，德龙 新 M3000 重卡采用带单向阀的四回路保护阀。该阀的驻车制动和辅助用气回路的供气口是分别接在前制动和 (中 )后制动回路上的 ,且用两个单向阀加以隔离。这样只有当前、 (中 )后制动回路气压达到 650kPa 才开始向驻车制动和辅助用气回路充气。 在正常情况下，四回路保护阀实际上就是一个五通接头，在某一回路发生断、漏故障时才起保护作用。四回路保护阀的基本特性，见表 7-1。 表 7-1
18、四回路保护阀基 本特性 2、主制动阀 主制动阀 用来控制主制动系统工作，陕汽 新 M3000 重卡采用双回路双腔主制动阀。 如图 7-6，主制动阀分上、下两腔室。由 (中 )制动储气筒来气接 11 接口，由前制动储气筒来气接 12 接口。上腔出气口 21 向主制动继动阀提供制动信号气压， 22 通向前制动气室。 制动时，制动踏板通过一套连接杠杆使主制动阀顶杆 a 向下移动，通过橡胶弹簧 b 迫使活塞 c 克服回位弹簧力向下移动，当活塞 c 与阀杆 e 接触时关闭排气口 d。继续下移将迫使阀杆 e 随之下移打开进气口 i，由储气筒来的气通过 21 接口输出到 继动阀，从而实现 (中 )后桥制动。
19、在进气口打开向制动回路充气时，回路气压同时作用在活塞 c 上，当气压向上顶活塞的力与橡胶弹簧预压力相等时活塞开始向上回升到进气口 i 关闭的平衡状态。制动踏板行程越大，弹簧预压紧力越大，从而输出到制动回路的气压越大，这种制动气压随着踏板行程成一定比例关系变化的特性也称为随动性。 当上腔动作的同时，回路气压小孔 D 通向 D 腔作用在活塞 f 上，迫使活塞下移首先关闭排气口 h，进而打开进气口 8，来自前制动储气筒的气经 12 和进气口8 通过出气口 22 向前制动回路充气产生前制动。这样，回路气压又作用在活塞 f下面，当前制动回路气压上升到与 B 腔气压相等时，活塞 f 回升，关闭进气口使制动
20、回路气压不再升高，产生一个与 (中 )后桥制动同步的气压。下腔输出气压与上腔输出气压有一定的比例关系，同步增减。只是在同一时刻上腔输出气压总比下腔输出气压高出一个超前量 P。 换句话说：在相同输出气压时 (中 )后桥制动总比前桥要早。 双回路主制动阀必须保证某一回路失效时不影响另一回路正常工作。如图 7 6 所示，由于主制动阀下腔是由上腔来控制的，因而下腔工作失效 不影响上腔第一回路的工作。如果第一回路失效，例 如 21 出口断、漏，当顶杆。下移打开进气口 j 时， 21 接口建立不起气压，从而 B 腔也没有气压信号，但顶杆推动活塞 c 以及阀杆 e 继续下行使阀杆与活塞 f 间隙消除之后，顶
21、杆的下移会直接推动活塞 f 下移，从而打开下腔进气口实现第二路制动。此时的平衡关系将由第二回路制动气压作用在活塞 f 向上的力与橡胶弹簧力产生。 制动解除时，作用在顶杆上的力消除，橡胶弹簧压力消失，活塞 c 在回位弹簧和回路气压的作用之下上行，首先关闭进气口 j、进而打开排气口 d，载荷调节阀的输入气压经 21 口和排气口 3 放空，继动阀的控制气压经载荷调节阀放空，制动气室的 气压经继动阀放空， (中 )后桥制动解除。与此同时，主制动阀下腔在回路气压作用下使活塞 f 上行，关闭进气口 e，打开排气口 h，前制动气室气压经 X 口和排气口 3 放空，前制动解除。 3、主制动继动阀 主制 动继动
22、阀的作用是缩短制动反映时间，对主制动气室而言起一个“ 主制动继动阀的作用是缩短制动反映时间，对主制动气室而言起一个“快充”和“快放”的作用。 由于 (中 )后桥制动气室总容量较大，距主制动阀的距离又远，因此当制动踏板踩下时到最远的那个气室气压达到相应数值的制动反映时间过长。为此在距(中 )后桥制动气室最近的位置安装一个继 动阀如图 6-7，它由储气筒用一根较粗的主管路直接供气，再用一根较细的管路由主制动阀来控制。 当主制动阀工作时，由主制动阀上腔输出一个与制动踏板行程相应的气压信号，进入继动阀的控制口，该气压使活塞 1 下行首先封闭排气口，进而将阀压下打开进气门，早已等候在主气路进口的压缩空气迅速通过排气口向制动气室充气从而达到快充的目的。当制动气室气压上升与控制气压相等时，该气压作用在活塞 1下面的力与控制气压作用在活塞上面的力平衡，活塞 1回升重新关闭进气口，使输出气压不再上升，达到与制动踏板行程同步随动作用。 当主制动阀 解除制动时，制动气室的输出气压经主制动继动阀放空，继动阀的控制气压经主制动阀放空，制动气室回路气压迫使活塞迅速上升，重新打开排
