气压制动系统的主要部件和工作原理

但是气动制动的缺点也很明显：

与液压制动相比，气压制动的结构要复杂得多。而且刹车没有液压软，驾驶舒适性差；所以气压制动一般只用于中重型车辆。

下面主要以斯太尔8X4卡车为例，介绍气压制动传动装置主要部件的结构。

1.空气压缩机

空气压缩机是车辆制动系统的气源。斯太尔6X4卡车的空气压缩机为单缸混合冷却式，气缸体采用风冷，气缸盖采用发动机冷却系统水冷。它固定在发动机前端左侧的支架上，其传动齿轮与曲轴高扭矩自锁连接，悬臂安装在正时齿轮室内。它由发动机曲轴通过中间齿轮、喷油泵齿轮和空气压缩机传动轴驱动旋转。其结构如图18所示。5、类似汽车发动机的机理。它主要由空气压缩机外壳1、活塞2、曲轴3和单向阀4组成。

壳体由缸体和缸盖组成。外壳由铸铁制成，外部有用于空气冷却的翅片，内部有用于产生压缩空气的气缸。进排气阀采用簧片结构，进气口通过气管通向空气滤清器；出风口通过风道通向空气干燥器。润滑油从发动机的主油道通过油管和滚珠轴承进入曲轴箱，然后通过正时齿轮室返回油底壳。

活塞通过连杆与曲轴连接，连杆轴承合金直接浇注在连杆头和连杆衬套盖上，活塞通过活塞环与气缸密封。

曲轴的两端通过滚珠轴承支撑在曲轴箱中，

有前后轴承盖，前端伸出盖外，用半圆键和螺母固定传动齿轮，前端孔装有1J油封，防止漏油。

当发动机运转时，空气压缩机随之转动。当活塞下行时，进气门打开，外界空气通过空气滤清器和进气管进入气缸。当活塞上升时，

进气阀关闭，气缸内的空气被压缩，排气阀在压缩空气的作用下打开，压缩空气从空气压缩机的出气口经管道和空气干燥器进入储气罐和四线保护阀。

2.空气干燥器

空气干燥器吸收压缩空气中的水分，并为制动空气回路提供清洁干燥的压缩空气。AD-103空气干燥器的结构如图18所示。6.

AD-103空气干燥器以分子筛为干燥剂，采用卸荷调压阀一体式结构，巧妙地利用调压阀卸荷排气的动作过程，使再生风道中干燥后的压缩空气反向通过干燥剂筒，带走吸附在干燥剂表面的水分，排入大气，从而实现分子筛的再生活化。AD-103空气干燥器能长时间有效吸收压缩空气中的水分，提供清洁干燥的压缩空气。

在充气过程中，空气压缩机输出的压缩空气通过进气口9进入腔体8。此时，随着温度下降，将产生冷凝水，冷凝水将通过通道流向排水阀6。

压缩空气穿过过滤器12和环形室，并到达干燥剂筒13的上端。当空气流过干燥剂筒13时，水分被吸收并保留在干燥剂筒的上层。干燥后的空气经单向阀10和接口21至四线保护阀，然后供给整车气路；同时，引入干燥空气

当端口21处的压力下降到工作压力值时，活塞2在复位弹簧的作用下移动，进气门3关闭，排气门1打开。卸载阀7的活塞上端的空气通过通道5、排气阀1和孔排出。卸载阀7的活塞向上移动，排放阀6关闭，排气过程完成，下一个充气过程再次开始。

卸载压力值和关闭压力值可以通过调节螺栓来调节。空气干燥器还装有自动加热器，以防止活塞冻结，从而避免故障。

3.四线保护阀

四管路保护阀将整车气路分为四个相互连通又相互独立的管路。当任一管道发生故障时，不会影响其他管道的正常工作和充气。

如图18.7所示，它是四线保护阀之一。来自空气干燥器的压缩空气从进口4进入保护阀。当入口压力低时，阀2在弹簧1的作用下关闭阀座，入口压力作用在阀的中心区域“a”上。当入口压力上升到7.0巴时，

由作用在区域“a”上的空气压力产生的向上推力足以克服弹簧1的预压力，使得阀2开始上升，并且管道充气端口3的通道打开。因为阀是以节流形式制成的，

因此，在给管道充气的过程中，阀门不会开闭产生振动，从而延长了阀门的使用寿命。随着管道的不断充气，管道气压作用在阀门的环形区域“B”上。因此，随着管道压力的增加，充气开启压力减小，直到管道压力达到4。5巴，阀门再次关闭。这里，7。Obar是保护阀的开启压力；4.5巴是保护阀的关闭压力。

四个阀门的组合是一个四线保护阀，如图18.8所示。当整车气路没有气体时，四个保护阀全部关闭，空压机的压缩空气进入保护阀。当输入端的气压达到7.0bar时，四个阀门分别开始给各自的管道充气。当管道中的气压上升到4。5bar，所有阀门打开，直到整车气压达到7。5由压力调节阀设定！8.0巴气压。值得注意的是，在实际工作中，四个阀门并不是同时开启的，因为四个阀门的弹簧所设定的压力并不完全一致；同时，四个管路的充气压力上升速度不同，开启时间取决于弹簧的预紧力与管路压力上升的差值，这也是双针气压计在充气时经常出现两只手不同步的原因。当有管路破裂或泄漏时，如前制动管路破裂，管路气压急剧下降，全车气路通过21号出口放气，气压同时下降。当每个管道下降到4时。5巴，所有四个阀门都关闭。此时，无故障管道仍保留4.5bar的气压，而泄漏管道将继续泄漏，直至气压降至零。这时，空气压缩机将继续供气。一旦供气压力回升至4.5巴，故障将被排除。除管道阀门外，其他所有管道阀门都将重新开启充气，直到同一通道的气压升至故障管道阀门设定的开启压力7.0bar，从而保证无故障管道的正常运行和充气。

当整车气压较低时，为了先给前、中、后制动风缸充气，以保证制动的可靠性，常选用带单向阀的四线保护阀，其结构如图18所示。9.

驻车制动器的供气口和阀门的辅助气路分别连接到前制动器和中、后制动器管路上，并由两个单向阀隔离。这样，只有当前、中、后制动管路的气压达到7.0bar时，才能给驻车制动和辅助空气管路充气。

一般情况下，四通管道保护阀其实就是一个五通接头！只有当管道破裂或泄漏时，它才能起到保护作用。

4.主制动控制阀

主制动控制阀用于操作

斯太尔汽车主制动控制阀结构属于单排双腔膜片式，如图18.10所示，分为上下两腔。中、后制动气缸用于连接11个端口，前制动气缸用于连接12个端口。上腔空气出口21向中间和后轮轴制动继动阀提供制动fg空气压力，22通向前制动气室。

制动时，制动踏板通过一组连杆使主制动控制阀的顶杆1向下运动，然后橡胶弹簧2迫使活塞3克服回位弹簧的弹力向下运动。当活塞3接触气门杆5时，排气口4关闭并继续向下移动，进气口打开以制动中后轮。当进气口打开给制动管路充气时，制动管路的气压同时作用在活塞3上。当空气压力向上推动活塞的力等于橡胶弹簧的预压力时，活塞开始向上上升到进气口关闭的平衡状态。制动踏板的行程越大，弹簧的预紧力就越大，因此输出到制动管路的气压就越高。该制动气压与制动踏板的行程成比例，并具有制动随动功能。

在上气室移动的同时，制动管路的气压通过小孔D通向B气室，并作用在活塞6上，迫使活塞向下移动。首先，排气口9将被关闭，然后进气口8将被打开。来自前制动气缸的压缩气体将通过12端口和进气口8穿过出气口22，从而前轮可以制动。当气压上升到与B腔的气压相等时，活塞6再次上升，关闭进气口，制动管路中的气压不再上升，产生下一个与中、后轮轴制动同步的气压。下腔的输出气压和上腔的输出气压按一定的比例关系同步增大或减小，但上腔的输出气压总是比下腔高一个‘数’。

双腔主制动阀可以保证一条管路出现故障，而不影响另一条管路的正常运行。由于主制动阀下腔受上腔控制，下腔故障显然不影响上腔输出管路的工作。如果上腔输出管！21断！1振作起来？7!21没有气压！

因此b腔内没有气压信号，但在顶杆推动活塞3和阀杆5继续向下运动，消除阀杆和活塞杆之间的排气间隙后，顶杆的向下运动将直接推动活塞6向下运动，从而打开下腔的进气口，实现输出管路的制动。此时，平衡关系将是活塞向上的力和橡胶弹簧的弹力之间的平衡。

当刹车松开的时候！作用在顶杆上的力消除，橡胶弹簧的压力消失，活塞3在回位弹簧和管道气压的作用下向上运动。首先，关闭空气入口7，然后打开空气出口4。继动阀的输入空气压力通过21接头和空气出口4排出，制动气室的空气压力通过继动阀排出，中间制动器和后轮轴制动器被释放。同时，主制动阀下腔在管路气压的作用下使活塞6向上运动，关闭进气口8，打开出气口9，前制动气室气压22排气9！刹车松开。

5.主制动继动阀

主制动继动阀缩短制动响应时间，对主制动气室起到“快速充气”和“快速排气”的作用。

对于长轴距、大的后轮轴制动气室总容量和远离主制动控制阀，当踩下制动踏板时，直到最远制动气室中的空气压力达到相应值的制动响应时间将太长。为此，可在最靠近中部和后轮轴制动气室的位置安装一个继动阀，储气罐通过一根粗主管直接与气源相连，然后通过主管由一根细管控制

当主制动阀释放制动时，主制动继动阀继动活塞1上方的输入气压通过主制动阀泄出，制动气室的管路气压迫使继动活塞迅速上升，使排气阀重新开启，气室气压通过继动阀排气口泄出，从而达到“快速释放”的目的，如图18.11’)。

6.前制动气室

输入前进制动气室的气压不同会产生不同的推力，制动器通过制动凸轮在前轴上产生不同强度的制动。目前多采用膜片式制动气室，其结构如图18所示。12.主要由进气口1、橡胶隔膜3、外壳6、支撑盘4、推杆8和回位弹簧5组成。

布夹层的橡胶膜片的四周用夹子夹在外壳的凸缘和盖子之间。工作腔布置在盖2和隔膜3之间。橡胶软管与制动阀连接的钢管相连，膜片3的右侧与大气相连。

弹簧5通过焊接在推杆8上的支撑盘4推动隔膜3抵靠盖2的极限位置。

推杆8的外端通过连接叉9与制动器的制动调节臂连接。

当驾驶员踩下制动踏板时，压缩空气通过制动控制阀进入制动气室。在气压的作用下，膜片3变形，推动推杆8，带动制动调节臂，转动制动凸轮，将闸瓦压向制动鼓，产生制动作用。

当驾驶员松开制动踏板时，制动气室中的压缩空气通过快速释放阀或制动阀排放到大气中，推杆8和膜片3在弹簧5的作用下恢复到原始状态。

斯太尔系列卡车的前轮制动气室也是常规的隔膜式，由外壳、盖、隔膜、弹性弹簧和推杆组成。推杆最大行程60mm，可产生最大9800N的推力，制动气室的制动强度与输入气压成正比。

7.复合制动气室

复合制动气室不仅作用于中、后轮轴的行车制动，还能实施驻车制动和紧急制动。如图18所示。13、解放CA1110PK2L2汽车复合制动气室与行车制动气室为一体。行车制动气室即右气室采用传统的膜片制动结构，驻车制动气室即左气室采用典型的弹簧储能放气制动装置。

复合制动气室的右气室为主制动气室，由小膜片12、右气室壳体16、右气室推杆17和右气室回位弹簧15组成，通过小卡箍13和右气室紧固螺钉11与中间壳体22连接。用于驻车制动的复合制动气室的左气室为驻车制动气室，由大膜片9、大托盘24、左气室推杆23、小托盘19、左气室回位弹簧21和弹簧气缸组成，通过大夹具10和左气室紧固螺钉与中壳22连接。其中，弹簧筒由弹簧筒壳4、支撑架5、制动弹簧6、支架7和制动释放螺栓1组成。

汽车行驶前，储气罐要储存足够的气压启动。左气室通过进气孔A充气，气压在一定程度上作用在大膜片9上，克服制动弹簧6的弹力，推动大膜片9和左气室推杆23向左移动，右气室推杆在右气室回位弹簧的作用下向左移动，车轮制动解除，自动启动。

汽车制动时，右气室小膜片的左腔通过进气口B充气，克服右气室回位弹簧的弹力，推动右气室小膜片和推杆向右移动，使连接叉推动制动调节臂偏转，车轮制动器工作。不同的气压会产生不同的制动效果。

在驻车制动过程中，通过操纵驻车制动手柄使左气室放气，并且左气室b

8.停车制动器和紧急制动阀

紧急制动阀是一个备用制动系统，用于在主制动器失效时替代主制动器，并具有与主制动器相同的性能。斯太尔系列卡车的紧急制动系统和驻车制动共用一套控制系统，由驻车、紧急制动和拖车制动检查阀组成。其结构图如图18所示。14.

当汽车需要行驶时，将驻车制动手柄拨到“运行”位置，如图18.14 (a)所示。平面凸轮5将阀杆7压缩到最低位置，此时阀杆7压住进气门10打开进气门，驻车制动风缸的压缩空气通过进气门从接口1通向出气口21和22，21口通向紧急制动继动阀，驻车制动风缸的气压直接进入中后桥驻车制动风室。当气压达到6.5巴以上时！每个气室释放弹簧制动器。对于牵引车，接口22通向拖车制动阀的控制端口。当车辆行驶时，输入气压通过接口1、进气口11和出气口22向拖车制动阀发送气压信号，以释放拖车制动。

行驶中需要制动，主制动阀失效时，可以将驻车制动手柄拉至所需位置。如图18所示。14(b ),阀杆7被平面凸轮5提升到相应的位置。此时，进气阀10关闭，排气阀15打开。紧急制动继动阀的气压通过接口21与出气口3相连，气压下降，活塞9会在接口1输入气压的作用下上移。当A室中的气压向上移动活塞9以再次关闭排气阀15时，A室中的气压将不再下降。这时，驻车制动气室的弹性与气室中残余气体压力的差值相对应，这就是紧急制动的工作原理。紧急制动强度与手柄操作行程或手柄操作角度成正比，完全可以代替主制动控制。

类似地，当采用紧急制动时，接口22也输出对应于气压的控制信号，使得拖车可以产生相应强度的制动。

当手柄4被提升到“停车”位置时，平面凸轮5将阀杆7提升到最高位置，使得活塞9不仅能上升到极限位置，而且不能关闭排气阀15。此时，紧急制动继动阀的气压通过排气阀15和通气孔3完全泄出，驻车制动气室的气压也完全泄出，气室弹簧充分推动活塞和推杆产生制动，从而达到驻车制动的目的。对于牵引车来说，此时拖车制动控制阀的控制气压也会被排空，使拖车满载制动，达到驻车制动的目的。

为了保证汽车在斜坡上停车的安全性，测试汽车是否能仅通过主车制动可靠地停下来，该阀还配有拖车制动测试阀。当把手从“停车”位置转到“检查”位置时，凸轮19向下推动阀杆16，从而关闭排气阀14并推入空气阀13。此时，主车辆的制动仍处于驻车制动状态，而主车辆的制动通过出气口22提供给拖车的制动控制阀，从而使拖车解除制动，使汽车能够稳定地停在坡道上，将驻车制动手柄设置在“驻车”位置是安全可靠的。否则必须采取其他措施，因为当拖车储气罐漏气，牵引车驻车制动失效时，会因主车制动强度不足而发生事故。

紧急制动系统与主制动系统相同。为了缩短制动响应时间，实现“快充”和“快放”，必须在紧急制动控制管路中设置紧急制动中继阀，其结构原理与主制动中继阀相同。

9.拖车制动阀

拖车制动阀是安装在拖车上的制动系统的主阀。斯太尔的主车通过它给拖车的气缸充气，这可以控制汽车的行驶

当主车制动时，安装在主车上的拖车制动控制阀通过制动管路给出制动气压信号。该空气压力通过控制端口4作用在活塞5上，这使得活塞下降。首先，排气口10关闭，然后进气门9被推开。此时，拖车气缸的压缩空气通过打开的进气阀和出气口2给拖车制动气室充气，以产生制动。同时，管道气压作用在活塞5的下表面，当气室中的管道气压不再上升时，拖车产生与主车同步强度的制动。

同时，如果拖车风缸接口处的气压低于充气接口处的气压，主车会继续给拖车风缸充气，以保证拖车的制动气压。

当主车辆的制动器被释放时，控制口4的控制空气压力通过控制管路排放到主车辆的制动控制阀。拖车气室管路气体-使活塞5向上移动打开排气口10，气室压力5和排气口“3”将被排空，拖车制动将被释放。

在行驶过程中，如果充气管道突然破裂或泄漏，充气接口1处的气压会突然下降，拖车气缸接口处的压力会高于充气压力。此时活塞向上运动，在压差的作用下关闭排气口，打开进气门9，使气缸给制动气室充气，拖车自动制动，其制动强度取决于管路漏气程度。如果充气管道完全破裂，充气接口1内的气压降至零，就会发生满载紧急制动。

10.双管路拖车制动控制阀

双管路拖车制动控制阀安装在主车上，主要作用是主车通过它给拖车连续充气。无论是主车前制动、中后轮轴制动还是驻车制动，只要其中一个或全部动作，拖车制动控制阀就向拖车制动阀输出制动信号，使拖车产生相应强度的制动。当制动控制管路破裂或泄漏时，还能使拖车与主车同步制动。其结构图如图18所示。16.驻车制动气缸中的空气通向空气入口，出口12连接至拖车充气管道。空气出口22连接到拖车制动控制管道，控制接口41连接到来自主制动阀的上腔的控制信号压力，即中部和后轮轴的制动管道，并且控制端口42连接到来自主制动阀的下腔的制动信号压力，即前部制动管道。

无论在正常行驶或制动状态下，驻车制动风缸始终通过进气口11向C室输送压缩空气，然后通过12口和充气管路给拖车风缸充气。

当汽车正常行驶时，来自停车制动阀的空气压力通过端口43进入D室，作用在隔膜9上的空气压力的力与作用在活塞体8上的充气空气压力C室的力平衡。活塞的有效面积与隔膜的有效面积相同，活塞体8保持在图18所示的位置。16.

当主制动阀工作时，来自中、后制动管的气压信号通过接口41通向A腔，使活塞4下行，同时来自前制动管的气压信号通过接口42通向E腔，作用于膜片9的下表面，使活塞体8打破平衡状态上行。由于活塞4的向下运动和活塞体8的向上运动，排气口5首先被关闭；此外，阀杆7被推开，两用阀6的进气口打开，使得C腔中的空气压力通过进气口通向B腔，并通过22个端口输出。当输出制动控制信号气压达到主制动信号气压值时，B腔气压对活塞4的作用力与A腔制动信号气压对活塞4的作用力和弹簧力以及B腔的作用力平衡

当驻车手柄置于“驻车”位置时，D腔内的气压由驻车制动阀通过43口排出，活塞体8在C腔内气压的作用下迅速向上运动，从而关闭排气口5，打开两用阀6的进气口，通过22口输出全制动信号，对拖车进行制动。紧急制动时，驻车制动手柄置于某一要求位置，D腔内的气压相应降低到某一值。此时，活塞体8在C腔和D腔空气压力差的作用下上行，关闭排气口，打开进气口；当B腔中的空气压力上升到一定值时，作用在活塞体8上的力与由C腔和D腔之间的空气压力差作用在其上的力平衡，并且输出控制信号的空气压力不会因为进气口再次关闭而增加，从而拖车产生与主车辆相应强度的紧急制动。

当驻车制动阀被置于“运行”位置时，43端口将全部空气压力输入到D室，从而活塞体8下降，空气入口关闭，空气出口打开，从而拖车制动控制空气压力被释放，拖车制动被释放。

车辆行驶时，制动控制管路破裂或泄漏。当主车辆制动时，拖车制动阀用于打开两用阀6的进气口。因为接口22的出口管道破裂并泄漏，所以不能建立腔B中的气压。此时，空气截止阀13的下活塞腔F中的空气压力不能建立，而上活塞腔中的空气压力从腔A输入，使得阀杆12可以快速下降以关闭接口11，并且可以通过拖车制动阀切断充气管道。

由于空气截止阀13的上腔G只与中后制动信号作用腔A连通，当主车后轮制动失效时，拖车制动和主车同步制动不会发生。

11.拖车制动释放阀

当拖车与主车分离时，由于充气管路的释放，拖车自动制动，此时需要移动拖车时，拖车制动释放阀可以暂时释放拖车制动。

如图18所示。17、主车充气口“11”接口接主车充气管路，2接口是拖车制动阀空气接口，12接口是拖车制动阀排气口。当拖车连接到主车辆充气管道时，来自11端口的充气压力将释放阀杆向下移动到图18所示的位置。17 (a)给拖车制动阀充气。

当拖车与主车辆分离时，拖车由于11个通风口而制动。如果需要释放拖车制动，只需将阀杆向上推到图18所示的位置。17(b ),拖车制动释放阀将空气储罐与拖车制动阀连通，拖车制动将自然释放。

12.拖车负载调节阀

挂车载荷调节阀串联在主车至挂车的制动控制管路上，根据挂车的载荷，手动有机地调节挂车的最大制动气压，以满足不同载荷对挂车制动强度的不同需求。这也是一个非常简单的提高刹车效果的装置。

拖车载荷调节阀的结构示意图如图18所示。18.在正常行驶过程中，平衡活塞5处于图18所示的极限位置。18，此时空气入口间隙1打开，空气出口关闭。主车制动时，制动控制管路的气压信号从进气间隙1输入，经进气口、气室、出气口通向拖车制动阀。同时，输出管道的B室中的空气压力作用在平衡活塞5上。当活塞5上的空气压力大于弹簧2的弹力时，活塞5向下关闭进气间隙以到达平衡位置，从而用于控制拖车制动阀的空气压力不会增加。显然，弹簧2的压缩预载越大，最大制动信号压力输出越大。压缩机

按钮阀是辅助气体管道常用的两位开关阀，其结构原理如图18所示。19.离合器制动阀、气动扬声器开关阀、熄火开关阀都属于这类阀门。

当按钮阀不工作时，来自进气口1的压缩空气被阀3关闭，辅助气体元件的空气通过端口2和排气口3排出。

当按下按钮时，阀杆会推开阀门3，阀门3不仅关闭排气口，还打开进气口，压缩空气通过一个口和两个口输出到辅助气体元件，使辅助气体管路系统工作。

按下阀门释放，气体被密封，排气被打，带气体的压缩空气2和排气3被排出，工作终止。

2)熄火阀

停车或行驶时需要关闭柴油机排气管进行辅助制动。熄火开关阀起开关作用，控制熄火工作阀的工作。熄火工作阀的结构如图18.20所示。它实际上是一个动力阀，主要由活塞、回位弹簧和推杆组成。

当熄火开关阀打开时，压缩空气通过进气口进入熄火工作阀推动活塞和推杆运动，通过控制蝶阀关闭排气管，从而达到行驶中停止熄火和辅助制动的目的。

3)

除了少数金属管道外，大部分汽车燃气管道都采用高强度塑料管道。因此，在使用过程中，不能在管道附近进行切割、电焊或气焊作业。