(一)制动驱动机构的功用
制动驱动机构的功用是将来自驾驶人的制动操纵力直接或间接地通过杠杆或气压油压介质放大后传递给制动器,以驱动制动器产生制动力矩使机械停止运动。
(二)制动驱动机构的分类
1.按结构及传力介质分类
依据制动驱动机构的结构型式及传力介质不同,分为机械式、液压式、气压式、气压液压式及真空液压式等。
(1)机械式
机械式制动驱动机构是通过踏板或操纵杆、拉杆、杠杆、钢丝绳、摇臂和凸轮等机械零件,将驾驶人的操纵力直接传给制动器,产生制动力矩,使机械制动。这种制动传动机构结构简单,制造方便,工作可靠。但其所需要的操纵力较大,远距离控制有一定困难。故多应用于低速的如履带式推土机、压路机及轮式工程机械手制动器。为使机械停驶后制动器能长期处于制动态,机械式制动传动机构中一般都装有停车锁定装置,这样即使是驾驶人离车,仍能使机械可靠的保持在原地。此外,还装有调整装置,可通过改变拉杆或钢绳的长度,可以调整制动器的间隙。TY120等履带式机械的转向制动器及GJW110A挖掘机等轮式机械的中央制动器均采用机械式。
(2)液压式
液压式制动传动机构是利用专用的油液作为传力介质,将驾驶人加于制动踏板上的力,转变为液体的压力,并将其放大后传给制动器,使机械制动。液压式制动传动机构的优点是结构简单紧凑、工作可靠、制动柔和、润滑良好。缺点是制动效能稍差。目前部队装备的工程机械,采用液压式制动传动机构的有PY160平路机等。液压式制动传动机构主要由制动总泵、制动分泵、踏板及油管等组成。
(3)气压式
气压式制动传动机构是以压缩空气为工作介质,依靠发动机带动压缩机造成的空气压力,作为制动的全部力源,通过驾驶人操纵,使气体压力作用到制动器上,产生制动力矩使机械制动。气压式制动传动机构,工作可靠,操纵轻便、省力、制动效能好,便于挂车的制动操纵。缺点是辅助设备多,结构复杂,零件的结构尺寸和重量比液压传动要大,工作滞后现象比液压制动严重。目前不少工程机械的制动传动机构采用气压式,它主要由空气压缩机、气体控制阀、贮气筒、脚制动阀、手制动阀、对向逆止阀、快速放气阀和制动气室等组成。
(4)气压液压式
气压液压式制动传动机构在重型工程机械上应用比较广泛,它实际上是在液压制动传动机构的基础上增加一套气压系统,因此,它具有气压式和液压式的综合优点,即气压传动工作可靠,操纵轻便省力;液压传动结构紧凑,制动平顺,润滑良好。气压液压制动传动机构,按其气压对液压系统加力部位的不同,分为空气助力式和空气增压式。助力式是气压作用在液压系统中的总泵与分泵之间的辅助泵上,使辅助泵与分泵的油压远高于总泵。目前工程机械采用空气助力式的较多,如GJ110A推土机、ZL50装载机等均采用这种形式的制动传动机构。
(5)真空液压式
真空液压式制动传动机构和气压液式制动传动机构的不同仅在于以一套真空系统代替了压缩空气系统,其制动力源不是压缩空气,而是真空源产生的真空度。真空源可以利用发动机的进气管,也可以专设一单独的真空泵。真空液压式制动传动机构和气压液压式相比,结构简单,造价便宜,真空系统失灵后仍可保持一定的制动效能。但由于真空系统可以利用的真空度一般只有0.75kgf/cm2,最高也不会超过1kgf/cm2。所以,如果要得到较大的制动力,就必须把真空增压器的尺寸加大。真空液压式制动传动机构和气压液式制动传动机构一样,也分为助力式和增压式。ZL35、ZL40装载机采用的是增压式真空液压制动传动机构。
2.按功用分类
依据整车制动系统中各分系统制动驱动机构所担负的功用不同,分为行车制动驱动机构、驻车制动驱动机构、车轮锁紧制动驱动机构、安全制动驱动机构及紧急制动驱动机构等。
(1)行车制动驱动机构
行车制动驱动机构是行车制动装置(又称脚制动装置)的一重要组成部分,它是机械车辆所有车轮制动器的驱动机构,在车辆行驶过程中根据需要确保减速或停车,对车辆的运行安全、机动能力、经济效益发挥着主要的作用。所以每一种工程机械或汽车上都必须设置行车制动驱动及相关制动器。行车制动驱动机构有机械式、液压式、气压式气压液压式或真空液压式等多种,一般地,机械式较少采用;对小型工程机械或轻型汽车,广泛采用液压式制动驱动机构;对大中型工程机械或汽车,广泛采用气压式;对重型工程机械或汽车则广泛采用气液综合式或真空液压式。
(2)驻车制动驱动机构
驻车制动驱动机构是驻车制动驱动装置(又名手制动装置)的重要组成部分,其功用是在机械停驶后经驾驶人手操纵驱动驻车制动器工作而产生制动力矩使机械保持在停车位置不滑溜。驻车制动驱动机构一般都采用机械式,因这样不需要稳定的气源或其他工作介质就可以使机械停机后长期处于制动状态。
(3)车轮锁紧制动驱动机构
车轮锁紧制动驱动机构的功用是在工程机械作业或汽车货物装卸时将车轮锁紧制动。如GJW110A挖掘机制动系中的手操纵气开关,作业时用于控制贮气筒的压缩空气进行各车轮制动气室,使挖掘机车轮制动器长时间处于制动状态。实际上这就是一套车轮锁紧制动驱动机构。虽然车轮锁紧制动机构的作用和驻车制动相近似,但明显不同于驻车制动驱动机构,也不能作驻车制动使用。因为车轮锁紧制动驱动机构的应用前提是发动机不熄火状态下的车轮长时间锁紧制动。如果在发动机停止运转后使用车轮制动锁紧机构时,气压损耗很快却又得不到补充,大约只要十几分钟,制动就会自动失效,故不能作驻车制动用。
(4)安全制动驱动机构
安全制动驱动机构的功用是当贮气筒内的气压没充至规定安全气压(一般441kPa左右)时,行车制动器将始终处于制动状态从而使汽车无法起步以确保安全。此外,在机械车辆行驶过程中,若行车制动主气路的气压因故障低于最低安全气压或者气压完全消失时,安全制动驱动机械也会自动地对机械车辆实施安全制动。
(5)紧急制动驱动机构
紧急制动驱动机构只是在紧急情况下制动时使用。当需要紧急制动时,驾驶人将驾驶室内的紧急制动操纵杆扳至“制动”位置,即可实现制动。
3.按工作介质分类
依据制动系中工作介质(气体或液体)流通管路的形式不同,分为单管路制动传动机构和双管路制动传动机构。
(1)单管路制动传动机构
单管路制动传动机构又称单管路系统,即所有车轮的制动气室或液压分泵都互相连通,因而工作气压或油压完全一致。其优点是结构简单、布置方便。但其最大缺陷在于一旦某一车轮的制动气室或分泵的分管发生漏气、漏油,将导致所有的车轮制动失灵。
(2)双管路制动传动机构
双管路制动传动机构又称双管路系统,它是指将通往各车轮制动气室或分泵的管路分设成两个独立的管路系统。一般地,两前轮为一管路系统,而后轮则属于另一管路系统。这样,即便其中一个管路系统因漏气或其他原因失灵,另一管路系统仍能正常工作,从而保证整车仍具一定制动效能。为了确保行驶安全,近年来越来越多的工程机械(如ZL50装载机)或汽车都广泛采用双管路制动系统。
(三)制动驱动机构的结构原理
1.液压式行车制动传动机构
(1)基本组成
液压式行车制动传动机构一般主要有制动踏板、制动总泵、油管及制动分泵等组成。如图5-19所示。
图5-19 液压式行车制动传动机构
(2)各部件的构造及原理
1)踏板及油管。制动踏板安装在驾驶室内,上端铰接在车架上,中部通过拉杆与总泵推杆连接。油管将制动总泵和各制动分泵连接起来,油管除金属管外,有些机械还装有橡胶软管,以适应制动总泵和分泵相对位置变化的需要。
图5-20 液压制动总泵结构图
a)解除制动时 b)制动时
2)制动总泵。其结构和工作原理如下。
①结构:主要由泵体、活塞、复式活门等组成(图5-20)。泵体上部为贮油室,下部为活塞缸。贮油室盖上有加油口,口上拧有带通气孔及挡板的螺塞。活塞缸上有补偿孔和平衡孔与贮油室相通,右端通过油管与制动分泵相通。活塞装在活塞缸内,为了防止制动液泄漏,活塞左端环槽内装有橡胶密封圈,左端面上装有垫圈并由挡圈限位,活塞中部较细,与缸筒形成环形油室,活塞右端顶部有6个小孔,被铆在活塞右端面上的六叶形弹性钢片盖住。钢片右面装有皮碗,皮碗圆周上中部有一条环形槽,环形槽向前有6条纵槽。回位弹簧抵紧皮碗,并将活塞推靠在挡圈上,因而辐状钢片形成单向活门。回位弹簧大端装着复式活门,与出油口抵紧。
制动时,活塞及皮碗正好位于平衡孔和补偿孔之间,使两孔均保持开放。推杆一端制有六角螺母,其内螺纹与制动踏板拉杆连接,带球头的另一端伸入活塞的凹部。推杆的长度可通过转动六角螺母来调整,在踏板完全放松的情况下,推杆右端与活塞座之间应有1.5~2.5mm的间隙。使皮碗不致影响平衡孔的开放。推杆外面套有防尘罩,以防尘土侵入。复式活门由出油活门、回油活门及弹簧组成。回油活门是一个带有金属托片的橡胶环,它被回位弹簧顶压在活塞缸前部的突缘上。出油活门由活门体和活门弹簧组成,活门体呈H形,前圆盘上有四个小孔,制动时油液从此流出。整个出油活门被活门弹簧压在回油活门上。
②工作原理:踏下制动踏板时,通过拉杆、推杆、推动总泵活塞左移,皮碗封闭平衡孔后,右室油压升高,油液压开出油活门经管道进入各制动分泵,分泵活塞在油压作用下向两侧移动,克服回位弹簧的张力,顶开制动蹄并压紧在制动鼓上。在制动器间隙消除前,管路中的油液压力并不很高,仅足以克服回位弹簧的张力及油液在管路中的流动阻力。在间隙消除后开始产生制动作用时,油压即随踏板力的增加而增加,直到完全制动。显然,管路油压和制动器所产生的制动力矩与踏板力成正比。如果这时轮胎与路面间的附着力足够,则机械所受到的制动力也与踏板力成正比。因此,驾驶人可直接感觉到机械的制动强度,以便及时的加以调节控制。放松踏板时,总泵活塞在其回位弹簧的作用下回位,右室油压降低,制动蹄在回位弹簧的作用下被拉回。由于分泵和管道内油压高于总泵油压,因此压开回油活门,关闭出油活门,制动液流回总泵,制动解除。当踏板完全放板后,由于总泵活塞回位弹簧保持一定的张力,当分泵和管道内的油压降低到不能克服活塞回位弹簧张力时,回油活门关闭,制动液停止流回。这时分泵和管道内的油压略高于大气压,以防止空气侵入,影响制动效果。解除制动时迅速放松踏板和缓慢放松踏板,尽管都能解除制动,但总泵的工作情况却有所不同。迅速放松踏板,活塞在回位弹簧的作用下迅速左移,右室容积扩大,油压迅速降低,这时各分泵油液受管道阻力来不及立即流回总泵右室,产生真空,出现了总泵右室压力低、左室压力高的情况。于是,活塞顶部的辐状钢片使活塞与皮碗分开,油液便从补偿孔、环形油室、穿过活塞顶部6个小孔,经过皮碗边缘进入活塞右室并补充油液。当使用紧急制动时,可能会感到一次制动不行,驾驶人可迅速放松踏板,再迅速踏下,使分泵里的油液在第一次放松踏板还未来得及流回总泵时,在第二次又踏下踏板时总泵里得到补充的油液压送到分泵,使分泵油液增多,提高制动性能。
对于双管路液压制动驱动机构,其制动总泵往往采用两总泵连体联动的结构型式(图5-21),受同一制动踏板操纵,但各自所控制油路独立,每一管路总泵的结构原理与上述相同。
3)制动分泵。它也称制动轮缸,主要由泵体、两个活塞、两个皮碗、弹簧和两上顶块等组成,如图5-22所示。泵体是铸铁件,用螺钉固定在制动底板上。泵体内装有两个活塞,并用弹簧将两个皮碗顶压在活塞上,以防漏油。弹簧还可以使皮碗、活塞、制动蹄互相靠紧,以使制动灵敏,并保持两活塞之间的进油间隙。活塞上插有顶块并与两制动蹄抵紧。泵体上装有进油接头和放气螺钉。为防止泥土侵入分泵中,泵体两端装有防尘罩。放气螺钉可以放出分泵内的空气。螺钉是中空的,需要放气时,连续踩下制动板,对分泵内空气加压,然后踩住踏板不放,将放气螺钉拧出一些,再将放气螺塞拧出,空气即可排出。空气排尽后,将放气螺钉、螺塞拧紧。
图5-21 双管路制动总泵结构常见形式
图5-22 液压制动分泵结构
由于工程机械各轮垂直载荷不同,为了充分利用附着力以获得较大的制动力,有些机械各轮上制动分泵内径各不相等。根据油液传递单位压力不变的道理,使分泵缸径大于总泵缸径,这样踩踏板的力虽小,却可得到较大的分泵压力,达到操纵省力的目的。
2.气压式行车制动传动机构
气压式行车制动传动机构是用压缩空气的压力作为制动的能源。制动时用控制踏板行程来控制进入制动气室的气压,踩踏板的程度越深,气室里的气压强度便越高。驾驶人操纵省力并可获得较大的制动力。
(1)气压式行车制动传动机构的基本组成
气压式制动传动机构如图5-23所示,通常由空气压缩机、气体控制阀、贮气筒、脚制动阀、手制动阀、双向逆止阀、快速放气阀和制动气室等组成。这种气压制动传动机构在部分轮式挖掘机及中型载重汽车上得到广泛应用。
(2)各部件结构及工作原理
1)空气压缩机又简称打气泵,一般采用风冷直立单缸活塞式,主要由气缸、气缸盖、活塞、连杆、曲轴、进气阀、排气阀及带轮等组成。发动机工作时,通过传动带带动带轮和曲轴转动,并通过连杆使活塞在气缸内上下往复运动。当活塞由上止点下行时,气缸内产生低压将进气阀吸开,空气经滤清器、进气管和进气阀进入气缸,直到活塞到达上止点时进气终了。当活塞由下止点上行时,进气阀关闭,气缸内空气由于活塞上行而被压缩,当压缩到一定程度时,排气阀被顶开,压缩空气经排气阀、气管、气体控制阀,而进入贮气筒,直到活塞到达上止点时排气阀关闭,排气结束。活塞越过上止点下行时又开始了第二次的吸气行程。压缩机就是这样不断地进行吸气和压气工作。
2)气体控制阀。这种气体控制阀在多种工程机械和大型载货汽车上都有应用。其功用、结构及工作原理如下。
①功用:a.分离压缩空气中的油和水分;b.滤去压缩空气中的杂质和灰尘;c.防止贮气筒内的压缩空气向压缩机方向倒流;d.使贮气筒内的气压保持在5~6.5kgf/cm2范围内;e.使系统最高气压不超过8kgf/cm2,以保证气压传动机构安全可靠的工作。
图5-23 气压式行车制动传动机构的基本组成
②结构:气体控制阀安装在空气压缩机和贮气筒之间的管路上,它主要由壳体、油水分离器、过滤器、单向阀、调压阀和安全阀等组成,如图5-24所示。a.壳体:由上、中、下三部分组成。上壳体包括调压阀体和安全阀座;中壳体上制有进气口和出气口,通过管路进气口和压缩机相连,出气口和贮气筒相连;下壳体为油水分离器体。上、中、下壳体分别用螺栓连接在一起。b.油水分离器:由叶片、漏斗、分离器壳体组成。5个弯曲的叶片装在对正中壳体的进气口处,叶片的下部装有杯形漏斗,气体中分离出来的油和水分经过漏斗可以进入分离器壳体内。壳体下部装有防尘罩并用卡环固定。c.过滤器:装在中壳体的右下方,由滤网、吸尘垫、固定螺栓组成。滤网由铜丝编织成圆筒形,装在壳体内,滤网下部装有吸尘垫和固定螺。过滤器通过壳体上的径向圆孔和油水分离器相通,通过上部孔和单向阀相通。单向阀装在过滤器上方,只有在压缩机排出的气体压力高于贮气筒内的气压和弹簧的张力时,才能顶开单向阀向贮气筒充气。与此同时,压缩气体也可以通过单向阀上部孔进入安全阀,通过壳体上的排气道进入调压阀膜片下部气室。d.调压阀:由阀体、调整螺钉、大小弹簧、弹簧套筒和滑阀等组成。调整螺钉拧在调压阀阀体上,下端顶在大弹簧上座的中心孔内。弹簧套筒和滑阀通过螺纹联接在一起,其连接处夹装着大弹簧下座及调压膜片。大弹簧套装在弹簧套筒上,两端分别支撑在上、下弹簧座上,用以调整小弹簧的压力。小弹簧上端通过座顶在调节螺钉上,下端支撑在密封塞上,密封塞起小弹簧座和工作时封闭滑阀轴向孔的作用。在滑阀的上端与密封塞之间有1.2mm的距离,此距离为调压行程。滑阀中间有3.5mm的轴向孔,孔内装有直径为3mm的顶针,顶针上端顶在密封塞上,下端顶在调压阀门上,调压阀在小弹簧的作用下,通过顶针被压紧在堵头中间的轴向孔上。e.安全阀:由阀体、阀座、阀杆、阀门、弹簧、膜片和调整垫片等组成。阀体和阀座通过螺纹联接,阀座上有两个斜孔使上下气室相通,中心位置还有一个垂直孔和一个水平的排气与大气相通。阀门和阀杆也是通过螺纹联接在一起,阀杆外部套装有弹簧,在此弹簧的作用下阀门将阀座的中心孔封闭。为调整安全阀的压力,弹簧上端与阀体之间装有调整垫片。
图5-24 气体控制阀
③工作原理:从空气压缩机排出的压缩空气经气管从中壳体上进气口进入油水分离器,经过油水分离后的气体则沿漏斗上部边缘,经阀体内的径向圆孔进入过滤器,在通过滤网时,将尘土和脏物再进一步滤除。当贮气筒内气压升高6.5kgf/cm2时,调压阀膜片在下部气压作用下向上拱曲,压缩大弹簧,带动滑阀和弹簧套筒向上移动。当移动距离超过1.2mm时,滑阀轴向孔被密封塞闭,使小弹簧通过密封塞作用在顶针及顶针下端调压阀上的压力消失。此时,进入堵头轴向孔的气压推动阀门向上移动,使堵头的轴向孔与堵头垂直槽相通,压缩气体便进入排气活塞上部气室,推动排气活塞压缩弹簧向下移动,将排气阀打开,压缩机过来的压缩气体由此排入大气,贮气筒压力不再升高,保持在6.5kgf/cm2以下。当贮气筒内气压低于5kgf/cm2时,调压阀膜片在大弹簧的作用下向下移动恢复原位,同时弹簧套筒和滑阀也随之向下移动,滑阀轴向孔与密封塞脱离接触,小弹簧被压缩,顶针将调压阀门重新压紧在堵头的轴向孔上,切断了进入排气活塞上气室的气体通路。排气活塞上部气室内的气体经堵头垂直切槽、滑阀轴向孔、套筒及调压阀体上的排气孔排入大气。排气活塞在其弹簧的作用下向上移动,将排气阀关闭,压缩机又继续向贮气筒充气。上述过程的循环,使贮气筒内的压力保持在5~6.5kgf/cm2的额定范围内。当调压阀一旦由于某种原因而不能排气时,贮气筒内的气压会继续升高,当气压超过8kgf/cm2时,作用在安全阀膜片下部的气体压力,便克服弹簧的张力,使安全阀门向上移动,将排气孔打开压缩,空气由此孔排出阀体外,气压随之降低,当贮气筒内压力低于8kgf/cm2时,在弹簧作用下,安全阀门重新将排气孔关闭。当发动机熄火后,单向阀门在其弹簧和贮气筒内气压作用下,处于关闭状态,防止贮气筒内的压缩气体倒流。
3)脚制动阀。它又称制动控制阀,其功用是控制压缩空气进、出制动气室,使制动器制动或解除制动,并使制动气室的气压与踏板行程保持一定的比例关系。脚制动阀主要由踏板、滚轮、传动套、阀体、活塞及阀门等组成(图5-25)。
图5-25 双向逆止阀的构造
阀体上有D、G、P三个口,D口为排气口,与大气相通;G口为出气口,经气管、双向逆止阀与四个制动气室相通;P口为进气口,经气管与贮气筒相通。阀体内装有活塞、弹簧及阀门。整个制动阀通过盖板用螺栓固定在驾驶室下部底板制动阀支架上。当踩下制动踏板时,通过滚轮、传动套、弹簧座及平衡弹簧,推动活塞压缩回位弹簧下移,排气阀关闭;再继续下移,阀门回位弹簧使阀门离开阀座,进气阀打开。此时,贮气筒来的压缩气体经进气口、进气阀、活塞杆下端的环形气室、出气口和气管而进入制动气室,即使车轮制动。与此同时气体经平衡孔也进入活塞下部气室。当踏板踩下一定距离不动时,活塞下部气室及前、后轮制动气室中的气压随着充气量的增加而逐步升高,当升高到对活塞的作用力与活塞回位弹簧及阀门回位弹簧的作用力之和大于平衡弹簧的张力时,平衡弹簧被压缩。阀门也在其弹簧的作用下,始终压紧在活塞杆下端面上,这时,进、排气阀均处于关闭位置,活塞下部气室及制动气室处于封闭状态,既不与大气相通也不与贮气筒相通。这时活塞及活塞杆所处的位置,称为平衡位置。此后,只要踏板位置不再改变,则制动气室的气压不保持稳定值,与此相对应,制动力矩也就保持一定稳定值。若驾驶人感到制动力矩不够,可以将踏板再踩下去一定距离,使活塞及活塞杆重新下移,进气阀便又开启,制动气室和活塞下部气室便进一步进气,使活塞及活塞杆又回到平衡位置时为止。此时,在新的平衡状态下,制动气室所保持的稳定气压值比以前为高,相应的制动力矩也就比以前为大。反之,若驾驶人感到制动过于强烈时,可将脚抬起而让踏板向上移动一些,此时,活塞在其回位弹簧和气压作用下也向上移,将排气阀打开。制动气室和管路中的气体,分别经快速放气阀和制动阀上的排气口排出。制动气室及活塞下部气室气压随之降低,平衡弹簧伸张,将排气阀重新关闭,活塞及活塞杆又处于平衡位置。此时,因制动气室气压降低,相应的制动力矩要比以前为小。
由上述可知,制动时无论踏板踩到任意工作位置,制动阀都能自动达到并保持以进、排气阀两者都关闭为特征的平衡位置。当完全放松踏板后,活塞在其回位弹簧作用下上移,进气阀关闭,活塞杆下端面离开阀门使排气阀打开。管路中的气体经活塞杆的轴向孔、径向孔和阀体上的排气口排入大气,车轮制动解除。
图5-26 双向逆止阀的构造
4)双向逆止阀。它安装在脚制动阀和手制动阀通往制动气室管路的汇合处,其功用是当使用一种制动操纵时(脚制动阀或手制动阀),防止压缩气体从另一个制动阀的排气口排出。双向逆止阀主要由阀体、端盖、铜套和阀芯等组成(图5-26)。阀体两端用螺栓固定着左、右端盖,端盖与阀体的接合处装有密封垫。两端盖上的孔口经气管分别与脚制动阀和手制动阀相通,阀体上的孔口则经管路与制动气室相通。阀体内装有铜套,阀芯装在铜套内,在气压作用下,阀芯可在铜套内作轴向滑动。当使用脚制动阀时,压缩气体从右端盖上孔口进入阀体内,将阀芯推压在左端盖上,使左端盖上孔口关闭。压缩气体只能从阀体上的孔口去制动气室。当使用手制动阀时,则阀芯的位置及其工作情况与上述相反。
5)快速放气阀安装在靠近制动气室的管路中,其功用是放松制动踏板后,使制动气室的压缩气体由此迅速排入大气,以迅速解除对车轮的制动。快放阀主要由阀体、膜片、阀盖等组成。阀体与阀盖用螺钉连为一体,橡胶膜片装于两者之间。阀体上有三个口,左、右口为出气口,通过气管分别与左、右制动气室相通;中间口为排气口,该口既与左、右两个孔口相通又与大气相通。阀盖上有一个进气口,经过气管、双向逆止阀与制动阀相通(图5-27)。制动时,从制动阀来的压缩空气经进气口进入膜片右方,推膜片紧靠在排气口上,将排气通路封闭,气体经膜片周围空间进入阀体,从两侧出气口进入制动气室。解除制动时,制动阀至快放阀管路内的压缩气体先由制动阀排出,作用在膜片右面的压力消失,膜片的左面和右面产生压力差,在压力差的作用下,膜片左面的气压便推膜片向右运动,将排气口打开,进气口封闭,于是制动气室内的压缩空气便从排气口迅速排入到大气中。由于快放阀安装位置到制动气室的管路较短,且排气口较大,因而对气流的阻力较小,故放气迅速,制动解除较快。
6)制动气室。它是用来将气体的压力能变为推力,使车轮制动器制动。每个车轮制动器上配一个制动气室,且均为单作用式。制动气室有膜片和活塞式两种。膜片式制动气室结构简单,但行程较短,膜片也容易老化。如图5-28所示的活塞式制动气室可以克服上述缺点。即推杆的右端顶在活塞上,用一个导向管保持其中间位置,左端通过连接叉头与车轮制动器制动臂连接。活塞回位弹簧套装在活塞导向管上,当制动时,压缩气体进入气室右腔,推动活塞左移,推杆和连接叉左移,推动制动器调整臂以及凸轮转过一定角度,制动蹄张开实现制动。解除制动时,气室右腔气体经快速放气阀排出,活塞在回位弹簧作用下右移,左腔通过通气口补入空气。膜片式气室与上述结构类似,主要由壳体、端盖、活塞、橡胶皮碗、推杆、活塞回位弹簧及推杆回位弹簧等组成。制动时,压缩气体进入气室内,推动活塞左移,推杆便推动制动臂带动凸轮轴及凸轮转动一个角度,使车轮制动。当解除制动时,活塞顶部气压迅速消失,在两弹簧的作用下,活塞和推杆恢复原位,作用在制动臂、凸轮轴及凸轮上的推力消失,车轮制动即被解除。
图5-27 快速放气阀
图5-28 活塞式制动气室
7)贮气筒。它为一钢制圆筒,用于贮存压缩机压送来的气体。当压缩机停止运转时,贮气筒内的压缩气体大约可供挖掘机连续制动10次左右。贮气筒容量一般50L左右,视车辆大小有所差异,如WY60轮式挖掘机贮气筒为68L。贮气筒的一端装有一充气开关,可接上软管给轮胎充气。下方有一放水开关,一般每工作50h时后,应放出筒内污水一次,冬季则应在每天作业完后放水一次。
8)气体传递途径与工作制动原理。空气压缩机排出的压缩气体,经气体控制阀进入贮气筒,从贮气筒出来后分成两路:一路到气压表,脚制动阀;另一路到手制动阀。不制动时,气体到此为止。制动时,踩下制动踏板,脚制动阀接通,气体经双向逆止阀、快速放气阀进入制动气室,使车轮制动。解除制动时,松开制动踏板,脚制动阀关闭从贮气筒来的气路,并将制动管路气体放出,制动气室气体则从快速放气阀放出,使车轮解除制动。手制动阀向左搬到固定位置,气体经双向逆止阀、快速放气阀进入制动气室,使车轮制动。将手制动阀搬回原位关闭气路,制动气室和管路中的压缩气体便从快速放气阀和手制动阀排气口排出,制动解除。手制动阀用于挖掘机作业时使车轮长时间制动。(www.daowen.com)
3.气压双管路式制动驱动机构
为了提高制动的可靠性和安全性,许多机械车辆采用了双管路式制动驱动机构。
(1)双管路式制动驱动机构的基本组成
如图5-29所示为解放系列部分载货汽车(如CA1092等型)气压双管路式制动系统示意图。发动机驱动的活塞式空气压缩机将压缩空气经单向阀压入湿储气筒;湿储气筒上装有安全阀和供其他系统使用的压缩空气放气阀,压缩空气在湿储气筒内冷却并进行油水分离,然后进入主储气筒的前、后腔。主储气筒的前腔与制动控制阀的上腔相连,以控制后轮制动;同时通过三通管与气压表及气压调节器相连。储气筒后腔与制动控制阀的下腔相连,以控制前轮制动,并通过三通管与气压表相连。气压表为双指针式,上指针指示储气筒前腔气压,下指针指示储气筒后腔气压。供气管路中常存有压缩空气,储气筒最高气压为0.8MPa。
(2)基本原理和特点
当驾驶人踩下制动踏板时,拉杆带动制动控制阀拉臂摆动,使制动控制阀工作。储气筒前腔的压缩空气经制动控制阀的上腔进入后轮制动气室,使后轮制动;同时储气筒后腔的压缩空气通过制动控制阀下腔进入前制动气室,使前轮制动。当放松制动踏板时制动控制阀使各制动气室通大气以解除制动。由于前轮和后轮是相互独立的制动管路,两个独立系统同时出现故障的概率要小得多,即便前轮或后轮的制动回路中出现故障而使制动失效时,至少有一个回路保持前轮或者后轮的制动,因此大大提高了制动可靠性和安全性。气压双管路式制动驱动机构的许多部件与单双管路式相同,主要区别体现在双管路制动控制阀上。
图5-29 气压双管路式制动系统示意图
(3)双管路制动控制阀的结构原理
1)功用:制动控制阀的作用是控制从储气筒充入制动气室和挂车制动控制阀的压缩空气量,从而控制制动气室中的工作气压,并保证制动气室的气压与踏板行程有一定的比例关系。
2)类型:制动控制阀常见结构有串联活塞式和并联膜片式。如解放CA1092型汽车采用的是串联活塞式制动控制阀;东风EQ1090E型汽车采用并联膜片式气压制动控制阀。
3)结构:串联活塞式制动控制阀结构如图5-30所示,它由上盖、上阀体、中阀体和下阀体等组成,并用螺钉联接在一起,其间装有密封垫。中阀体上的通气口A1和B1,分别接后桥储气筒和后桥制动气室;下阀体上的通气口A2和B2分别接前桥储气筒和前桥制动气室。上下活塞与壳体间装有密封圈。下活塞由大小两个活塞套装在一起,小活塞对大活塞能进行单向分离。上腔阀门滑动地套装在芯管上,其外圆有密封隔套。下腔阀门滑动地套在有密封圈的下阀体中心孔中,中空的芯管和小活塞制成一体。
图5-30 双腔串联活塞式双管路气压制动控制阀
4)原理:制动时,如图5-31所示,驾驶人将制动踏板踩到一定距离,通过滚轮、推杆使平衡弹簧及上腔活塞向下移动,消除排气间隙(上腔阀门与上腔活塞之间)而推开上腔阀门,此时,从储气筒来的压缩空气经A1阀门与中阀体上的进气阀座间的进气间隙进入G腔,并经出气口B1进入后制动气室,使后轮制动。与此同时,进入G腔的压缩空气通过通气孔F进入大活塞及下腔小活塞的上方,使其下移推开下腔阀门,此时从前桥储气筒来的压缩空气经下腔阀门与下体阀座之间形成的进气间隙进入H腔,并经出气口B2充入前制动气室,使前轮制动。当制动踏板保持在某一位置(维持制动状态)时,压缩空气在进入G腔的同时由通气孔E进入上腔活塞的下方,并推动上腔活塞上移,使G腔中气压作用与复位弹簧的张力之和与平衡弹簧的压紧力相平衡,此时上腔阀门和下腔阀门均关闭,G腔和H腔中的气压保持稳定状态,即为制动阀的平衡位置。若驾驶人感到制动力量不足,可将踏板再踩下去一些,此时上腔阀门和下腔阀门又会重新开启,使中阀体的G腔和下阀体的H腔及制动气室进一步充气,直至G腔中气压又一次达到与平衡弹簧的压力平衡,而H腔中的压缩空气对下腔活塞向上的压力重新与下腔活塞上方的压缩空气对下腔活塞向下作用的压力相平衡。在此新的平衡状态下,制动气室所保持的稳定压力比以前更高。同时,平衡弹簧压缩量和踏板力也比以前更大。
当放松制动踏板时,操纵摇臂复位,芯管上移,平衡弹簧恢复到原来装配长度,上腔活塞上移到使下端与上腔阀门之间形成排气间隙。后制动气室的压缩空气经G腔排气间隙和其下面的排气口C排入大气;与此同时,下腔大活塞及下腔小活塞受复位弹簧的张力的作用而上升,使下腔阀门与下阀体的阀座接触,从而关闭储气筒与前制动气室的通路;另一方面,由于下腔大活塞及下腔小活塞的上移,使小活塞的下端与下腔阀门之间也形成排气间隙,前制动气室的压缩空气经H腔及所形成的排气间隙以及下腔阀门和排气口C排入大气中。
图5-31 双腔串联活塞式双管路气制动控制阀工作原理
若前桥管路失效,控制阀的上腔室仍能按上述方式工作。故后桥管路照常工作。当后桥管路失效时,由于下腔室的大活塞上方建立不起控制气压而无法动作,上腔平衡弹簧将通过上活塞推动小活塞及芯管使小活塞与大活塞单向分离而下移,推开下阀门使前桥管路建立制动气压、并利用小活塞和平衡弹簧的张力相互平衡起随动作用。
为了消除上活塞与上阀门间的排气间隙(1.2mm±0.2mm)所需要的踏板行程,称为制动踏板自由行程。排气间隙亦可进行调整。
当前,越来越多的在载重汽车均采用双回路气压制动系统。如东风系列汽车EQ1090E等型,不过其制动控制阀为并联膜片式。它由彼此独立的前腔制动阀和后腔制动阀及两阀共用的平衡臂、平衡弹簧、拉臂及上体等部分组成,在此不再赘述。
4.真空助力液压式制动驱动机构
(1)组成及液压回路途径
ZL40装载机脚制动传动机构主要由真空泵、真空筒、真空增压器、制动总泵、制动分泵等组成(图5-32)。发动机工作时带动真空泵工作,把真空筒抽成真空。当踩上制动踏板时,制动总泵的油液一路去变速操纵阀,使变速器脱档;另一路到真空增压器辅助泵,经真空增压器增压后,分别进入各制动分泵,使车轮制动。
图5-32 真空助力液压式制动驱动机构简图
(2)各部件结构及工作原理
1)真空泵。用于将真空系统抽成真空,通过真空增压器减轻制动时的操纵力。真空泵安装在车架上,通过V带由发动机带动。它主要由泵体、转子、支架、带轮及驱动轴等组成。真空泵的润滑由发动机机油泵供油润滑,润滑后的机油流入发动机油底壳。V带松紧度的调整在支架固定螺栓处进行。真空泵的工作原理和叶片式空压机基本相同。所不同的是真空泵的进气口和真空筒相通,排气口和大气相通。工作时将真空筒的空气抽出排入大气,使系统形成真空。
2)真空筒及制动总泵。其结构及工作原理如下。
①真空筒又称真空罐。它是一钢制圆筒,固定在车架上,通过管道分别与真空泵和真空增压器相通。其功用是保持真空加力气室有较高的真空度,并可在发动机熄火后进行几次制动加力。
②制动总泵。安装在驾驶室底板下边,通过油管和真空增压器相通,其结构和工作原理与本章第二节的制动总泵相同。
3)真空增压器。其功用、结构及工作原理如下。
①功用:制动时,通过真空加力对进入辅助泵的压力油进一步加压,使进入分泵的油液压力远远高于总泵,以提高其制动效能。
②结构:真空增压器主要由辅助泵、控制阀、加力气室三大部分组成(图5-33)。辅助泵主要由泵体、活塞、活塞回位弹簧、限位座、密封圈及密封座等组成。泵体用螺钉固定在气室壳体上,泵体内腔被活塞隔成左、右两腔,左腔经油管通各制动分泵;右腔经油管通制动总泵,右腔的端部装有密封圈和密封座。活塞是中空的,端部有通油孔,不制动时,在回位弹簧的作用下,紧靠在限位座上。控制阀由阀体、双重活门、膜片、膜片座、回位弹簧、活塞、空气滤清器等。阀体上通气口上装有空气滤清器。由空气阀门和真空阀门组成的双重阀门装在阀体内,空气阀门和阀体上的阀座组成空气阀,真空阀门和膜片座组成真空阀。膜片座下端与活塞相连,活塞装在活塞缸内,其上装有密封圈。不制动时,在阀门回位弹簧和膜片回位弹簧的作用下,空气阀关闭,使真空增压器气室与大气隔绝;真空阀开启,使控制阀A、B两腔互相连通。加力气室由壳体、卡箍、膜片、膜片托盘、推杆和回位弹簧等组成。壳体分前壳体和后壳体,前、后壳体通过卡箍连接固定在一起。膜片夹装在两壳体之间,并将气室分成C、D两腔,C腔通过壳体上的管接头,经管道与真空筒相通,并通过辅助泵体内的气道与控制阀下腔B相通;D腔通过连接管与控制阀上腔A相通。膜片及膜片托盘中部,通过螺母与推杆右端固定在一起,推杆左端穿过密封座。膜片及膜片托盘中部,通过螺母与推杆右端固定在一起,推杆左端穿过密封座、密封圈顶在辅助泵活塞上,其端部嵌装有球阀。回位弹簧一端顶在膜片托盘上,另一端顶在气室壳体上。
图5-33 真空增压器
③工作原理:真空增压器的工作原理如图5-34所示。不制动时,加力气室的C、D腔和控制阀的A、B腔互相连通,四个腔和真空筒具有同样的真空度。此时,加力气室中的膜片和推杆在回位弹簧的作用下,处于右边极限位置,推杆端部的钢球离开辅助缸活塞的通油口,如图5-34b所示。制动时,踩下制动踏板,制动总泵中的制动液即被压入辅助泵,开始时,因辅助泵活塞通油口是开启的,故油液可以由此进入各制动分泵。与此同时,油压还作用在控制阀活塞上,推膜片座逐渐上移,首先关闭真空阀,使上腔A和下腔B隔绝,然后开启空气阀。于是外界空气便经空气滤清器进入控制阀上腔A和加力气室右腔D,使其中的真空度降低,而控制阀下腔B和加力室左腔C中的真空度仍保持原值不变。在加力室C、D两腔压力差的作用下,气室膜片带动推杆左移,推杆端部的球阀关闭辅助泵活塞上的通油口,这样制动总泵油液便与辅助泵左腔油液隔绝。此时,在辅助泵活塞上作用着两个力:一个是由动总泵传来的油压作用力;另一个是由加力气室膜片两侧气压差造成并经推杆传来的力。所以,在辅助泵左腔及各制分泵中的油压远高于总泵所建立的油压,图5-34a所示。
图5-34 真空助力液压式制动驱动机构
a)踏下制动踏板时 b)放松制动踏板时
当踩下制动踏板并停留在某一位置时,随着控制阀A腔和气室D腔真空度的降低,控制阀膜片和双重阀门在A、B腔气压差和回位弹簧的作用下逐渐下移,直到空气阀完全关闭时为止。此时,真空阀和空气阀均处于关闭位置,推杆不再左移,各分泵油压亦不再升高,真空增压器处于平衡状态。在此平衡状态下,控制阀A腔和加力气室D腔的真空度保持一稳定值,此稳定值的大小取决于控制阀活塞下面的油压,而该油压的高低又取决于制动踏板踩下的行程。放松制动踏板时,总泵油压下降,控制阀活塞连同膜片座,在A、B两腔气压差和膜片回位弹簧的作用下,下移到极限位置,使真空阀开启,空气阀关闭。于是A腔和气室D腔的空气,经B腔和气室C腔被吸入真空筒,最后被真空泵抽出排入大气,从而使四个腔中又都具有同样的真空度。此时,加力气室膜片和推杆、辅助泵活塞都在弹的作用下各自加位,各制动分泵及辅助泵左腔的油液,经活塞通油口、油管反流回制动总泵,车轮制动解除。当真空增压器失效或真空系统无真空度时,辅助泵活塞上的通油口将一直处于开启位置,保持制动总泵和分泵之间的油路畅通。这时,整个机构还可以和液压制动传动机构一样工作,不过,此时所需要的操纵力比有真空加力时要大。
5.气液综合式双管路制动驱动机构
(1)性能特点
尽管单管路制动系统结构简单,但如果通向任何一个制动气室(或分泵)的管路发生漏气(漏油),都将导致整个制动系统失灵。为了确保行车安全,近年来许多工程机械上采用了双管路制动机构,即通向所有制动气室(或分泵)的管路分属两个独立的管路系统。这样,即使其中一个管路系统失灵,另一管路系统仍能正常工作。如ZL40、ZL50型装载机、TL180型推土机以及部分军用高速推土机和装载机等,均采用了双管路制动系统,并且在液压制动传动机构的基础上增加了一套气压系统,构成了气压和液压综合式的双管路制动传动机构。这种制动驱动机构具有气压式和液压式的综合优点,即气压传动工作可靠,操纵轻便省力;液压传动结构紧凑,制动平顺,润滑良好。下面以ZL50型装载机脚制动传动机构为例作以介绍。
(2)机构组成
ZL50型装载机脚制动传动机构采用了两个各自独立的储气筒、两个气液总泵及双腔脚制动阀,制动时通过两套独立的管路系统分别控制前、后车轮制动器。气液综合式双管路制动驱动机构主要由空气压缩机、油水分离器、压力调节器、单向阀、储气筒、脚制动阀、加力器及手操纵二通阀等组成(图5-35)。
(3)基本原理
图5-35 ZL50装载机制动传动机构
空气压缩机由发动机带动,压缩空气经油水分离器、压力调节器、单向阀进入储气筒,压力为0.7MPa。储气筒入口处分别装有单向阀,使两储气筒互相隔绝,以保证两管路系统的独立性。踩下制动踏板,储气筒内的压缩气体经脚制动阀的上、下腔分别进入前、后加力器,产生高压油推动盘式制动器的活塞、摩擦片,压向制动盘,使车轮制动。放松制动踏板,加力器的压缩空气从脚制动阀排入大气,液压系统压力消失,制动解除。
(4)主要组成部件
1)双缸活塞式空气压缩机,为柴油机的附件,其进气管与发动机进气管道相连通。从发动机引入的由量孔限定的机油到空气压缩机油底壳,并保持一定高度的油面,多余的油经油管流回发动机油底壳。
2)双腔脚制动阀。其功用、结构组成及工作情况如下。
①基本功用。用来控制制动时充入加力器气室的压缩空气量,亦即控制加力器的压力,借以取得不同的制动强度。图5-36所示为用于双管路制动系统的串联式双腔脚制动阀。
②结构组成。主要由制动踏板、壳体、阀门、顶杆、大小活塞、活塞杆、弹簧、膜片等组成。壳体分上壳体、中壳体和下壳体三部分。中壳体上的A、B口分别通至后轮制动储气筒和后加力器气室,下壳体上的C、D口分别通至前轮制动储气筒和前加力器气室。在上壳体上端有被滤网罩着的通大气口K。中壳体内有三条垂直孔道,孔道内各装一根顶杆,支撑在下膜片夹板上。通道H用以沟通上平衡气室G和气室F。排气芯管紧固在橡胶尼龙膜片中央,膜片外缘夹紧在壳体之间。
③工作情况。当制动踏板踏下一定行程时,推杆和平衡弹簧推动上膜片和上排气芯管下移。先是上排气芯管下端面与后轮制动进气阀接触,上排气通道被关闭,随后将后轮进气阀推离阀座,后轮进气阀开启。后制动储气筒的压缩空气便从通气口A进入上平衡气室G,再由此一方面从通气口B充入后加力器气室,另一方面还经通道H充入气室F,并推动下膜片和下排气芯管下移,压下前轮进气阀门,使下排气通道关闭,前轮进气阀门开启。此时前制动储气筒的压缩空气自通气口C经下平衡气室E,再经D口而充前加力器气室。随着充气量的增加,平衡气室G、E和加力器气室的气压逐渐升高。在平衡气室G中空气压力的作用下,上膜片向上拱曲,平衡弹簧被压缩,上膜片带动上排气芯管上移,与此同时,进气阀在其弹簧作用下也随之上升,直到与壳体上进气阀座接触时为止。这时进气阀和排气通道都关闭。只要踏板位置不再改变,加力器气室气压以及经平衡弹簧传给制动踏板的反作用力保持稳定。使所获得的制动力与踏板行程及作用力保持一定的比例关系,这时膜片和排气芯管所处的位置即为平衡位置。当上膜片回升到平衡位置时,气室G和F中的气压即保持稳定,下膜片也就随之达到平衡位置。若驾驶人感到制动强度不足,可继续加大对踏板的作用力和踏板行程,进气阀便重新开启,使加力器气室和平衡气室进一步充气,直到膜片和排气芯管又回到平衡位置为止。并在新的平衡状态下,加力器气室所保持的稳定气压比以前高,从而加大了制动力。
图5-36 双管路制动系统双腔脚制动阀
由于下腔气压是受上腔气压操纵而工作的,下腔气压的变化总是落后于上腔,故前轮制动比后轮制动稍晚,这有利于提高制动时车辆的方向稳定性。当制动踏板接近于踩到底时,上膜片可以通过其夹板和三根顶杆直接压下膜片和下排气芯管,迫使下腔进入工作,并直接借平衡弹簧的压缩变形来使下腔达到平衡状态,即下腔由气操纵变为机械操纵。这样,就能保证在上腔气路系统失灵时,下腔仍能工作。松开制动踏板,上排气通道首先打开;后加力器气室、上平衡气室G和气室F中的压缩气体经上膜片排气芯管的中央通道由气口K排入大气,气室F中的气压立即降低,同时下膜片在下平衡气室E中气压作用下也开始上拱,使下排气通道打开;最后所有气室中的压缩气体都降为大气压,制动解除。
3)气液总泵。其结构组成及工作情况如下。
图5-37 气液总泵结构
①结构组成:它是一个制动增力器,采用气推油式的结构,如图5-37所示。增力器由活塞式加力气室和液压总泵两部分组成,两者用螺钉联接。活塞式加力气室主要由泵体、活塞、推杆、回位弹簧等组成。壳体端部有气管接头,通过气管与脚制动阀相通。液压总泵主要由总泵缸体、总泵液压缸活塞、回位弹簧等组成。组合阀是由单向出油阀和单向回油阀组成。组合阀的结构能够保证:当总泵液压缸活塞右移时,允许油液由总泵压向分泵(经出油阀);当总泵活塞左移时,允许油液由分泵流回总泵(经回油阀);当总泵活塞不动时,则切断总泵与管道、分泵间的通路(出油闹和回油阀均关闭)。
②工作情况:踩下制动踏板,压缩空气推动气室活塞克服弹簧的阻力,通过推杆使液压总泵的液压缸活塞右移,总泵缸体内的制动液产生高压,推开出油阀,进入制动轮缸(制动分泵),产生制动。当气压为0.7MPa时,出口的油压约为10MPa。松开制动踏板,压缩空气从气管接头返回,气室活塞和液压缸活塞在弹簧作用下复位,制动器的制动液经油管推开回油阀流回总泵内。若制动液过多,可以经补偿孔b流入储液室。制动踏板松开过快,制动液滞后未能及时随活塞返回时,总泵缸内形成低压。在大气压力作用下,储油室的制动液经回油孔a,穿过活塞头部的6个小孔,皮碗周围缝隙补充到总泵内。再次踏下制动踏板时,制动效果增大。回油阀上装一小阀门,它关闭时,液压管路保持0.07~0.1MPa的压力,防止空气从油管接头或制动器皮碗等处侵入系统。
4)制动分泵。制动分泵的结构组成及工作原理如下。
①结构组成:通过螺钉固定在支承轴座的凸缘盘上。每个车轮制动器上都有4个分泵,它主要由泵体、活塞、回位弹簧、挡圈、放气螺钉等组成(图5-38)。泵体上有油管接头,并通过油道与气液总泵相通,其上装有放气螺钉,在泵体和支承轴座间装有调整垫片,以调整制动器间隙。放气螺钉拧在泵体上,它有左右螺纹之分,装制动器时应使螺钉向上,不得倒置。
②工作原理:制动时,从气液总泵来的高压油通过油管进入分泵时,压缩回位弹簧,推动活塞移动,使钳盘式制动器主动摩擦盘与被动摩擦盘压紧而使车轮制动。解除制动时,气液总泵来的高压油压力降低,活塞靠回位弹簧的张力使其恢复原位。此时,钳盘式制动器主动摩擦盘与被动摩擦盘间的压力消失,产生间隙,制动解除。
5)压力调节器。其功用、组成、结构及工作原理如下。
图5-38 制动分泵
①功用、组成与结构:压力调节器可使储气筒内的气压保持在0.7~0.8mm范围之内,以保证气压操纵系统安全可靠的工作。压力调节器主要由阀体、出气阀、放气阀、膜片、调压阀、调整螺钉等组成(图5-39)。出气阀通过阀杆装在导管内,其上装有回位弹簧。放气阀用螺母固定在阀杆上,阀杆与活塞装在一起。活塞背面装有皮碗,并有气道与膜片调压阀相通。
图5-39 压力调节器
②工作原理:空气压缩机输出的压缩空气经油水分离器自进气孔进入调节器,迫使出气阀开启而经出气孔充入储气筒,同时放气阀在气压作用下保持紧闭。通过出气阀的压缩空气还经带滤网的通道进入膜片上室,当储气筒气压达到0.7~0.8MPa时,膜片左方的空气总压力克服膜片右边弹簧的作用而向右拱曲,由于膜片的拱曲离开通气螺塞,使进入膜片左室的压缩空气通过通气螺塞中心孔由气道进入放气阀驱动活塞的上腔,推开放气阀,于是自进气孔进入的压缩空气便直接从放气孔排入大气,出气阀则在弹簧作用下关闭。出气阀实际上是一个单向阀,其弹簧很软,并且放气孔很大,阻力较小,因而这时压缩机处于卸荷状态。当储气筒内的气压降低到小于0.7MPa时,膜片在其弹簧作用下回复原位,并紧压在通气螺塞的端面堵住通气孔。在弹簧作用下,放气阀回到关闭位置,同时推动活塞上移,将活塞上方空气从排气螺塞的小孔排出,于是压缩空气又冲开出气阀而充入储气筒。排气螺塞上小孔必须保持畅通,否则放气阀将不能关闭。压力调节器所控制的气压值由调整螺钉来调整。拧出调整螺钉,气压值降低;反之,气压值增高。
6)油水分离器。其功用、组成、结构及工作原理如下。
①功用、组成与结构:油水分离器的作用是过滤空气、向轮胎充气和控制管路气压不超过0.9MPa。油水分离器主要由罩壳、滤芯、进气阀和安全阀等组成(图5-40)。壳体A孔与空气压缩机相通,C孔与压力调节器相通。罩壳由固定螺母通过导管固定在壳体上,罩壳内装有滤芯,滤芯与锁紧螺母之间装有弹簧,罩壳侧下方装有放污螺塞。阀杆下端拧有翼形螺母,通过导管使进气阀门压缩弹簧,处于开启位置。为了保证向轮胎充气时的安全,壳体上还装有安全阀,安全阀的钢球由调整螺钉、锁紧螺母和弹簧把它压紧在阀座上。
图5-40 油水分离器
②工作原理:来自压缩机的压缩空气自A孔进入,通过滤芯后,从中央导管上部的径向孔进入导管内。由于进气阀总是被翼形螺母通过阀杆顶死在开启位置,故滤去油水的压缩气体得以通过进气阀进入压力调节器。为不使油水分离器中气压过高,在顶部装有安全阀,当气压超过0.9MPa时,气压顶开安全阀钢球,压缩空气便从安全阀排气孔排入大气,空压机卸荷。在向轮胎充气前或行驶500km以后,拧出放油螺塞,清除其内积存的油污。当需要向轮胎充气时,可拧下翼形螺母,再拧上充气软管,进气阀便在弹簧作用下紧闭,压缩空气便只能从中心管下口通过软管充入轮胎。需要注意的是安全阀在出厂时已调整好,并加铅封,不要随意拆卸。
图5-41 手操纵二通阀
7)手操纵二通阀。其功用、组成及工作原理如下。
①功用与组成:作用是切断或接通由脚制动阀通往变速器制动脱档阀之间的气路。主要由阀体、顶杆、阀门总成、拨杆及弹簧等组成(图5-41)。
②工作原理:当装载机在平地上行驶或作业时,将拨杆扳到图5-41所示A位置,由于拨杆的凸轮作用,使顶杆克服回位弹簧的弹力向下移动,顶开阀门总成。当踩下制动踏板时,从脚制动阀来的压缩空气经C口进入,通过阀门,从D口到变速操纵阀,切断油路,使离合器分离,变速器位于空挡。于是在制动的同时切断动力,使制动效果更好。这时变速压力表指零。当装载机在坡道上行驶或作业时,将拨杆扳到图示B位置,拨杆凸轮部分离开了顶杆,顶杆在回位弹簧的弹力作用下复位,使阀门关闭,切断气路,离合器不分离,变速器仍挂挡。这样,当装载机在坡道上制动后能迅速加速起步,避免装载机制动时传动系动力被切断出现溜坡。
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