某純電動客車后輪抱死分析及改進(jìn)

杜微微， 趙昌鋒

(一汽解放汽車有限公司, 長春 130011)

制動系統(tǒng)是車輛安全的重要保障[1-2]?，F(xiàn)階段，純電動客車大多沿用傳統(tǒng)的制動系統(tǒng)型式[3-4]。隨之而來產(chǎn)生了新的問題。本文針對某純電動客車在行車制動時(shí)發(fā)生后輪抱死的問題進(jìn)行分析，并提出解決方案。

1 故障現(xiàn)象及原因分析

在性能試驗(yàn)過程中偶然發(fā)生后輪冒煙。理論分析導(dǎo)致問題的原因可能有：①駐車制動管路漏氣；②門泵制動管路漏氣；③四回路保護(hù)閥故障；④制動原理缺陷；⑤電動空氣壓縮機(jī)開啟壓力過低。

針對可能導(dǎo)致問題的原因進(jìn)行逐一排查：①對駐車制動管路進(jìn)行保壓試驗(yàn)，管路正常不漏氣；②對門泵制動管路進(jìn)行保壓試驗(yàn)，存在漏氣點(diǎn)，但漏氣量不大；③更換四回路保護(hù)閥，故障現(xiàn)象仍然存在。

為了弄清是后面哪種原因，首先對電動空壓機(jī)的啟停原理進(jìn)行說明：

車輛運(yùn)行過程中，當(dāng)檢測到行車貯氣筒中的氣壓≤0.6 MPa時(shí)，啟動電動空氣壓縮機(jī)為車輛打氣。貯氣筒內(nèi)的氣壓不斷升高，當(dāng)制動管路內(nèi)的氣壓達(dá)到干燥器的卸荷壓力時(shí)，干燥器卸荷。當(dāng)干燥器卸荷時(shí)，干燥器傳感器會發(fā)出電信號傳遞給整車控制器，整車控制器控制電動空氣壓縮機(jī)停機(jī)。

為掌握行車制動管路氣壓與駐車制動管路氣壓的關(guān)系，做以下試驗(yàn)：多次深踩制動踏板，令行車制動管路內(nèi)壓力下降到電動空氣壓縮機(jī)的啟動壓力以下，此時(shí)電動空氣壓縮機(jī)啟動為車輛打氣。當(dāng)電動空氣壓縮機(jī)停止打氣后，緩慢淺踩制動踏板，令行車制動管路的壓力緩慢下降，同時(shí)監(jiān)測駐車制動管路的氣壓。經(jīng)測量，行車制動管路內(nèi)氣壓為0.7～1 MPa時(shí)，駐車制動管路內(nèi)壓力隨行車制動管路氣壓的下降而下降；行車制動管路內(nèi)氣壓小于0.7 MPa時(shí)，駐車制動管路內(nèi)的氣壓不再下降，維持在0.7 MPa。此現(xiàn)象符合四回路保護(hù)的限壓保護(hù)功能，即當(dāng)制動管路內(nèi)的氣壓下降到四回路保護(hù)閥的駐車制動管路的限壓止回閥關(guān)閉值(0.7 MPa)時(shí)，限壓止回閥關(guān)閉，駐車制動管路與行車制動管路相互獨(dú)立。

當(dāng)行車制動管路氣壓在0.7 MPa以下時(shí)，由于氣路相互獨(dú)立，行車制動不會消耗駐車制動管路內(nèi)的空氣，而試驗(yàn)中發(fā)生行車制動時(shí)后輪抱死的故障表明，此時(shí)駐車制動管路實(shí)際上是漏氣的，需要找到漏氣的原因。故做以下試驗(yàn)：當(dāng)制動管路內(nèi)初始?xì)鈮簽? MPa時(shí)，執(zhí)行多次開啟車門操作。初始階段行車制動管路氣壓、駐車制動管路氣壓和門泵管路氣壓同時(shí)下降，當(dāng)氣壓下降到0.62 MPa時(shí)，行車制動管路氣壓不再下降，駐車制動管路氣壓和門泵管路氣壓仍在下降；當(dāng)駐車制動管路氣壓下降到0.43 MPa時(shí)，駐車制動管路氣壓不再下降，門泵管路氣壓繼續(xù)下降，直至管路內(nèi)氣壓為0。此現(xiàn)象符合四回路保護(hù)閥的限壓保護(hù)功能，即當(dāng)制動管路內(nèi)的氣壓下降到四回路保護(hù)閥的各限壓止回閥關(guān)閉值時(shí)(行車制動的閥值為0.62 MPa,駐車與門泵制動管路的閥值為0.43 MPa)，限壓止回閥關(guān)閉。

本文后橋氣室制動解除壓力為0.52 MPa,當(dāng)駐車制動管路氣壓低于0.52 MPa時(shí)，后橋即發(fā)生抱死現(xiàn)象。而電動空氣壓縮機(jī)的開啟壓力為行車制動壓力，小于等于0.6 MPa，開啟壓力可以滿足駐車制動要求。通過以上檢測結(jié)果可以看出，當(dāng)氣壓在0.43 MPa以上時(shí)，駐車制動管路氣壓會隨著門泵管路氣壓下降而下降。所以“④制動原理缺陷”是本車故障的根本原因。

2 改進(jìn)措施

在車輛行駛過程中，傳統(tǒng)車的空氣壓縮機(jī)一直處于工作狀態(tài)，保證了制動管路內(nèi)的高氣壓[5-6],所以傳統(tǒng)車不會出現(xiàn)因行車制動系統(tǒng)的氣壓低而發(fā)生制動抱死的問題。而電動車為降低能耗和延長電動空氣壓縮機(jī)的使用壽命，對電動空氣壓縮機(jī)的啟停進(jìn)行了控制[7-8]。本車只有當(dāng)行車制動管路內(nèi)的氣壓低于0.6 MPa時(shí)電動空氣壓縮機(jī)才開始打氣。

為保證駐車制動管路氣壓高于后橋氣室制動解除壓力，改進(jìn)方案如下。

方案1：提高空氣壓縮機(jī)開啟壓力，由原來的0.6 MPa提高到0.65 MPa。此方式可以使行車制動管路內(nèi)的氣壓始終高于四回路閥開啟壓力0.62 MPa，使得行車制動管路與駐車制動管路始終連通，從而保證了駐車制動管路的氣壓≥0.65 MPa。此方案優(yōu)點(diǎn)是：只需要更改標(biāo)定數(shù)據(jù)，簡單易行。缺點(diǎn)是：提升空氣壓縮機(jī)啟動氣壓后，整車能耗會上升，空氣壓縮機(jī)的啟停頻次增加，對其使用壽命有一定影響。

方案2：在原駐車制動管路上加裝氣壓傳感器，當(dāng)駐車制動管路氣壓低于0.55 MPa時(shí)，啟動空氣壓縮機(jī)打氣，如圖1中方案2所示。此方案優(yōu)點(diǎn)是：方法簡單，在保證駐車制動管路內(nèi)氣壓方面更加直接、可靠。缺點(diǎn)是：增加傳感器，成本增加。駐車管路與門泵管路在0.43 MPa氣壓以上聯(lián)通，引起空氣壓縮機(jī)啟停頻次較原方案稍有增加，但較方案1頻次少。

圖1 空壓機(jī)控制原理

方案3：在駐車制動管路中增加單向閥(開啟壓力為0.1～0.2 MPa)，防止駐車制動管路內(nèi)氣壓因門泵管路氣壓的降低而降低，如圖1中方案3所示。此方案優(yōu)點(diǎn)是：方法簡單。缺點(diǎn)是：新增單向閥，成本增加。

對3個(gè)方案分別進(jìn)行試驗(yàn)，均未發(fā)生后輪抱死問題。其中方案1能量消耗率最高，方案3能量消耗率最低。綜合能耗、成本、改裝難易程度等因素，最終選用方案3。

3 結(jié)束語

通過逐一分析后輪抱死故障現(xiàn)象產(chǎn)生的因素，并進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，最終找到產(chǎn)生問題的關(guān)鍵因素[9-10]。通過改進(jìn)設(shè)計(jì)，問題得到解決，為后續(xù)制動系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供參考。