半挂汽车列车制动系统的优化设计

长期在山路上驾驶半挂汽车列车的司机都有如此经历：当驾驶车辆下长坡时，为了稳定车速或减速，一般采用排气制动，配合踩刹车。踩刹车在下长坡时不宜连续使用，否则气压过低，一旦遇到紧急情况，易导致危险，因此排气制动成为司机朋友们在下长坡时最常用的制动装置。目前国内很多中重型车上基本都装有这种系统，其基本原理就是制造发动机排气阻力，使发动机转速降下来，从而降低车速。  
   排气制动固然很好，但其作用有限，对于不带挂的载货车来说效果很好，但它对半挂汽车列车来说有一定的局限性。因为排气制动只作用于牵引车，对半挂车不起作用，造成牵引车受到半挂车的冲击，制动时易发生折叠，列车在满载的情况下感觉更明显。 
　　1 设计改进 
　　针对上述问题，对半挂汽车列车传统的制动系统(图1)进行改进设计。 

图1 传统牵引车气制动系统(局部) 
　　1．1 串联法 
　　具体地讲，就是在原手制动阀E与挂车控制阀C之间的连接管路上串联一个手制动阀F(图2)。该阀是一个常通阀，无锁止机构即手柄操作后松开能自动复位。其工作特性如图3。 
　　该系统的工作原理是：当汽车下长坡时，缓缓操纵手制动阀F，由于手制动阀F的输出压力随手柄转角的增大而减小，作用在挂车控制阀C的43口；当手制动阀F的输出压力减少到一定程度时，挂车控制阀C内部结构的作用使挂车控制阀C的1口和2口导通，形成控制气，通过分离开关D，作用于半挂车的控制管路，使半挂车制动，减速或稳定车速，避免冲击和折叠。 

图2 串联法改进 

图3 手制动阀的特性曲线图 
　　1．2 并联法 
　　所谓并联，就是将图中的手制动阀F与气制动阀A并联(图4)，实际上是与气制动阀A的其中一个回路并联，然后通过双通单向阀G将制动管路合并到挂车控制阀C的41口。这个并联的子系统不影响原来系统的性能，驾驶员可操纵手制动阀实现对半挂车的单独制动，这里采用的手制动阀F与串联改进措施中采用的手制动阀的工作特性不一样。该阀是一个常闭阀，其理论特性曲线如图5。该阀亦无锁止机构，手柄能自动复位。输出压力随转角的不同呈线性变化，亦是一个渐变过程。为防止手柄转到最大角度时使半挂车抱死，手制动阀的最大输出气压不宜过高，可根据制动系统的具体情况选择一个合适的输出气压范围。 

图4 并联法改进 

图5 手制动阀F的理论特性曲线图 
　　该系统的工作原理是：下长坡时，操纵手制动阀F，输出口的气压随手柄转角的增大而增大；通过双通单向阀作用在挂车控制阀C的41口处，使其排气阀门关闭，进气门打开，2口有气压输出，输出气压作用在半挂车的控制管路，从而使半挂车制动而减速。上述两项改进不仅切实可行，而且方法简单。目前国内有实力生产阀类的汽车零部件厂家通过引进技术等手段已能生产这两种手制动阀。改进后的制动系统使传统的制动系统增加了一项制动安全保障：下长坡时，驾驶员可根据实际情况提前适当制动半挂车，使采用传统制动系统的半挂车由被动变为主动制动，避免半挂车的冲击，使列车保持较好的行车状态，增强驾驶员的应急能力；另外，当牵引车主制动失效时，用半挂车单独制动来逐步实现列车的制动，可预防事故的发生。 
　　目前在我们新开发的几种牵引车上进行了试装，并随车在安徽定远汽车试验场进行了15000km可靠性试验。试验结果表明，这两种改进措施效果明显，有效地控制了下长坡时半挂车对牵引车的冲击，提高了半挂汽车列车制动系统的安全性、可靠性和行驶的稳定性，是非常有效的改进措施。需要说明的是，这两种改进措施是为特种情况下设置的制动装置，在平时的正常行车过程中应尽量少使用，以减少半挂车制动器的早期损坏。