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摘要：影响挂车制动响应时间的因素有多种，继动阀是其中最主要的影响因素。通过试验研究的方法验证分析了继动阀的品牌、比例及位置等要素对挂车制动响应时间的影响，为提高挂车的响应时间给出了合理的建议。
关键词：继动阀 响应时间 挂车制动
中图分类号：U469.5+3.03 文献标识码：A 文章编号：1004-0226（2018）04-0084-04
1 前言
挂车由于其效率高、运行成本低等优点，而越来越多地被用户认可和使用，逐渐成为中长途运输的主要车型。制动系统是影响挂车行驶安全性的关键部分，其制动性能的好坏直接影响交通安全，缩短制动响应时间可以很好地改善其制动协调性，提高其在运输途中的安全性[1]。
2 继动阀的工作原理
目前国内挂车制动系统主要采用的布置方式如图1所示，主要由两条管路（一条为控制管路，一条为供气管路）、继动阀、ABS控制器和制动气室4部分组成。继动阀作为挂车制动系统的核心部件，承担着整车制动系统的主要功能控制任务，其性能的好坏直接影响挂车响应时间的长短[2]。
2.1 工作制动
踩下制动踏板时，控制管路向继动阀送气，继动阀控制贮气筒给制动分泵供气产生制动力；当松开制动踏板，继动阀快速释放分泵压缩空气，解除制动状态。
2.2 反馈制动
当挂车停放时间较长，制动系统没有气压时，弹簧制动开始起作用。当牵引车供气管路向挂车贮气筒充气时，继动阀处于安全制动状态。安全状态下继动阀先将压缩空气送入各制动分泵，当挂车贮气筒气压上升至450kPa之后，安全状态解除。
2.3 紧急制动
行驶过程中，当供气管路意外损坏时，挂车贮气筒中的压缩空气通过继动阀进入制动分泵，自动执行制动措施，保证车辆紧急状况下的安全[3]。
3 影响挂车制动响应时间的因素
GB12676-2014《商用车辆和挂车制动系统技术要求及试验方法》中5.4.4条规定，对于挂车从模拟装置向控制管路提供压力达到0.065MPa时起，至挂车制动气室中压力到达稳态值的75%时，所经历的时间不应超过0.4s[4]。
由于国内挂车行业起步较晚，初期部分挂车还未安装ABS，若执行标准规定的0.48的响应时间，挂车容易抱死，加剧轮胎及制动衬片的磨损，增加客户成本，因此挂车生产企业忽视制动响应时间，通常新生产的挂车制动响应时间为0.5?0.8s，低于标准的要求[5]。近几年，由于事故频发，国家加强监管，司机安全意识増加，挂车都强制安装了ABS，响应速度加快，轮胎不再抱死；同时，响应时间变小，越能够有效避免挂车制动滞后导致的折弯事故[6]。
通过对多个不同企业产品的制动管路和结构的对比分析，选取比较常用且具有代表性的制动系统结构布置图，并设计出试验台架，如图2所示。
笔者通过试验对挂车制动系统的4部分进行分析得出，管路、继动阀、ABS控制器和制动气室对制动响应时间都有一定的影响，但影响最大的是继动阀，因此本文重点研究继动阀对挂车制动响应时间的影响。
3.1 不同比例继动阀对响应时间的影响
在国外，制动系统都是整体设计和生产，在产品匹配性上优于国内企业，他们大都很少采用大比例的继动阀，同时，由于起步早，国外的挂车已经开始配置电子制动控制系统（EBS），相对普通的气路控制，其响应时间大幅缩短。而国内，由于大部分企业还采用传统气路布置，且很少进行整体设计和测试，他们主要以采购不同的零部件进行组合而成，对继动阀的比例需求也不同。各零部件生产企业为了满足客户需求，设计并生产了不同比例的继动阀，笔者选取某品牌的不同比例继动阀进行测试，常见的继动阀的比例分别为1.0、1.4和2.1，测试结果如表1所示。
从测试结果来看，随着继动阀比例的増大，挂车的响应时间明显减小，这主要是因为进气量增加，响应时间减小。在国内，由于很多车辆大负荷行驶，多数司机感觉制动响应时间慢、力度不够，而自行更换大比例的继动阀，甚至市场了出现了“刹车王”、“柔刹王”等比例更大的继动阀，将制动过气量小的那部分行程忽略，直接进入大气量行程。虽然这样的确能够减小响应时间，但是，制动不是单方面的，而是一个整体系统，必须要讲究协调性，挂车与主车的制动相互协调，才能保证制动的效果。挂车更换为大比例继动阀以后，破坏了整车制动的协调性。从驾驶员的主观感受上，感觉到挂车制动速度快，折头的风险小了。但在空车的时候，会产生轻点制动挂车就会产生抱死现象，这就是主挂失衡造成的m。同时，大比例的继动阀，容易使轮胎产生非正常磨损，制动鼓、制动片等零部件会出现早期损坏等问题。因此，擅自采用大比例继动阀雖然缩短了响应时间，但笔者并不建议使用过大比例的继动阀，推荐从优化总体布局和整体性能方面提高响应时间。
3.2 不同品牌继动阀对响应时间的影响
在保证其他条件不变的情况下，笔者选取国内外多个厂家的继动阀进行测试，国外产品包括：Wabco、Haldex和Sealco，国内的产品有：瑞立、东方之星、百耐和海纳。测试的结果如表2所示。
从测试结果来看，大部分国内产品在响应时间上与国外水平接近，由于继动阀是相对成熟的产品，各厂家产品结构差异不大，但是外国企业ABS+继动阀都是自主生产，在产品匹配上，要优于国内企业。测试中发现，采用同一个厂家生产的所有零部件，如使用Wabco继动阀+WabcoABS，能够明显地缩短响应时间，如表3所示。
从测试结果来看，采用同一厂家的继动阀和ABS控制器的组合能够缩短响应时间，这是因为同一厂家的部件都是经过严格匹配和优化，能够达到最佳匹配值。所以，笔者推荐使用经过调试和优化的同一厂家的部件。
3.3 继动阀安装位置对响应时间的影响 从挂车的工作原理可知，当驾驶员踩下制动踏板，压缩空气经过控制管路到达继动阀，挂车储气筒的压缩空气经过继动阀到达制动气室，从而使挂车产生制动。挂车从连接接头到继动阀的管路越短，继动阀响应越迅速；制动气室建立压力时间越短，挂车响应时间相应减小。但是，挂车从连接接头到继动阀的管路减短，继动阀到气室的管路会加长，气室建立压力时间加长，挂车响应时间又会增大，因此需要找到继动阀的最佳安装位置点。
为了缩短响应时间，笔者将继动阀直接与储气筒连接，能够避免连接管路过长而增加响应时间，同时也排除了储气筒到继动阀的管路对响應时间的影响，主要考虑挂车接头到继动阀和继动阀到制动气室两段管路对响应时间的影响。
由前文中可知，由于继动阀存在不同比例，假如进出气比例为1.0，这样前后压力一致，继动阀的安装位置对响应时间没有影响，但是假如比例大于1.0后，继动阀到制动气室的距离大于挂车接头到继动阀的距离时，能够减少响应时间。
3.4 实车测试
从前文可以得到提高响应时间的措施主要有：
a.适当的增加继动阀的比例，当继动阀的比例大于1.0时，缩短挂车接头到继动阀的管路长度，能够减少挂车响应时间；
b.采用同一个厂家的整体系统部件，能够缩短挂车响应时间。
笔者随机抽取挂车样车进行测试，测量其制动响应时间。同时，汽车制动性能的好坏还需通过道路试验进行验证，因此还进行了挂车O型试验。首先进行直接测试，然后进行调试优化，再进行一次响应时间和挂车O型试验。O型试验中仅对挂车进行制动，在保证其他变量不变的情况下，测量三次，取结果的平均值，得到数据如表4所示。
从测试的结果来看，按照前述方法调试之后的响应时间明显加快，且达到标准规定的限值，从而使得制动距离缩短，制动性能明显提高。
4 结语
继动阀作为挂车制动系统的关键部件，其进出气比例越大，挂车的响应时间越快，但是比例过大，容易导致轮胎产生非正常磨损，使得制动鼓、制动片等零部件出现早期损坏等问题。因此，笔者不建议使用过大比例的继动阀，推荐使用经调试过的同一厂家的继动阀和ABS控制阀，同时将继动阀与储气筒直接连接，并缩短接头到继动阀的管路距离，也能缩短挂车的响应时间，使挂车制动性能达到最佳。
参考文献
[1]李玉宝.多轴半挂车制动系统的改进设计[J].专用汽车，2004（10）：21-22.
[2]盛成伟.简析货运半挂车的制动系统[J].商用汽车，2009（08）：135-136.
[3]詹斌.半挂车制动反应时间影响因素分析[J].专用汽车，2013（04）：86-87.
[4]GB/T 13594-2003机动车和挂车防抱制动性能和试验方法[S].
[5]GB 12676-2014商用车辆和挂车制动系统技术要求及试验方法[S].
[6]GB 7258-2017机动车运行安全技术条件[S].
[7]魏福尊.新型紧急继动阀在半挂车上的应用[J].专用汽车，2008（06）：60-61.
[8]federal motor vehicle safety standard FMVSS 121 air brake system[S].
[9]UN ECE R13 uniform provisions concerning the approval of vehicles of categories M N and O with regard to braking[S].
关键词：继动阀 响应时间 挂车制动
中图分类号：U469.5+3.03 文献标识码：A 文章编号：1004-0226（2018）04-0084-04
1 前言
挂车由于其效率高、运行成本低等优点，而越来越多地被用户认可和使用，逐渐成为中长途运输的主要车型。制动系统是影响挂车行驶安全性的关键部分，其制动性能的好坏直接影响交通安全，缩短制动响应时间可以很好地改善其制动协调性，提高其在运输途中的安全性[1]。
2 继动阀的工作原理
目前国内挂车制动系统主要采用的布置方式如图1所示，主要由两条管路（一条为控制管路，一条为供气管路）、继动阀、ABS控制器和制动气室4部分组成。继动阀作为挂车制动系统的核心部件，承担着整车制动系统的主要功能控制任务，其性能的好坏直接影响挂车响应时间的长短[2]。
2.1 工作制动
踩下制动踏板时，控制管路向继动阀送气，继动阀控制贮气筒给制动分泵供气产生制动力；当松开制动踏板，继动阀快速释放分泵压缩空气，解除制动状态。
2.2 反馈制动
当挂车停放时间较长，制动系统没有气压时，弹簧制动开始起作用。当牵引车供气管路向挂车贮气筒充气时，继动阀处于安全制动状态。安全状态下继动阀先将压缩空气送入各制动分泵，当挂车贮气筒气压上升至450kPa之后，安全状态解除。
2.3 紧急制动
行驶过程中，当供气管路意外损坏时，挂车贮气筒中的压缩空气通过继动阀进入制动分泵，自动执行制动措施，保证车辆紧急状况下的安全[3]。
3 影响挂车制动响应时间的因素
GB12676-2014《商用车辆和挂车制动系统技术要求及试验方法》中5.4.4条规定，对于挂车从模拟装置向控制管路提供压力达到0.065MPa时起，至挂车制动气室中压力到达稳态值的75%时，所经历的时间不应超过0.4s[4]。
由于国内挂车行业起步较晚，初期部分挂车还未安装ABS，若执行标准规定的0.48的响应时间，挂车容易抱死，加剧轮胎及制动衬片的磨损，增加客户成本，因此挂车生产企业忽视制动响应时间，通常新生产的挂车制动响应时间为0.5?0.8s，低于标准的要求[5]。近几年，由于事故频发，国家加强监管，司机安全意识増加，挂车都强制安装了ABS，响应速度加快，轮胎不再抱死；同时，响应时间变小，越能够有效避免挂车制动滞后导致的折弯事故[6]。
通过对多个不同企业产品的制动管路和结构的对比分析，选取比较常用且具有代表性的制动系统结构布置图，并设计出试验台架，如图2所示。
笔者通过试验对挂车制动系统的4部分进行分析得出，管路、继动阀、ABS控制器和制动气室对制动响应时间都有一定的影响，但影响最大的是继动阀，因此本文重点研究继动阀对挂车制动响应时间的影响。
3.1 不同比例继动阀对响应时间的影响
在国外，制动系统都是整体设计和生产，在产品匹配性上优于国内企业，他们大都很少采用大比例的继动阀，同时，由于起步早，国外的挂车已经开始配置电子制动控制系统（EBS），相对普通的气路控制，其响应时间大幅缩短。而国内，由于大部分企业还采用传统气路布置，且很少进行整体设计和测试，他们主要以采购不同的零部件进行组合而成，对继动阀的比例需求也不同。各零部件生产企业为了满足客户需求，设计并生产了不同比例的继动阀，笔者选取某品牌的不同比例继动阀进行测试，常见的继动阀的比例分别为1.0、1.4和2.1，测试结果如表1所示。
从测试结果来看，随着继动阀比例的増大，挂车的响应时间明显减小，这主要是因为进气量增加，响应时间减小。在国内，由于很多车辆大负荷行驶，多数司机感觉制动响应时间慢、力度不够，而自行更换大比例的继动阀，甚至市场了出现了“刹车王”、“柔刹王”等比例更大的继动阀，将制动过气量小的那部分行程忽略，直接进入大气量行程。虽然这样的确能够减小响应时间，但是，制动不是单方面的，而是一个整体系统，必须要讲究协调性，挂车与主车的制动相互协调，才能保证制动的效果。挂车更换为大比例继动阀以后，破坏了整车制动的协调性。从驾驶员的主观感受上，感觉到挂车制动速度快，折头的风险小了。但在空车的时候，会产生轻点制动挂车就会产生抱死现象，这就是主挂失衡造成的m。同时，大比例的继动阀，容易使轮胎产生非正常磨损，制动鼓、制动片等零部件会出现早期损坏等问题。因此，擅自采用大比例继动阀雖然缩短了响应时间，但笔者并不建议使用过大比例的继动阀，推荐从优化总体布局和整体性能方面提高响应时间。
3.2 不同品牌继动阀对响应时间的影响
在保证其他条件不变的情况下，笔者选取国内外多个厂家的继动阀进行测试，国外产品包括：Wabco、Haldex和Sealco，国内的产品有：瑞立、东方之星、百耐和海纳。测试的结果如表2所示。
从测试结果来看，大部分国内产品在响应时间上与国外水平接近，由于继动阀是相对成熟的产品，各厂家产品结构差异不大，但是外国企业ABS+继动阀都是自主生产，在产品匹配上，要优于国内企业。测试中发现，采用同一个厂家生产的所有零部件，如使用Wabco继动阀+WabcoABS，能够明显地缩短响应时间，如表3所示。
从测试结果来看，采用同一厂家的继动阀和ABS控制器的组合能够缩短响应时间，这是因为同一厂家的部件都是经过严格匹配和优化，能够达到最佳匹配值。所以，笔者推荐使用经过调试和优化的同一厂家的部件。
3.3 继动阀安装位置对响应时间的影响 从挂车的工作原理可知，当驾驶员踩下制动踏板，压缩空气经过控制管路到达继动阀，挂车储气筒的压缩空气经过继动阀到达制动气室，从而使挂车产生制动。挂车从连接接头到继动阀的管路越短，继动阀响应越迅速；制动气室建立压力时间越短，挂车响应时间相应减小。但是，挂车从连接接头到继动阀的管路减短，继动阀到气室的管路会加长，气室建立压力时间加长，挂车响应时间又会增大，因此需要找到继动阀的最佳安装位置点。
为了缩短响应时间，笔者将继动阀直接与储气筒连接，能够避免连接管路过长而增加响应时间，同时也排除了储气筒到继动阀的管路对响應时间的影响，主要考虑挂车接头到继动阀和继动阀到制动气室两段管路对响应时间的影响。
由前文中可知，由于继动阀存在不同比例，假如进出气比例为1.0，这样前后压力一致，继动阀的安装位置对响应时间没有影响，但是假如比例大于1.0后，继动阀到制动气室的距离大于挂车接头到继动阀的距离时，能够减少响应时间。
3.4 实车测试
从前文可以得到提高响应时间的措施主要有：
a.适当的增加继动阀的比例，当继动阀的比例大于1.0时，缩短挂车接头到继动阀的管路长度，能够减少挂车响应时间；
b.采用同一个厂家的整体系统部件，能够缩短挂车响应时间。
笔者随机抽取挂车样车进行测试，测量其制动响应时间。同时，汽车制动性能的好坏还需通过道路试验进行验证，因此还进行了挂车O型试验。首先进行直接测试，然后进行调试优化，再进行一次响应时间和挂车O型试验。O型试验中仅对挂车进行制动，在保证其他变量不变的情况下，测量三次，取结果的平均值，得到数据如表4所示。
从测试的结果来看，按照前述方法调试之后的响应时间明显加快，且达到标准规定的限值，从而使得制动距离缩短，制动性能明显提高。
4 结语
继动阀作为挂车制动系统的关键部件，其进出气比例越大，挂车的响应时间越快，但是比例过大，容易导致轮胎产生非正常磨损，使得制动鼓、制动片等零部件出现早期损坏等问题。因此，笔者不建议使用过大比例的继动阀，推荐使用经调试过的同一厂家的继动阀和ABS控制阀，同时将继动阀与储气筒直接连接，并缩短接头到继动阀的管路距离，也能缩短挂车的响应时间，使挂车制动性能达到最佳。
参考文献
[1]李玉宝.多轴半挂车制动系统的改进设计[J].专用汽车，2004（10）：21-22.
[2]盛成伟.简析货运半挂车的制动系统[J].商用汽车，2009（08）：135-136.
[3]詹斌.半挂车制动反应时间影响因素分析[J].专用汽车，2013（04）：86-87.
[4]GB/T 13594-2003机动车和挂车防抱制动性能和试验方法[S].
[5]GB 12676-2014商用车辆和挂车制动系统技术要求及试验方法[S].
[6]GB 7258-2017机动车运行安全技术条件[S].
[7]魏福尊.新型紧急继动阀在半挂车上的应用[J].专用汽车，2008（06）：60-61.
[8]federal motor vehicle safety standard FMVSS 121 air brake system[S].
[9]UN ECE R13 uniform provisions concerning the approval of vehicles of categories M N and O with regard to braking[S].