一种危险品半挂运输车气压EBS的制作方法

一种危险品半挂运输车气压ebs
技术领域
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本实用新型涉及汽车制动系统领域，尤其涉及一种危险品半挂运输车的气压ebs。


背景技术：

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目前国内危险品半挂运输车的气压电子驻车系统(ebs)主要由电控制动总阀、储气筒、气压控制阀(abs阀和比例继动阀，以及包含上述两种阀功能的桥阀等)、挂车阀、紧急继动阀、气压制动管路和制动气室、ebs ecu、各种传感器(力传感器、制动器摩擦片磨损传感器、耦合力传感器等)及电子控制线路等部件组成。驾驶员通过促动制动主阀踏板，向ebs ecu传输踏板行程及踏板力信号，以此识别驾驶员制动意图；ecu综合各传感器的实时数据，对车辆当前状态进行评估，然后根据相应的控制策略计算并输出目标压力值，通过控制气压控制元件来实施制动，缩短制动响应时间和制动距离；同时利用比例继动阀来平衡目标压力和实际压力的差值以保证制动平顺性；通过循环控制abs阀来实现防抱死动作，并保持最佳滑移率。
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上述在危险品半挂运输车上使用的ebs中，往往需要比例继动阀配合abs阀或综合以上两阀功能的桥阀等部件实现气压控制功能。但以上几种阀的核心技术掌握在国外厂商手中且价格不菲，国内同类型产品从功能和性能上均与国外产品有一定差距，从而导致目前的成熟方案均严重依赖国外厂商，一定程度上阻碍了国内危险品半挂运输车上ebs的大范围普及。此外，由于加装ebs后牵引车和半挂车之间的制动协同由ebs控制器进行管控，所以绝大部分方案均舍弃了单独的半挂车制动手阀。
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同时，随着gb 7258-2017中相关条款的实施日期的到来，总质量大于或等于12000kg的危险货物运输货车均应装备电控制动系统 (ebs)，且该国标对危险品运输车上的爆胎应急安全装置(tesd)和紧急切断阀也提出进一步明确要求，使得针对该车型的ebs有了新的设计需求和方向。


技术实现要素：

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为克服以上问题并适应国标要求，本实用新型提供了一种新型危险品半挂运输车气压ebs。本实用新型所采用的技术方案是：
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一种危险品半挂运输车气压ebs，包括ebs ecu、缓速器ecu、电控制动总阀、四回路保护阀、驻车储气罐、前轴储气罐、后轴储气罐、自动调压阀、压力微分计、前轴制动气室、双腔制动气室、驻车手控阀、半挂车制动手刹、挂车阀、快放阀、紧急继动阀、挂车驻车阀、磨损传感器、轮速传感器和紧急切断阀控制管路压力传感器，储气罐通过供能管路经四回路保护阀分别连接前轴储气罐、后轴储气罐和驻车储气罐；ebs ecu分别以电控线路连接缓速器ecu、前后轴和半挂车部分的自动调压阀、电控制动总阀、磨损传感器、轮速传感器、转向轮胎压传感器、紧急切断阀控制管路压力传感器和压力微分计；前轴储气罐以供能管路连接自动调压阀，电控制动总阀以控制管路连接自动调压阀，自动调压阀以供能管路连接前轴制动气室，在制动气室上安装压力微分计；电控制动总阀控制管路分别连接后轴自动调压
阀和挂车阀的气动控制口，自动调压阀连接制动气室，在制动气室上安装压力微分计；半挂车的前轴上的制动气室和后轴上的双腔制动气室均经供能管路连接自动调压阀；驻车储气罐以供能管路连接驻车手控阀，驻车手控阀以控制管路依次连接半挂车制动手刹和挂车阀，驻车手控阀以供能管路依次连接快放阀和双腔制动气室弹簧腔；紧急继动阀以供能管路连接半挂车上的自动调压阀和快放阀，快放阀以供能管路连接双腔制动气室的弹簧腔，紧急继动阀以控制管路连接半挂车上的自动调压阀。自动调压阀与ebs ecu通过信号线直接连接并驱动，或通过制动踏板阀气动管路进行驱动。压力微分计两端接口分别接制动气室测量口，压力微分计与ebs ecu连接，并采集制动压力变化率传输给ebs ecu。驻车手控阀为双通道手控阀，一个通道串联半挂车制动手刹后连接挂车阀，另一个通道连接驻车系统快放阀进气口。紧急切断阀的控制气由储气罐提供，中间安装压力传感器，该传感器连接ebs ecu；以保证当车辆启动时，ebs ecu能够实时检测紧急切断阀控制气管路的压力，若控制管路内有控制气压，则表示紧急切断阀未关闭，ebs ecu将限制车速在5km/h以下，并以指示灯的形式提醒驾驶员手动关闭阀门；牵引车所有车轮均安装有磨损传感器和轮速传感器，半挂车一、三轴安装轮速传感器和磨损传感器，第二轴仅安装磨损传感器；缓速器ecu与ebs ecu连接协同工作。转向轮胎压传感器通过无线射频模块与ebs ecu连接，可实时传输轮胎压力，在行车过程中如果出现爆胎情况，ebs ecu会根据转向轮胎压传感器的异常反馈调整控制策略，配合tesd保证车辆的制动能力。
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与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
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1、采用新型自动调压阀实现压力控制功能，加装压力微分计以便计算实时制动压力变化率，并将其作为控制变量应用于ebs控制计算；自动调压阀安装在制动气室附近，直接受ebs ecu控制，缩短管路距离，从而缩短了制动响应时间。
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2、加装了磨损传感器和缓速器ecu，不仅能够实时监测制动衬片磨损状态，还能充分利用辅助制动，满足了法规对危险品运输车的安全要求。
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3、在驻车手控阀与挂车阀之间串联半挂车制动手刹，以便ebs 电控失效后能利用该阀控制半挂车制动力，配合电控制动总阀保证牵引车与半挂车之间不出现碰撞或折叠。
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4、在紧急切断阀控制气管路上安装压力传感器，ebs ecu能够在车辆启动时检测紧急切断阀状态，如处于开启状态则给予驾驶员警示，必要情况下可限制车速直到驾驶员将该阀置于关闭状态。
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5、在牵引车转向轮处安装胎压传感器，在爆胎时检测胎压变化并适当调整控制算法，配合tesd保证车辆的制动能力。
附图说明
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图1为本实用新型的危险品半挂运输车气压ebs的布置示意图。
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图中：空气压缩机1，干燥器2，储气罐3，四回路保护阀4，驻车储气罐5，半挂车制动手刹6，挂车阀7，主挂车气管接头8，驻车手控阀9，后轴储气罐10，双腔制动气室11，磨损传感器12，轮速传感器13，前轴制动气室14，压力微分计15，自动调压阀16，电控制动总阀17，前轴储气罐18，ebs ecu 19，缓速器ecu 20，快放阀 21，半挂车电控接口22，紧急继动阀23，挂车储气罐24，挂车驻车阀25，转向轮胎压传感器26和紧急切断阀控制管路压力传感器27。
具体实施方式
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下面，结合附图对本实用新型的实施方式进行进一步描述：
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如图1所示是一种新型危险品半挂运输车气压ebs，包括ebs ecu19、缓速器ecu 20、电控制动总阀17、四回路保护阀4、驻车储气罐5、前轴储气罐18、后轴储气罐10、自动调压阀16、压力微分计 15、前轴制动气室14、双腔制动气室11、驻车手控阀9、半挂车制动手刹6、挂车阀7、快放阀21、紧急继动阀23、挂车驻车阀25、磨损传感器12、轮速传感器13、转向轮胎压传感器26和紧急切断阀控制管路压力传感器27等部件。储气罐3通过供能管路经四回路保护阀4分别连接前轴储气罐18、后轴储气罐10和驻车储气罐5；前轴储气罐18以供能管路分别连接电控制动总阀17和自动调压阀16，电控制动总阀17以控制管路连接自动调压阀16，自动调压阀16以供能管路连接前轴制动气室14，在前轴制动气室14上安装压力微分计15；后轴储气罐10的输出与前轴储气罐18相似，区别在于电控制动总阀17输出的控制气分别连接后轴自动调压阀16和挂车阀7，自动调压阀16连接双腔制动气室11，在双腔制动气室11上安装压力微分计15；驻车储气罐5分别以供能管路连接驻车手控阀9和挂车阀7，驻车手控阀9以控制管路依次连接半挂车制动手刹6和挂车阀7，驻车手控阀9以供能管路依次连接快放阀21和双腔制动气室 11弹簧腔；挂车阀7分别以供能和控制管路连接紧急继动阀23，紧急继动阀23以供能管路依次连接半挂车上的自动调压阀16、前轴制动气室14、双腔制动气室11前制动气室和快放阀21，快放阀21以供能管路连接双腔制动气室11弹簧腔；紧急继动阀23以控制管路连接挂车上的自动调压阀16；ebs ecu 19分别以电控线路连接缓速器 ecu20、前、后轴和半挂车部分(经半挂车电控接口22整合)的自动调压阀16、电控制动总阀17、磨损传感器12、轮速传感器13、转向轮胎压传感器26、紧急切断阀控制管路压力传感器27和压力微分计 15。
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当驾驶员踩下制动踏板17时，制动踏板可以将驾驶员施加到制动踏板上的动作信息转化为电信号，并将该信号传输到ebs ecu 19，从而识别驾驶员的制动意图；ebs ecu 19同时从轮速传感器13、磨损传感器12接收轮速和制动盘磨损信息，从压力微分计15接收各制动气室的压力变化率信息，综合处理接收到的信息后，经过内置的控制策略进行计算，向前轴、后轴、半挂车轴上的自动调压阀16输出控制指令；自动调压阀16在接收到指令后，根据指令向个制动气室输出相应压力，推动制动器实施制动，从而完成制动动作；同时ebs ecu 19不断接收从各传感器接收到的实时反馈信号，不断修正控制目标值，从而提高制动安全性。
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另外，对于自动调压阀16，ebs ecu 19根据轮速传感器13检测的轮速信息和车辆其他传感器采集的信息进行防抱死控制，发送相应的防抱死控制信号控制自动调压阀16内部高速开关阀的通断，进而控制前轴车轮、后轴车轮、半挂车轴车轮的防抱死动作，以保证整车在制动时不会由于车轮抱死而发生侧滑甚至甩尾等危险工况。
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考虑到电子系统可能存在的失效风险，为保证半挂式危险品运输车在电控失效的情况下仍能有效制动，提高车辆制动安全性，因此在 ebs方案中保留了传统的气压制动回路。
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在行车制动时，压缩空气可以通过电控制动总阀17传输给各轴的自动调压阀16使其打开相应的开度以控制各轴的制动压力，实现牵引车的行车制动。另外，由牵引车上过来的气源也充入挂车储气罐 24以作为后备气源，当需要行车制动踩下电控制动总阀17时，其
压缩空气传输至挂车控制阀7，并通过主挂车连接头8传输给半挂车的自动调压阀，控制其打开相应的开度，使压缩气体充入挂车制动气室，完成半挂车部分的行车制动。
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车辆需要驻车时，半挂车制动手刹6保持常开，驾驶员操作驻车手控阀9的手柄，控制气断开使快放阀21打开，牵引车后轴双腔制动气室11的弹簧腔内的气体迅速从快放阀21排出，在回位弹簧的作用下，弹簧腔气室完成排气制动动作，形成牵引车的驻车制动；而对于半挂车部分的驻车，当位于牵引车内的驾驶员拉起驻车手控阀9 时，进入挂车阀7的控制气断开，使得挂车阀7中的控制气出口打开，导致挂车紧急继动阀23向自动调压阀16输出控制气，通过挂车储气罐24向自动调压阀16向制动气室供气，从而在驾驶室完成半挂车的驻车操作。如需长期驻车，则需驾驶员将挂车驻车手柄25关闭，使快放阀21完成泄压，使半挂车上的双腔制动气室11在弹簧腔回位弹簧的作用下完成泄压驻车。
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当ebs电控失效而又需要在行车过程中紧急制动时，可以通过同时操控半挂车制动手刹6的和制动踏板17的开度来进行半挂车和牵引车的制动协同，通过单独控制半挂车的制动力来反拖牵引车实现减速，并有效避免半挂车和牵引车之间由于制动力不匹配产生的冲击、牵引车侧滑或汽车列车折叠等现象。
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在车辆启动时，ebs ecu 19将检测紧急切断阀控制管路压力传感器27的信号，若控制管路内有控制气压，则表示紧急切断阀未关闭，ebs ecu 19将车速限制在5km/h以下，并以指示灯的形式提醒驾驶员手动关闭阀门。
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对于在转向轮上安装有爆胎应急安全装置(tesd)的车辆，ebsecu 19将实时检测转向轮胎压传感器26的信号。在行车过程中如果出现爆胎情况，ebs ecu 19会根据转向轮胎压传感器26的异常反馈调整控制模式，配合tesd保证车辆的制动能力。
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对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其他各种适应性的调整和改变，而所有的这些调整及改变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。