底盘压缩空气干燥器管路设计时需注意的问题

4 结束语
无论是整体式空气干燥器, 还是独立式空气干 燥器, 只要对其管路系统进行合理设计, 使其正确感 应储气筒气压, 就可以保证干燥器及气制动元件的 正常工作, 减少不必要的故障发生。 参考文献:
[ 1] 吴植民. 汽车构造( 下册) [ M ] . 北京: 人民交 通出版社, 1 99 0. 修改稿日期: 2006- 08- 18
图 2 独立式干燥器结构示意图
# 设计 # 计算 # 研究 #
客车技术与研究
2007 年 第 2 期
2 不合理的设计
通过对上述两种干燥器结构及工作原 理的分 析, 可以认识到, 干燥器中的反馈气体应直接来源于 储气筒, 这样干燥器在工作时可正确感应储气筒中 的气压状态。但是有些底盘的干燥器管路设计时将 管路结构布置成如图 3( a) 、( b) 中的形式。
可得 P2=
P0V 0 V 0 + 400V 其他
很明显, P2 < P1 , 由于储气筒容积很大, 所以干
燥器工作时反馈气体气压下降幅度可忽略不计; 而气
管容积很小, 所以干燥器工作时, 反馈气体气压下降
较为明显, 这样就会使反馈气体气压和储气筒中的气
压有所差异, 就不能真实反映储气筒中的气压状态。
图 3 不合理的结构
图 3 中的形式不合理之处在于, 因储气筒单向 阀的存在, 这样干燥器管路中的反馈气体只是密封 在干燥器出气口和储气筒单向阀之间气管中体积很
少的气体。从分析干燥器的工作原理可知, 干燥器 在工作时干燥器及调压阀的各 个膜片及阀门 会打
开, 管路会连通, 这样反馈气体的体积会变大, 相应 的压力会下降。根据气态方程玻意耳定律可知, 一 定质量的气体在温度保持不变时, 它的体积与压强 的乘积是一常量, 即
图 1 整体式干燥器结构示意图
工作原理: 由空气压缩机输出的压缩空气经干 燥器接口 1 进入 A 室, 然后通过干燥器过滤网 2 并 通过环形通路 B 到达干燥器的上部。当空气流经 干燥剂 3 时, 水分被吸附并滞留在其表面, 干燥后的
# 42 #
1-进气口; 2- 调压阀; 3 干 燥剂; 4 吹清 室; 5-出气口; 6- 反馈气管; 7 排水口
第 2 期 2007 年
客车技术与研究
# 设计 # 计算 # 研究 #
底盘压缩空气干燥器管路设计时需注意的问题
许强
( 扬州亚星客车股份有限公司 质量处, 江苏 扬州 225100)
摘 要: 通过对空气干燥器结构及工作原理的分析, 阐述空气干燥器管路设计时应注意的问题, 并提 出改进措施。 关键词: 空气干燥器; 结构; 工作原理; 设计; 改进
再生储气筒或是 1 L 的吹清室及单向阀前的气管充
气。当反馈气压达到 820 ? 20 kPa 时, 干燥器又开始
工作, 这一过程会频繁地周而复始。这样势必会降低
干燥剂的使用寿命, 干燥剂失效后, 气制动系统就会
产生积水; 空压机的频繁工作会加大空压机的工作负
荷, 造成空压机的故障频率增高, 而且会使其出气温 度升高, 对干燥器的工作带来不良影响。另外, 空压
独立式空气干燥器的结构特点是, 其上部装有吹 清室, 以起到再生储气筒的作用, 但自身没有调压阀, 因此没有自动干燥功能, 需外接一个调压阀与其一起 工作来实现干燥功能, 因工作原理与整体式空气干燥 器相似, 这里就不重复说明。结构形式见图 2。
1- 进气口; 2-过滤网; 3-干燥剂; 4- 单向阀; 5-再生 储 气筒; 6-调压阀; 7-排水阀; 8-排水口; 21-出气接口
中图分类号: U 463. 1
文献标识码: B
文章编号: 1006- 3331( 2007) 02- 0042- 02
Abstract: By analy zing the st ruct ur e and wo rking pr inciple of air dryer s, the autho r descr ibes some attentio ns o f pipes desig n of air dryer s, and puts fo rw ard impro ving metho ds. Key words: a ir dry er; st ruct ur e; w or king principle; desig n; impro vement
另外, 更为重要的是, 即使干燥器及调压阀的各部分 接头和内部阀门存在很轻微渗气时, 因单向阀阻止了
储气筒的气体补充过来, 密封在干燥器出气口及单向
阀之间气管中的少量反馈气体气压会很快下降, 因
此, 干燥器的调压阀无法维持在开启状态, 空压机很
快又开始泵气, 但并不向储气筒充气, 而是向 5 L 的
机的频繁工作也会增加发动机的油耗。
3 改进措施及效果
通过对干燥器工作原理的分析, 针对上述不合 理的干燥器管路布置形式, 在设计时可以将储气筒 上的单向阀改进成四回路保护阀, 或是直通接头, 使 其可以直接反馈储气筒的气压。
在改进前的系统中, 储气筒的气压无明显下降 而空压机却在频繁工作, 空压机的工作间隔时间只 有 1 m in 左右, 且空 压机的 出口温 度始 终维 持在 100 e 以上, 空压机易出现进气阀片断裂、出气口积 碳等故障, 干燥剂易积水, 使用寿命缩短。而改进后 的系统能随着储气筒气压的下降而工作, 空压机工 作间隔时间增长, 空压机的出口温度也较改进前的 系统有明显下降。空压机的故障频次减少, 干燥剂 的使用寿命明显增长。
1 空气干燥器的结构及其工作原理
目前比较常用的空气干燥器有两种, 一种是整 体式空气干燥器, 另一种是独立式空气干燥器。 1. 1 整体式空气干燥器
整体式空气干燥器是将干燥器和调压阀制成一 个整体。这种干燥器有自动干燥功能, 但安装时需 外接一个再生储气筒, 结构形式见图 1。
空气经通道 C 和单向阀 4 流出干燥器出气接口 21 向储气筒供气, 另一部分空气经 22 口流到再生储气 筒 5, 此时一部分来自储气筒的反馈气体经干燥器 出气接口 21 处的斜孔进入调压阀 6, 并作用在调压 阀的膜片上。当管路中 的气压达 到 820 ? 20 kPa 时, 反馈气体压力超过调压Байду номын сангаас弹簧的预紧力, 调压阀 阀门打开, 反馈气压经通道 E 作用在排水阀 7 的活 塞上, 使其向下移动打开排水阀 7, 此时干燥器中与 排水阀相连 A 室与大气连通, 来自空压机的压缩空 气经排水阀及排水口 8 排出, 空压机处于卸载状态。 与此同时, 再生储气筒中的压缩空气经通道 C 反向 吹向干燥剂, 将干燥剂表面吸附的水分带走, 通过环 形通路 B 及过滤网到达 A 室, 因这时 排水阀已打 开, 带有水分的压缩空气经排水口排入大气。当管 路中的气压下降时, 反馈气体压力不足以克服调压 阀弹簧的预紧力, 调压阀阀门关闭, 作用在排水阀活 塞上的反馈气体被排出, 排水阀关闭, 空压机重新向 储气筒供气, 整个干燥过程又重新开始。 1. 2 独立式空气干燥器
# 43 #
从而 P 1 =
P0
#
V0 V1
=
P 0V0 V 0 + V 其他
当反馈气体密封在干燥器出气口与储气筒单向
阀之间气管中时, 气管的容积假设按只有储气筒容 积的 1/ 400 计算, 即
P2 V 2 = P 0 # V 0 / 400 式中: P2 为反馈气体密封在气管中时, 干燥器工作
时反馈气体的压强; V 2 为反馈气 体密封在 气管中 时, 干燥器工作时反馈气体的体积。其中 V 2 = V 0 / 400+ V 其他 。
目前, 国内各种大中型客车的制动系统均采用 气压制动系统。它是利用发动机驱动空气压缩机, 并把压缩空气储存在储气筒内, 作为刹车动力的来 源。由于压缩空气中含有水分, 积水如不及时清除, 会引起金属元件锈蚀、橡胶密封元件龟裂、润滑油脂 分解失效、管路堵塞等故障。因此, 绝大多数客车底 盘都配有空气干燥器。虽然空气干燥器的连接管路 比较简单, 但如果设计不当, 会给空气干燥器及气压 制动系统零件的工作带来不良影响, 降低这些零件 的使用寿命。因此, 本文从分析干燥器的结构和工 作原理入手, 阐述干燥器管路设计时需注意的问题。
P0V 0= P 1V1 式中: P0 为反馈气体与储气筒连通时, 干燥器工作
前反馈气体的压强; V 0 为反 馈气体与 储气筒连 通 时, 干燥器工作前反馈气体的体积; P1 为反馈气体 与储气筒连通时, 干燥器工作时反 馈气体的压强; V 1 为反馈气体与储气筒连通时, 干燥器工作时反馈 气体的体积。其中 V 1 = V 0 + V 其他 ( 各个阀门及管路 充气时增大的体积)