气动门泵对整车气压的影响分析

宋波，唐明杨

（陕西汽车控股集团有限公司，陕西 西安 710200）

引言

为解决群众出行的最后几公里，各地方政府正在大力发展城市小公交。长度6 米（含6 米）以下的小公交具有通过性、灵活性好且成本低廉的优势。但同时受车身尺寸及成本限制，小公交车门普遍采用折叠门。常见的折叠门形式有手动折叠门、电动折叠门、气动折叠门。其中气动折叠门具有推力大、维修成本低、寿命长等优点被公交公司普遍选用。气动折叠门开闭时将耗用储气筒中气量，对储气筒总容量偏小的小公交，乘客门的频繁开闭将对整车气压产生较大影响。本文以市场上某款小公交车实际反馈的问题为例，将门泵耗气量对整车气压的影响进行分析，为保有量越来越多的小公交车在门泵设计及后续失效分析上提供参考。

1 失效模式

贵州公交反馈其某款6 米公交上多次出现低压报警故障，并指出其气动折叠门在连续开闭10 次后，也会出现气压报警故障。公交公司技术人员提出故障原因为：辅助储气筒容积过小，门泵耗气量偏大造成整车气压下降。要求更换大容量辅助储气筒。

2 失效分析

首先介绍下该车型技术状态：此款中巴车采用江淮Q 系列底盘，该底盘有三个储气筒，分别为：前桥制动储气筒容积20L，后桥制动储气筒容积20L，驻车制动储气筒8L，辅助储气筒8L（单筒双腔）。门泵的取气是从8L 辅助储气筒上取气。在打气泵不参与工作时：

2.1 根据气压体积与压力关系的公式：P0V0=P1V1

其中：P0：初始制动系统压力，即0.8MPa（空气干燥器的限压压力）。

V0：为制动系统的储气筒的总容积。因为制动系统四回路阀的工作特点，在各回路压力高于0.5MPa 时，这四个回路之前的压力是可以相互补偿的，因此V0=20+20+16=56L。

P1：乘客门完成一次开启/关闭后的气管路系统压力。V1：乘客门完成一次开启/关闭后管路内气体的体积，即V0+V门泵。

第一次门泵推杆伸出（门关闭）时，气体进入气泵一侧腔体推动门泵推杆外伸，门完全关闭时气管路系统的压力：

当门泵推杆收回（门开启）时，气体涌入气泵另一侧腔体，推动门泵推杆收缩。过程中气管路内气压值由P1闭变化为P1开，气体体积变化为V1开，故第一次门泵推杆收回（门开启）后的气管路系统的压力：

由此，乘客门开闭一次后气回路中气压值应为P1=P1开，依次类推第n 次门泵开合后的气管路系统的压力：

2.2 门泵的容积

门泵的缸径为D=Φ100mm，工作行程L=100mm（门泵的工作压力0.4~0.8MPa）。

2.3 根据公式（3）

气动折叠门在完成10 次开启/闭合动作后的气管路系统的压力应该为：

该车型的气压传感器安装在前桥制动储气筒和后桥制动储气筒上，在仪表上显示的也是这两个传感器的气压，气压报警的限值设定为0.55MPa<0.694MPa。所以，在气动折叠门完成开启/闭合10 次动作后，理论上应该不会出现气压报警的情况。

3 计算验证

针对客户反馈问题，公司组织品管部与技术部一起对在我公司的多辆5.6 米校车（车门形式：气动折叠门；储气筒的总容积：30+20+8=58L，门泵的缸径为D=Φ50mm，工作行程L=175mm）进行实际测定，在车门门泵开启/闭合10 次动作后，检测压力表压力值如下表：

表1

用公式（3）代入，进行计算结果为：

可以看出实际测定值与计算值较接近，故公式计算结果可靠。

另外，从客户提出的辅助储气筒的容积过小的问题。假若给辅助储气筒的容积增大一倍，即由8L 增加到16L。则储气筒的总容积V0=64LL。

此时根据公式（3）可以计算得到：P10=0.708。

可以清楚的看到，当辅助储气筒的容积由8L 增加到16L，在经过气动门泵开启/闭合10 次后，整车气压力值为0.708MPa。这仅比之前的状态压力值提高了0.708-0.696= 0.012 MPa，可见辅助储气筒容积增大对气压变化影响不大。

综上，客户提出的“气动门泵开启/闭合10 次之后气压开始报警”问题，非设计问题，且增大辅助储气筒容量并不能解决该问题。需检查下气管路系统是否存在漏气的现象，特别是门泵及门泵管路系统。

4 结语

可以看出，要保证Pn大于一定值，有效的方法有：①增大P0值，目前主机厂多数已将P0值由0.8MPa 增大到1MPa。此时乘客门门泵选配时需注意门泵元件的耐高压性；②降低V门泵/V0的值，V0值确定时要兼顾《GB7258- 2017 机动车运行安全技术条件》法规中对制动气压的要求和气动门泵的需求，V门泵确定时要注意在整车储气筒容量中的占比，公式表明：当V门泵/V0=0.02 时，乘客门开闭10 次（初始气压0.8mpa）后管路气压将下降到0.53MPa，影响车辆正常行驶。故门泵设计、选用时需加以注意。

根据（3）式：