大型車輛安全駕駛要領與煞車原理及使用技巧
前言:
大型車輛因總車重超過10公噸,因此必須使用較大的制動力,才能有效地將行進中的車輪煞停。因此為了增加煞車系統可靠度,通常除了主煞車系統外,都會額外配置輔助煞車系統,以確保行車安全百分百。以下分別介紹大型汽車常用的主、副煞車系統:
常見大型車輛主煞車系統種類:
1.全壓縮空氣煞車系統(簡稱空氣煞車):
利用壓縮空氣將能量傳送至制動器,然後再由制動器的氣密室透過機械裝置:如推桿、轉軸、凸輪和滾輪等…,轉換能量至煞車來令片以推擠煞車輪鼓完成車輪制動效果,大型車輛煞車系統設計多採用此種設計,它的優點是:以壓縮空氣來當煞車力傳遞介質,空氣煞車系統能以極小踏板踏力就可得到很大的煞車力、沒有煞車油易因高溫沸騰致氣鎖的問題,且保養檢修容易。
2.氣頂液壓剎車系統(Air-over-hydraulic brake system)
將儲氣箱壓縮空氣能量傳送至煞車增壓器,再將增壓後的煞車油能量,透過煞車增壓器傳送至各輪鼓制動器(煞車輪缸),並推動煞車來令片推擠煞車輪鼓完成車輪制動效果。
空氣煞車系統的構件包括有貯氣箱、安全門、低壓警告器、壓氣機、限壓器與釋荷閥, 制動門, 調節門、快放門及制動室等所組成,系統結構如下:
1、貯氣箱(Reservoir):
貯氣箱用來貯存壓縮機壓送出的空氣, 提供煞車系統所須要的空氣量; 貯存的空氣壓力約有8.0~17.0 ㎏/㎝2 。通常貯氣箱有兩只, 置於前面的為濕貯氣箱,後面則乾貯氣箱; 因此使用雙貯氣箱不但貯存較多的壓縮空氣, 而且空氣中的水分經沉澱後再送到煞車機構, 如此不但可保持良好的煞車作用, 煞車零件亦不致於因水分而生銹。貯氣箱的下方的放水塞,用來放除積存在貯氣箱中底部的水分。
2、安全閥(Safety Valve):
通常安裝於濕貯氣箱的上方,當貯氣箱中的氣壓超過安全門彈簧所設定的規定時, 空氣壓力將閥門推開, 將貯氣箱中的壓氣排到大氣中,如此可防止貯氣箱爆炸的危險;當壓力降低至規定氣壓時,彈簧又將閥門關閉。
3、低壓警告器(Low Pressure Indicator):
空氣煞車所使用的空氣壓力至少要有60psi(4.2㎏/㎝2) 方能作有效的煞車作, 因此當貯氣箱中的氣壓低於規定時, 低壓警告器會發出響聲, 提醒駕駛朋友, 此時尚不可將車輛起步。低壓警告器通常安裝於乾的貯氣箱上方,當貯氣箱中氣壓低於規定時,彈簧的張力將接點閉合, 駕駛座內的指示燈點亮, 同時蜂鳴器發出響聲; 當貯氣箱中氣壓高於規定時,空氣壓力大於彈簧的張力將膜片推動, 使接點分離,駕駛座內的指示燈點熄滅,蜂鳴器則不發響聲。
4、壓氣機(Compressor) :
通常利用皮帶或齒輪由引擎曲軸所驅動,當曲軸旋轉活塞向下移動時, 將進氣閥吸開, 排氣閥吸閉, 空氣經空氣濾清器進入壓縮機的缸體內;當活塞向
上移動時, 缸體內之空氣受到壓縮作用, 所產生的壓力將進氣閥關閉, 排氣閥推開, 將壓縮空氣壓送到貯氣箱。
5、限壓器與釋放閥:
限壓器(Pressure Governor) 裝置於貯氣箱與壓縮機之間,用以保持貯氣箱內一定之空氣壓力, 使壓縮機不過分工作。作用情形:當貯氣箱中的氣壓低於
規定時, 限壓器中的壓力彈簧將閥桿及閥門向下壓, 使閥座將貯氣箱與壓縮機的通路成斷路, 壓縮機的正常工作;當貯氣箱中的氣壓高於規定時, 氣壓克服限壓器中的壓力彈簧的張力將閥往上推動, 使閥離開閥座,此時貯氣箱的高壓空氣導入釋放閥(Release Valve), 釋放閥則將壓縮機的進氣閥強迫壓下, 使壓縮機空轉, 而失去壓縮的作用。
6、制動門(Brake Valve):
制動門亦稱煞車閥(Brake Valve) , 利用槓桿連於煞車踏板上,功用在於控制貯氣箱的壓縮空氣經由空氣管分送到前輪( 快放門) 、後輪( 調節門) 至各車輪的制動室產生煞車作用。作用情形說明如下:踩下煞車踏板時: 連桿將柱塞、壓力彈簧及膜片壓下,因排氣閥的彈簧彈力較弱而進氣閥的彈簧彈力較強,因此搖臂先將排氣閥關閉;柱塞繼續下移, 再將進氣閥打開。貯氣箱的壓縮空氣便可經由進氣閥流到前輪(快放門)、後輪(調節門) 至各車輪的制動室產生煞車作
用。煞車踏板踩著不放時: 壓縮空氣從搖臂的通氣孔流到膜片的下方, 當膜片下方受到的壓氣大於膜片彈簧的壓力時,使膜片稍為向上移動, 此時進氣閥受其彈簧彈力而關閉, 於是貯氣箱的壓縮空氣就不再流到前輪(快放門) 、後輪(調節門) 至各車輪的制動室產生煞車作用。制動室處於不進氣也不排氣的狀態,於是煞車便固定住, 即煞車的力量不增加也不放鬆。如果踏板再度向下踩, 柱塞又再被壓下, 進氣閥復打開, 貯氣箱的壓縮空氣又進入輪制動室, 使煞車力量增大。空氣煞車的煞車力量係由煞車踏板踩下的深度來決定之,因此踏板踩得愈往下, 煞車力量就愈大。
7、快放門(Quick Release Valve):
為使煞車踏板放鬆時, 前輪的煞車作用能快速放鬆,因此由制動門通往前輪的煞車管路上裝置了一只快放門,如此可防止車輛於下坡煞車時而造成翻車。作用情形如下說明:平時煞車不作用時,快放門中的膜片彈簧彈簧將快放門關閉著, 排氣口是打開的; 當踩下煞車踏板, 從制動門來的壓縮空氣克服了膜片彈簧之張力時將膜片下壓,膜片推桿將排氣口密封, 壓縮空氣便從膜片之外圍流到前兩輪的煞車室產生煞車作用,當制動室的空氣壓力等於制動門輸出的空氣壓力相
等時, 快放門中的膜片彈簧將膜片之外圍推回,抵緊快放門之內壁,膜片中部的推桿仍將排氣口封閉,此時快放門不進氣亦無排氣作用,輪煞車的作用固定不鬆,煞車踏板放鬆時:由制動室所釋放的空氣壓力將膜片中部往上推,使排氣閥打開,車輪煞車室壓縮空氣便從快放門的排氣口放除掉, 輪煞車的作用解除。
8、調節門( 亦稱中繼門Relay Valve)
因後輪距離貯氣箱較遠, 故通往後輪的空氣管路上裝置有調節門, 使後車輪的所須的空氣壓力直接由貯氣箱所供給;其功用有使前,後輪的煞車能同時發生作用,同時兼具有快放門的功用。
調節門上有三只接頭;一只接至制動室、另一只接往制動門、第三只則接至貯氣箱。作用情形說明如下:踩下煞車踏板時:由制動門所導入的壓縮空氣作用
於膜片之上方,膜片受壓下移後,膜片的外圍將排氣閥關閉,膜片中部的導桿將進氣閥推開,於是貯氣箱的壓縮空氣便可導入流至制動室產生煞車作用。
當膜片下方的空氣壓力等於由制動門送來的空氣壓力相等時,彈簧將膜片中央頂高, 使進氣閥關閉,排氣閥亦處於關閉狀,此時調節門不進氣亦不排氣,輪煞車的作用固定不鬆。當放鬆煞車踏板時,制動門導入調節門的空氣壓力消失,彈簧將膜片中央頂高,使進氣閥關閉,排氣閥打開,後輪制動室的壓縮空氣經由排氣閥排至大氣中。
9、制動室(Brake Chamber):
每只車輪均須裝設一只制動室, 當踩下煞車踏板時由制動門(或貯氣箱) 所導入的壓縮空氣,克服了膜片彈簧的張力,而將膜片推動經由推桿→ 搖臂→ 旋轉凸輪,旋轉凸輪推開煞車蹄片到所須的位置, 而得到煞車作用。
現代的車輛均使用安全彈簧式煞車室,作用及功用為:平時煞車不作用時,由貯氣箱所導入的壓縮空氣將活塞及彈簧往左推動, 因活塞與推桿間有密著力,所以推桿亦往左推,故煞車作用解除;當踩下煞車踏板時,由制動門進入的空氣壓力( 左側) 大於貯氣箱所導入的空氣壓力( 右側),因此膜片受壓而推動推桿產生正常的煞車作用( 注意: 此時活塞內彈簧及活塞是保持不動的,因有貯氣箱的氣壓作用);當煞車管路有漏氣現象時, 接貯氣箱的壓氣管得不到貯氣箱送
來的壓縮空氣, 因此活塞彈簧及活塞的壓力解除,而將推桿往右側推動自動產生煞車作用。由上述可知安全彈簧式制動室的功用有作為平時煞車之用、系統中漏氣時可作為緊急煞車之用及可作為手煞車之用( 聯結車將空氣管路拆下時) 。
常見大型車輛副(輔助)煞車系統種類:
1.排氣煞車:
它是利用裝置於排氣歧管的活門,當啟動排氣煞車時,將排氣活門關閉,以阻止引擎汽缸內燃燒汽體排出,阻擾引擎汽缸活塞移動的速度,達到降低引擎轉速並牽引汽車車輪轉速。
2.電磁減速器:
利用電流作為介質將能量傳送至車軸輪制動器 (類似電磁鐵原理),通常大型車輛煞車會加入此輔助系統。車軸動器位於中間傳動軸前或後方,它的主功能在阻止傳動軸轉動,以達成將車輪減速目的。
3.液壓減速器:
油壓減速器係採用油壓反向的原理,設計原理同為阻止傳動軸的轉動,用以降低車速。
主煞車系統設計目的為將行駛中車輛減速並完全停止的制動裝置,它最終必需透過煞車來令片和轉動的輪鼓相互抗衡的摩擦力量,以達成制動的效果。因此在制動的過程中,它會產生極大的高熱,尤其車輛在載重、下坡、高速..等路況行駛時,若經常使用主煞車來制動時,容易產生制動輪鼓間過度使用產生高溫現象,而使煞車來令片摩擦力降低,導致失靈。
副(輔助)煞車系統,設計目的在降低制動輪鼓間過度使用產生高溫現象,它係藉由不使用來令片和輪鼓間摩擦來產生制動效果,而改以非接觸性的動能抵制裝置來降低車速,副(輔助)煞車系統通常須配合駕駛員事先或由行車電腦自動控制方式,將變速箱檔位降檔並加上副(輔助)煞車系統,以達成最佳車輛減速效果。
總之,經常透過副(輔助)煞車系統來制動,不但延長煞車來令片使用壽命,且可降低維修保養費用。
由於全壓縮空氣煞車系統設計上諸多優點較適合大型車,故被當今絕大部份甲類大客車主煞車採用,而配置副(輔助)煞車系統則為:排氣煞車、電磁煞車、液壓減速器….等(依車廠選配擇一或全部配置)。另外乙、丙、丁類大客車因車重較輕,所以主煞車則使用液壓輔助煞車系統,它的制動力增壓來源為真空泵、高壓油泵或引擎進氣管真空力…等)。
通常造成大型車輛主煞車系統制動力下降或失效(煞車失靈)的因素如下:
1.壓縮空氣壓力不足或洩漏致無法傳遞制動力至車輪鼓。
2.頻繁的使用腳煞車讓煞車系統過熱,而煞車系統摩擦表面上的摩擦力因為熱度而降低,導致煞車力突然下降,致煞車來令和車輪鼓間摩擦力下降致制動力不足。
3.煞車油洩漏或過熱汽鎖致無法傳遞制動力至車輪鼓。
其實,造成煞車失靈的因素,除了因車輛本身機件不良導致制動效果不佳外或失效,其餘絕大部份屬人為操作不當。
為了避免煞車失靈,大型車輛應定期進廠保養,駕駛員更應尊照以下車輛安全駕駛要領:
1.善用輔助煞車(排氣、電磁、油壓輔助煞車),減少主煞車使用次數:
一般而言輔助煞車大置分為五段:1段(20%)、2段(40%)、3段(60%)、4段(80%)、5段(100%)。
2.事先降檔以增加引擎煞車功能,利用引擎的力量來牽引車輛,達到減速效果:
一般而言,當引擎轉速2000R.P.M.時,輔助煞車效果最佳,因為此時:
(1)空壓機打氣快
(2)排氣煞車作用強
(3)機械作用強(煞車力強)
3.下坡前先換入低速檔,以免因車速過高無法即時降檔,造成主煞車過度使用。它的優點如下:
(1).提高引擎轉速,利用引擎煞車。
(2).排氣煞車作用力較強。
(3).輔助煞車效果較強。
(4).空壓機系統打氣快。
(5).減少主煞車的使用。
(6).引擎超速保護裝置:40km/h時無法排入低速檔。
4.幾檔上坡就幾檔下坡,正確使用檔位,減少離合器操作與主煞車使用次數。
5.保持安全行車距離,減少主、副煞車使用次數,隨時保持煞車系統最佳可用狀
態。
6.最忌諱:
(1)放空檔
(2)連續輕踩煞車:因為連續輕踩剎車將產生煞車力熱衰減。
空氣剎車及壓縮空氣輔助液壓剎車作用性能檢查方法:
1.發動引擎,使儲氣箱氣壓升高到規定之壓力後,即將引擎熄火,不踩剎車踏板,若氣壓表指針徐徐下降很快,則表示氣壓系統洩漏嚴重,應檢修。
2.若氣壓表指針未見下降,將剎車踏板踩下1/2行程,待數分鐘,氣壓表有任何下降現象,即表示氣壓系統之活門,管路系統有洩漏,應檢修之。
汽車於下玻,利用引擎剎車減速與行車安全關係:
汽車於下坡時,由於車輛慣性,使車速逐漸加快若不使用引擎剎車控制車速,而經常使用腳剎車以達到減速目的,則剎車鼓與剎車來令在過度接觸磨擦,產生高熱,此高熱導致剎車油管中部份剎車油氣化,產生氣阻,造成剎車失效的危險。因之當汽車下坡時,將變速桿換入次一低速檔,放鬆加速踏板,以引擎剎車控制車速,必要時偶而使用腳剎車,減低車速,則此才能達到行車安全的目的。
汽車上坡適時換檔與行車安全關係:
1.如以高速檔上坡,則引擎負荷太重,易造成引擎溫度過高,引擎熄火,汽車後退等危險。
2.因為汽車在上坡時,配合引擎轉速與扭力,適時變換次一低速 檔行駛,維持汽車在正常車速及扭力上坡,始可避免引擎熄火,汽車後退等危險。
裝有空氣增壓器輔助剎車或空氣剎車之汽車,引擎故障時:
則引擎無法發動,壓縮空氣供給來源斷絕,剎車系統在無壓縮空氣情形下拖車,對於行車安全關係至巨,因之要以小型空壓機置放於被拖駛汽車內,予以發動並連結供氣管於被拖駛汽車儲氣箱氣管接頭,則此剎車系統所需高壓空氣始能充供給,被拖汽車於拖駛中,其剎車仍可維持安全作用。
空氣剎車使用上注意事項:
1. 避免快速而短行程地重複踩煞車,如此會迅速用完壓縮空氣,進而使輔助煞車力減弱。
2. 如果經常緊急煞車會造成輪胎、煞車鼓、來令片及其他零組件提前磨損,並且會減低各組件之壽命。除非緊急狀況,否則應避免緊急煞車。
3. 煞車過度使用,將造成煞車鼓及來令片過熱並使煞車性能減弱,這是非常危險
4. 超載會加速磨損,煞車不足或其他故障,從而導致意外事故。
5. 不可駕駛輪胎充氣不足或太滿的車輛。若輪胎充氣不足或太滿時,不只會使您的車輛與貨物顛簸跳動,而且輪胎可能會因過熱而爆裂。
6. 當空氣壓力警告燈亮起時,絕不可開動車輛。因為;此時的煞車功能無法正常發揮相當危險。

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