某型履帶車輛液力制動器結(jié)構(gòu)與性能分析

趙耀

摘 要：本文首先對某型履帶車輛液力制動器的制動原理進行分析建模，利用均勻密度法和氣液分層法分別計算不同充液條件下的制動力矩，并進行對比。分析其制動力矩隨發(fā)動機轉(zhuǎn)速變化的變化情況。

關(guān)鍵詞：履帶車輛;液力制動器;結(jié)構(gòu);分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.030

0 液力制動器的特點

在任何一個傳動裝置中，其中有一個環(huán)節(jié)用液體傳遞功率，則此傳動裝置稱為液體傳動裝置。在液體傳動裝置中，主要以液體動能傳遞功率的稱為動液傳動裝置;主要以液體壓能傳遞功率的稱為液壓傳動裝置。動液傳動裝置中用液體傳遞能量的環(huán)節(jié)稱為動液式液力元件。

目前在很多車輛上，廣泛采用動液傳動裝置，而動液機械傳動裝置應(yīng)用很少。由于在動液傳動裝置中，動液式液力元件與機械式變速箱是串聯(lián)工作的。液體在工作輪的葉片間通道里流動時，相當(dāng)于穩(wěn)定流動的液體在管道中流動，并把中間流線上的也留各運動參數(shù)看作是整個液體的各運動參數(shù)。設(shè)工作輪中充滿液體，并以轉(zhuǎn)速n順時針方向旋轉(zhuǎn)，則在工作輪葉片出口處的液體受到兩個方向的運動，與半徑方向垂直的牽連運動和沿葉片方向的相對運動。實際的液流的運動應(yīng)為上述兩運動的向量和。

1 履帶車輛制動性能評價參數(shù)

要分析了某型液力制動器的結(jié)構(gòu)組成和制動性能。計算分析其不同充液條件下和不同轉(zhuǎn)速條件下的制動性能。通過計算結(jié)果和圖表分析可知，液力制動器的制動扭矩與充液率和轉(zhuǎn)速密切相關(guān)。工作容腔內(nèi)充液率越大，制動力矩越大，同等的轉(zhuǎn)速條件下，100%充液率時有最大制動力矩。充液率一定時，液力制動器在高轉(zhuǎn)速時制動效能大，因此，應(yīng)盡可能在較高轉(zhuǎn)速時使用液力制動器。隨著轉(zhuǎn)速的降低，制動力矩降低，當(dāng)轉(zhuǎn)速接近于零時，制動效能接近于零。

（1）制動距離。在規(guī)定車輛行駛速度下，從車輛開始制動到到最后停車過程中車輛所駛過的距離;

（2）制動時間。從車輛開始制動到最后停車過程中車輛行駛的時間，包括空走時間和持續(xù)制動時間，其中空走時間是車輛開始制動（駕駛員踩下制動踏板）到車輛最大制動力的時間，持續(xù)制動時間是從車輛最大制動力到制動終止的時間;

（3）制動減速度。車輛制動力越大，則制動減速度越大，制動效果就越好。

2 基本組成

液力制動器主要由前端蓋、動輪、定輪及其它零部件組成。充油結(jié)構(gòu)主要由附座、固定套、滑柱、定位套、彈簧、閥芯、螺塞、接頭等組成，安裝在制動器的前端蓋上，與制動器里的工作容腔相通。為保證進油的迅速，設(shè)計了三處進油結(jié)構(gòu)，三個結(jié)構(gòu)稍有不同。當(dāng)管路液壓油壓力達到進油口進油壓力時，壓力油頂開滑柱或閥芯，進入制動器工作容腔，進行制動。放油結(jié)構(gòu)主要由附座、襯套、壓縮彈簧、螺塞組成，也安裝在前端蓋上，與制動器工作容腔相通，設(shè)計了一個放油口，當(dāng)制動器工作容腔內(nèi)的壓力達到出油口出口壓力時，壓力油頂開襯套中的球形結(jié)構(gòu)，并從出油口排出油液，出油口出口壓力較小，確保了放油的迅速。其中的循環(huán)圓腔室外直徑為400mm，內(nèi)直徑為340mm，中徑為370mm。動輪一側(cè)葉片數(shù)為36，定輪葉片數(shù)為32，前端蓋葉片數(shù)30，葉片厚度為2mm。葉輪循環(huán)圓斷面形狀均為長半圓形，葉片前傾45°角。在液壓系統(tǒng)中用于控制系統(tǒng)液流的方向、壓力和流量的元件，簡稱為液壓閥。液壓閥經(jīng)過適當(dāng)?shù)慕M合就可以控制執(zhí)行元件輸出力、速度等物理量。液壓閥的品種規(guī)格繁多，主要分為以下幾種類型：方向控制閥、壓力控制閥、流量控制閥。方向控制閥主要是控制液流的方向，如單向閥、換向閥等;壓力控制閥主要是控制系統(tǒng)或部分油路的壓力，如溢流閥、減壓閥、順序閥、壓力繼電器等;流量控制閥主要是控制油路的流量，如節(jié)流閥、調(diào)速閥、同步閥等。

根據(jù)液壓系統(tǒng)的需要，一般情況下，對液壓閥的基本要求是：動作靈敏、沖擊和振動小、工作可靠;液壓油經(jīng)過液壓閥時壓力損失小、密封性好;結(jié)構(gòu)緊湊，通用性好;安裝、調(diào)整、維修方便，外形美觀。

3 履帶制動力分析

車輛制動的目的是減緩其運動速度或安全停車。車輛制動距離的長短，取決于制動方法、地面對車輛運動的阻力、履帶與地面的附著力、行動部分和傳動部分的阻力、由動力渦輪產(chǎn)生的經(jīng)噴嘴裝置調(diào)節(jié)的制動力，以及車輛的運轉(zhuǎn)速度。速度越快，阻力越小，制動距離就越大。在濕潤滑溜路段上的制動距離，比在干燥堅硬路段上的制動距離要長8～10倍。在下坡時制動距離增大，而在上坡時則縮短。

履帶車輛在制動過程中受到的力有地面制動力、發(fā)動機制動力、地面變形阻力、風(fēng)阻和傳動系統(tǒng)阻力等幾個方面，這幾個方面共同起作用，形成坦克裝甲車輛總的制動力， 發(fā)動機制動力Fez忽略不計，傳動系統(tǒng)內(nèi)阻力Fc忽略不計。所以FZ=Fb+Fd+Fk。

履帶車和輪式車是不同的，因為履帶車的制動力是車輛在行進中與地面的作用力以及主動輪在履帶上的作用力形成的。履帶車到停止的整個過程中，地面的附著力是制動力的來源。因此在設(shè)計履帶車時，為最大限度保證行車安全，車輛制動所需達到的平均減速度或制動距離必須全部由制動器提供，因此首先假設(shè)車輛制動過程所需的制動力全部由制動器提供。

所以只有機械制動器發(fā)揮作用時，地面制動力是機械制動力換算到主動輪的制動力;機械液力聯(lián)合制動時，地面制動力是機械制動器和液力制動器換算到主動輪的合力。

4 總結(jié)

本文通過對某型履帶車輛制動器制動性能的計算與分析，得出履帶車輛液力制動器主要性能特點。1.循環(huán)圓直徑相同時，為增大制動扭矩，一般采用傾斜葉片液力制動器。2.液力制動器在高轉(zhuǎn)速時制動效能大，因此，應(yīng)盡可能在較高轉(zhuǎn)速時使用液力制動器。

參考文獻：

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