分析液力剎車制動系統(tǒng)的瞬態(tài)理論

王興良 王娟軍

摘 要：本文提出一種新的分離機(jī)的制動方案，具體指的是通過液力渦輪回收轉(zhuǎn)鼓能量的分離機(jī)液力來實(shí)現(xiàn)剎車制動的目標(biāo)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出一整套能夠運(yùn)用在型膠乳分離機(jī)中的液力剎車制動系統(tǒng)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行理論分析系統(tǒng)原理，指出了液力渦輪在液力制動系統(tǒng)中的停機(jī)過程主要由液力渦輪特性決定，從而發(fā)現(xiàn)了液力制動系統(tǒng)處在停機(jī)時(shí)會出現(xiàn)流量減小轉(zhuǎn)速減慢的現(xiàn)象，以此推斷出具有指導(dǎo)性的液力剎車制動系統(tǒng)的詳細(xì)參數(shù)，瞬態(tài)理論的提出在以后對開發(fā)新型分離機(jī)液力剎車制動系統(tǒng)有著巨大的應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：液力制動系統(tǒng)；大慣量；能量比；參數(shù)

中圖分類號： THI17 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）10-188-2

0 引言

液力制動系統(tǒng)指的是依靠液力制動渦輪把系統(tǒng)運(yùn)行設(shè)備本身的機(jī)械能變?yōu)橐毫ο到y(tǒng)的機(jī)械能量，從而達(dá)到回收利用的目標(biāo)。根據(jù)有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，液力制動對于高速旋轉(zhuǎn)中的制動效果較強(qiáng)，反而是對于轉(zhuǎn)速較低的制動效果會降低。液力制動系統(tǒng)在應(yīng)用到實(shí)際設(shè)備中，針對高速運(yùn)轉(zhuǎn)的較大功率的設(shè)備的制動磨損相對而言更小，壽命長，更具有實(shí)用價(jià)值，因此液力剎車制動系統(tǒng)的瞬態(tài)理論研究對傳輸停機(jī)過程的應(yīng)用與設(shè)計(jì)具有一定的指導(dǎo)意義。

1 液力剎車制動系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀

液力制動系統(tǒng)主要有射流制動、液力渦輪制動和流體摩擦制動，當(dāng)前，液力制動系統(tǒng)主要運(yùn)用在下行的運(yùn)輸機(jī)以及下坡車輛的制動系統(tǒng)中，由于其本身所具有的可靠性、穩(wěn)定性強(qiáng)和使用壽命長等優(yōu)勢，因而在現(xiàn)如今的制動系統(tǒng)中具有很廣泛的應(yīng)用范圍。由于離合器的實(shí)效屬于碟式分離機(jī)的范疇，當(dāng)系統(tǒng)啟動時(shí)，離心摩擦離合器就會一直存在于打滑的狀態(tài)中，因此就會發(fā)生磨損。一旦磨損超過臨界點(diǎn)，碟式分離機(jī)的運(yùn)行效率就會降低，直到失效。液力剎車制動系統(tǒng)就是為了解決摩擦離合器的失效問題而誕生，從而實(shí)現(xiàn)在其頻繁離合工作過程中達(dá)到平穩(wěn)可靠、分離徹底的效果。

2 液力剎車制動系統(tǒng)停機(jī)瞬態(tài)過程理論分析

2.1 系統(tǒng)瞬態(tài)分析模型的建立

依據(jù)液力剎車制動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中所具有的理念來看，分離機(jī)轉(zhuǎn)動的作用在于能夠轉(zhuǎn)化能量，以此來達(dá)到利用管路摩擦與局部阻力等方法來消耗能量，最終達(dá)到及時(shí)剎車制動的目標(biāo)。若忽略掉分離機(jī)系統(tǒng)自身的機(jī)械磨損，那么制動停機(jī)行為將會由流動系統(tǒng)管路自身所具備的特性來做出判斷。液力剎車制動系統(tǒng)的組成部分包括流動系統(tǒng)和分離機(jī)系統(tǒng)，其中，流動系統(tǒng)中容納了液力渦輪、管路以及水箱等重要組成部分，而分離機(jī)系統(tǒng)則主要是作為分離機(jī)轉(zhuǎn)鼓的控制系統(tǒng)。當(dāng)去掉分離機(jī)本身的能耗以及液力剎車制動系統(tǒng)中液體經(jīng)過水箱的耗損時(shí)，分離機(jī)轉(zhuǎn)鼓就會連接到液力條輪，如圖（a）所表現(xiàn)的就是液力剎車制動系統(tǒng)的一種簡易版的示意圖。液力剎車制動系統(tǒng)核心是液力渦輪，分離機(jī)的作用主要是對流動系統(tǒng)產(chǎn)生影響。更簡化的表現(xiàn)系統(tǒng)構(gòu)成，則可以直接不計(jì)液體介質(zhì)對液力剎車制動系統(tǒng)產(chǎn)生的作用，那么如圖（b）所表示的就是流動系統(tǒng)的幾何模型。

2.2 系統(tǒng)停機(jī)過程瞬態(tài)分析

2.2.1 液力剎車系統(tǒng)停機(jī)過程流量方程

由公式可以直接看出，系統(tǒng)流量衰減速度在很大程度上取決于能量比θ，若θ值不斷增加，就會使得流動系統(tǒng)能量消耗不斷增加，進(jìn)而整個系統(tǒng)的流量衰減速度就會變快，直接會加速整個汽車的停機(jī)進(jìn)程。

3 結(jié)束語

通過建立液力剎車制動系統(tǒng)理論分析簡化模型，液力剎車系統(tǒng)停機(jī)過程中，系統(tǒng)瞬時(shí)流量的變化主要受液力渦輪提供的壓頭及重力等方面的影響；載轉(zhuǎn)動與液力渦輪轉(zhuǎn)動慣量直接影響著液力渦輪瞬時(shí)轉(zhuǎn)速的變化。結(jié)合理論推導(dǎo)給出液力渦輪轉(zhuǎn)速衰變與停機(jī)過程系統(tǒng)流量兩者間的一般性規(guī)律，筆者提出了一個能量比參數(shù)，該參數(shù)能夠直接決定液力剎車系統(tǒng)停機(jī)快慢，并且這個參數(shù)還被轉(zhuǎn)子負(fù)載轉(zhuǎn)動慣量、受停機(jī)初始離心泵參數(shù)及管路系統(tǒng)液體幾何慣量影響。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 張鵬鵬.液力剎車制動系統(tǒng)瞬態(tài)理論分析及試驗(yàn)研究[D].浙江大學(xué)，2013.

[2] 高云.重型車液力緩速器制動性能仿真與分析[D].武漢理工大學(xué)，2013.