防爆電動(dòng)膠輪車節(jié)能制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

朱同明

(中國(guó)煤炭科工集團(tuán) 太原研究院有限公司， 山西 太原 030006)

0 引言

目前，以蓄電池為動(dòng)力源的井下防爆電動(dòng)膠輪車，是一種技術(shù)領(lǐng)先的新型井下防爆車輛，廣泛應(yīng)用于井下人員、物料和設(shè)備的運(yùn)輸，是未來(lái)的一種趨勢(shì)。防爆電動(dòng)膠輪車綠色環(huán)保，零污染、零排放，能降低石油消耗，減少對(duì)井下工作環(huán)境的污染，提高交通效率，改善駕駛舒適性?，F(xiàn)有防爆電動(dòng)膠輪車的液壓系統(tǒng)主要包括制動(dòng)系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，并公用了一套液壓泵站作為動(dòng)力源。在車輛行駛過(guò)程中，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)需要公用的液壓泵站源源不斷地提供恒壓或恒流來(lái)保證車輛轉(zhuǎn)向正常，而車輛制動(dòng)系統(tǒng)只有在需要制動(dòng)時(shí)才采取制動(dòng)方式。如果液壓系統(tǒng)中包括了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，那么液壓系統(tǒng)就必須連續(xù)工作，以此來(lái)保證轉(zhuǎn)向系統(tǒng)源源不斷的動(dòng)力源[1-3]。

為了讓蓄電池車能行駛更多的路程，減少能量損失，對(duì)整車進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)，并優(yōu)化了液壓制動(dòng)系統(tǒng)，提高了工作效率，減少了電池能量消耗，滿足井下防爆膠輪車的節(jié)能使用要求。經(jīng)反復(fù)分析研究，設(shè)計(jì)了一種防爆電動(dòng)膠輪車的節(jié)能液壓制動(dòng)系統(tǒng)。

1 節(jié)能制動(dòng)系統(tǒng)方案

節(jié)能制動(dòng)系統(tǒng)是根據(jù)電動(dòng)膠輪車的技術(shù)要求和井下使用情況，全新開發(fā)設(shè)計(jì)的防爆電動(dòng)膠輪車的制動(dòng)系統(tǒng)。該系統(tǒng)由液壓泵站、行車濕式制動(dòng)器、駐車制動(dòng)器、腳踏閥、手制動(dòng)閥、蓄能器、壓力表及連接用的管路接頭和液壓膠管等組件組成。其中液壓泵站由防爆電動(dòng)機(jī)、液壓泵、過(guò)濾器、無(wú)泄漏單向閥、反向梭閥、安全閥、手動(dòng)泵、壓力傳感器、管路接頭等組成，主要為節(jié)能制動(dòng)系統(tǒng)提供高壓動(dòng)力源。節(jié)能制動(dòng)系統(tǒng)方案如圖1所示。

1-防爆電動(dòng)機(jī);2-液壓泵;3-吸油過(guò)濾器;4-出油過(guò)濾器;5-手動(dòng)泵;6-安全閥;7-無(wú)泄漏單向閥;8-反向梭閥;9-壓力表;10-測(cè)壓接頭;11-蓄能器;12-腳踏閥;13-壓力傳感器;14-手制動(dòng)閥;15-空氣過(guò)濾器。圖1 防爆電動(dòng)無(wú)軌膠輪車節(jié)能制動(dòng)系統(tǒng)原理

2 工作原理

如圖1所示，駐車制動(dòng)器、前橋制動(dòng)器及后橋制動(dòng)器為節(jié)能液壓系統(tǒng)的執(zhí)行元件。當(dāng)制動(dòng)液壓系統(tǒng)的壓力為零或低于設(shè)定值時(shí)，整車控制系統(tǒng)控制制動(dòng)液壓系統(tǒng)中的防爆電動(dòng)機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)工作，帶動(dòng)液壓泵工作，油液通過(guò)出油過(guò)濾器和無(wú)泄漏單向閥進(jìn)入液壓系統(tǒng)，將整車的液壓管路及3個(gè)蓄能器充液。當(dāng)蓄能器的壓力達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定壓力時(shí)，壓力傳感器將信號(hào)反饋到制動(dòng)系統(tǒng)，制動(dòng)系統(tǒng)發(fā)出控制信號(hào)，控制防爆電動(dòng)機(jī)自動(dòng)停止工作。當(dāng)行車需要制動(dòng)時(shí)，壓力由蓄能器經(jīng)過(guò)踏板閥給前后橋制動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)制動(dòng)，并依靠蓄能器的儲(chǔ)存壓力，制動(dòng)系統(tǒng)能保持9次以上的制動(dòng)。若連續(xù)多次制動(dòng)使得蓄能器的壓力降低到設(shè)定壓力時(shí)，防爆電動(dòng)機(jī)再次自動(dòng)啟動(dòng)工作。當(dāng)3個(gè)蓄能器的壓力達(dá)到系統(tǒng)設(shè)定壓力時(shí)，再次停止工作，實(shí)現(xiàn)間歇式工作方式。駐車制動(dòng)器為失效安全型，當(dāng)需要解除駐車制動(dòng)時(shí)，松開手制動(dòng)閥，蓄能器的壓力將駐車制動(dòng)器彈簧撐開，車輛可以正常行駛。反之，當(dāng)需要駐車制動(dòng)時(shí)，實(shí)施關(guān)閉手制動(dòng)閥，彈簧恢復(fù)，車輛制動(dòng)，達(dá)到駐車效果。當(dāng)系統(tǒng)壓力由于某種原因超過(guò)安全壓力時(shí)，系統(tǒng)中的安全閥會(huì)自動(dòng)打開，保護(hù)制動(dòng)液壓系統(tǒng)。

3 主要特點(diǎn)

1) 該節(jié)能制動(dòng)系統(tǒng)可以解決制動(dòng)液壓系統(tǒng)問(wèn)題，采用間歇式工作方式，自動(dòng)啟停。

2) 防爆電動(dòng)機(jī)及制動(dòng)液壓系統(tǒng)使用時(shí)間加長(zhǎng)，延長(zhǎng)了系統(tǒng)壽命，降低了維護(hù)的成本。

3) 系統(tǒng)將壓力傳感器信號(hào)接入整車控制系統(tǒng)，能監(jiān)控整車液壓系統(tǒng)的工作壓力及故障，使防爆電動(dòng)膠輪車在礦井下運(yùn)行更加安全、可靠。

4 結(jié)論

防爆電動(dòng)膠輪車節(jié)能制動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)，相比同類型的傳統(tǒng)防爆電動(dòng)車的液壓制動(dòng)系統(tǒng)，其節(jié)能制動(dòng)系統(tǒng)在類似車型的基礎(chǔ)上進(jìn)行了技術(shù)突破。比如,防爆電動(dòng)膠輪車的節(jié)能液壓制動(dòng)系統(tǒng)采用獨(dú)立的液壓系統(tǒng)，可將轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和制動(dòng)系統(tǒng)分開，并利用蓄能器的儲(chǔ)存壓力，將傳統(tǒng)的連續(xù)工作的液壓制動(dòng)系統(tǒng)改成間歇式。自動(dòng)啟動(dòng)的液壓制動(dòng)系統(tǒng)能使防爆電機(jī)耗能降到最低，以保證防爆電動(dòng)膠輪車的續(xù)航里程。