
靜液壓傳動工程機(jī)械的制動系統(tǒng)
2014-07-11 09:28:36 來源:中國制動器網(wǎng) 點(diǎn)擊:
1、行車制動系統(tǒng)
行車制動系統(tǒng)應(yīng)能在所以運(yùn)行狀態(tài)下發(fā)揮作用。它首先用以使運(yùn)動中的車輛減速,繼而在必要時(shí)使車輛完全停止運(yùn)動處于靜止?fàn)顟B(tài),。對行走制動系統(tǒng)的要求是:第一,在車輛運(yùn)動的整個(gè)速度范圍內(nèi)均能產(chǎn)生足夠的制動阻力,,使車輛減速直至停車,;第二,具有足夠的耗能或貯能容量來吸收車輛的動能,;第三,,行走制動裝置的作用必須是漸進(jìn)的;第四,,行走制動系統(tǒng)的操縱功能必須是獨(dú)立的,,不應(yīng)受其它正常操縱機(jī)構(gòu)的影響,不能在離合器分離或變速器空檔時(shí)喪失制動能力,。從原則上說,,凡是能完全滿足上述要求的裝置,均可用于行走制動系統(tǒng),。行走制動是使用最頻繁的制動裝置,,一般稱為主制動系統(tǒng)。
現(xiàn)代工程機(jī)械行走制動系統(tǒng)除普遍采用帶有較大容量的制動盤,、鼓等摩擦式機(jī)械制動器作為主執(zhí)行元件外,,也越來越多地利用發(fā)動機(jī)排氣節(jié)流、電渦流,、液渦流等作為輔助的吸能裝置,。后幾種裝置的優(yōu)點(diǎn)是本身沒有產(chǎn)生磨損的元件,能更好地控制減速力(矩),,從而減少主制動元件(剎車盤,、片等)的磨損和延長其使用壽命。但它們的制動力都與行走速度有關(guān),,一般無法獨(dú)立使車輛完全停止,,只能作為輔助制動裝置(緩速裝置)來使用。
靜液壓傳動系統(tǒng)由連接在一個(gè)閉式回路中的液壓泵和液壓馬達(dá)構(gòu)成,。對這種傳動裝置所選用的泵和馬達(dá),除了有與一般液壓元件相同的高功率密度,、高效率,、長壽命等性能要求外,,還要求兩者均能在逆向工況下運(yùn)行,即在必要時(shí)馬達(dá)可作為泵運(yùn)行,,泵可成為馬達(dá)運(yùn)行,,使整個(gè)系統(tǒng)具備雙向傳輸功率或能量的能力。這樣當(dāng)泵的輸出流量大于馬達(dá)在某一轉(zhuǎn)速下需要的流量時(shí),,多余的流量就使馬達(dá)驅(qū)動車輛加速,,而加速力的反作用力通過馬達(dá)使入口壓力升高,液壓能轉(zhuǎn)化為車輛的動能增量,;反之,,如調(diào)節(jié)變量泵的排量使其通過流量不敷于馬達(dá)的需求時(shí),馬達(dá)出口阻力增大,,在馬達(dá)軸上建立起反向扭矩阻止車輛行駛,,車輛動能將通過車輪反過來的驅(qū)動馬達(dá)使其在泵的工況下運(yùn)行,并在馬達(dá)出油口建立起壓力,,迫使泵按馬達(dá)工況拖動發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn),,車輛的動能將轉(zhuǎn)化為熱能由發(fā)動機(jī)和液壓系統(tǒng)中的冷卻器吸收并耗散掉。由于靜液壓傳動系統(tǒng)產(chǎn)生的阻力(矩)原則上只取決于系統(tǒng)壓力和馬達(dá)排量而與行走速度無關(guān),,所以這種系統(tǒng)既能象上述“緩速器”那樣使車輛減速,,又能使其完全停止運(yùn)動,不僅能滿足行走制動全部功能要求,,而且在制動過程中沒有元件磨損且可控性良好,。因此,靜液壓傳動系統(tǒng)本身完全可以作為行走制動裝置使用,。裝有靜液壓傳動系統(tǒng)的車輛一般無須另行配置機(jī)械制動器,,但系統(tǒng)中不能有駕駛員可隨意操縱的使功率流中斷的裝置(如液壓系統(tǒng)中的短路閥、馬達(dá)與驅(qū)動之間的離合器或機(jī)械換擋裝置等),。
在許多工業(yè)發(fā)達(dá)國家中,,允許靜液壓傳動裝置作為行走制動系統(tǒng)使用已為相關(guān)安全法規(guī)所確認(rèn)。例如,,1987年4月1日起生效的德國交通工具及設(shè)備和自行式機(jī)械“靜液壓傳動裝置可以作為行車制動器使用,,前提是這一驅(qū)動系統(tǒng)中不含有短路閥,或只裝有駕駛員無法直接操縱的短路閥(例如將短路閥的操縱手柄裝于機(jī)罩下面),。”
人們?;?fù)?dān)心靜液壓傳管路爆破或元件損壞后會喪失制動能力,但在顯得技術(shù)條件下,,出現(xiàn)這種風(fēng)險(xiǎn)的概率不會大于傳統(tǒng)行走制動器的概率,。
2、停車制動系統(tǒng)
停車制動系統(tǒng)用來使車輛保持靜止?fàn)顟B(tài),。從原則上說,,它可以采用任一種具有足夠鎖定能力的機(jī)械加緊,、錨固、插銷,、鍥塊,、擋鐵、卡齒等止機(jī)構(gòu),,并不一定非要是漸進(jìn)作用的,。但在實(shí)用上為了和前述行走制動裝置系統(tǒng)兼容,絕大多數(shù)停車裝置仍然采用了結(jié)構(gòu)原理與機(jī)械制動器類似的,、帶摩擦元件的結(jié)構(gòu),,常見的有蹄式、帶式,、單盤式和多盤式等,。停車制動系統(tǒng)對制動裝置的要求是,制動能力應(yīng)足以防止車輛在各種條件下向任一方向意外移動,,停車制動器與車輪之間不得存在可能使傳動鏈中斷的可操縱元件,;停車制動的操作都是在車輛已處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)進(jìn)行,純粹的停車制動器無須具備吸收車輛動能的能力,,也不允許在行進(jìn)過程中操作,;停車制動多在發(fā)動機(jī)熄火狀態(tài)下進(jìn)行操作,機(jī)構(gòu)中的制動力只能由駕駛員人力能控制的純機(jī)械傳輸,,且必須在不輸入任何外界能量的條件下長時(shí)間地保持在制動狀態(tài),。這樣,就排除了用液壓,、氣壓,、電磁等助力方式實(shí)現(xiàn)停車自動的可能。但相關(guān)法規(guī)卻不禁止實(shí)用這些輔助施力方式來解脫停車制動,。因此,,許多現(xiàn)代車輛都采用蓄能彈簧加壓的方式實(shí)現(xiàn)停車制動,而用液壓或氣壓方式解脫它,。這種型式的停車制動器動作靈活可靠,,并具備發(fā)動機(jī)熄火或主液壓系統(tǒng)失壓后自動完成保護(hù)性制動的功能。實(shí)際上,,問題往往出在缺少壓力能源無法解脫它們,,以便將故障車輛拖走。為此,,設(shè)置了機(jī)械式(螺桿,、杠桿等)液壓式(手動泵或借用應(yīng)急液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)作為壓力源)或氣壓式(手動氣泵)應(yīng)急解脫系統(tǒng)。
3應(yīng)急制動系統(tǒng)
應(yīng)急制動系統(tǒng)用于主制動系統(tǒng)全部或部分失效時(shí)完成制動任務(wù),。因此,,應(yīng)該和主制動系統(tǒng)一樣,,具備以漸進(jìn)方式吸收車輛動能的能力??紤]到應(yīng)急制動系統(tǒng)通常僅車輛發(fā)生故障時(shí)才使用,無須頻繁操作,。在極端情況下,,應(yīng)急制動器只有一次使用壽命,是靠“犧牲“自己來保全整機(jī)的安全,。對它的其它要求類似于停車制動,,不得由駕駛員人力以外的外部能源操作,制動元件與車輪之間不能存在足以使傳動使傳動鏈中斷的可操縱元件等,。由于停車和應(yīng)急制動系統(tǒng)在要求上具有相似性,,實(shí)踐中大多利用可漸進(jìn)作用的摩擦式停車制動器兼作應(yīng)急制動器使用。
4制動系統(tǒng)的一般配置方式
傳統(tǒng)的機(jī)械傳動車輛行走制動器(盤式或鼓式及蹄式)都直接裝在車輪上,,而停車和應(yīng)急制動器則裝在變速器與驅(qū)動橋之間,,也稱為“中央制動器”。前者都用腳踏板操縱,,允許采用機(jī)械拉桿,、軟軸的或液壓管路作為傳力系及設(shè)置液壓、氣力等助力裝置,;后者則只能用于手柄經(jīng)機(jī)械拉桿或軟軸操縱,。考慮到制動器本身(盤或鼓)失效的可能性遠(yuǎn)小于制動操縱系統(tǒng),,新的法規(guī)已不再要求采用與主制動器完全分開的停車應(yīng)急制動器,,而是強(qiáng)調(diào)主制動裝置的操縱系統(tǒng)完全失效時(shí),應(yīng)急制動器應(yīng)能獨(dú)立操縱直接作用在車輪或與車輪有固定傳動關(guān)聯(lián)的制動元件上,。這樣,,就使一大批現(xiàn)代車輛可能采用兼有行走、停車或應(yīng)急制動能力“三位一體”的多功能車輪制動器,。在這樣的系統(tǒng)中,,制動蹄片(用于鼓式)或夾鉗(用于盤式)一方面可以由行車制動系統(tǒng)中的液壓缸或汽缸操縱,另一方面也可以由停車與應(yīng)急制動手柄通過杠桿系統(tǒng)施力或釋放蓄能彈簧,,彼此互不干擾,。在后一種情況下,用來控制由蓄能彈簧加壓的停車制動器的手柄連接一個(gè)液壓或氣壓閥(停車時(shí)泄壓),,或電磁閥的電路開關(guān),,而并非機(jī)械拉桿。
上述規(guī)定主要針對公路車輛,,并非所有工程機(jī)械都裝備如此完善的制動系統(tǒng),。
5靜液壓制動系統(tǒng)的配置特點(diǎn)
靜液壓傳動車輛除與傳統(tǒng)車輛一樣配齊上述三套制動系統(tǒng)外,,也可以取消常規(guī)的行走制動系統(tǒng),以簡化機(jī)構(gòu)和降低成本,??紤]到人們的駕駛習(xí)慣,有時(shí)應(yīng)設(shè)置一個(gè)與常規(guī)車輛類似的制動踏板,,只不過它是通過漸變地減少靜液壓傳動系統(tǒng)中變量泵的排量來使車輛減速和停止運(yùn)動的,。由于存在漏損,靜液壓傳動系統(tǒng)并不能滿足停車制動的要求,,也必須配置獨(dú)立操縱的停車和應(yīng)急制動系統(tǒng),。為此許多液壓元件制造廠都根據(jù)用戶的要求,在所生產(chǎn)的液壓元件上裝設(shè)機(jī)械制動器,。法國波克蘭液壓公司生產(chǎn)的車輪液壓馬達(dá)就裝有行走,、停車和應(yīng)急制動三位一體的鼓式(蹄式)制動器(圖1),也可選裝結(jié)構(gòu)更為緊湊的多盤式制動器(圖2),。后者由蝶型蓄能彈簧壓緊,、低壓液壓系統(tǒng)供能和解脫,解脫壓力1.2~3.0MPa,,可直接利用靜液壓驅(qū)動系統(tǒng)中的補(bǔ)油壓力,。當(dāng)靜液壓傳動系統(tǒng)發(fā)生故障或發(fā)動機(jī)熄火時(shí),這種閉式制動器將立即動作,,使車輛自動停止運(yùn)動,,以確保安全。此制動器設(shè)有供強(qiáng)制解脫用的機(jī)構(gòu),。
在工業(yè)發(fā)達(dá)國家中,,靜液壓傳動已廣泛用于工程機(jī)械。普遍采用靜液壓傳動裝置作為行走制動,,附加機(jī)械操縱停車與應(yīng)急制動器這樣的制動系統(tǒng),。只有少數(shù)速度特別高(>50km/h)或有特殊要求的車輛才加設(shè)常規(guī)機(jī)械式行走制動系統(tǒng)。國內(nèi)生產(chǎn)的林德系列叉車,、液壓傳動掃路車,、振動壓路機(jī)、滑移式裝載機(jī),、井下鑿巖機(jī)和飛機(jī)牽引車等,,都采用靜液壓傳動裝置兼作為行走制動系統(tǒng)。
摘自:http://www.chinacrane.net/channelnews/201201/05/3628.html

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