薛溫光，曹 杰，傅 清

（國機重工集團常林有限公司，江蘇 常州 213136）

近幾年來，滑移轉(zhuǎn)向裝載機在國內(nèi)得到了不少生產(chǎn)廠家的重視，獲得了快速發(fā)展?；妻D(zhuǎn)向裝載機（以下簡稱滑移裝載機）屬于小型多功能工程機械的一種，可選配多種不同的工作裝置，實現(xiàn)一機多用，適應(yīng)性廣泛。近幾年來，國內(nèi)主流生產(chǎn)廠家越來越重視滑移裝載機產(chǎn)品，在研究、設(shè)計和制造水平方面得到較大發(fā)展，實現(xiàn)了技術(shù)積累和進(jìn)步。

1 制動類型

滑移裝載機普遍采用靜液壓傳動，故其制動系統(tǒng)和常規(guī)裝載機不同，但從安全角度出發(fā)，也要具備行走制動、停車制動和緊急制動三級制動系[1～2]。行車制動：也稱工作制動，用于實現(xiàn)車輛正常工作或者行駛中減速、臨時停車、保持穩(wěn)定一定車速等功能，使用最頻繁。停車制動：實現(xiàn)發(fā)動機熄火后，車輛長時間可靠停車或者在坡道停車的功能，可靠性要求最高。緊急制動：或稱為應(yīng)急制動，當(dāng)車輛發(fā)生故障或者一些意外緊急情況下使用該功能，方便獨立操作，優(yōu)先級別高。

2 設(shè)計思路

滑移裝載機行走系統(tǒng)主要是由2個變量泵、2個定量馬達(dá)組成的靜液壓傳動，2個泵串聯(lián)在一起，直接由發(fā)動機驅(qū)動，單個泵分別控制單個馬達(dá)，而2個馬達(dá)布置在車架兩側(cè)，如此形成2個相對獨立的泵、馬達(dá)系統(tǒng)。

行走速度和發(fā)動機油門大小、泵馬達(dá)系統(tǒng)流量變化存在直接關(guān)系。加大發(fā)動機油門，則泵主軸轉(zhuǎn)速增加，泵排量加大，輸出流量加大，馬達(dá)輸出轉(zhuǎn)速就會變大，車輛行走速度加快；反之，行走速度降低。但通常車輛工作時并不需要頻繁改變油門，而是將發(fā)動機油門確定在一個定值上，故通常不采用改變油門的方法來調(diào)節(jié)速度，而是采用改變流量的方法來調(diào)節(jié)速度。當(dāng)變量泵的斜盤傾角加大時，泵排量增加，輸出流量加大，進(jìn)入到馬達(dá)的流量同樣加大，可使得馬達(dá)轉(zhuǎn)速提高，車輛加速；反之車輛減速；泵斜盤傾角為零時，車輛停車。因此，行車制動可通過先導(dǎo)液壓手柄或者機械連桿方式控制泵的斜盤傾角大小來實現(xiàn)，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，調(diào)速范圍廣，適應(yīng)性好。

滑移裝載機體積小，結(jié)構(gòu)布置緊湊，采用帶駐車制動器的液壓馬達(dá)停車制動器集成在馬達(dá)上。制動器為機械結(jié)構(gòu)，安全可靠，常處于制動狀態(tài)，馬達(dá)不得轉(zhuǎn)動，只有當(dāng)制動器釋放后馬達(dá)才可以旋轉(zhuǎn)。市場上以液控釋放制動的方式居多，工作時把一定壓力的液壓油輸入到制動器內(nèi)，使其內(nèi)部摩擦片分離，實現(xiàn)釋放制動器。

緊急制動在設(shè)計上可采用自鎖按鈕的電路控制形式，是一個制動的總開關(guān)，處于初始位置時不起作用。在緊急情況下，按下此按鈕，同時實現(xiàn)兩個功能，一個是切斷進(jìn)入到馬達(dá)制動器的油路，使馬達(dá)制動；二使泵斜盤回中位，使泵輸出流量為零，保護泵馬達(dá)系統(tǒng)。如果第二個功能不實現(xiàn)的話，則會出現(xiàn)雖然馬達(dá)已經(jīng)制動，但泵可能還有油液輸出、加上機器本身的慣性，對馬達(dá)產(chǎn)生一個強推的作用，造成系統(tǒng)壓力沖擊，易縮短系統(tǒng)元件壽命，造成意外損傷。如果再次按動該按鈕，可恢復(fù)到初始位置。

3 設(shè)計方案

以市場上Rexroth公司專門為滑移裝載機開發(fā)的液壓泵、馬達(dá)、先導(dǎo)操作元件為例，結(jié)合前面所述思路，繪制出制動系統(tǒng)的液壓原理圖（圖1）和電氣原理圖（圖2）。

圖1 制動系統(tǒng)液壓原理圖

圖2 制動系統(tǒng)電氣原理圖

圖1中，三聯(lián)泵是由兩個工作泵、一個補油泵串接在一起。x11、x12、x21、x22四個位置連接在行走先導(dǎo)手柄上的輸出上，分別控制兩個工作泵的斜盤傾角位置。系統(tǒng)中行走馬達(dá)自帶滿足設(shè)計需要的制動器。泵G口對應(yīng)系統(tǒng)補油壓力，通過制動電磁閥的切換使壓力油進(jìn)入到馬達(dá)的制動器中，用于實現(xiàn)制動釋放。

開始工作前，首先需要解除馬達(dá)的制動狀態(tài)。即圖2中觸碰開關(guān)通電，制動電磁閥得電，壓力油液進(jìn)入到馬達(dá)制動器中，釋放制動，使馬達(dá)可以旋轉(zhuǎn)。在滑移裝載機上，觸碰開關(guān)由駕駛室內(nèi)安全桿控制，工作時安全桿必須處于指定位置，就可使觸碰開關(guān)通電。當(dāng)結(jié)束工作的時候，移開安全桿，觸碰開關(guān)斷開，制動電磁閥斷電，馬達(dá)制動器中的油液回油箱，壓力油釋放，內(nèi)部摩擦片在彈簧作用下壓緊，馬達(dá)恢復(fù)制動狀態(tài)，如此便實現(xiàn)了停車制動。

工作中，操縱人員通過對行走先導(dǎo)手柄前、后、左、右位置及行程幅度的控制，改變進(jìn)入到x11、x12、x21、x22內(nèi)的油液壓力，從而使泵斜盤傾角處于不同位置，改變了泵輸出流量，就改變了馬達(dá)的輸出速度；當(dāng)無操縱時，行走手柄自動回中位，對應(yīng)泵斜盤位置也在中位，無油液輸出，馬達(dá)停止旋轉(zhuǎn)，如此便可實現(xiàn)行車制動。

在緊急情況下，操作人員按下緊急制動按鈕，使圖2中電路閉合，則常通繼電器斷開，制動電磁閥處于失電狀態(tài)，馬達(dá)實現(xiàn)制動；同時，常斷繼電器閉合，使兩個緊急制動閥得電，x11和x12相通、x21和x22相通，使兩個工作泵斜盤傾角處于零位，切斷油液輸出，行走系統(tǒng)失去動力，從而實現(xiàn)緊急制動。

4 注意事項

1）總體性能計算 要對整車進(jìn)行計算分析，保證制動系統(tǒng)設(shè)計滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，制動力矩大小合適，滿足要求。

2）制動元件匹配 保證制動系統(tǒng)相關(guān)元件之間壓力、流量、電壓電流等相互匹配，可靠安全，例如馬達(dá)制動器打開時所需要的壓力范圍、流量大小等參數(shù)必須滿足。還有，需要注意各電磁閥位置機能不同，對應(yīng)電路設(shè)計通斷控制形式也不同。

3）與整機電液系統(tǒng)相結(jié)合 滑移裝載機整體結(jié)構(gòu)空間小，故要考慮各元件的總體布局，要易裝配、易維修、操作方便；需要把制動系統(tǒng)與整機液壓電氣原理進(jìn)行恰當(dāng)?shù)慕Y(jié)合，考慮相互作用影響。

4）加強試驗檢測 系統(tǒng)設(shè)計試制完成后，按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行制動性能方面的試驗，并及時改進(jìn)，保證制動系統(tǒng)的可靠性。

5）緊急制動是否保留 考慮到滑移裝載機的工況相對較好，大部分情況下，行車和駐車制動就可以滿足使用安全要求，故當(dāng)前國內(nèi)不少同類產(chǎn)品并無緊急制動這個功能，或者即使有，也無前面所述的“使泵斜盤回中位”的功能。因此，是否在產(chǎn)品上保留緊急制動還有待進(jìn)一步討論。