祁 冀

（晉能控股煤業(yè)集團大斗溝煤業(yè)有限公司， 山西 大同 037001）

引言

礦用膠輪車屬于井下煤礦運輸中較重要的一種輔助運輸設備，其他設備與相比，具有運輸效率高、機動性能好、安全可靠等特點，有載人、工程類和運輸三類膠輪車。膠輪車車輛制動的好壞主要依靠于制動器，而制動器是讓車輛停止運動或有運動趨勢的配置，是保證車輛安全行駛的重要來源。濕式制動器含有壓縮彈簧、壓盤、動靜摩擦片、制動活塞及殼體等組成零件，在車輛制動進程中，以及油液的壓力作用下，活塞被推向壓盤，將產生的制動力借助于壓盤傳遞給動靜摩擦片，在許多動靜摩擦片的相互摩擦作用下，快速降低車輪的速度，完成制動動作。與傳統(tǒng)的干式制動器相比，濕式制動器在制動安全、制動效能及使用壽命上，都顯示出明顯的使用優(yōu)勢,可以保證膠輪車在惡劣的井下環(huán)境中行駛安全，從而減少安全事故的發(fā)生[1-4]。因此，本文主要對礦用膠輪車發(fā)動機啟動、行車制動過程中的充液動態(tài)性能進行研究分析，進而提高膠輪車整個液壓控制系統(tǒng)的工作性能。

1 膠輪車全液壓制動控制系統(tǒng)的研究

對于膠輪車全液壓控制系統(tǒng)，其工作流程是：依靠液壓泵為整個系統(tǒng)提供液壓油，經過液壓泵加壓的液壓油，通過過濾器，傳輸給雙路充液閥，并將液壓油分為三路，一路向駐車制動蓄能器充液；另兩路向行車制動蓄能器充液，如果出現三個管路中有一個管路的油壓小于雙路充液閥額定下限充液壓力，將重新對其執(zhí)行充液動作，而當上升至額定上限充液壓力時，停止執(zhí)行充液動作。因此，蓄能器是整個控制系統(tǒng)較關鍵的一個安全元件，其中行車制動蓄能器含前橋和后橋制動器，對于前、后橋制動蓄能器都擁有獨立的制動回路，且每個回路依靠各自獨立的蓄能器為其提供液壓油；而雙路充液閥不僅可以向蓄能器充液，也可以保持蓄能器的壓力恒定，即保證在雙路充液閥額定上限和下限中充液壓力恒定。

本文設定系統(tǒng)充液前，駐車、前后橋行車三個蓄能器的壓力分別是5 MPa、6.5 MPa 和7.5 MPa；雙路充液閥額定上限、下限充液壓力分別為8.3 MPa 和6.4 MPa，對啟動發(fā)動機、行車制動過程中蓄能器的充液過程進行動態(tài)模擬分析。

1.1 發(fā)動機啟動充液動作模擬分析

在充液過程中，對駐車制動、前后橋行車制動三個蓄能器的壓力變化進行動態(tài)模擬分析，得到如圖1所示的曲線圖。

圖1 三個制動蓄能器的壓力動態(tài)變化曲線

從圖1 可以看出，在膠輪車發(fā)動機剛啟動時，雙路充液閥只向駐車蓄能器執(zhí)行充液動作，在駐車蓄能器達到6.5 MPa 的壓力前提下，前橋行車蓄能器在充液閥模塊作用下開始也執(zhí)行充液動作；緊接著，在駐車制動和前橋行車制動蓄能器同時達到7.5 MPa的壓力前提下，后橋行車蓄能器也開始執(zhí)行充液動作，等到這三個制動蓄能器都達到8.3 MPa 的壓力時，膠輪車液壓控制系統(tǒng)停止充液動作，可滿足設計使用要求。

1.2 行車制動蓄能器模擬分析

礦用膠輪車在正常行使時，其制動主要是依靠行車制動，且在實施制動時，制動蓄能器的壓力不斷變化，當出現兩個蓄能器的壓力小于雙路充液閥額定下限充液壓力的現象時，液壓控制系統(tǒng)還存在充液動作，因此，對膠輪車行車制動中的蓄能器壓力分析研究是很有必要的。

本研究是在兩個行車制動蓄能器的初始壓力都達到8.3 MPa，且在兩個蓄能器都充滿液壓油的前提下，對膠輪車每5 s 進行踩雙路制動閥踏板，連續(xù)三次執(zhí)行行車制動，其過程壓力變化曲線如圖2 所示。同時，監(jiān)測制動蓄能器的壓力變化情況，得到如圖3所示的曲線圖。

圖2 雙路制動閥腳踏板壓力變化曲線

圖3 行車制動動作下兩個蓄能器的壓力動態(tài)變化曲線

從圖2 和圖3 可以看出，在膠輪車實施制動前，前橋行車和后橋行車兩個蓄能器的壓力都是8.3 MPa，通過兩次踩雙路制動閥腳踏板動作后，兩個蓄能器的壓力均減小約0.8 MPa，第三次實施動作后，壓力減小至6.4 MPa，此種情況下，雙路制動充液閥對這兩個蓄能器又開始執(zhí)行充液動作，其壓力逐漸上升，達到壓力為8.3 MPa 的穩(wěn)定狀態(tài)。在整個實施制動的過程中，兩個蓄能器的壓力大致同步變化，僅在剛開始踩下雙路充液閥腳踏板時，后橋制動蓄能器相比于前橋蓄能器存在一個微小的波動變化，這是因為在雙路制動閥的液壓油推力作用下，前橋制動比后橋存在一個微小的延遲制動，這也滿足雙路制動閥的理論特征，符合要求。

1.3 充液過程中雙路充液閥進出口壓力分析

依據圖3 可知，當出現兩個蓄能器的壓力小于雙路充液閥額定下限充液壓力的情況時，液壓控制系統(tǒng)還伴隨有充液動作，當達到雙路充液閥額定上限充液壓力的現象時，停止充液動作。為了更加深入地分析雙路充液閥的性能，設定通過多次行車制動使發(fā)動機停止工作時，將雙路充液閥的壓力降為3MPa，開始啟動發(fā)動機，并保證以勻速轉速動作，得到充液動作中雙路充液閥的進出油口壓力變化情況，如圖4 所示。

圖4 雙路充液閥充液時進出油口壓力變化曲線

由圖4 可以看出，當進油口、出油口的壓力達到雙路充液閥額定上限充液壓力的現象時，液壓系統(tǒng)停止充液，且在整個充液動作過程中，進油口、出油口壓力相差約0.2 MPa，在雙路充液閥的允許范圍內，滿足使用要求。

2 結論

為提高膠輪車整個液壓制動控制系統(tǒng)的工作性能，本文主要對礦用膠輪車發(fā)動機啟動、行車制動過程中充液動態(tài)性能進行研究分析，結論如下：膠輪車發(fā)動機啟動時，雙路充液閥最先對駐車制動蓄能器執(zhí)行充夜動作，再對行車制動蓄能器執(zhí)行充液動作，直至三個蓄能器的壓力達到雙路充液閥額定下限充液壓力，停止執(zhí)行充液動作。當膠輪車正行使時，雙路充液閥主要是對行車制動蓄能器執(zhí)行充液動作，而駐車制動蓄能器對行車制動的充液性能影響較小。