220t电传动矿用自卸车全液压制动系统设计

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中南大学机电工程学院罗春雷赵遵平张友林
；摘要：大型矿用自卸车作业效率高，运营成本低，具有中小型设备无法比拟的优势，因而广泛；
；应用于大型露天矿山。

矿用自卸车载重量大、行驶速度高，对制动性能要求很高，而且电传动矿用自：
；卸车的前后制动压力、流量差别较大，因此设计了新型全液压制动系统。

该系统采用带液控功能的双ｉ
！路踏板阀作为先导阀，继动阀作为主阀，组成双路工作制动系统，通过电磁阀液控踏板阀来实现紧急÷
ｉ制动，电磁阀液控后继动阀间接锁定后制动器来实现制动锁定；停车制动为弹簧施加、电磁阀控制液ｉ
；压解除，并设置单向阀、压力开关和速度传感器，防止停车制动器意外施加。

系统分为多条油路，并设；
；置各自的隔离单向阀、蓄能器和油路调节器，保证系统在部分油路故障的情况下能够安全停车，即实？
；现次级制动。

另外系统设置了多个压力开关，实现与推进互锁和压力低报警，并采用顺序阀液控踏板；
÷阀，实现在制动压力低报警一段时间后自动施加所有制动器。

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关键词：电传动自卸车全液压制动次级制动矿用汽车
２２０ｔ矿用自卸车作业效率高，运营成本低，具有中小型设备无法比拟的优势，广泛应用于大型露天矿山【ｌ】。

２２０ｔ矿用自卸车自重达１７０ｔ，满载后的总质量达到３９０ｔ，而且其行走速度也达到４８ｋｍ／ｈ，这就要求自卸车必须具有非常可靠的制动。

因此，本文通过参考国外相关产品，设计了全液压制动系统，来保障行车的安全性和制动的可靠性。

１制动工况分析
矿用自卸车有机械传动和电传动两种方式，电传动是通过驱动电动机经行星减速器减速后驱动后轮，电动机直接安装在后桥内。

因此，国内外大型电传动矿用自卸车普遍采用前轮为轮速制动，后轮为枢速制动（制动器装在电动机的轴上），制动器一般采用全液压钳盘式制动器或者湿式制动器。

湿式制动器需要专门的冷却油路，而钳盘式制动器可以风冷，后制动器由于安装在后桥内，不利于散热，因而需要强制冷却，以防止制动器因温度过高而失效。

考虑到电动机也需要冷却，本系统前后制动器都采用钳盘式制动器，前制动为单盘（盘径１１６０ｍｍ）４钳，为防止后制动器过热而失效，后制动器采用双盘（盘径６３５ｍｍ）制动器，１钳，盘，停车制动器采用弹簧制动钳，安装在后制动器上。

由于后制动的输出力矩经过减速器（传动比为一６６—３１．８）放大，后制动所需要的力矩较小，因而后制动最大压力为８ＭＰａ，流量只有３０Ｕｍｉｎ，而前制动流量达到２００Ｌ／ｍｉｎ，压力高达１３ＭＰａ。

２全液压制动系统方案
大型电传动自卸车一般具有工作制动、停车制动、紧急制动和制动锁定［２１。

工作制动为车辆行驶时的制动；停车制动用于车辆停止后固定住车辆，特别是当自卸车停在坡上时；制动锁定用于车辆装载或卸载时固定住车辆。

为提高系统的可靠性，大型电传动自卸车一般都具有次级工作制动，保证系统在某制动部分故障时，仍可以安全停车。

２．１工作制动
采用双路制动系统，如图１所示，前后制动器各由一个蓄能器供油，以双路踏板阀１５作为先导阀，控制继动阀１８、２１，实现工作制动。

继动阀不但可以实现流量的放大，而且可实现多种压力转换（输出压力与控制压力的比例有多种可以选择），便于系统的设计和制动器的选泽。

另外，设置压力开关１７来实现制动与推进互锁，同时控制刹车指示灯。

踏板阀１５是一个压力随动阀，根据驾驶员踩下踏板行程的大小来控制阀口的开度，由于采用了压力反馈，脚踩的力决定了其输出压力的大小，而继动阀１８、２１可以实现制动器的压力与踏板阀１５的开
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通顺序阀１１．三通减压阀１２．制动锁定电磁阀１３、１４．制动蓄能器１５．双路踏板阀１６．刹车灯开关１７．制动锁定压力
开关１８．继动阀１９．停车制动电磁阀２０停车制动压力开关２１．继动阀２２．前轮制动器２３．后制动器２４．停车制动器
图ｌ大型矿用自卸车全液压制动系统原理图
度，即输出压力成比例，即通过操纵踏板就可以决定制动压力，实现了操作人员的精确控制。

制动蓄能器有两个功能：一是存储用于转向蓄能器失灵时备用制动的能量；二是提高制动系统的响应速度。

２．２停车制动
停车制动采用弹簧制动器，制动力由弹簧施加液压解除，一般采用电磁阀或者手动换向阀控制，为便于布置元件，本文采用电磁阀控制，如图１所示。

为实现制动与推进的互锁，设置停车制动压力开关２０，只有当压力开关２０断开后，行驶才可以进行，当停车制动时，停车制动电磁阀１９的线圈断电，停车制动器内油压降低，压力开关２０闭合，行驶中断。

停车制动电磁阀１９由车辆钥匙开关和停车制动开关控制，而且只有钥匙开关ＯＮ，发动机运转后，停车制动开关才可起控制作用。

当钥匙开关ＯＦＦ，电磁阀１９断电。

停车制动开关置于ＯＮ时，停车制动电磁阀１９断电，停车制动器接通油箱，在弹簧的作用下实现停车制动。

为防止车辆未停止时停车制动器的施加，设置车轮电动机速度传感器，来检测自卸车的行驶速度，如果车速高于０．５ｋ－—ｌ／ｌｌ时，停车制动器将不会施加。

这样可以免除意外施加对停车制动器的损坏，并延长了制动器的调整间隔。

停车制动开关ＯＦＦ时，停车制动电磁阀１９通电，系统压力油进入停车制动器２４，解除停车制动。

当系统供油压力低，停车制动开关ＯＦＦ时，为防止停车制动器自动施加，停车制动油路内设置单向阀３．４，阻止停车制动制动器内的压力油流回供油油路，保持停车制动器处于解除位置，但是由于电磁阀１９存在内泄漏，停车制动器内的油液会慢慢泄漏回油箱，并最终使停车制动施加。

一６７—
”４的油路出现故障，单向阀３．２、３．３可防止制动蓄能器１３、１４内的压力油倒流，保证制动系统有足够的能量进行制动。

在变量泵１和转向蓄能器４之间的油路上设置单向阀３．１，如果供油中断，可防止系统压力损失。

２．５自动紧急制动与制动压力低报警
通过梭阀６、制动压力开关７和三通顺序阀１０实现，如图１所示。

梭阀６获取前后两制动蓄能器１３、１４的较低压力［５１，压力开关７设定系统报警压力，三通顺序阀１０设定自动紧急制动压力。

当梭阀６获取的压力低于制动压力开关７设定压力时，系统报警；如果这个压力继续降低，低于三通顺序阀１０的设定压力时，顺序阀ｌＯ复位，制动蓄能器的压力油进入梭阀９．１，压力较高的油液进入踏板阀１５
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［１】１刘延安．矿用汽车运输——关于大型矿用汽车的新发展叨．矿用汽车，２００４０）：４７－４８．
【２】芦晓民．１０８电动轮自卸车非常电制动、紧急转向系统技术改造田．内蒙古科技与经济，２００４（１４）：７９．［３】石景林．ＭＩＣＯ全动力液压制动系统【Ｊ】．工程机械，１９９７（１）：６＿７．
［４１ＤａｖｉｄＥＫｅｙｓｅｒ．Ｈｙｄｒａｕｌｉｃｂｒａｋｅｓｙｓｔｅｍｓａｎｄｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓｆｏｒｏｆｆ－ｈｉｇｈｗａｙｖｅｈｉｃｌｅｓａｎｄｅｑｕｉｐｍｅｎｔ叨．Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓｏｆ
ｔｈｅＩｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌＦｌｕｉｄＰｏｗｅｒＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｓＣｏｎｆｅｒｅｎｃｅ，
１９９２（３）：２３—３２．‘
［５】李启成，冯小康．ＫＺＣ一５型井下自卸汽车液压系统设计叨．液压与气动，２００４（１１）：７－９．
通信地址：湖南长沙中南大学机电工程学院（４１００８３）
（收稿日期：２００７一１１－２６）
220t电传动矿用自卸车全液压制动系统设计
作者：罗春雷， 赵遵平， 张友林， Luo Chunlei， Zhao Zunping， Zhang Youlin
作者单位：中南大学机电工程学院
刊名：
工程机械
英文刊名：CONSTRUCTION MACHINERY AND EQUIPMENT
年，卷(期)：2008，39(3)
被引用次数：1次
1.刘延安矿用汽车运输--关于大型矿用汽车的新发展 2004(03)
2.芦晓民108电动轮自卸车非常电制动、紧急转向系统技术改造[期刊论文]-内蒙古科技与经济 2004(14)
3.石景林MICO全动力液压制动系统 1997(01)
4.David E Keyser Hydraulic brake systems and components for off-highway vehicles and equipment 1992
5.李启成.冯小康KZC-5型井下自卸汽车液压系统设计[期刊论文]-液压与气动 2004(11)
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下载时间：2011年1月23日。