装载机全液压制动系统的改进设计.pdf

向阀锈死， 还会导致管路发生破裂。 另一方面， 由于装载机的工况恶劣， 在工作中需 要进行频繁的制动， 会产生大量的热量， 使制动系统 的密封件失效。 而且钳盘制动器暴露在外面， 在一些 煤场、 采石场等粉尘污染严重的场所工作时， 粉尘进 人制动液中会导致活塞卡死 ， 造成制动失灵或抱死。 新一代的全液压制动系统有效地解决了这些问 题。系统取消了气路， 制动器是全封闭式的， 摩擦片 浸泡在齿轮油中， 散热效果较好， 制动液与液压系统 的液压油共用， 防止了外界粉尘的侵人， 从而避免了 制动系统因含水、 环境污染等原因造成的故障， 使制 动更为灵敏、 安全可靠。 全液压制动系统在国际上已 被普遍应用 ， 在国内的应用也越来越多。 该系统由两部分组成 1 行车制动系统用于经常性的一般行驶中 的速度控制及停车 ， 具有制动平稳、 响应时间短、 反 应灵敏、 操作轻便、 安全可靠和制动性能不受作业环 境影 响等特性 。 2 停车 ／ 紧急制动用于停车后的制动， 或 者在行车制动失效时的应急制动，用手动电磁阀控 制系统。 另外， 当系统发生故障使任何 1 个蓄能器的 压力低于 5 M P a 时， 能 自 动切断手动电磁阀的电源， 实施应急制动 ， 并使变速器挂空挡。 该系统是双回路全液压湿式制动系统，由制动 泵 与液压系统共用 、 双路充液阀、 蓄能器、 双路制 动阀、 制动阀块 、 压力开关及管路组成 。系统压力油 --- 4 9- -- 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 1 个蓄能器的压力低于 1 0 M P a 时，双路充液阀开 启，对系统充液；当 3 个蓄能器的压力都高于 1 2 M P a 时， 双路充液阀关闭， 停止对系统充液， 泵出来 的油用于液压系统散热。双路充液阀设有低压报警 开关， 系统压力低于 8 M P a 时， 系统报警， 表示系统 出现故障， 应停车予以排除。当系统充液时， 压力油 分两路进入后桥回路的蓄能器 2 和前桥回路的蓄能 器 3 ， 两回路是相对独立的， 其中一条回路出现泄漏 等故障时， 另一条回路的压力不会因此而降低， 提高 了系统的相对可靠性。 踩下制动踏板，行车制动回路中的蓄能器 2 、 3 内存储的高压油经双路制动阀进入轮边制动器， 制 动车轮。 松开制动踏板解除制动后， 轮边制动器内的 液压油经双回路制动阀流回油箱。双回路制动阀的 一 50一 操纵力就能得到完全制动所需的制动油压。 在双路制动阀的 A 1口设有动力切断开关 ， 当 行车时变速操纵手柄处于前进或后退 I 、 I I 挡，且动 力切断选择开关闭合时， 在脚制动或手制动的同时， 电控盒向变速操纵阀发出指令， 使变速器挂空挡， 切 断动力。当行车时变速操纵手柄处于前进或后退 I 、 I I 挡， 且动力切断选择开关断开时， 在制动时将不切 断动力。 2 问题及改进 2 ． 1 改 进设计 一 解 决 制动 踏板 反 弹及 制 动剧 烈、 无点 刹 问题 近年来用户对操作舒适性的要求越来越高 ， 对 制动踏板反弹、 制动剧烈以及无点刹等现象， 一些用 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第3 9 卷2 o ∞年6 月 -一 0 工程瓣 户认为是操作舒适性问题 ，另一些用户则认为是车 辆故障。 通过分析可知 ，制动踏板反弹是 由于双路制动 阀的 A 1 、 A 2口升压过快 ，给了制动踏板一个冲击， 于是我们在 A1 、 A 2口加装了节流孔 ， 通过对多组 节 流孔进行试验， 找到了一组比较合适的节流孔， 加装 节流孔后 ， 故障现象消除。 制动剧烈、 无点刹问题， 则是由于制动阀与驱动 桥的匹配不够理想。这可从下面的计算得到证实。 首先， 我们进行了如下计算 2 ． 1 ． 1 制动距离计算 根据 G B 8 5 3 2 8 7 轮胎式土方机械制动系统的 性能要求和试验方法的规定 ，车辆在行驶速度为 3 2 k m ／ h时， 制动距离不能超过 S 2 ， 6 8 1 5 m 式中 ．s I 动距离 ， i n ； 制动初速度， k m ／ h 。 2 ． 1 ． 2 制动减速度计算 根据参考文献 1 ， 制动距离为 1 5 i n时所产生 的 减速度为 a 1 ， 2 ．s 。 ， 3 ． 6 2 2 ． 9 7 m ／ s 其中 S S R S S l 3 2 0 00 ／ 3 6 0 00． 2 1 ． 7 8 i n 式中 制动减速度 ， l i ft s 2 ； ．卜 实际制动距离 ， m； ．s 制动延迟距离， m； 0 ． 2 为设定的制动延迟时间。 要满足减速度为 a 2 ．9 7 m ／ s ，则车辆所需的制 动力矩 为 a G 0 r k 4 2 7 2 3 N‘ m 式中 _ 计 算制动力矩， N m； G d _ _ 载整机重量 ， k g ； _ 、滚动半径 ， IT I 。 车辆制动器所能提供的制动力矩为 ‰ Q H 4 8 1 8 5 N IT I Mo z Q Q MQ u 9 6 3 7 0 N。 m 式中 慨厂制动器总力矩， N m； 坂． 前桥制动力矩， N m ； ‰ 广后桥制动力矩 ， N IT I 。 车辆前桥附着力所能提供的最大制动力矩 f lQ h G 0 Q G 0 0 ， L F k g 7 4 0 0 9 N‘ m 车辆后桥附着力所能提供的最大制动力矩 G 旷 G 0 h 0 ／ L r k g 2 4 5 1 6 N。 m 整车实际制动力矩 ‰ 7 2 7 0 1 N m 式中 帅 l-一前桥提供的最大附着力矩 ， N m ； ‰ 。取 _ 一 后桥提供的最大附着力矩 ， N m； G o _ _ 一 车辆总重 ， k g ； G 。 。 一前桥静负荷 ， k g ； G 0 l 厂一 后桥静负荷 ， k g ； _j 酋 路系数 ； 。 -_ _ 一空载重心高， in ； 车辆轴距 ， i n ； 广重力加速度 ， m ／ s ； 厂整车实际制动力矩， N in 。 因为 M z s ， 所以出现了制动剧烈的现象。 将制动阀出口压力由4 ． 5 M P a 降到3 ．5 M P a 时， 整车实际制动力矩变为 Q Q 6 0 6 5 4 N‘ m 这时制动产生的冲击大大减小。 当制动阀出口压力降为 2 ．3 M P a 时，整车实际 制动力矩与所需的制动力矩相等， 即 Mz s ME 原制动阀的压力曲线为一直线 如图2 ， 随着 踏板转动角度的增加制动压力上升过快 制动压力 为 2 ．3 M P a 时， 踏板只转动了7 。 ， 使得从开始制动 到完全制动的时间过短 ， 造成一种不舒适 的感觉。 为 了延长从开始制动到完全制动的时间，将制动阀中 的平衡弹簧由单级弹簧改为双级弹簧，使制动阀的 压力曲线从 0到 2 _3 M P a 时的斜率变缓，制动压力 由 0增加至 2 ． 3 MP a时踏板转动 了 1 2 。 如 图 3 。 也就是说延长了从开始制动到完全制动的时间。通 过 试验 ，制动剧烈 、无 点刹现象 消 除 ，根据 5 1 O 1 5 2 0 踏板角度 ／ 。 图 2原 制动 阀压 力 曲线 一 51 5 4 3 2 1 垒＼ 蹬幅摹 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 重 磊 3 2 1 5 1 0 1 5 2 0 踏板角度／ 。 图 3改进 后 制 动 阀 压 力 曲线 G B 8 5 3 2 8 7 轮胎式土方机械制动系统的性能要求 和试验方法 标准进行制动距离测试， 试验结果符合 标准要求。 2 ． 2 改进设计二 解决行走过程中突然失去动力问题 在原设计中，经常会出现车辆在行驶过程中停 下来后， 再启动时不能行走的现象。 这是由于停车制 动动力切断开关的动作压力值与充液阀的压力值设 计不合理造成的。原设计中停车制动动力切断开关 的下降动作压力值为 8 M P a ，上升动作压力值最大 可达 到 1 1 MP a ，而充液 阀的充液压力下 限为 1 1 ． 5 M P a ， 当车辆使用一段时间后， 调压弹簧疲软， 充液 阀的充液压力有可能低于 1 1 M P a ， 就会产生动力切 断不能恢复的现象，为此我们重新选择了一种充液 阀， 使其充液压力为 1 4 M P a ， 该故障现象消除。 2 ． 3 改进设计三 解决充液阀卡死和制动泵炸裂问题 在蓄能器压力达到系统压力时，压力油转为给 散热系统供油，由于进口件充液阀对系统的清洁度 要求太高，油液稍有污染，就会造成充液阀阀芯卡 死 ， 换向阀芯不能换向， 制动泵无法卸荷 ， 并导致系 统压力过高， 制动泵炸裂现象， 为此， 我们在制动泵 出口处加装了精过滤器， 保证了系统的清洁度， 确保 充液阀的换向阀芯能准确换向， 同时加装了溢流阀， 从根本上保护 了整个制动系统。 通过以上改进设计，该机型装载机不再出现上 述故障 ， 大大提高了该机型装载机 的市场竞争力。 随 着全液压湿式制动系统应用的日趋成熟 ， 它将以其 独特的优势逐步取代气顶油制动系统。 参考文献 【 1 ] 诸文农． 底盘设计 ] ． 北京 机械工业出版社， 1 9 8 6 通信地址 广 西柳 州市柳太 路 1号 广西柳工机械 股份有限 公司零部件研究所 5 4 5 0 0 7 收稿日期 2 0 0 8 0 1 1 2 单级向心涡轮液力变矩器叶栅 系统设计软件的开发 鼎 盛 天 工 工 程 机 械 股 份 有 限 公 司 李淑萍 戴 纳派克 中国 压 实摊铺设 备有 限公 司 张锡玲 摘 要 液力变矩器叶栅系统设计软件采用模块式结构 ， 简单易行 ， 摒弃了原有手工设计的不 足 ， 提高了变矩器的开发速度及精度， 有利于选择最佳方案 ， 保证设计一次性成功。利用所开发的设 计软件进行新品设计及对现有液力变矩器叶栅系统几何参数进行验算，特性计算结果与样机的性能 试验结果进行对照， 基本满足设计要求， 为今后新品开发搭建了平台。 关键词 液力变矩器 叶栅系统设计模块式 结构软件开发 液力计算的理论基础仍为束流理论，计算方法 采用迭代法， 同时考虑几个主要工况， 如计算工况、 零速工况、耦合工况和效率为 0 ．7 5 的两个工况等， 这样求得的叶栅系统几何参数可以在整个传动范围 内检查是否满足设计要求。液力计算和特性计算在 整个设计过程中有机地联系起来。 1 程序软件基本结构 一 52一 设计软件的开发采用了 V B 6 ．0 、 P R O ／ E 、 C A D 、 E X C E L等功能软件，开发过程采用模块式结构 ， 主 要开发了循环圆结构参数设计、叶栅系统几何参数 计算、叶片绘形和特性计算及曲线拟合等模块化程 序。 因变矩器叶栅系统设计软件采用了模块式结构， 所以各个模块即可进行各个设计部分的单独计算又 可通过数据传递一次性完成设计计算。 维普资讯 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m