CN102381295A - 一种矿用卡车紧急制动系统及方法 - Google Patents

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孟庆勇
张杰山
蹤雪梅
胡传正
魏彬
马玉敏
谢和平
魏广娟
梁媛媛
范旭辉
蔡中义
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Jiangsu XCMG Construction Machinery Institute Co Ltd
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Abstract

本发明涉及一种矿用卡车紧急制动系统及方法，属于矿用卡车技术领域，包括发动机、发电机、控制设备、机械制动器、轮毂电机、减速器、轮胎、散热风扇、电阻栅和紧急制动手柄；发动机与发电机电连接，发电机与控制设备电连接，控制设备分别与机械制动器、轮毂电机、电阻栅和紧急制动手柄电连接，轮毂电机与减速器电连接，减速器与轮胎连接，散热风扇安装在电阻栅底部。有益效果是轮毂电机配备有通风冷却设施，可为轮毂电机提供可靠的冷却；轮毂电机通电反拖的力矩更大，为紧急制动提供更大的制动力矩，以减少紧急制动的时间和距离；另，因制动时间较短，所以能减少机械制动器的使用，降低机械制动器损坏的几率。

Description

一种矿用卡车紧急制动系统及方法
技术领域
本发明涉及一种紧急制动系统及方法，具体是一种矿用卡车紧急制动系统及方法，属于矿用卡车技术领域。 
背景技术
矿用卡车是露天矿山开采和大规模土方建设中的关键设备，是用于矿石或土方运输的专业设备，具有载重大、工作效率高等特点。根据传动方式的不同，矿用卡车分为两大类，即机械传动式和电传动式。机械传动采用发动机+变速箱+差速器的传动方式，特点是传动效率高，传递系统机械结构复杂，能传递的扭矩有限，一般小吨位矿用卡车采用机械传动。电传动采用柴油机+发电机+轮毂电机的方式传动，代替了传统的发动机、变速箱、差速器等机械机构，从而使传动系统大为简单可靠，能够传递较大的力矩。另一方面，电传动具有牵引性能好，爬坡能力强，可以实现无级调速，运行平稳，发动机可以稳定在经济工况下运转，操作简单，行车安全可靠等优点。全世界100吨级以上的矿用卡车中，约有2/3-3/4为电传动系统，300吨级以上的矿用卡车全部为电传动系统。电传动矿用卡车也被称作电动轮矿用卡车。
众所周知，在一定条件下，电动机可以转变为发电机。在发电模式下，可以将车辆的动能转换为电能，实现车辆的减速制动，利用这一便利条件，现有的电动轮矿用卡车普遍装备电制动系统。在车速大于设定的临界车速V0（一般为3~10km/h）时，采用电制动，小于V0时，采用机械制动。
紧急制动为电动轮矿用卡车一种制动模式，该模式要求在最短的时间内将车停住，否则会造成重大人员财产损失。紧急制动可能对车辆的制动系统产生不可逆损害，是一种以牺牲零部件为代价的制动。现有的电动轮矿用卡车的紧急制动工作原理如图1所示，紧急制动开始后，无论车速大小，均同时执行下列动作：接通电阻栅，将轮毂电机转变为发电机，启动散热风扇，开启电制动；同时启动机械制动。制动力矩能在瞬时达到最大，同时由于制动能量较大，机械制动部分将产生非常高的温度，可能对机械制动器产生损害。
上述的紧急制动系统中存在一定的缺陷，有待进一步改进。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种矿用卡车紧急制动系统及方法，能为紧急制动提供更大的制动力矩，以减少紧急制动的时间和距离，降低机械制动器损坏的几率。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种矿用卡车紧急制动系统，包括发动机、发电机、控制设备、机械制动器、轮毂电机、减速器、轮胎、散热风扇、电阻栅和紧急制动手柄；发动机与发电机电连接，发电机与控制设备电连接，控制设备分别与机械制动器、轮毂电机、电阻栅和紧急制动手柄电连接，轮毂电机与减速器电连接，减速器与轮胎连接，散热风扇安装在电阻栅底部；
进一步地，启动机械制动时，轮毂电机电源反向接通；
进一步地，轮毂电机安装有通风冷却设施；
进一步地，机械制动器为干式或湿式制动器；
进一步地，机械制动器的结构型式为钳盘式或鼓式；
进一步地，机械制动器、轮毂电机、减速器和轮胎的布置方式为对称型式；
进一步地，减速器为轮边减速器；
一种利用上述矿用卡车紧急制动系统进行紧急制动的方法，包括如下步骤：
① 按下紧急制动，同时启动机械制动；
② 控制设备断开驱动电流；
③ 轮毂电机停止，并驱动扭矩输出；
④ 轮毂电机电源反向接通，轮毂电机被控制设备施加反向电流；
⑤ 轮毂电机输出制动扭矩；
⑥ 轮毂电机反转；
⑦ 制动结束。
本发明的有益效果是：轮毂电机配备有通风冷却设施，可为轮毂电机提供可靠的冷却；当驾驶员按下紧急制动手柄后，无论车速大小，均同时执行下列动作：启动机械制动；将轮毂电机电源反向接通，让轮毂电机有反转的趋势，为紧急制动提供更多的力矩，使轮毂电机通电反拖的力矩更大，为紧急制动提供更大的制动力矩，以减少紧急制动的时间和距离；另，因制动时间较短，所以能减少机械制动器的使用，降低机械制动器损坏的几率。 
附图说明
图1 为现有电动轮矿用卡车紧急制动流程图；
图2 为本发明电动轮矿用卡车紧急制动装置图；
图3为本发明电动轮矿用卡车紧急制动流程图。
图中：1、发动机，2、发电机，3、控制设备，4、机械制动器，5、轮毂电机，6、减速器，7、轮胎，8、散热风扇，9电阻栅，10、紧急制动手柄。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图2所示，一种矿用卡车紧急制动系统，由发动机1、发电机2、控制设备3、机械制动器4、轮毂电机5、减速器6、轮胎7、散热风扇8、电阻栅9和紧急制动手柄10组成；发动机1与发电机2电连接，发电机2与控制设备3电连接，控制设备3分别与机械制动器4、轮毂电机5、电阻栅9和紧急制动手柄10电连接，轮毂电机5与减速器6电连接，减速器6与轮胎7连接，散热风扇8安装在电阻栅9底部；
启动机械制动时，轮毂电机5电源反向接通；
所述轮毂电机5安装有通风冷却设施；
所述机械制动器4为干式或湿式制动器；
所述机械制动器4的结构型式为钳盘式或鼓式；
发动机1提供车辆驱动所需的动力源；
发动机1带动发电机2，发电机2发出的电供车辆各用电设备使用；
减速器6为轮边减速器；
控制设备3包含轮毂电机5的转矩和转速的控制、轮毂电机5工作模式的控制、机械制动和电制动模式切换的控制；轮毂电机5和减速器6相连，通过减速器6驱动轮胎7；电机轴一端与机械制动器4连接；紧急制动手柄10放置在驾驶室内。
所述轮毂电机5、机械制动器4、减速器6和轮胎7的布置方式为对称型式；电阻栅9和散热风扇8为正常制动模式下的电制动所使用的部件；轮毂电机5配备有通风冷却设施，为轮毂电机提供可靠的冷却；机械制动器4为干式或湿式制动器，其结构型式为钳盘式或鼓式。
如图3所示，当驾驶员按下紧急制动手柄10后，无论车速大小，均同时执行下列动作：① 按下紧急制动，同时启动机械制动；
② 控制设备3断开驱动电流；
③ 轮毂电机5停止，并驱动扭矩输出；
④ 轮毂电机5电源反向接通，轮毂电机5被控制设备3施加反向电流；
⑤ 轮毂电机5输出制动扭矩；
⑥ 轮毂电机5反转；
⑦ 制动结束。

Claims (8)

1.一种矿用卡车紧急制动系统，其特征在于，包括发动机（1）、发电机（2）、控制设备（3）、机械制动器（4）、轮毂电机（5）、减速器（6）、轮胎（7）、散热风扇（8）、电阻栅（9）和紧急制动手柄（10）；发动机（1）与发电机（2）电连接，发电机（2）与控制设备（3）电连接，控制设备（3）分别与机械制动器（4）、轮毂电机（5）、电阻栅（9）和紧急制动手柄（10）电连接，轮毂电机（5）与减速器（6）电连接，减速器（6）与轮胎（7）连接，散热风扇（8）安装在电阻栅（9）底部。
2. 根据权利要求1所述的一种矿用卡车紧急制动系统，其特征在于，启动机械制动时，轮毂电机（5）电源反向接通。
3. 根据权利要求1所述的一种矿用卡车紧急制动系统，其特征在于，所述轮毂电机（5）安装有通风冷却设施。
4. 根据权利要求1所述的一种矿用卡车紧急制动系统，其特征在于，所述机械制动器（4）为干式或湿式制动器。
5. 根据权利要求1所述的一种矿用卡车紧急制动系统，其特征在于，所述机械制动器（4）的结构型式为钳盘式或鼓式。
6. 根据权利要求1所述的一种矿用卡车紧急制动系统，其特征在于，所述机械制动器（4）、轮毂电机（5）、减速器（6）和轮胎（7）的布置方式为对称型式。
7. 根据权利要求1所述的一种矿用卡车紧急制动系统，其特征在于，所述减速器（6）为轮边减速器。
8. 一种利用如权利要求1所述的矿用卡车紧急制动系统进行紧急制动的方法，其特征在于，包括如下步骤：
① 按下紧急制动，同时启动机械制动；
② 控制设备（3）断开驱动电流；
③ 轮毂电机（5）停止，并驱动扭矩输出；
④ 轮毂电机（5）电源反向接通，轮毂电机（5）被控制设备（3）施加反向电流；
⑤ 轮毂电机（5）输出制动扭矩；
⑥ 轮毂电机（5）反转；
⑦ 制动结束。
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WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

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