CN106004847A - 气制动系统及作业车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种气制动系统及作业车辆，气制动系统包括：ABS电磁阀(5)、第一脚继动阀(6)和设置在作业车辆的车桥两端用于对车轮执行制动作用的制动气室，其特征在于，所述制动气室经由所述第一脚继动阀(6)连通系统工作气路，所述ABS电磁阀(5)的输出口与所述第一脚继动阀(6)的控制腔连通。本发明制动气室经由脚继动阀来连通系统工作气路，ABS电磁阀不再作为制动气室的直接供气源，因此ABS电磁阀执行动作时流经的气流量大大降低，进而减轻了ABS电磁阀的负担，提高了ABS电磁阀的系统响应频次；另一方面，在制动气室制动建压时能够缩短建压时间，而在解除制动时能够使制动气室内的高压气体迅速排出。

Description

气制动系统及作业车辆
技术领域
本发明涉及工程机械领域，尤其涉及一种气制动系统及作业车辆。
背景技术
对于多轴全地面起重机来说，目前其底盘的气制动系统主要利用制动气室来将压缩空气的压力转化成机械推力，以实现车辆的制动。而制动气室主要采用制动防抱死系统(Anti-lock Braking System，简称ABS)电磁阀为其直接供气，这种供气方式需要将脚继动阀的出气口连接ABS电磁阀，再由ABS电磁阀的出气口直接或部分直接地给部分制动气室供气。
经发明人研究，这种现有的气制动系统存在着以下缺点：
1、由于压缩空气在流向制动气室，或从制动气室流出时均需经过ABS电磁阀，这造成了制动气室的充放气效率低下，进而延长了制动的响应时间，造成制动距离过长的问题。
2、ABS每次动作时，流经ABS阀体的气流量较多，造成ABS电磁阀的负担过重，进而影响到了ABS电磁阀的系统响应频次。
发明内容
本发明的目的是提出一种气制动系统及作业车辆，能够提高制动气室的充放气效率。
为实现上述目的，本发明提供了一种气制动系统，包括：ABS电磁阀、第一脚继动阀和设置在作业车辆的车桥两端用于对车轮执行制动作用的制动气室，其中所述制动气室经由所述第一脚继动阀连通系统工作气路，所述ABS电磁阀的输出口与所述第一脚继动阀的控制腔连通。
进一步的，还包括第二脚继动阀，所述ABS电磁阀的输入口经由所述第二脚继动阀连通系统工作气路，所述第二脚继动阀的控制腔与系统控制气路连通。
进一步的，所述制动气室包括膜片式制动气室，所述膜片式制动气室中的行车腔与所述第一脚继动阀的出口连通。
进一步的，还包括差动式继动阀，所述差动式继动阀的两个控制腔与所述ABS电磁阀的输出口和所述系统控制气路分别连通；所述制动气室包括储能弹簧式制动气室，所述储能弹簧式制动气室中的行车腔和驻车腔与所述第一脚继动阀的出口和所述差动式继动阀的出口分别连通。
进一步的，所述制动气室还包括膜片式制动气室，所述膜片式制动气室中的行车腔与所述第一脚继动阀的出口连通，所述膜片式制动气室和所述储能弹簧式制动气室分布设置在同一车桥上和/或不同车桥上。
进一步的，还包括第二脚继动阀，所述ABS电磁阀的输入口经由所述第二脚继动阀连通系统工作气路，所述第二脚继动阀的控制腔与系统控制气路连通，所述差动式继动阀的控制腔所连通的系统控制气路与所述第二脚继动阀的控制腔所连通的系统控制气路相独立，所述差动式继动阀的进口所连通的系统工作气路分别与所述第一脚继动阀和第二脚继动阀的进口所连通的系统工作气路相独立。
进一步的，所述差动式继动阀所连通的系统控制气路和系统工作气路分别为驻车制动系统的控制气路和工作气路，所述第二脚继动阀所连通的系统控制气路和系统工作气路分别为行车制动系统的控制气路和工作气路。
进一步的，所述作业车辆包括至少两个车桥组，每个车桥组包括至少一个车桥，所述ABS电磁阀、第一脚继动阀和制动气室相对于每个车桥组对称布置。
进一步的，所述至少两个车桥组中靠近所述作业车辆头部位置的车桥组为前车车桥组，所述前车车桥组对应的所述第一脚继动阀所连通的系统工作气路与除去所述前车车桥组之外的其他车桥组对应的所述第一脚继动阀所连通的系统工作气路相独立。
为实现上述目的，本发明提供了一种作业车辆，包括前述的气制动系统。
基于上述技术方案，本发明制动气室经由脚继动阀来连通系统工作气路，ABS电磁阀不再作为制动气室的直接供气源，因此ABS电磁阀执行动作时流经的气流量大大降低，进而减轻了ABS电磁阀的负担，提高了ABS电磁阀的系统响应频次；另一方面，由系统工作气路通过脚继动阀来连通制动气室，可以利用脚继动阀自身的进放气效率高的优点，在制动气室制动建压时能够缩短建压时间，而在解除制动时能够使制动气室内的高压气体迅速排出。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明气制动系统的一实施例的原理示意图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
如图1所示，为本发明气制动系统的一实施例的原理示意图。在本实施例中，气制动系统包括：ABS电磁阀5、第一脚继动阀6和设置在作业车辆的车桥两端用于对车轮执行制动作用的制动气室，所述制动气室经由所述第一脚继动阀6连通系统工作气路，所述ABS电磁阀5的输出口与所述第一脚继动阀6的控制腔连通。
在本实施例中，制动气室经由脚继动阀来连通系统工作气路，ABS电磁阀只是作为脚继动阀的控制源，而不再作为制动气室的直接供气源，因此ABS电磁阀执行动作时流经的气流量大大降低，进而减轻了ABS电磁阀的负担，提高了ABS电磁阀的系统响应频次；另一方面，由系统工作气路通过脚继动阀来连通制动气室，可以利用脚继动阀自身的进放气效率高的优点，在制动气室制动建压时能够缩短建压时间，而在解除制动时能够使制动气室内的高压气体迅速排出。
ABS电磁阀能够在ABS ECU的控制下基于车轮的速度来控制脚继动阀，进而对制动气室的制动气压进行控制，从而提高车辆在制动时的方向稳定性和可操作性。由于ABS电磁阀及ABS系统的实现方式和工作原理均为易获得的，而本申请的技术改进点为ABS电磁阀在气制动系统中的应用及连接方式，并非ABS电磁阀本身结构的改进，因此对其就不再赘述了。
对于ABS电磁阀来说，其需要给脚继动阀提供控制气压，其本身的气压则可来自系统工作气路，即图1中实施例还可以进一步包括第二脚继动阀7，ABS电磁阀5的输入口可经由第二脚继动阀7连通系统工作气路，第二脚继动阀7的控制腔与系统控制气路连通。
在图1中，制动气室有两种形式，一种为膜片式制动气室31，这种制动气室属于单气室型制动气室，还有一种为储能弹簧式制动气室32，这种气室则属于双气室型制动气室。对于本发明来说，作业车辆可以只采用膜片式制动气室31和储能弹簧式制动气室32中的一种，也可以两种共同使用。
对于制动气室包括膜片式制动气室31的实施例，所述膜片式制动气室31中的行车腔11与所述第一脚继动阀6的出口连通，这样来自系统工作气路的压力气体就能够经由第一脚继动阀6进入。
在另一个实施例中，制动气室包括储能弹簧式制动气室32。在该实施例中，气制动系统还包括差动式继动阀8，差动式继动阀8的两个控制腔与ABS电磁阀5的输出口和所述系统控制气路分别连通；所述储能弹簧式制动气室32中的行车腔11和驻车腔12与所述第一脚继动阀6的出口和所述差动式继动阀8的出口分别连通。储能弹簧式制动气室与差动式继动阀8配合能够支持行车制动和驻车制动，差动式继动阀8可实现差动功能，其具有的两个控制腔41、42分别连通ABS电磁阀5的输出口和系统控制气路，只要有一个控制腔充压即可打开该差动式继动阀8，这两个控制腔没有先后顺序。
在又一个实施例中，制动气室既包括膜片式制动气室31，也包括储能弹簧式制动气室32。所述膜片式制动气室31中的行车腔与所述第一脚继动阀6的出口连通，所述膜片式制动气室31和所述储能弹簧式制动气室32分布设置在同一车桥上，例如图1中的2轴车桥；或者不同车桥上，例如图1中的3轴、4轴、5轴、6轴车桥上布置的是储能弹簧式制动气室32，而1轴车桥上布置的是膜片式制动气室31。对于图1来说，这两种布置方式可以两者皆有，也可以择一使用。
对于脚继动阀、差动式继动阀和ABS电磁阀来说，其进出口及控制腔所连通的系统工作气路和系统控制气路可以根据需要独立或者共享使用。在前面包含第二脚继动阀7的另一个实施例中，ABS电磁阀5的输入口经由所述第二脚继动阀7连通系统工作气路，所述第二脚继动阀7的控制腔与系统控制气路连通，差动式继动阀8的控制腔所连通的系统控制气路可以与所述第二脚继动阀7的控制腔所连通的系统控制气路相独立，而差动式继动阀8的进口所连通的系统工作气路可以分别与所述第一脚继动阀6和第二脚继动阀7的进口所连通的系统工作气路相独立。通过这种工作气路和控制气路的独立设置，能够将作业车辆的行车制动控制和驻车制动控制进行区分，从而实现更灵活可靠的制动效果。
进一步的，可以将差动式继动阀8所连通的系统控制气路和系统工作气路分别设置为驻车制动系统的控制气路和工作气路，而第二脚继动阀7所连通的系统控制气路和系统工作气路分别为行车制动系统的控制气路和工作气路。
上述气制动系统的各个实施例可应用于各种作业车辆，例如起重机等。对于作业车辆来说，其包括至少两个车桥组，每个车桥组包括至少一个车桥，ABS电磁阀5、第一脚继动阀6和制动气室可以相对于每个车桥组对称布置，即对于每个车桥组来说，可以包括两个ABS电磁阀5、两个第一脚继动阀6，制动气室则可以包括两个或四个，而这些成对的器件可以相对于车桥组对称布置，即左右侧按照相同的布置方式进行器件的设置。这里的对称布置既可以是器件的物理位置的对称，也可以是器件的连接关系的对称。
在至少两个车桥组中，靠近所述作业车辆头部位置的车桥组为前车车桥组，考虑到前车车桥组的控制区别于其他车桥组，因此可以使前车车桥组对应的所述第一脚继动阀6所连通的系统工作气路与除去所述前车车桥组之外的其他车桥组对应的所述第一脚继动阀6所连通的系统工作气路相独立。
本发明还提供了一种作业车辆，包括前述的气制动系统，其具有气制动系统的相应优点。对于像多轴全地面起重机这种作业车辆来说，采用本发明的一个或多个气制动系统进行设置或组合就可以满足起重机整车对行车制动性能的要求，进一步的实施例还可以兼顾驻车制动性能。
以图1所示的气制动系统在起重机上的应用为例，该起重机包括三个车桥组，每个车桥组包括两个车桥，分别为1轴、2轴、3轴、4轴、5轴和6轴车桥，其中1轴和2轴为前车车桥组，3轴和4轴为第一车桥组，5轴和6轴为第二车桥组。系统控制气路21连接前车车桥组对应的第二脚继动阀7的控制口4，而系统工作气路24则连接前车车桥组对应的第二脚继动阀7的进口1，并且系统工作气路24还连接了前车车桥组对应的第一脚继动阀6的进口1。
系统控制气路22连接第一车桥组和第二车桥组对应的第二脚继动阀7的控制口4，而系统工作气路25则连接第一车桥组和第二车桥组对应的第二脚继动阀7的进口1，并且系统工作气路25还连接了第一车桥组和第二车桥组对应的第一脚继动阀6的进口1。
系统控制气路23连接前车车桥组、第一车桥组和第二车桥组对应的差动式继动阀8的控制口42，系统工作气路26连接前车车桥组、第一车桥组和第二车桥组对应的差动式继动阀8的进口1。
对于图1实例中的每个车桥组，第二脚继动阀7的出口2与ABS电磁阀5的进口1连通，而ABS电磁阀5的出口2与第一脚继动阀6的控制口4连通，且至少一个ABS电磁阀5的出口2还与差动式继动阀8的控制口41连通。第一脚继动阀7的出口连通制动气室的行车腔11，而差动式继动阀8的出口2连通储能弹簧式制动气室32的驻车腔12。
当作业车辆在行驶过程中需要紧急制动时，通过系统控制气路21的控制，高压气体会经过第二脚继动阀7流动到ABS电磁阀5，而流过ABS电磁阀5的高压气体会开启第一脚继动阀6，从而使系统工作气路24中的高压气体经由第一脚继动阀6流向制动气室，实现车轮制动。
通过上面的说明，可以理解本发明气制动系统及包括该其制动器系统的作业车辆至少具备以下的优点之一：
1、相比于现有的ABS电磁阀给制动气室直接供气的方式，本发明可以减少每次ABS系统响应时流经ABS电磁阀的气流量，当出现需要紧急制动的情形时，流经ABS电磁阀的气流量较小，从而降低了ABS电磁阀的负担，使得ABS电磁阀的响应时间大大降低，提高了ABS动作响应频次，进而增加紧急制动过程中ABS系统的使用效率。
2、采用脚继动阀给制动气室供气，而由ABS电磁阀作为脚继动阀的控制源，基于脚继动阀自身快进快放的特性，可以提高充气效率，进而提高制动系统的响应时间，从而有利于缩短制动距离，结合ABS系统，可以提高车辆行驶过程中紧急制动过程中的ABS反应效率。
3、脚继动阀成本相对较低，通过改变ABS电磁阀和脚继动阀的设置方式，以较小的成本代价减少了成本更高的ABS电磁阀的损耗，从而使整体成本降低。
最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种气制动系统，包括：ABS电磁阀(5)、第一脚继动阀(6)和设置在作业车辆的车桥两端用于对车轮执行制动作用的制动气室，其特征在于，所述制动气室经由所述第一脚继动阀(6)连通系统工作气路，所述ABS电磁阀(5)的输出口与所述第一脚继动阀(6)的控制腔连通。
2.根据权利要求1所述的气制动系统，其特征在于，还包括第二脚继动阀(7)，所述ABS电磁阀(5)的输入口经由所述第二脚继动阀(7)连通系统工作气路，所述第二脚继动阀(7)的控制腔与系统控制气路连通。
3.根据权利要求1所述的气制动系统，其特征在于，所述制动气室包括膜片式制动气室(31)，所述膜片式制动气室(31)中的行车腔与所述第一脚继动阀(6)的出口连通。
4.根据权利要求1所述的气制动系统，其特征在于，还包括差动式继动阀(8)，所述差动式继动阀(8)的两个控制腔与所述ABS电磁阀(5)的输出口和系统控制气路分别连通；所述制动气室包括储能弹簧式制动气室(32)，所述储能弹簧式制动气室(32)中的行车腔和驻车腔与所述第一脚继动阀(6)的出口和所述差动式继动阀(8)的出口分别连通。
5.根据权利要求4所述的气制动系统，其特征在于，所述制动气室还包括膜片式制动气室(31)，所述膜片式制动气室(31)中的行车腔与所述第一脚继动阀(6)的出口连通，所述膜片式制动气室(31)和所述储能弹簧式制动气室(32)分布设置在同一车桥上和/或不同车桥上。
6.根据权利要求4或5所述的气制动系统，其特征在于，还包括第二脚继动阀(7)，所述ABS电磁阀(5)的输入口经由所述第二脚继动阀(7)连通系统工作气路，所述第二脚继动阀(7)的控制腔与系统控制气路连通，所述差动式继动阀(8)的控制腔所连通的系统控制气路与所述第二脚继动阀(7)的控制腔所连通的系统控制气路相独立，所述差动式继动阀(8)的进口所连通的系统工作气路分别与所述第一脚继动阀(6)和第二脚继动阀(7)的进口所连通的系统工作气路相独立。
7.根据权利要求6所述的气制动系统，其特征在于，所述差动式继动阀(8)所连通的系统控制气路和系统工作气路分别为驻车制动系统的控制气路和工作气路，所述第二脚继动阀(7)所连通的系统控制气路和系统工作气路分别为行车制动系统的控制气路和工作气路。
8.根据权利要求1所述的气制动系统，其特征在于，所述作业车辆包括至少两个车桥组，每个车桥组包括至少一个车桥，所述ABS电磁阀(5)、第一脚继动阀(6)和制动气室相对于每个车桥组对称布置。
9.根据权利要求8所述的气制动系统，其特征在于，所述至少两个车桥组中靠近所述作业车辆头部位置的车桥组为前车车桥组，所述前车车桥组对应的所述第一脚继动阀(6)所连通的系统工作气路与除去所述前车车桥组之外的其他车桥组对应的所述第一脚继动阀(6)所连通的系统工作气路相独立。
10.一种作业车辆，其特征在于，包括权利要求1-9任一所述的气制动系统。
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