CN106314405B - 一种大吨位矿山车辆液压制动系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种大吨位矿山车辆液压制动系统，包括液压制动单元、液压冷却单元和冷却控制系统，液压制动单元包括液压油箱、双路充液阀、双路制动阀、驻车制动手柄阀、第一液压泵、第一过滤器、第一溢流阀、前桥制动蓄能器、后桥制动蓄能器、前桥制动器、后桥制动器和驻车制动器；液压冷却单元包括冷却液箱、第二液压泵、第二过滤器和第二溢流阀，冷却控制系统包括控制器、第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器、第四温度传感器和继电器。本发明还公开了一种大吨位矿山车辆液压制动方法。本发明设计新颖合理，实现方便，制动安全可靠，保证了车辆的安全性，制动器冷却效果好，实用性强，使用效果好，便于推广使用。

Description

一种大吨位矿山车辆液压制动系统及方法

技术领域

本发明属于工程机械技术领域，具体涉及一种大吨位矿山车辆液压制动系统及方法。

背景技术

目前在矿山工程领域对大吨位(最大总重量超过14吨)的矿山车辆运用比较多,而且对大吨位的矿山车辆的制动性能要求也比较高。普通的干式制动器在重载和恶劣环境的条件下频繁制动，摩擦盘磨损和发热的热衰退比较严重，制动性能得不到保障。湿式制动器是全封闭的多盘式制动器，具有制动扭矩大、制动平稳、防水性能好、热稳定性高、制动可靠、使用寿命长等优点。因此，工程机械中常采用制动性能较好的湿式多盘制动器。

一种预紧力可调的多功能湿式多盘制动器是湿式多盘制动器的一种制动器，集成了行车制动、驻车制动、紧急制动三种功能于一体，无需第二套制动系统。虽然该种制动器具有良好的制动性能和自冷却性能，但是在重载和恶劣环境的条件下频繁制动时摩擦热也很难在短时间内散去，导致湿式多盘制动器内部温度升高。因此，常采用强制冷却的方法把其内部的冷却油和外设的冷却油循环交换散热。

目前国内针对一种预紧力可调的多功能湿式多盘制动器的配套液压系统还不能将各个制动过程完全独立分开控制互不影响，还存在发动机一旦点燃强制性冷却系统就开始工作，湿式多盘制动器内外冷却液就不停循环交换，既浪费能源又加大了整套制动系统损坏的几率等不足之处。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种设计新颖合理、实现方便、制动安全可靠、保证了车辆的安全性、制动器冷却效果好、实用性强、使用效果好、便于推广使用的大吨位矿山车辆液压制动系统。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种大吨位矿山车辆液压制动系统，其特征在于：包括液压制动单元、液压冷却单元和冷却控制系统，所述液压制动单元包括液压油箱、双路充液阀、双路制动阀和驻车制动手柄阀，所述液压油箱与双路充液阀之间设置有第一液压泵、第一过滤器和第一溢流阀，所述第一液压泵由车辆发动机提供动力，所述第一液压泵的进油口通过管道与液压油箱连接，所述第一液压泵的出油口通过管道与第一过滤器的进油口连接，所述双路充液阀的P口通过三通接口和管道分别与第一过滤器的出油口和第一溢流阀的进油口连接，所述双路充液阀的T口和O口均通过管道接回液压油箱，所述双路充液阀的SW口通过管道与驻车制动手柄阀的进油口连接，所述双路充液阀的A1口上通过管道连接有前桥制动蓄能器，所述双路充液阀的A2口上通过管道连接有后桥制动蓄能器，所述双路制动阀的进油口通过三通接口和管道分别与前桥制动蓄能器和后桥制动蓄能器连接，所述双路制动阀的出油口分别通过管道与前桥制动器和后桥制动器连接，所述驻车制动手柄阀的出油口通过管道与驻车制动器连接；所述液压冷却单元包括冷却液箱、第二液压泵、第二过滤器和第二溢流阀，所述第二液压泵由直流电动机提供动力，所述直流电动机由车载电瓶供电，所述第二液压泵的进油口通过管道与冷却液箱连接，所述第二液压泵的出油口通过管道与第二过滤器的进油口连接，所述第二过滤器的出油口通过三通接口和管道分别与第二溢流阀的进油口、前桥制动器的冷却液进油口和后桥制动器的冷却液进油口连接，所述第二溢流阀的出油口、前桥制动器的冷却液出油口和后桥制动器的冷却液出油口均通过管道接回冷却液箱；所述冷却控制系统包括控制器，所述控制器的输入端接有安装在前桥制动器的冷却液腔内且用于对前桥制动器的冷却液腔内的冷却液温度进行实时检测的第一温度传感器和第二温度传感器，以及安装在后桥制动器的冷却液腔内且用于后桥制动器的冷却液腔内的冷却液温度进行实时检测的第三温度传感器和第四温度传感器，所述控制器的输出端接有用于对直流电动机的通断电进行控制的继电器，所述继电器串联在车载电瓶为直流电动机供电的供电回路中。

上述的一种大吨位矿山车辆液压制动系统，其特征在于：连接双路充液阀的P口与第一过滤器的出油口的管道上连接有第一液压表，连接双路制动阀的出油口与后桥制动器的管道上连接有第二液压表，连接双路充液阀的SW口与手柄阀的进油口的管道上连接有第三液压表，连接驻车制动手柄阀的出油口与驻车制动器的管道上连接有第四液压表。

上述的一种大吨位矿山车辆液压制动系统，其特征在于：所述控制器为单片机。

上述的一种大吨位矿山车辆液压制动系统，其特征在于：所述第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器和第四温度传感器均为型号为DS18B20的数字式温度传感器。

本发明还公开了一种方法步骤简单、实现方便、制动效果好、制动器冷却效果好的大吨位矿山车辆进行液压制动方法，其特征在于，该方法的具体过程为：

当进行车辆行驶过程中的制动时，第一液压泵将液压油箱内的液压油加压后通过第一过滤器过滤输出给双路充液阀，双路充液阀再将液压油同时输出给前桥制动蓄能器和后桥制动蓄能器，前桥制动蓄能器和后桥制动蓄能器分别存储能量，前桥制动蓄能器存储的能量通过双路制动阀输送给前桥制动器，实现前桥制动，后桥制动蓄能器存储的能量通过双路制动阀输送给后桥制动器，实现后桥制动；

当进行驻车制动时，拉起驻车制动手柄阀，卸载驻车制动器的液压油腔内的液压油，实现驻车制动；当进行驻车制动解除时，第一液压泵将液压油箱内的液压油加压后通过第一过滤器过滤输出给双路充液阀，双路充液阀再将液压油经过驻车制动手柄阀输送给驻车制动器，实现驻车制动解除；

以上过程中，第一温度传感器和第二温度传感器对前桥制动器的冷却液腔内的温度进行实时检测并将检测到的温度信号输出给控制器，第三温度传感器和第四温度传感器对后桥制动器的冷却液腔内的温度进行实时检测并将检测到的温度信号输出给控制器，控制器将其接收到的四路温度信号与预先设定的温度阈值相比对，当四路温度信号中任意一路的温度值大于预先设定的温度阈值时，控制器控制继电器接通车载电瓶为直流电动机供电的供电回路，直流电动机开始工作，第二液压泵将冷却液箱内液压油加压后通过第二过滤器过滤输出给前桥制动器和后桥制动器的冷却液腔，对前桥制动器和后桥制动器进行冷却。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、本发明的大吨位矿山车辆液压制动系统，是与一种预紧力可调的多功能湿式多盘制动器的配套系统，当液压制动系统出现故障无法解除驻车制动时，可以通过制动器的机械结构解决，液压制动系统无需设置手动泵阀系统，结构简单，制造容易，经济实用。

2、本发明的大吨位矿山车辆液压制动系统，采用了双路充液阀同时给前桥制动蓄能器和后桥制动蓄能器独立充液，保证了前桥制动蓄能器和后桥制动蓄能器在设定的压力范围内工作互不干扰。

3、本发明双路充液阀的SW口通过管道与驻车制动手柄阀的进油口连接，使得车辆在发动机运转状态下才能解除驻车制动，保证了车辆熄火禁止解除驻车制动从而禁止车辆移动，保证了车辆的安全性。

4、本发明的大吨位矿山车辆液压制动系统采用了双路充液阀，保证了前桥制动器和后桥制动器两路行车制动的独立性，其中一路出现故障不会影到另一路行车制动，从而使得车辆在行驶过程中制动安全可靠。

5、本发明的液压冷却单元和冷却控制系统相配合，实现了前桥制动器和后桥制动器的智能冷却，改变了以往点燃发动机就开始循环冷却的现状，节约能源，延长了液压冷却单元的使用寿命。

6、本发明的大吨位矿山车辆液压制动系统，第二溢流阀的出油口、前桥制动器的冷却液出油口和后桥制动器的冷却液出油口均通过管道接回冷却液箱，使得压力过高的冷却液从第二溢流阀流回冷却液箱，冷却液在前桥制动器和后桥制动器内外循环流动改善了前桥制动器和后桥制动器的散热效果，而且，能够将前桥制动器和后桥制动器的冷却液腔内的粉屑随冷却液带出前桥制动器和后桥制动器的冷却液腔，进入冷却液箱内，降低了前桥制动器和后桥制动器的冷却液腔内被污染的几率，从而延长了前桥制动器和后桥制动器的使用寿命。

7、本发明的大吨位矿山车辆液压制动方法的方法步骤简单，实现方便，制动效果好，制动器冷却效果好。

8、本发明的实用性强，使用效果好，便于推广使用。

综上所述，本发明的设计新颖合理，实现方便，制动安全可靠，保证了车辆的安全性，制动器冷却效果好，实用性强，使用效果好，便于推广使用。

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。

附图说明

图1为本发明大吨位矿山车辆液压制动系统的结构示意图。

图2为本发明控制器与其他各元件的电路连接关系示意图。

附图标记说明:

1—液压油箱； 2—第一液压泵； 3—第一过滤器；

4—第一溢流阀； 5—双路充液阀； 6—前桥制动蓄能器；

7—后桥制动蓄能器； 8—双路制动阀； 9—驻车制动手柄阀；

10—前桥制动器； 11—后桥制动器； 12—第二溢流阀；

13—第二过滤器； 14—第二液压泵； 15—冷却液箱；

16—第一温度传感器； 17—第二温度传感器； 18—第三温度传感器；

19—第四温度传感器； 20—控制器； 21—直流电动机；

22—驻车制动器； 23—车载电瓶； 24—继电器；

25—第一液压表； 26—第二液压表； 27—第三液压表；

28—第四液压表。

具体实施方式

如图1所示，本发明的大吨位矿山车辆液压制动系统，包括液压制动单元、液压冷却单元和冷却控制系统，所述液压制动单元包括液压油箱1、双路充液阀5、双路制动阀8和驻车制动手柄阀9，所述液压油箱1与双路充液阀5之间设置有第一液压泵2、第一过滤器3和第一溢流阀4，所述第一液压泵2由车辆发动机提供动力，所述第一液压泵2的进油口通过管道与液压油箱1连接，所述第一液压泵2的出油口通过管道与第一过滤器3的进油口连接，所述双路充液阀5的P口通过三通接口和管道分别与第一过滤器3的出油口和第一溢流阀4的进油口连接，所述双路充液阀5的T口和O口均通过管道接回液压油箱1，所述双路充液阀5的SW口通过管道与驻车制动手柄阀9的进油口连接，所述双路充液阀5的A1口上通过管道连接有前桥制动蓄能器6，所述双路充液阀5的A2口上通过管道连接有后桥制动蓄能器7，所述双路制动阀8的进油口通过三通接口和管道分别与前桥制动蓄能器6和后桥制动蓄能器7连接，所述双路制动阀8的出油口分别通过管道与前桥制动器10和后桥制动器11连接，所述驻车制动手柄阀9的出油口通过管道与驻车制动器22连接；所述液压冷却单元包括冷却液箱15、第二液压泵14、第二过滤器13和第二溢流阀12，所述第二液压泵14由直流电动机21提供动力，所述直流电动机21由车载电瓶23供电，所述第二液压泵14的进油口通过管道与冷却液箱15连接，所述第二液压泵14的出油口通过管道与第二过滤器13的进油口连接，所述第二过滤器13的出油口通过三通接口和管道分别与第二溢流阀12的进油口、前桥制动器10的冷却液进油口和后桥制动器11的冷却液进油口连接，所述第二溢流阀12的出油口、前桥制动器10的冷却液出油口和后桥制动器11的冷却液出油口均通过管道接回冷却液箱15；结合图2，所述冷却控制系统包括控制器20，所述控制器20的输入端接有安装在前桥制动器10的冷却液腔内且用于对前桥制动器10的冷却液腔内的冷却液温度进行实时检测的第一温度传感器16和第二温度传感器17，以及安装在后桥制动器11的冷却液腔内且用于后桥制动器11的冷却液腔内的冷却液温度进行实时检测的第三温度传感器18和第四温度传感器19，所述控制器20的输出端接有用于对直流电动机21的通断电进行控制的继电器24，所述继电器24串联在车载电瓶23为直流电动机21供电的供电回路中。

本发明通过设置第一过滤器3，保证了洁净的液压油进入液压系统，防止了液压元件阻塞；双路充液阀5的SW口通过管道与驻车制动手柄阀9的进油口连接，使得车辆熄火禁止解除驻车制动从而禁止车辆移动，保证了车辆的安全性；所述双路充液阀5的A1口和A2口分别连接前桥制动蓄能器6和后桥制动蓄能器7，双路充液阀5同时给前桥制动蓄能器6和后桥制动蓄能器7独立充液，保证了前桥制动蓄能器6和后桥制动蓄能器7在设定的压力范围内工作互不干扰；所述双路制动阀8的进油口通过三通接口和管道分别与前桥制动蓄能器6和后桥制动蓄能器7连接，所述双路制动阀8的出油口分别通过管道与前桥制动器10和后桥制动器11连接，保证了前桥制动器10和后桥制动器11两路行车制动的独立性，其中一路出现故障不会影响到另一路行车制动，从而使得车辆在行驶过程中制动安全可靠；通过设置第二过滤器13，保证了进入前桥制动器10和后桥制动器11内冷却液的洁净性；所述第二溢流阀12的出油口、前桥制动器10的冷却液出油口和后桥制动器11的冷却液出油口均通过管道接回冷却液箱15，使得压力过高的冷却液从第二溢流阀12流回冷却液箱15，冷却液在前桥制动器10和后桥制动器11内外循环流动改善了前桥制动器10和后桥制动器11的散热效果，而且，能够将前桥制动器10和后桥制动器11的冷却液腔内的粉屑随冷却液带出前桥制动器10和后桥制动器11的冷却液腔，进入冷却液箱15内，降低了前桥制动器10和后桥制动器11的冷却液腔内被污染的几率，从而延长了前桥制动器10和后桥制动器11的使用寿命。

如图1所示，本实施例中，连接双路充液阀5的P口与第一过滤器3的出油口的管道上连接有第一液压表25，连接双路制动阀8的出油口与后桥制动器11的管道上连接有第二液压表26，连接双路充液阀5的SW口与手柄阀9的进油口的管道上连接有第三液压表27，连接驻车制动手柄阀9的出油口与驻车制动器22的管道上连接有第四液压表28。通过设置第一液压表25、第二液压表26、第三液压表27和第四液压表28，能够对设置有各个液压表处的管道压力进行实时监控，便于随时发现问题所在之处并及时维护。

本实施例中，所述控制器20为单片机。

本实施例中，所述第一温度传感器16、第二温度传感器17、第三温度传感器18和第四温度传感器19均为型号为DS18B20的数字式温度传感器。

本发明的液压制动系统对大吨位矿山车辆液压制动方法，具体过程为：

当进行车辆行驶过程中的制动时，第一液压泵2将液压油箱1内的液压油加压后通过第一过滤器3过滤输出给双路充液阀5，双路充液阀5再将液压油同时输出给前桥制动蓄能器6和后桥制动蓄能器7，前桥制动蓄能器6和后桥制动蓄能器7分别存储能量，前桥制动蓄能器6存储的能量通过双路制动阀8输送给前桥制动器10，实现前桥制动，后桥制动蓄能器7存储的能量通过双路制动阀8输送给后桥制动器11，实现后桥制动；

当进行驻车制动时，拉起驻车制动手柄阀9，卸载驻车制动器22的液压油腔内的液压油，实现驻车制动；当进行驻车制动解除时，第一液压泵2将液压油箱1内的液压油加压后通过第一过滤器3过滤输出给双路充液阀5，双路充液阀5再将液压油经过驻车制动手柄阀9输送给驻车制动器22，实现驻车制动解除。

以上过程中，第一温度传感器16和第二温度传感器17对前桥制动器10的冷却液腔内的温度进行实时检测并将检测到的温度信号输出给控制器20，第三温度传感器18和第四温度传感器19对后桥制动器11的冷却液腔内的温度进行实时检测并将检测到的温度信号输出给控制器20，控制器20将其接收到的四路温度信号与预先设定的温度阈值相比对，当四路温度信号中任意一路的温度值大于预先设定的温度阈值时，控制器20控制继电器24接通车载电瓶23为直流电动机21供电的供电回路，直流电动机21开始工作，第二液压泵14将冷却液箱15内液压油加压后通过第二过滤器13过滤输出给前桥制动器10和后桥制动器11的冷却液腔，对前桥制动器10和后桥制动器11进行冷却。这样的冷却方式，改变了以往点燃发动机就开始循环冷却的现状，节约能源，延长了液压冷却单元的使用寿命。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (3)

1.一种大吨位矿山车辆液压制动系统，其特征在于：包括液压制动单元、液压冷却单元和冷却控制系统，所述液压制动单元包括液压油箱（1）、双路充液阀（5）、双路制动阀（8）和驻车制动手柄阀（9），所述液压油箱（1）与双路充液阀（5）之间设置有第一液压泵（2）、第一过滤器（3）和第一溢流阀（4），所述第一液压泵（2）由车辆发动机提供动力，所述第一液压泵（2）的进油口通过管道与液压油箱（1）连接，所述第一液压泵（2）的出油口通过管道与第一过滤器（3）的进油口连接，所述双路充液阀（5）的P口通过三通接口和管道分别与第一过滤器（3）的出油口和第一溢流阀（4）的进油口连接，所述双路充液阀（5）的T口和O口均通过管道接回液压油箱（1），所述双路充液阀（5）的SW口通过管道与驻车制动手柄阀（9）的进油口连接，所述双路充液阀（5）的A1口上通过管道连接有前桥制动蓄能器（6），所述双路充液阀（5）的A2口上通过管道连接有后桥制动蓄能器（7），所述双路制动阀（8）的进油口通过三通接口和管道分别与前桥制动蓄能器（6）和后桥制动蓄能器（7）连接，所述双路制动阀（8）的出油口分别通过管道与前桥制动器（10）和后桥制动器（11）连接，所述驻车制动手柄阀（9）的出油口通过管道与驻车制动器（22）连接；所述液压冷却单元包括冷却液箱（15）、第二液压泵（14）、第二过滤器（13）和第二溢流阀（12），所述第二液压泵（14）由直流电动机（21）提供动力，所述直流电动机（21）由车载电瓶（23）供电，所述第二液压泵（14）的进油口通过管道与冷却液箱（15）连接，所述第二液压泵（14）的出油口通过管道与第二过滤器（13）的进油口连接，所述第二过滤器（13）的出油口通过三通接口和管道分别与第二溢流阀（12）的进油口、前桥制动器（10）的冷却液进油口和后桥制动器（11）的冷却液进油口连接，所述第二溢流阀（12）的出油口、前桥制动器（10）的冷却液出油口和后桥制动器（11）的冷却液出油口均通过管道接回冷却液箱（15）；所述冷却控制系统包括控制器（20），所述控制器（20）的输入端接有安装在前桥制动器（10）的冷却液腔内且用于对前桥制动器（10）的冷却液腔内的冷却液温度进行实时检测的第一温度传感器（16）和第二温度传感器（17），以及安装在后桥制动器（11）的冷却液腔内且用于后桥制动器（11）的冷却液腔内的冷却液温度进行实时检测的第三温度传感器（18）和第四温度传感器（19），所述控制器（20）的输出端接有用于对直流电动机（21）的通断电进行控制的继电器（24），所述继电器（24）串联在车载电瓶（23）为直流电动机（21）供电的供电回路中；

连接双路充液阀（5）的P口与第一过滤器（3）的出油口的管道上连接有第一液压表（25），连接双路制动阀（8）的出油口与后桥制动器（11）的管道上连接有第二液压表（26），连接双路充液阀（5）的SW口与手柄阀（9）的进油口的管道上连接有第三液压表（27），连接驻车制动手柄阀（9）的出油口与驻车制动器（22）的管道上连接有第四液压表（28）；

所述第一温度传感器（16）、第二温度传感器（17）、第三温度传感器（18）和第四温度传感器（19）均为型号为DS18B20的数字式温度传感器。

2.按照权利要求1所述的一种大吨位矿山车辆液压制动系统，其特征在于：所述控制器（20）为单片机。

3.一种利用如权利要求1所述的液压制动系统对大吨位矿山车辆进行液压制动的方法，其特征在于，该方法的具体过程为：

当进行车辆行驶过程中的制动时，第一液压泵（2）将液压油箱（1）内的液压油加压后通过第一过滤器（3）过滤输出给双路充液阀（5），双路充液阀（5）再将液压油同时输出给前桥制动蓄能器（6）和后桥制动蓄能器（7），前桥制动蓄能器（6）和后桥制动蓄能器（7）分别存储能量，前桥制动蓄能器（6）存储的能量通过双路制动阀（8）输送给前桥制动器（10），实现前桥制动，后桥制动蓄能器（7）存储的能量通过双路制动阀（8）输送给后桥制动器（11），实现后桥制动;

当进行驻车制动时，拉起驻车制动手柄阀（9），卸载驻车制动器（22）的液压油腔内的液压油，实现驻车制动；当进行驻车制动解除时，第一液压泵（2）将液压油箱（1）内的液压油加压后通过第一过滤器（3）过滤输出给双路充液阀（5），双路充液阀（5）再将液压油经过驻车制动手柄阀（9）输送给驻车制动器（22），实现驻车制动解除;

以上过程中，第一温度传感器（16）和第二温度传感器（17）对前桥制动器（10）的冷却液腔内的温度进行实时检测并将检测到的温度信号输出给控制器（20），第三温度传感器（18）和第四温度传感器（19）对后桥制动器（11）的冷却液腔内的温度进行实时检测并将检测到的温度信号输出给控制器（20），控制器（20）将其接收到的四路温度信号与预先设定的温度阈值相比对，当四路温度信号中任意一路的温度值大于预先设定的温度阈值时，控制器（20）控制继电器（24）接通车载电瓶（23）为直流电动机（21）供电的供电回路，直流电动机（21）开始工作，第二液压泵（14）将冷却液箱（15）内液压油加压后通过第二过滤器（13）过滤输出给前桥制动器（10）和后桥制动器（11）的冷却液腔，对前桥制动器（10）和后桥制动器（11）进行冷却。

Images