CN117141428A - 一种工程机械制动系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及工程机械制动技术领域，具体是一种工程机械制动系统，包括停车与辅助制动单元，其包括电磁阀、驻车制动气室、变速箱制动器、自动驻车继电器和驻车制动开关，自动驻车继电器的触点和驻车制动开关的输入端皆连接电源正极、输出端皆连接电磁阀线圈的输入端，电磁阀线圈的输出端接地，自动驻车继电器线圈的输入端和输出端分别连接ECU的正负极针脚。电磁阀前端连接空气处理单元，电磁阀后方依次连接驻车制动气室和变速箱制动器。电磁阀断电时，气体自其前方向后方传递；电磁阀通电时，且其后方的气路连通大气。本发明结构简单，可通过控制单元实现变速箱制动器的制动和解除，保障了制动系统的失效安全性，提高了操作人员的作业安全。

Description

一种工程机械制动系统

技术领域

本发明涉及工程机械制动技术领域，具体是一种工程机械制动系统。

背景技术

在现有工程机械制动系统中，停车与辅助制动多为手制动软轴或断气刹形式，两种制动方式均能实现正常制动，但当发动机异常熄火或其他异常情况发生时，系统中电路仍为通电状态，若此时操作人员处于无意识或其他极端情况下，而不能正常操作手柄或制动按钮，此时车辆只能做匀减速直线运动，制动距离较大，存在极大安全隐患。另外，行车制动系统多为单管路形式，若发生管路泄漏或老化等异常情况，则无法实现正常制动，同样存在安全隐患。

发明内容

本发明的目的是针对以上问题提供一种安全性能高的工程机械制动系统。

为达到上述目的，本发明公开了一种工程机械制动系统，包括空气处理单元和停车与辅助制动单元，还包括连接空气处理单元出气端的行车制动单元。所述停车与辅助制动单元包括两位三通电磁阀、驻车制动气室和变速箱制动器，还包括用于控制电磁阀线圈通断的控制单元，所述电磁阀前端通过气路连接空气处理单元出气端、后端通过气路连接驻车制动气室进气口，所述驻车制动气室输出端连接所述变速箱制动器。当所述电磁阀断电时，位于其前方和后方的气路接通，气体能够自其前方向其后方传递；当所述电磁阀通电时，其前方的气路被封闭，且其后方的气路连通大气。结构简单，可通过控制单元控制驻车制动开关的通断，进而实现变速箱制动器的制动和解除。

优选地，所述控制单元包括并联的常开式自动驻车继电器和驻车制动开关，所述自动驻车继电器的触点和所述驻车制动开关的输入端皆连接电源正极、输出端皆连接电磁阀线圈的输入端，所述电磁阀线圈的输出端接地，所述自动驻车继电器线圈的输入端和输出端分别连接ECU的正负极针脚。手动闭合驻车制动开关即可实现驻车制动，若发动机熄火，且因各种原因操作人员无法闭合驻车制动开关，ECU可自动检测发动机转速，当发动机转速低于低速临界值时，ECU使自动驻车继电器线圈通电，触发自动驻车继电器动作使触点闭合，进而实现驻车制动。使操作人员在极端情况下无法操作驻车制动开关时实现驻车制动，提高了操作人员的作业安全。

优选地，所述控制单元还包括驻车继电器，所述驻车继电器触点的输入端连接电源正极、输出端连接电磁阀线圈的输入端，所述驻车继电器线圈的输入端连接驻车制动开关和自动驻车继电器触点的输出端、输出端接地，即驻车制动开关和自动驻车继电器触点通过驻车继电器连接电磁阀线圈。提高了控制单元的控制稳定性。

优选地，所述行车制动单元包括脚制动阀、空气加力泵和驱动桥制动油室，所述空气处理单元包括储气筒，所述脚制动阀的输入端通过气路连接储气筒的出气口、输出端通过气路连接空气加力泵的进气口，空气加力泵的输出端连接驱动桥制动油室的输入端。

优选地，所述储气筒为双气室储气筒，包括左气室和右气室，左气室和右气室分别通过左气路和右气路连接空气加力泵，所述脚制动阀为包括两进气口和四出气口的两位控制阀，当松开脚制动阀踏板时，脚制动阀后方的左气路和右气路皆连通大气、前方的左气路和右气路皆被封闭，当踩下脚制动阀踏板时，脚制动阀后方的左气路和右气路分别连通其前方的左气路和右气路。设置左右双气路，在其中一条气路泄漏或老化等异常情况发生时，另一条气路能够保障行车制动的正常制动，能够提高行车制动的制动稳定性。

优选地，所述脚制动阀后方、空气加力泵前方的气路上设有三位控制的组合换向阀，当组合换向阀位于中位时，其后方的左气路和右气路分别连通其前方的左气路和右气路，当组合换向阀位于左位时，仅其后方的右气路连通其前方的右气路，当组合换向阀位于右位时，仅其后方的左气路连通其前方的左气路。当组合换向阀处于左、右位时，可实现行车制动的单管路控制，当组合换向阀处于中位时，可实现行车制动的双管路控制，使行车制动单元的回路设置有了多种选择，提高了作业灵活性。

优选地，所述空气处理单元还包括：空气压缩机、油水分离器、储气筒以及仅能使空气自前向后传递的保险阀，所述油水分离器的进气口连接空气压缩机的出气口、出气口连接保险阀进气口，所述储气筒的进气口连接保险阀出气口。空气压缩机将压缩空气经油水分离器进行干燥，然后保险阀使气体稳定的传递至储气筒中。

优选地，所述储气筒为双气室储气筒，包括左气室和右气室，所述保险阀包括两液控单向阀，两液控单向阀的进气口并联且连接所述油水分离器出气口，其中一液控单向阀的出气口连接左气室的进气口，另一液控单向阀的出气口连接右气室的进气口。

优选地，所述驱动桥制动油室包括左前驱动桥制动油室、右前驱动桥制动油室、左后驱动桥制动油室、右后驱动桥制动油室，所述空气加力泵包括前空气加力泵和后空气加力泵，左前驱动桥制动油室和右前驱动桥制动油室的输入端并联且连接前空气加力泵的输出端，左后驱动桥制动油室和右后驱动桥制动油室的输入端并联且连接后空气加力泵的输出端，组合换向阀后方的左气路和右气路皆分别连通前空气加力泵和后空气加力泵的进气口。

优选地，所述停车与辅助制动单元还包括常开式开关，所述开关一端连接驻车制动气室，另一端连通大气。

综上所述，本发明的有益效果在于：本发明结构简单，在停车与辅助制动单元中，通过控制单元控制驻车制动开关的通断，进而实现变速箱制动器的制动和解除。手动闭合驻车制动开关即可实现驻车制动，若发动机熄火，且因各种原因操作人员无法闭合驻车制动开关，ECU可自动检测发动机转速，当发动机转速低于低速临界值时，ECU使自动驻车继电器34线圈通电，触发自动驻车继电器34动作使触点闭合，进而实现驻车制动。使操作人员在极端情况下无法操作驻车制动开关时实现驻车制动，提高了操作人员的作业安全。

在行车制动单元中设置双气路，在其中一条气路泄漏或老化等异常情况发生时，另一条气路能够保障行车制动的正常制动，能够提高行车制动的制动稳定性。组合换向阀的设置使行车制动单元的回路设置有了多种选择，提高了作业灵活性。

附图说明

图1是本发明一种工程机械制动系统的线路图（实线为气路，点划线为电路）；

图中：11、储气筒，111、左气室，112、右气室，12、空气压缩机，13、油水分离器，14、液控单向阀，15、安全阀，16、放水阀；21、脚制动阀，231、左前驱动桥制动油室，232、右前驱动桥制动油室，233、左后驱动桥制动油室，234、右后驱动桥制动油室，24、左气路，25、右气路，26、组合换向阀，271、前空气加力泵，272、后空气加力泵，28、单向阀；31、电磁阀，32、驻车制动气室，33、变速箱制动器，34、自动驻车继电器，35、驻车制动开关，36、驻车继电器，37、开关。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

下文是结合附图对本发明优选实施例的说明。

如图1所示，本发明公开了一种工程机械制动系统，包括空气处理单元、行车制动单元和停车与辅助制动单元。

空气处理单元包括储气筒11、空气压缩机12、油水分离器13、保险阀以及储气筒11，保险阀使得空气只能自前向后传递，油水分离器13的进气口连接空气压缩机12的出气口、油水分离器13的出气口连接保险阀进气口，储气筒11的进气口连接保险阀出气口。进一步的，储气筒11为双气室储气筒，包括左气室111和右气室112。保险阀包括两液控单向阀14，液控单向阀14仅能使气体自前向后传递，两液控单向阀14的进气口并联至油水分离器13出气口，其中一液控单向阀14的出气口连接左气室111的进气口，另一液控单向阀14的出气口连接右气室112的进气口。左气室111和右气室112分别连接两安全阀15，能够保障左气室111和右气室112的压力不超过额定值；左气室111和右气室112还分别连接两放水阀16，以保证左气室111和右气室112内部干燥。

行车制动单元通过气路连接储气筒11出气口，行车制动单元包括脚制动阀21、空气加力泵和驱动桥制动油室，脚制动阀21的输入端通过气路连接储气筒11的出气口、输出端通过气路连接空气加力泵的进气口，空气加力泵的输出端连接驱动桥制动油室的输入端。

储气筒11的左气室111和右气室112分别通过左气路24和右气路25连接空气加力泵，脚制动阀21为包括两进气口和四出气口的两位控制阀。当松开脚制动阀21踏板时，脚制动阀21位于左位，脚制动阀21后方的左气路24和右气路25分别通过脚制动阀21的出气口连通大气、前方的左气路24和右气路25皆被封闭；当踩下脚制动阀21踏板时，脚制动阀21位于右位，脚制动阀21后方的左气路24和右气路25分别通过两进气口和出气口连通其前方的左气路24和右气路25，使脚制动阀21前方气路中的气体自前向后传递至其后方的气路中。

脚制动阀21后方、空气加力泵前方的气路上设有三位控制的组合换向阀26。当组合换向阀26位于中位时，其后方的左气路24和右气路25分别连通其前方的左气路24和右气路25，使位于组合换向阀26前方的左气路24和右气路25中的气体分别自前向后传递至位于其后方的左气路24和右气路25中；当组合换向阀26位于左位时，仅其后方的右气路25连通其前方的右气路25，仅使位于组合换向阀26前方右气路25中的气体自前向后传递至其后方的右气路25中；当组合换向阀26位于右位时，仅其后方的左气路24连通其前方的左气路24，仅使位于组合换向阀26前方左气路24中的气体自前向后传递至其后方的左气路24中。

驱动桥制动油室包括左前驱动桥制动油室231、右前驱动桥制动油室232、左后驱动桥制动油室233、右后驱动桥制动油室234，空气加力泵包括前空气加力泵271和后空气加力泵272。左前驱动桥制动油室231和右前驱动桥制动油室232的输入端并联且连接前空气加力泵271的输出端，左后驱动桥制动油室233和右后驱动桥制动油室234的输入端并联且连接后空气加力泵272的输出端，组合换向阀26后方的左气路24和右气路25皆分别连通前空气加力泵271和后空气加力泵272的进气口。左气路24和右气路25在分别靠近前空气加力泵271进气口和后空气加力泵272进气口的交汇处皆设有仅能使气体自前向后传递的单向阀28。

停车与辅助制动单元包括两位三通电磁阀31、驻车制动气室32和变速箱制动器33，还包括用于控制电磁阀31线圈通断的控制单元。电磁阀31前端通过气路连接储气筒11的出气口、后端通过气路连接驻车制动气室32进气口，进一步的，电磁阀31前端的气路分别连接左气室111和右气室112。驻车制动气室32输出端连接变速箱制动器33。当电磁阀31断电时，位于其前方和后方的气路接通，气体能够自其前方向其后方传递；当电磁阀31通电时，其前方的气路被封闭，且其后方的气路连通大气。停车与辅助制动单元还包括常开式开关37，所述开关37一端连接驻车制动气室32，另一端连通大气。

控制单元包括并联的常开式自动驻车继电器34和驻车制动开关35，自动驻车继电器34的触点和驻车制动开关35的输入端皆连接电源正极、输出端皆连接电磁阀31线圈的输入端，电磁阀31线圈的输出端接地，自动驻车继电器34线圈的输入端和输出端分别连接ECU（本实施例所涉及ECU为现有技术，其具体结构不再赘述）的正负极针脚。控制单元还包括驻车继电器36，驻车继电器36触点的输入端连接电源正极、输出端连接电磁阀31线圈的输入端，驻车继电器36线圈的输入端连接驻车制动开关35和自动驻车继电器34触点的输出端、输出端接地，即驻车制动开关35和自动驻车继电器34触点通过驻车继电器36连接电磁阀31线圈。

在本发明公开的一种工程机械制动系统中，空气压缩机12将压缩空气经油水分离器13干燥后，经两个液控单向阀14组合而成的保险阀进入储气筒11的左气室111和右气室112。

在行车过程中需要制动时，踩下脚制动阀21踏板使脚制动阀21处于右位，储气筒11中的气体依次通过脚制动阀21和组合换向阀26进入前空气加力泵271和后空气加力泵272右腔体内，推动前空气加力泵271和后空气加力泵272左腔内的制动液分别压入左前驱动桥制动油室231、右前驱动桥制动油室232、左后驱动桥制动油室233、右后驱动桥制动油室234的缸筒内，实现行车制动。松开脚制动阀21踏板，脚制动阀21复位，行车制动解除。

在行车过程中，驻车制动开关35处于断开状态，此时电磁阀31在复位弹簧的作用下处于右位，储气筒11的气体会进入驻车制动气室32压缩右侧复位弹簧，使得变速箱制动器33处于脱离状态。

当车辆停止后，闭合驻车制动开关35，驻车继电器36线圈通电使其触点闭合，进而使电磁阀31线圈通电压缩右侧复位弹簧使电磁阀31处于左位，使得驻车制动气室32左侧腔体内的气体排入大气，驻车制动气室32右侧复位弹簧带动变速箱制动器33动作，实现正常驻车制动。当因气路泄漏致使行车制动失效时，同样可通过闭合驻车制动开关35实现异常制动。

在发动机异常熄火的紧急情况下，此时系统中仍有电。当操作人员处于因无意识无法操作或不知如何操作等极端情况下，发动机ECU检测到发动机转速低于低速临界值（低速临界值具体数值以实际情况为准，本实施例中不做具体限制）时，ECU使自动驻车继电器34线圈通电，触发自动驻车继电器34动作使触点闭合，进而使驻车继电器36线圈通电，触发驻车继电器36动作使触点闭合，从而实现电磁阀31线圈通电动作使其位于左位，进而实现驻车制动。使操作人员在极端情况下无法操作驻车制动开关时实现驻车制动，提高了操作人员的作业安全。当车辆在该异常情况下需要托运时，拔掉自动驻车继电器34，自动驻车继电器34触点即断开，再次启动发动机，电磁阀31线圈不通电使其位于右位，驻车制动解除。

当系统中无电时，按下开关37使其闭合，驻车制动气室32左侧腔体内的气体通过开关37排入大气，驻车制动气室32右侧复位弹簧带动变速箱制动器33动作，实现异常驻车制动。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种工程机械制动系统，其特征在于，包括空气处理单元和停车与辅助制动单元，还包括连接空气处理单元的行车制动单元；

所述停车与辅助制动单元包括两位三通电磁阀（31）、驻车制动气室（32）和变速箱制动器（33），还包括用于控制电磁阀（31）线圈通断的控制单元，所述电磁阀（31）前端通过气路连接所述空气处理单元出气端、后端通过气路连接驻车制动气室（32）进气口，所述驻车制动气室（32）输出端连接所述变速箱制动器（33），当所述电磁阀（31）断电时，位于其前方和后方的气路接通，气体能够自其前方向其后方传递，当所述电磁阀（31）通电时，其前方的气路被封闭，且其后方的气路连通大气。

2.如权利要求1所述的工程机械制动系统，其特征在于，所述控制单元包括并联的常开式自动驻车继电器（34）和驻车制动开关（35），所述自动驻车继电器（34）的触点和所述驻车制动开关（35）的输入端皆连接电源正极、输出端皆连接电磁阀（31）线圈的输入端，所述电磁阀（31）线圈的输出端接地，所述自动驻车继电器（34）线圈的输入端和输出端分别连接ECU的正负极针脚。

3.如权利要求2所述的工程机械制动系统，其特征在于，所述控制单元还包括驻车继电器（36），所述驻车继电器（36）触点的输入端连接电源正极、输出端连接电磁阀（31）线圈的输入端，所述驻车继电器（36）线圈的输入端连接驻车制动开关（35）和自动驻车继电器（34）触点的输出端、输出端接地，即驻车制动开关（35）和自动驻车继电器（34）触点通过驻车继电器（36）连接电磁阀（31）线圈。

4.如权利要求1所述的工程机械制动系统，其特征在于，所述行车制动单元包括脚制动阀（21）、空气加力泵和驱动桥制动油室，所述空气处理单元包括储气筒（11），所述脚制动阀（21）的输入端通过气路连接储气筒（11）的出气口、输出端通过气路连接空气加力泵的进气口，空气加力泵的输出端连接驱动桥制动油室的输入端。

5.如权利要求4所述的工程机械制动系统，其特征在于，所述储气筒（11）为双气室储气筒，包括左气室（111）和右气室（112），左气室（111）和右气室（112）分别通过左气路（24）和右气路（25）连接空气加力泵，所述脚制动阀（21）为包括两进气口和四出气口的两位控制阀，当松开脚制动阀（21）踏板时，脚制动阀（21）后方的左气路（24）和右气路（25）皆连通大气、前方的左气路（24）和右气路（25）皆被封闭，当踩下脚制动阀（21）踏板时，脚制动阀（21）后方的左气路（24）和右气路（25）分别连通其前方的左气路（24）和右气路（25）。

6.如权利要求5所述的工程机械制动系统，其特征在于，所述脚制动阀（21）后方、空气加力泵前方的气路上设有三位控制的组合换向阀（26），当组合换向阀（26）位于中位时，其后方的左气路（24）和右气路（25）分别连通其前方的左气路（24）和右气路（25），当组合换向阀（26）位于左位时，仅其后方的右气路（25）连通其前方的右气路（25），当组合换向阀（26）位于右位时，仅其后方的左气路（24）连通其前方的左气路（24）。

7.如权利要求1所述的工程机械制动系统，其特征在于，所述空气处理单元还包括：空气压缩机（12）、油水分离器（13）、储气筒（11）以及仅能使空气自前向后传递的保险阀，所述油水分离器（13）的进气口连接空气压缩机（12）的出气口、出气口连接保险阀进气口，所述储气筒（11）的进气口连接保险阀出气口。

8.如权利要求7所述的工程机械制动系统，其特征在于，所述储气筒（11）为双气室储气筒，包括左气室（111）和右气室（112），所述保险阀包括两液控单向阀（14），两液控单向阀（14）的进气口并联至所述油水分离器（13）出气口，其中一液控单向阀（14）的出气口连接左气室（111）的进气口，另一液控单向阀（14）的出气口连接右气室（112）的进气口。

9.如权利要求6所述的工程机械制动系统，其特征在于，所述驱动桥制动油室包括左前驱动桥制动油室（231）、右前驱动桥制动油室（232）、左后驱动桥制动油室（233）、右后驱动桥制动油室（234），所述空气加力泵包括前空气加力泵（271）和后空气加力泵（272），左前驱动桥制动油室（231）和右前驱动桥制动油室（232）的输入端并联且连接前空气加力泵（271）的输出端，左后驱动桥制动油室（233）和右后驱动桥制动油室（234）的输入端并联且连接后空气加力泵（272）的输出端，组合换向阀（26）后方的左气路（24）和右气路（25）皆分别连通前空气加力泵（271）和后空气加力泵（272）的进气口。

10.如权利要求9所述的工程机械制动系统，其特征在于，所述停车与辅助制动单元还包括常开式开关（37），所述开关（37）一端连接驻车制动气室（32），另一端连通大气。