电传动矿用自卸车制动系统设计

邓鸿彬，唐云娟

（广西柳工机械股份有限公司研究总院新产品所，广西柳州545007）

电传动矿用自卸车制动系统设计

邓鸿彬，唐云娟

（广西柳工机械股份有限公司研究总院新产品所，广西柳州545007）

提出一种在电动轮矿用自卸车上通过单制动踏板实现液压制动与电缓行相互切换的制动方案，该方案操作简单、可靠性高、能大幅降低司机的劳动强度。

制动踏板；电缓行；角度传感器

就目前全世界先进的工程机械发展理念来看，都以大型化（效率高）、绿色环保概念为主，而电传动矿用自卸车是一种大型的矿用运输设备（载重100 t以上），正好满足了这种发展趋势。制动系统是矿用自卸车至关重要的部分，它的性能直接影响到整车的安全性能，制动系统设计效果的好坏则直接影响到对制动技术要求的满足程度。在很多矿山中矿用自卸车都是24 h不停地工作，这就对整车的安全性、可靠性和如何降低驾驶员的劳动强度提出了非常高的要求，本文通过介绍制动系统先进的设计，在满足制动要求的前提下如何降低驾驶员制动操作的劳动强度。

1　现状分析

电传动矿用自卸车的制动系统都是由电缓行制动和液压制动两部份组成。车辆下坡在进行电缓行制动时，车轮电动机便起到发电机的作用，将车辆的动能转化为电能，然后输入到电阻栅中转换成热能，散失到大气中，从而使车辆降低速度，达到制动的目的。随着车辆速度的降低，电缓行制动的作用逐渐消失，失去制动能力，所以，电缓行制动与其他辅助制动一样，只能将机器的速度降低到某一设定的速度，而不能将车辆停住；液压制动则用于将速度降低后的车辆完全停住。

通常情况下，电传动矿用自卸车的制动系统设置左右两个制动踏板，其中一个是电缓行制动踏板，用于将机器速度降低到某一设定的速度以下，另一个是液压制动踏板，用于将速度降低后的机器完全停住。如果驾驶员在机器没有进行缓行制动时直接踏下液压制动踏板，就很容易造成制动夹钳和制动盘发热而损坏，缩短制动夹钳和制动盘的使用寿命，降低机器的使用效率，增加使用成本。如果驾驶员先踩缓行踏板将速度降低后再踩液压制动踏板，则会大大增加驾驶员的劳动强度，使驾驶员容易变得疲劳。

也有的电传动矿用自卸车将电缓行制动踏板和液压制动踏板合二为一，通过一个速度传感器来控制两种制动之间的切换。当速度高于设定的切换速度时，则投入电缓行制动，当速度降低到设定的切换速度时，则投入液压制动。通过这种混合制动的方法，使驾驶员通过单一的制动踏板就将电传动矿用自卸车平稳地停住了。这种制动系统由于两种制动之间的切换用速度传感器来控制，如果电缓行制动失效，或速度传感器失效，液压制动将得不到实施指令，会导致车辆失去制动能力，无法减速或停车。

2　方案设计

本文所介绍的电传动矿用自卸车制动系统恰好能解决以上问题。

通过设计一个专用的液压制动阀装在电传动矿用自卸车的制动系统中，该液压制动阀的踏板的整个行程（如0°～25°）都实施电缓行制动，后一部份行程（如15°～25°）才实施液压制动（见图1、图2），当驾驶员踏下制动踏板时，先实施电缓行制动，当踏板踏下至设定的行程（15°）时才实施液压制动，如果电缓行制动失效，只需将踏板踩到底即可实施液压制动。该设计既解决了第一种制动系统中驾驶员疲劳和制动夹钳、制动盘的磨损问题，也解决了第二种制动系统中由于电缓行失效或速度传感器失效而导致的制动失效问题。

图1　制动踏板角度-制动压力曲线图

图2　液压制动阀原理图

详细的结构和操作介绍见图3.

图3　制动系统工作原理图

司机将制动力施加在踏板上，通过滚轮、传动杆传递给后桥制动阀芯，后桥制动阀芯再将力传递给前桥制动阀芯，当阀芯运动到设定的行程之前，通过角度传感器将信号传递给电控系统，电控系统控制电动机，使电动机转换为发电机工况运行，将矿车的机械能转化为电能消耗在电阻栅上，以获得制动力，实施电缓行制动，当阀芯运动设定的行程之后，实施液压制动。

3　结束语

本文所介绍的电传动矿用自卸车制动系统结构简单，将缓行踏板与液压制动踏板合二为一，在操作上与普通的单制动踏板并无区别，在电缓行与液压制动两者之间可智能切换，既降低了制造和使用成本，又增加了制动夹钳和制动盘的使用寿命，该方案绿色环保、安全可靠、司机劳动强度降低，是值得推广的一种电传动矿用自卸车制动系统方案。

Braking&Retarding System Design in Electric-Drive Mine Truck

DENG Hong-bin，TANG Yun-juan
（Guangxi Liugong Machinery Co.，Ltd.New Product R&D HQ Central Engineering，Liuzhou Guangxi 545007，China）

Using single one braking pedal in electric-drive mine truck，which can not only apply to electrical retarding，but also apply to hydraulic service braking；the two operation can be simply interchanged，the design proposal is of easy operation，high reliability，and can reduce the operation intensity largely.

brake pedal；electrical retarder；angle sensor

中文分类号：TH242A

1672-545X（2016）05-0050-02

2016-02-04

邓鸿彬（1975-），男，广东开平人，工程师，从事工程机械电气系统研究；唐云娟（1966-），女，广西恭城人，高级工程师，负责工程机械液压系统研究。