根據(jù)煤礦行業(yè)標準MT/T989的要求,煤礦用無軌膠輪車應(yīng)設(shè)置工作制動、駐車制動和緊急制動。工作制動用于經(jīng)常性和一般行駛中速度控制或停車,緊急及停車制動用于停車后的制動或者在行車制動失效時的應(yīng)急制動。緊急制動和停車制動可為一套系統(tǒng),但與工作應(yīng)是各自獨立控制的兩套機構(gòu)。
一、制動器
煤礦井下膠輪車上使用的制動器有干式制動器和濕式制動器。
1、干式制動器:干式制動器又分鼓式制動器和鉗盤式制動器。
a、鼓式制動器由制動蹄、制動鼓組成,只用于2t以下的輕型車輛。此種制動器的優(yōu)點為結(jié)構(gòu)簡單,維護維修方便,缺點是熱穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性較差。
b、鉗盤式制動器由制動盤和制動鉗組成,在煤礦井下多用在輪胎式防爆裝載機、防爆柴油鏟運機等工程機械上。煤礦井下地面陰暗潮濕,且使用中存在長時間的重載和坡道,干式制動器水穩(wěn)定性不好,容易出現(xiàn)熱量聚集等缺點日益顯現(xiàn)。為了保證制動安全,干式制動器作為工作制動在煤礦井下膠輪車上應(yīng)用已經(jīng)逐漸減少。因此,在煤礦井下膠輪車上,鼓式制動器或鉗盤式制動器只用于停車制動。
2、濕式制動器:
濕式制動器是摩擦片浸在潤滑油中的一種制動器,主要由動殼、靜殼、粉片、鋼片、壓盤、活塞、回位彈簧等零件組成。煤礦井下用膠輪車上使用的濕式制動器分三種,
a、給壓制動器:即制動器在液壓力的作用下制動,彈簧力的作用下解除制動,這種類型的制動器一般作為工作制動器,安裝在車輛輪端。
b、失壓制動器:制動力由壓縮的彈簧提供,彈簧帶動壓盤,壓緊摩擦片實現(xiàn)制動。當需要解除制動時,利用液壓力的作用,頂回彈簧使摩擦片逐漸脫離接觸,解除制動。這種制動器屬于失效安全型,優(yōu)點是當液壓管路出現(xiàn)問題時,制動器失壓處于制動狀態(tài),確保了行車安全。
c、綜合型制動器:這種制動器集以上兩種制動器的優(yōu)點為一體,即工作制動時采用液壓制動,彈簧釋放,當停車制動時或者柴油機出現(xiàn)故障、液壓管路出現(xiàn)爆管時能夠處于失效安全狀態(tài)。第三種制動器安全性高、制動柔和可靠,但制動器結(jié)構(gòu)較復雜,成本較高。
二、制動控制系統(tǒng):
煤礦井下用膠輪車上的濕式制動器控制系統(tǒng)一般有三種,氣-液制動控制系統(tǒng)、全液壓制動控制系統(tǒng)。
1、氣-液控制系統(tǒng)
氣-液制動系統(tǒng)是利用壓縮空制動氣作為動力源,通過助力泵將高壓氣體的壓力增壓后轉(zhuǎn)化為制動液壓力,從而控制制動器動作。氣-液制動系統(tǒng)主要由空壓機、儲氣罐、制動總泵、助力泵、濕式多片制動器等組成。當需要工作制動時,踩下腳制動閥,壓縮氣體通過制動總泵進入前、后橋的助力泵,通過氣推油把液壓油推進濕式多片制動器,推動摩擦片壓向制動盤而制動車輪。放松腳踏板,制動器內(nèi)的油回到助力泵里,制動狀態(tài)解除。
2、全液壓制動控制系統(tǒng)
全液壓制動控制系統(tǒng)由濾油器、制動齒輪泵、溢流閥、雙回路充液閥、蓄能器、雙回路腳制動閥、手制動閥、濕式多盤制動器、管路及壓力表等組成。柴油機啟動后,液壓油從油箱中進入齒輪泵,齒輪泵工作輸出的壓力油通過充液閥給蓄能器進行充液,當蓄能器內(nèi)的液壓油達到充液閥設(shè)定的高值后,充液閥停止充液,油泵油液直接回油箱,系統(tǒng)處于低功耗階段,當系統(tǒng)壓力因多次腳制動下降到充液閥設(shè)定低值時,系統(tǒng)再次向蓄能器充液直至到充液閥設(shè)定高壓值為止。車輛運行時,踩下腳踏板,液壓油通過腳踏閥進入制動器,制動器的動靜磨擦片結(jié)合,對車輪實施制動。前后橋制動系統(tǒng)分開,各自有單獨的制動回路,每個制動回路使用各自的蓄能器,當一路制動出現(xiàn)問題時,不影響另一路的制動性能,確保了行車安全。
全液壓制動控制系統(tǒng)可分為分散式安裝、集成式安裝、充液中心模塊安裝。
a、 分散式安裝:
分散式安裝,顧名思義,是將大部分液壓元件分散安裝于車輛底盤空閑位置,然后通過管路將這些元件連接起來。此方法雖簡便,對車輛底盤也無特殊要求,但管路布局復雜,故障判斷和礦區(qū)維護難度較大。
b. 集成式安裝:
這是近年新發(fā)展起來的一種安裝方式,它將整個系統(tǒng)或其中的控制元件集成在一起,形成一個模塊化的液壓制動控制器,整體安裝。將一些控制元件集成在一個殼體內(nèi),內(nèi)部采用鋼管連接,簡稱濕式制動控制器總成,殼體外部預留有接口,安裝方便。濕式制動控制器總成外形尺寸很小,可放置在皮卡膠輪車駕駛室扶手箱位置,方便司機操控。它的特點是操控簡便可靠,整車管路布局簡化,減少了軟管的使用量,大幅提升了整車安裝效率,非常適合批量上線的膠輪車,同時也為礦區(qū)制動系統(tǒng)故障診斷以及維護帶來了便利。
c. 充液模塊安裝
充液閥是液壓制動控制系統(tǒng)的主要元件之一,目前主要以歐美品牌的為主,國產(chǎn)件總體性能還無法達到同等品質(zhì)?,F(xiàn)國內(nèi)出現(xiàn)了一種充液中心模塊結(jié)構(gòu),利用阻尼控制回路實現(xiàn)了蓄能器的充液和止充功能。閥塊可根據(jù)客戶不同要求,添加其他液壓閥,用以實現(xiàn)不同的功能。這種閥塊的優(yōu)勢還有充液壓力范圍值是可調(diào)的,適用性廣泛,一個充液中心模塊,可同時適用于多種車型。
隨著膠輪車無人化駕駛提上議事日程,全液壓制動控制系統(tǒng)還要添加多種傳感器,集成化的液壓制動控制系統(tǒng)的優(yōu)勢將越來越明顯。