防爆电动胶轮车节能制动系统设计

朱同明

(中国煤炭科工集团 太原研究院有限公司， 山西 太原 030006)

0 引言

目前，以蓄电池为动力源的井下防爆电动胶轮车，是一种技术领先的新型井下防爆车辆，广泛应用于井下人员、物料和设备的运输，是未来的一种趋势。防爆电动胶轮车绿色环保，零污染、零排放，能降低石油消耗，减少对井下工作环境的污染，提高交通效率，改善驾驶舒适性。现有防爆电动胶轮车的液压系统主要包括制动系统和转向系统，并公用了一套液压泵站作为动力源。在车辆行驶过程中，转向系统需要公用的液压泵站源源不断地提供恒压或恒流来保证车辆转向正常，而车辆制动系统只有在需要制动时才采取制动方式。如果液压系统中包括了转向系统，那么液压系统就必须连续工作，以此来保证转向系统源源不断的动力源[1-3]。

为了让蓄电池车能行驶更多的路程，减少能量损失，对整车进行轻量化设计，并优化了液压制动系统，提高了工作效率，减少了电池能量消耗，满足井下防爆胶轮车的节能使用要求。经反复分析研究，设计了一种防爆电动胶轮车的节能液压制动系统。

1 节能制动系统方案

节能制动系统是根据电动胶轮车的技术要求和井下使用情况，全新开发设计的防爆电动胶轮车的制动系统。该系统由液压泵站、行车湿式制动器、驻车制动器、脚踏阀、手制动阀、蓄能器、压力表及连接用的管路接头和液压胶管等组件组成。其中液压泵站由防爆电动机、液压泵、过滤器、无泄漏单向阀、反向梭阀、安全阀、手动泵、压力传感器、管路接头等组成，主要为节能制动系统提供高压动力源。节能制动系统方案如图1所示。

1-防爆电动机;2-液压泵;3-吸油过滤器;4-出油过滤器;5-手动泵;6-安全阀;7-无泄漏单向阀;8-反向梭阀;9-压力表;10-测压接头;11-蓄能器;12-脚踏阀;13-压力传感器;14-手制动阀;15-空气过滤器。图1 防爆电动无轨胶轮车节能制动系统原理

2 工作原理

如图1所示，驻车制动器、前桥制动器及后桥制动器为节能液压系统的执行元件。当制动液压系统的压力为零或低于设定值时，整车控制系统控制制动液压系统中的防爆电动机自动启动工作，带动液压泵工作，油液通过出油过滤器和无泄漏单向阀进入液压系统，将整车的液压管路及3个蓄能器充液。当蓄能器的压力达到系统设定压力时，压力传感器将信号反馈到制动系统，制动系统发出控制信号，控制防爆电动机自动停止工作。当行车需要制动时，压力由蓄能器经过踏板阀给前后桥制动器，实现制动，并依靠蓄能器的储存压力，制动系统能保持9次以上的制动。若连续多次制动使得蓄能器的压力降低到设定压力时，防爆电动机再次自动启动工作。当3个蓄能器的压力达到系统设定压力时，再次停止工作，实现间歇式工作方式。驻车制动器为失效安全型，当需要解除驻车制动时，松开手制动阀，蓄能器的压力将驻车制动器弹簧撑开，车辆可以正常行驶。反之，当需要驻车制动时，实施关闭手制动阀，弹簧恢复，车辆制动，达到驻车效果。当系统压力由于某种原因超过安全压力时，系统中的安全阀会自动打开，保护制动液压系统。

3 主要特点

1) 该节能制动系统可以解决制动液压系统问题，采用间歇式工作方式，自动启停。

2) 防爆电动机及制动液压系统使用时间加长，延长了系统寿命，降低了维护的成本。

3) 系统将压力传感器信号接入整车控制系统，能监控整车液压系统的工作压力及故障，使防爆电动胶轮车在矿井下运行更加安全、可靠。

4 结论

防爆电动胶轮车节能制动系统设计，相比同类型的传统防爆电动车的液压制动系统，其节能制动系统在类似车型的基础上进行了技术突破。比如,防爆电动胶轮车的节能液压制动系统采用独立的液压系统，可将转向系统和制动系统分开，并利用蓄能器的储存压力，将传统的连续工作的液压制动系统改成间歇式。自动启动的液压制动系统能使防爆电机耗能降到最低，以保证防爆电动胶轮车的续航里程。