气液混合型制动系统的试验研究

　　制动性能是装载机的重要性能之一,良好的制动性能是装载机安全行驶的重要保障[1-2].目前由于气液混合型制动系统结构简单、工作可靠,其在装载机制动系统中得到广泛应用,科技工作者对其特性的研究也非常广泛.王兴东等人[3]分析了用于多轴车制动系统气液混合型执行机构各元件的动态特性,建立了整个执行机构的动态特性分析的数学模型,并且试验验证了其模型的正确性.虽然该模型已比较精确,但是由于其模型复杂,参数多,每个参数对制动性能的影响不甚明确,在实际工程中应用起来非常不方便,有必要对气液制动系统做进一步的试验研究,以确定各参数对制动性能的影响.针对广泛应用的气液混合型制动系统,在分析了其工作原理,考虑剔除对试验结果的不利因素之后,提出了具体的试验方案;在装有此制动系统的装载机上,进行了大量的试验,并对试验结果进行了充分的分析,总结得出了对工程应用具有重要参考意义的结论.

　　1　试验方案

　　1.1　气液制动工作原理

　　某装载机实际气液制动系统的原理如图1所示.储气罐提供恒压气源,气路经脚踏阀直达助力器右侧气缸.助力器左侧液压缸、制动缸以及它们之间的油路管道组成液压封闭容腔,其中充满制动液.

　　当脚踏阀踩下时,助力器气室建压,由于助力器油缸活塞与其气缸活塞刚性连接,推动油缸活塞压缩封闭容腔中的制动液,制动液建压,使得动、静摩擦片之间产生正压力,从而实现制动.

　　当脚踏阀松开时,助力器气室卸压,由于助力器复位弹簧和制动缸复位弹簧的压缩力,使得动、静摩擦片松开,从而实现制动松开.

　　1.2　试验装置及参数

　　为了更接近实际制动过程,全部制动试验都在实际的装载机气液制动系统中进行.压力检测装置采用Parker公司的PD系列压力传感器,测量精度达到测量范围的0·5%;为提高测试结果的可信度,压力传感器最大测量值为15 MPa.为了消除管道效应以及容积效应的影响,液体测压点尽量选择在靠近制动缸的位置.为了确定不同试验的时间起点以及消除脚踏阀的踏板每次踩下和松开的速度不同对制动性能的影响,在踏板的顶端装有位移传感器,采用CONTELEC公司TLM系列的产品,分辨率为2μm.为了分析各种阻尼孔对制动效果的影响,在助力器出口加装了阻尼孔(图1中未给出).气压表用来检测每次实验后的气源压力.

　　储气罐提供的气源压力为6·9 MPa,储气罐与脚踏阀之间的管道参数:内径为10 mm,长为850mm,脚踏阀与助力器之间的管道内径为10 mm,助力器与制动缸之间管道内径为6 mm,助力器气缸活塞直径为128 mm,其油缸活塞直径为40 mm,最大行程为72 mm,助力器复位弹簧刚度为0·23 kg/mm.制动缸示意图如图2所示,其压力作用面的大径D为317 mm,小径d为300·5 mm,其制动空行程为0·8 mm.