用于防爆胶轮车带门保护的液压-气动复合制动系统

摘要

本发明属于煤矿井下防爆柴油机无轨胶轮车的一种制动系统，具体涉及一种用于防爆胶轮车带门保护的液压‑气动复合制动系统。解决了现有防爆胶轮车存在整车速度运行较快使用紧急制动时可能会造成传动轴断裂，造成整车无制动以及存在由于疏忽未进行驻车制动或未进行关闭发动机造成车辆溜车的问题，包括液压制动部分和气动制动部分；本发明的有益效果是提供在防爆胶轮车飞车或刹车失灵等紧急情况下，拉起紧急制动阀可进行有效紧急制动的一种制动系统，保证人员安全；提供在防爆胶轮车的驾驶室门被无意打开时能使发动机自动熄火，并能使防爆胶轮车自动停车的一种制动系统。

说明书

技术领域

本发明属于煤矿井下防爆柴油机无轨胶轮车的一种制动系统，具体涉及一种用于防爆胶轮车带门保护的液压-气动复合制动系统。

背景技术

防爆柴油机无轨胶轮车广泛应用于煤矿井下人员、材料及小型设备的运输，已形成一定规模，在现代化高产高效矿井建设中发挥了十分重要的作用。井下道路窄，坡度大，甚至达到12°～16°，坡长5000米，而制动系统作为防爆柴油机无轨胶轮车的重要组成部分，其性能优劣极为重要。

目前防爆胶轮车常用的行车制动系统是一套独立的制动系统，行车制动器分别安装在防爆胶轮车前桥和后桥的左右轮边上，采用液压制动弹簧释放形式，在驾驶室内用行车制动阀控制；而驻车制动和紧急制动共用一套制动系统，安装在防爆胶轮车前、后两根传动轴中间，采用弹簧制动液压释放形式，在驾驶室内用驻车制动阀操纵。防爆胶轮车紧急制动使用的制动器安装前、后传动轴之间，在整车速度运行较快使用紧急制动时可能造成传动轴断裂，造成整车无制动，引起事故发生。

防爆胶轮车停车后，驾驶员应先拉起驻车制动阀使车辆处于驻车状态，后关闭发动机停机。由于驾驶员疏忽没有拉起驻车制动阀或没有关闭发动机就打开驾驶室门下车，很容易发生车辆溜车，造成人员和财产损失，存在安全隐患。

发明内容

本发明为了解决现有防爆胶轮车存在整车速度运行较快使用紧急制动时可能会造成传动轴断裂，造成整车无制动以及存在由于疏忽未进行驻车制动或未进行关闭发动机造成车辆溜车的问题，提供了一种用于防爆胶轮车带门保护的液压-气动复合制动系统。

本发明采用如下的技术方案完成：

用于防爆胶轮车带门保护的液压-气动复合制动系统，包括液压制动部分和气动制动部分;

所述的液压制动部分包括四组多功能制动器、行车制动阀、驻车/紧急制动阀以及气控换液阀，所述的四组多功能制动器分别安装在前后桥左右两侧，各多功能制动器通过行车制动阀以及气控换液阀控制，驻车/紧急制动阀控制气控换液阀；

所述的气动制动部分包括气控急停阀，所述的气控急停阀包括按钮，按钮通过闭合状态下的防爆胶轮车的驾驶室门控制，所述的气孔急停阀也控制所述的气控换液阀。

所述的气动制动部分还包括储气罐、气控开关阀、防爆电磁阀、气控启动阀、启动马达、断气控制缸以及断油控制缸；

所述的气控急停阀为两位三通换向阀，设有三个接口，包括接口P7、接口R2以及接口A8，接口R2分别与断油控制缸的接口P12、断气控制缸的接口P11以及气控换液阀的接口P6口连接，接口A8口安装有消声器，气孔急停阀设置有顶杆式控制按钮，所述的闭合状态下驾驶室门的内侧面作用于顶杆式控制按钮；

所述的隔爆电磁阀为常闭式二位三通换向阀，设有接电端口L、接口R3以及接口P8，接电端口L与外接电源箱连接，接口R3与气控急停阀的接口P7以及气控启动阀的接口P9，接口P8与气控开关阀的接口R5连接；

所述的气控启动阀为两位三通换向阀，设有三个接口，包括接口P9、接口R4和接口A10，接口P9与隔爆电磁阀的接口R3以及气控急停阀的接口P7连接，接口R4与启动马达的一个接口连接，接口A10安装消声器。

所述的液压制动部分还包括液压泵、充液阀、前制动用蓄能器、后制动用蓄能器、驻车/紧急用蓄能器以及手压泵；

所述的驻车/紧急制动阀是可调压力换向阀，设有四个接口，包括接口P5、接口T3、接口A5和接口A6，接口P5通过液压胶管与手压泵的接口R1和单向阀的出油口连接，接口T3与液压油箱连接，接口A5与气控换液阀的接口A7连接，接口A6与驻车/紧急蓄能器以及驻车/紧急压力表连接；

所述的行车制动阀为双回路串联可调节式制动阀，阀组上设有五个接口，包括接口P1、接口P2、接口A1、接口A2和接口T1，接口P1与前制动蓄能器以及前制动压力表连接，接口P2与后制动蓄能器以及后制动压力表连接，接口A1分别与右前多功能制动器的接口X1和左前多功能制动器的接口X2连接，接口A2分别与右后多功能制动器的接口X3和左后多功能制动器的接口X4连接，接口T1与液压油箱连接；

所述的气控换液阀设有五个接口，包括接口A7、接口T4、接口C、接口D和接口P6，接口A7口与驻车/紧急制动阀的接口A5连接，接口T4与液压油箱连接，接口C分别与右前多功能制动器的接口Z1和左前多功能制动器的接口Z2连接，接口D分别与右后多功能制动器的接口Z3和左后多功能制动器15的接口Z4连接，接口P6与气控急停阀、断油控制缸及断气控制缸连接；

所述的充液阀内部集成有双路梭阀，设有六个接口，包括接口P3、接口A3、接口A4、接口SW、接口T2和接口O，接口 P3口为压力口，与液压泵输出端口连接；接口A3与前制动用蓄能器连接、接口A4与后制动用蓄能器连接，接口SW与手压泵的接口R1以及驻车/紧急制动阀的接口P5连接，接口T2和接口O与液压油箱连接。

所述的多功能制动器包括静壳、中间壳、动壳、轴承Ⅰ、轴承Ⅱ、静片、动片、小活塞和大活塞，所述的静壳通过静壳螺栓与桥壳固定盘连接，中间壳通过螺栓与静壳和端盖连接，动壳通过半轴螺栓和半轴连接，轴承Ⅰ、轴承Ⅱ安装在轴管上，轮胎轮辋通过轮胎螺栓安装在动壳上，静片安装在中间壳上，动片安装在动壳上，小活塞和大活塞安装在中间壳上，动片和动壳随轮胎轮辋一起旋转。

与现有技术相比，本发明的有益效果是提供在防爆胶轮车飞车或刹车失灵等紧急情况下，拉起紧急制动阀可进行有效紧急制动的一种制动系统，保证人员安全；提供在防爆胶轮车的驾驶室门被无意打开时能使发动机自动熄火，并能使防爆胶轮车自动停车的一种制动系统。

附图说明

图1为本发明的多功能轮边制动器原理图；

图2为本发明的液压制动原理图；

图3为本发明的气动控制原理图；

图4为本发明的正视结构示意图；

图5为本发明的俯视结构示意图；

图中1-液压泵 ，2-充液阀，3-后制动压力表，4-前制动压力表，5-前制动用蓄能器，6-后制动用蓄能器，7-行车制动阀，8-驻车/紧急制动压力表，9-驻车/紧急用蓄能器，10-驻车/紧急制动阀，11-气控换液阀，12-右前多功能制动器，13-左前多功能制动器，14- 右后多功能制动器，15-左后多功能制动器，16- 手压泵，17-液压油箱，18-储气罐，19-气控开关阀，20-隔爆电磁阀，21-气控急停阀，22-断油控制缸，23-断气控制缸，24-气控启动阀，25-启动马达，26-驾驶室门，27-轮胎轮辋，28-轮胎螺栓，29-静壳螺栓，30-桥壳固定盘，31-静壳，32-中间壳，33-端盖，34-动壳，35-轴承Ⅰ，36-轴承Ⅱ，37-轴管，38-半轴，39-半轴螺栓，40-静片，41-动片，42-小活塞，43-大活塞。

具体实施方式

结合附图对本发明作进一步说明。

如图1所示，多功能制动器的静壳31通过静壳螺栓29与桥壳固定盘30连接，中间壳32通过螺栓与静壳31和端盖33连接，动壳34通过半轴螺栓39和半轴38连接，轴承Ⅰ35、轴承Ⅱ36安装在轴管37上，轮胎轮辋27通过轮胎螺栓28安装在动壳34上。静片40安装在中间壳32上，动片41安装在动壳34上。小活塞42和大活塞43安装在中间壳32上。动片41和动壳34随轮胎轮辋27一起旋转。

如图1所示，右前多功能制动器12、左前多功能制动器13、右后多功能制动器14、左后多功能制动器15为失效安全型湿式多片盘式制动器。右前多功能制动器12、左前多功能制动器13安装在前桥固定盘右侧和左侧，右后多功能制动器14、左后多功能制动器15安装在后桥固定盘右侧和左侧。

如图2所示，为液压制动原理图。包括四组多功能制动器、行车制动阀7、驻车/紧急制动阀10、气控换液阀11、液压泵1、充液阀2、前制动用蓄能器5、后制动用蓄能器6、驻车/紧急用蓄能器9以及手压泵16。驻车/紧急制动阀10是可调压力换向阀，设有四个接口，包括接口P5、接口T3、接口A5和接口A6，接口P5通过液压胶管与手压泵16的接口R1和单向阀的出油口连接，接口T3与液压油箱17连接，接口A5与气控换液阀11的接口A7连接，接口A6与驻车/紧急蓄能器9以及驻车/紧急压力表8连接。

驻车/紧急制动阀10在拉起手柄时，接口P5和接口A5相通，接口A5和接口T3不通。放下手柄时，接口P5和接口A5不通，接口A5和接口T3相通。

行车制动阀7为双回路串联可调节式制动阀，阀组上设有五个接口，包括接口P1、接口P2、接口A1、接口A2和接口T1，接口P1与前制动用蓄能器5以及前制动压力表4连接，接口P2与后制动用蓄能器6以及后制动压力表3连接，接口A1分别与右前多功能制动器12的接口X1和左前多功能制动器13的接口X2连接，接口A2分别与右后多功能制动器14的接口X3和左后多功能制动器15的接口X4连接，接口T1与液压油箱17连接。

踩下制动踏板时，行车制动阀7的接口P1和接口A1相通，接口P2和接口A2相通，接口T1和接口A1不通，接口T1和接口A2不通。松开制动踏板时，接口P1和接口A1不通，接口P2和接口A2不通，接口T1和接口A1相通，接口T1和接口A2相通。

所述的气控换液阀11设有五个接口，包括接口A7、接口T4、接口C、接口D和接口P6，接口A7口与驻车/紧急制动阀10的接口A5连接，接口T4与液压油箱17连接，接口C分别与右前多功能制动器12的接口Z1和左前多功能制动器13的接口Z2连接，接口D分别与右后多功能制动器14的接口Z3和左后多功能制动器15的接口Z4连接，接口P6与气控急停阀21、断油控制缸22及断气控制缸23连接。

气控换液阀11的接口P6有压缩气体时，接口A7与接口C和接口D相通，接口T4与接口C和接口D不通。接口P6无压缩气体时，接口A7与接口C和接口D不通，接口T4与接口C和接口D相通。

所述的充液阀2内部集成有双路梭阀，设有六个接口，包括接口P3、接口A3、接口A4、接口SW、接口T2和接口O，接口 P3口为压力口，与液压泵1输出端口连接；接口A3与前制动用蓄能器5连接、接口A4与后制动用蓄能器6连接，接口SW与手压泵16的接口R1以及驻车/紧急制动阀10的接口P5连接，接口T2和接口O与液压油箱17连接。

充液阀2内部集成有双路梭阀，可独立地给前制动用蓄能器5和后制动用蓄能器6充液而互不影响，充液阀2保证低于下限压力值时对前制动蓄能器5和后制动蓄能器6充液，高于上限压力值时停止充液，充液阀2内有节流，保证了充液阀2以一定流量值进行充液。

如图2所示，右前多功能制动器12的接口X1、左前多功能制动器13的接口X2为前轮行车制动接口，通过液压胶管与行车制动阀7的接口A1连接。右后多功能制动器14的接口X3、左后多功能制动器15的接口X4为后轮行车制动接口，通过液压胶管与行车制动阀7的接口A2连接。

右前多功能制动器12的接口Z1、左前多功能制动器13的接口Z2为前轮驻车/紧急制动油管接口，通过液压胶管与气控换液阀11的接口C连接。右后多功能制动器14的接口Z3、左后多功能制动器15的接口Z4为后轮驻车/紧急制动油管接口，通过液压胶管与气控换液阀11的接口D连接。

如图2所示，前制动蓄能器5、后制动蓄能器6、驻车/紧急蓄能器9上部充满一定压力氮气，下部充液压油液，由液压泵1通过充液阀2给三个蓄能器充液。

前制动蓄能器5、后制动蓄能器6、驻车/紧急蓄能器9内的油压达到规定的压力后，液压油直接从充液阀2通过过滤器流入油箱，当任何一个蓄能器内的油压低于规定的压力后，液压油重新通过充液阀2进入这个蓄能器，直至这个蓄能器内的油压达到规定的压力。

如图3所示，为气动控制原理图。气动制动部分还包括储气罐18、气控制开关阀19、防爆电磁阀20、气控制启动阀24、启动马达25、断气控制缸23以及断油控制缸22。

气控急停阀21为两位三通换向阀，设有三个接口，包括接口P7、接口R2以及接口A8，接口R2分别与断油控制缸22的接口P12、断气控制缸23的接口P11以及气控换液阀11的接口P6口连接，接口A8口安装有消声器，气孔急停阀21设置有顶杆式控制按钮，闭合状态下驾驶室门的内侧面作用于顶杆式控制按钮。

气控急停阀21为两位三通换向阀，驾驶室门关闭时，气控急停阀21的按钮压回，接口P7和接口R2相通，气源接通；驾驶室门打开时，气控急停阀21的按钮伸出，接口P7和接口R2不通，气源被隔断在接口P7。气控急停阀21安装在驾驶室门内侧。

隔爆电磁阀20为常闭式二位三通换向阀，设有接电端口L、接口R3以及接口P8，接电端口L与外接电源箱连接，接口R3与气控急停阀21的接口P7以及气控启动阀24的接口P9，接口P8与气控开关阀19的接口R5连接；隔爆电磁阀20安装在车架上。

隔爆电磁阀20的接电端口L通过电缆与外接电源箱连接，接口R3通过气管与气控急停阀21的接口P7和气控启动阀24的接口P9连接，接口P8通过气管与气控开关阀19的接口R5连接。

气控启动阀24为两位三通换向阀，设有三个接口，包括接口P9、接口R4和接口A10，接口P9与隔爆电磁阀20的接口R3以及气控急停阀21的接口P7连接，接口R4与启动马达25的一个接口连接，接口A10安装消声器。

初始状态时，即防爆发动机停机状态，接口P9和接口R4不通。当按下气控启动阀24的按钮时，接口P9和接口R4相通，此时储气罐18中的压缩气体经过气控开关阀19、隔爆电磁阀20和气控启动阀24到达启动马达25的入口，高压大流量压缩气体推动启动马达25内的齿轮高速旋转，带动发动机上的飞轮旋转，从而启动防爆发动机。

启动马达25安装在防爆发动机的飞轮接口上，用于带动发动机飞轮旋转。

行车制动工作过程：行车制动为液压制动弹簧释放形式，前、后制动采用单独的双回路制动系统，每个制动回路使用各自的蓄能器，前轮制动使用前制动蓄能器5，后轮制动使用后制动蓄能器6。当驾驶员踩下行车制动踏板时，行车制动阀7的接口P1和接口A1接通，接口P2和接口A2接通，前制动蓄能器5的高压油通过行车制动阀7的接口A1流出进入右前轮多功能制动器12的接口X1和左前轮多功能制动器13的接口X2，后制动蓄能器6的高压油通过行车制动阀7的接口A2流出进入右后轮多功能制动器14的接口X3和右后轮多功能制动器15的接口X4，对防爆胶轮车实施行车制动或减速。当松开脚踏板时，行车制动阀7的接口P1和接口A1断开，接口P2和接口A2断开，接口A1和接口A2与接口T1相通，右前多功能制动器12和左前多功能制动器13内的高压油从行车制动阀7的接口A1经过接口T1流回液压油箱17，右后多功能制动器14和左后多功能制动器15内的高压油从行车制动阀7的接口A2经过接口T1流回液压油箱17，解除行车制动。

解除驻车制动过程：需要解除驻车制动时，驾驶员松开驻车/紧急制动阀10的手柄，驻车/紧急制动阀10的接口P5和接口A5相通，接口A5和接口T3不通，驻车/紧急制动蓄能器9的高压油液通过驻车/紧急制动阀10的接口A5流出进入气控换液阀11的接口A7，通过C口进入右前轮多功能制动器12的接口Z1和左前多功能制动器13的接口Z2，经过气控换液阀11的接口D进入右后轮多功能制动器14的接口Z3和左后多功能制动器15的接口Z4，解除车辆驻车制动。

紧急制动工作过程：紧急制动采用弹簧制动液压释放的形式，多功能制动器实现前后紧急制动。需要紧急制动时，驾驶员拉起驻车/紧急制动阀10的手柄，驻车/紧急制动阀10的接口P5和接口A5不通，接口A5和接口A6不通，接口A5和接口T3相通，切断驻车/紧急蓄能器9流向驻车/紧急制动阀10的高压油液，此时右前多功能制动器12的接口Z1和左前多功能制动器13的接口Z2高压油经过气控换液阀11的接口C和接口T4流回液压油箱17，右后多功能制动器14的接口Z3和左后多功能制动器15的接口Z4高压油经过气控换液阀11的接口D和接口T4到流回液压油箱17，多功能制动器对车辆实施紧急制动。

门保护自动制动工作过程：驾驶室门26处于关闭状态时，气控急停阀21的按钮处于压缩状态，接口P7和接口R2相通，打开电源总开关，隔爆电磁阀20通电，接口P8和接口R3相通，打开气控开关阀19开关，接口P10和接口R5相通，储气罐18中的压缩气体通过气控开关阀19的接口P10和接口R5到达隔爆电磁阀20的接口P8和接口R3，通过气控急停阀21的接口P7和接口R2，到达断油控制缸22和断气控制缸23及气控换液阀11的接口P6，断油控制缸22和断气控制缸23分别打开，此时气控换液阀11的接口A7和接口C相通，接口A7和接口D相通，松开驻车/紧急制动阀10的手柄，驻车/紧急制动蓄能器9的高压油液通过驻车/紧急制动阀10和气控换液阀11，从接口C和接口D分别到达右前多功能制动器12的接口Z1、左前多功能制动器13的接口Z2、右后多功能制动器14的接口Z3和左后多功能制动器15的接口Z4，解除驻车制动。此时按下气控启动阀24，压缩气体到达启动马达25，完成防爆胶轮车启动。

当驾驶室门26打开时，气控急停阀21的接口P7和接口R2断开，压缩气体被隔断，断油控制缸22和断气控制缸23的气源关闭，切断防爆发动机的油路和气路，发动机熄火。压缩气体无法到达气控换液阀11的接口P6，气控换液阀11的接口T4和接口C相通，接口T4和接口D相通, 右前多功能制动器12的接口Z1、左前多功能制动器13的接口Z2、右后多功能制动器14的接口Z3和左后多功能制动器15的接口Z4高压油分别接口T4流回液压油箱17，完成防爆胶轮车的紧急停车。