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摘要：對煤礦井下用防爆柴油機無軌膠輪車的制動系統進行了分析，對不同形式的制動器和制動控制系統進行了對比研究。結果表明：濕式制動器和全液壓制動系統在安全性能上有著明顯的優勢，適合在煤礦井下防爆柴油機無軌膠輪車上推廣應用。

關鍵詞：干式制動器；濕式制動器；氣-液制動系統；全液壓制動系統

隨著防爆柴油機無軌膠輪車（以下簡稱膠輪車）在煤礦井下的推廣應用，其安全性能成為人們關注的主要問題。對膠輪車制動系統的分析與研究，有利于增強膠輪車制動安全性。依據行業標準MT/T989的要求，煤礦用膠輪車應設置工作制動、駐車制動和緊急制動。工作制動用于經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急制動。緊急制動和停車制動可為一套系統，但與工作應是各自獨立控制的兩套機構。以下從制動器和制動控制系統對煤礦井下用膠輪車的制動系統進行分析和研究。

1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。

1.1干式制動器

干式制動器包括鼓式制動器和鉗盤式制動器。鼓式制動器由制動蹄、制動鼓組成，當制動操縱機構動作時，通過氣壓或者液壓推動制動器上的氣缸或液壓缸動作，使制動蹄漲開擠壓制動鼓，利用摩擦力使車輛停車。除了氣壓和液壓張開裝置，也有凸輪式、楔塊式等機械張開裝置，在煤礦井下應用較少，這里不再詳述。作為工作制動，鼓式制動器只用于2t以下的輕型車輛。此種制動器的優點為結構簡單，維護維修方便，缺點是熱穩定性和水穩定性較差。鉗盤式制動器由制動盤和制動鉗組成，制動器工作時，制動鉗動作，活塞在氣壓或液壓的作用下，使活動制動塊壓靠到制動盤上，產生制動力。在煤礦井下鉗盤式制動器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，干式制動器水穩定性不好，容易出現熱量聚集等缺點日益顯現。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用已經逐漸減少。目前，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。

1.2濕式制動器

濕式制動器（圖1）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類，第一類是給壓制動器，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。第二類是失壓制動器，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，優點是當液壓管路出現問題時，制動器失壓處于制動狀態，確保了行車安全。第三類是綜合型制動器，這種制動器集以上兩種制動器的優點為一體，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故障、液壓管路出現爆管時能夠處于失效安全狀態。第三類制動器安全性高、制動柔和可靠但制動器結構較復雜，成本較高。濕式制動器與干式制動器相比，有諸多優點。濕式制動器的壓盤、摩擦片、制動活塞等安裝在制動器殼體內，能免受外界水、雜質等污染的影響，制動性能較可靠；濕式多盤制動器的多片結構摩擦片接觸面積增大，摩擦片單位比壓小；摩擦片浸在油中，減少摩擦片磨損；液壓操縱制動力分布均勻，制動平穩、迅速，安全性高。因此，濕式制動器在煤礦井下膠輪車中應用日漸廣泛。

2制動控制系統

為了滿足煤礦井下特殊的使用環境要求，煤礦井下用膠輪車上的濕式制動器控制系統采用氣-液控制系統或全液壓控制系統。

2.1氣-液制動系統

氣-液制動系統（圖2）是利用壓縮空氣作為動力源，通過助力泵將高壓氣體的壓力增壓后轉化為制動液壓力，從而控制制動器動作。氣-液制動系統主要由空壓機、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，制動器內的油回到助力泵里，制動狀態解除。

2.2全液壓制動系統

全液壓制動系統（圖3）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，當蓄能器內的液壓油達到規定壓力后，液壓油由蓄能器的溢流裝置溢出的油通過過濾器流入油箱，當需要停車時，踩下腳踏板，制動油液通過行車制動閥進入制動器，制動器的動靜磨擦片結合，對車輪實施制動；當將作用于腳踏板的力取消，行車制動閥處右位，液壓油流回油箱，制動解除。前后制動系統采用雙回路，各自有單獨的制動回路,每個制動回路使用各自的蓄能器,當一路制動出現問題時，不影響另一管路的制動性能，確保了行車安全。停車制動和緊急制動共用一套制動系統，用于停車或緊急情況下的輔助制動。發動機起動后，操作手制動閥，關閉蓄能器對濕式制動器供壓力油，制動器動作，達到對傳動軸的制動。由于氣-液制動系統中存在氣壓和液壓的轉換，對助力泵的密封性要求較高，在煤礦井下使用過程中，頻繁的剎車，存在熱量集聚、密封件失效等安全隱患。相比較來說，全液壓制動系統使用壽命長，更為安全可靠。因此，在煤礦井下膠輪車中氣-液制動系統逐漸被全液壓制動系統取代。

3結語

隨著防爆柴油機無軌膠輪車在煤礦井下的推廣應用，制動系統的安全性是保證膠輪車安全使用的重要因素。通過分析和研究，濕式制動器和全液壓制動系統在安全性能上有著明顯的優勢，適合在煤礦井下防爆柴油機無軌膠輪車上推廣應用。

作者:王爍 單位:冀中能源邢礦集團公司 河北煤炭科學研究院