曹高舉,朱建軍
(鄭州宇通重工有限公司,河南 鄭州 451482)
自卸車(chē)聯(lián)合制動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)
曹高舉,朱建軍
(鄭州宇通重工有限公司,河南 鄭州451482)
基于自卸車(chē)工況對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)性能的要求,通過(guò)對(duì)主制動(dòng)器、制動(dòng)噴淋、發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)及電渦流緩速器制動(dòng)等技術(shù)的聯(lián)合控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)用,使各制動(dòng)裝置形成有效聯(lián)動(dòng),簡(jiǎn)化制動(dòng)系統(tǒng)操作,提升制動(dòng)系統(tǒng)性能,延長(zhǎng)制動(dòng)器壽命30%。
自卸車(chē);輔助制動(dòng);聯(lián)合制動(dòng);控制系統(tǒng)
非公路自卸車(chē)多在山區(qū)等坡路多、坡路長(zhǎng)、非公路工況下工作,重載下坡行駛過(guò)程中,車(chē)輛制動(dòng)系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間承受著疲勞甚至超負(fù)荷的考驗(yàn)。因此在主制動(dòng)器外,經(jīng)常應(yīng)用制動(dòng)噴淋、發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)及電渦流緩速器制動(dòng)等輔助制動(dòng)方式。但目前制動(dòng)器之間的關(guān)聯(lián)應(yīng)用較少,無(wú)法形成復(fù)合效應(yīng)。
本文通過(guò)聯(lián)合制動(dòng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì),將車(chē)輛主制動(dòng)器與輔助制動(dòng)聯(lián)合控制,形成有效聯(lián)動(dòng)。
根據(jù)設(shè)計(jì)目標(biāo),聯(lián)合制動(dòng)控制系統(tǒng)主要由信號(hào)采集 (主控開(kāi)關(guān)、控制邏輯所需其他信號(hào))、控制單元和執(zhí)行機(jī)構(gòu) (制動(dòng)噴淋、發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)、電渦流緩速器等輔助制動(dòng))組成,如圖1所示。
圖1 聯(lián)合制動(dòng)控制系統(tǒng)示意圖
本系統(tǒng)主控開(kāi)關(guān)為緩速器手柄。駕駛員通過(guò)操作緩速器手柄,使控制單元接到指令,結(jié)合其他信號(hào),按照邏輯要求控制各輔助制動(dòng)有效聯(lián)動(dòng)。
控制單元設(shè)置2個(gè)模擬量信號(hào),6個(gè)開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸入端口,6個(gè)開(kāi)關(guān)量信號(hào)輸出端口,1個(gè)電源端口,1 個(gè)CAN總線端口。
2.1信號(hào)采集
1)主制動(dòng)器信號(hào)在主制動(dòng)器氣路中設(shè)置1個(gè)氣壓開(kāi)關(guān),判斷主制動(dòng)器動(dòng)作,主制動(dòng)器工作時(shí)氣壓開(kāi)關(guān)閉合。
2)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速信號(hào)通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器或CAN總線采集。
3)車(chē)速信號(hào)通過(guò)車(chē)速傳感器或CAN總線采集。
4)緩速器手柄信號(hào)電渦流緩速器手柄開(kāi)關(guān)含5個(gè)擋位,分別為C擋、1擋、2擋、3擋、4擋,擋位信號(hào)直接輸入控制單元I/O端口。
2.2信號(hào)輸出及執(zhí)行
1)制動(dòng)噴淋制動(dòng)噴淋信號(hào)控制制動(dòng)噴淋電磁閥。制動(dòng)噴淋裝置是在車(chē)輛上加裝水箱、水路,用于在主制動(dòng)器工作時(shí)向摩擦片噴水,以緩解主制動(dòng)器溫度過(guò)高問(wèn)題的輔助裝置。
2)發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)信號(hào)控制發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)裝置。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)不同,發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)包括排氣制動(dòng)、JACBO制動(dòng)。其中,排氣制動(dòng)閥串于排氣制動(dòng)氣路中,氣路控制排氣制動(dòng)蝶閥的動(dòng)作,比如濰柴WD12G系列發(fā)動(dòng)機(jī);JACBO制動(dòng)信號(hào)可直接輸入發(fā)動(dòng)機(jī)ECM,控制JACBO制動(dòng)的動(dòng)作,比如康明斯ISME系列發(fā)動(dòng)機(jī)。
3)電渦流緩速器電渦流緩速器信號(hào)控制緩速器繞組接觸器,共4路。緩速器繞組接觸器控制緩速器電磁制動(dòng)繞組線圈的通斷,即控制緩速器是否工作及工作擋位。
以配置濰柴WD12G系列發(fā)動(dòng)機(jī)的車(chē)輛上應(yīng)用為例,聯(lián)合制動(dòng)控制系統(tǒng)外圍電路原理見(jiàn)圖2。因示例系統(tǒng)整機(jī)無(wú)CAN,所以轉(zhuǎn)速信號(hào)和車(chē)速信號(hào)分別由轉(zhuǎn)速傳感器和車(chē)速傳感器直接輸入聯(lián)合制動(dòng)控制單元。
圖2 控制系統(tǒng)外圍電路原理圖
以配置濰柴WD12G系列發(fā)動(dòng)機(jī)的車(chē)輛上應(yīng)用為例,聯(lián)合制動(dòng)系統(tǒng)控制邏輯見(jiàn)表1。
表1 聯(lián)合制動(dòng)系統(tǒng)控制邏輯表
邏輯設(shè)定說(shuō)明如下。
1)制動(dòng)噴淋制動(dòng)噴淋功能一般在長(zhǎng)距離下坡時(shí)使用。為避免噴淋用水浪費(fèi),導(dǎo)致頻繁停車(chē)加水影響工作效率,同時(shí)避免噴淋閥頻繁動(dòng)作影響使用壽命,將制動(dòng)噴淋功能設(shè)置為主制動(dòng)器連續(xù)工作大于3s時(shí)啟用1s然后復(fù)位。根據(jù)不同的工況,該時(shí)間可以定制。
2)發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)綜合考慮發(fā)動(dòng)機(jī)的性能及實(shí)際使用情況,出于對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的保護(hù),將發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速大于1 100r/min且車(chē)速大于3 km/h時(shí),設(shè)置為發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)功能啟用的必要條件。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的不同,設(shè)定轉(zhuǎn)速限值可定制。
3)緩速器為避免操作不當(dāng)使緩速器在車(chē)速緩慢狀態(tài)下做無(wú)用功,導(dǎo)致緩速器線圈發(fā)熱,影響其使用壽命,將車(chē)速大于3km/h設(shè)置為緩速器功能啟用的必要條件。緩速器常用2擋或3擋,所以設(shè)定緩速器非4擋時(shí),每次開(kāi)啟時(shí)隨機(jī)啟用緩速器的不同繞組,以避免固定啟用某幾個(gè)繞組導(dǎo)致?lián)p耗加速。
上述邏輯是根據(jù)實(shí)際應(yīng)用中所發(fā)現(xiàn)問(wèn)題經(jīng)改進(jìn)驗(yàn)證后的結(jié)果。
該聯(lián)合制動(dòng)控制系統(tǒng)在公司YT系列非公路自卸車(chē)上成功運(yùn)用。各輔助制動(dòng)由分別操作變更為單一手柄統(tǒng)一操作,簡(jiǎn)化了制動(dòng)操作。通過(guò)多種制動(dòng)的聯(lián)合應(yīng)用,并根據(jù)工況設(shè)定各動(dòng)作邏輯,提升了制動(dòng)系統(tǒng)性能,大大提高重載車(chē)輛下坡運(yùn)行的安全性,延長(zhǎng)制動(dòng)系統(tǒng)和輪胎的使用壽命約30%,提升車(chē)輛運(yùn)營(yíng)效率,得到市場(chǎng)的認(rèn)可。
同時(shí),該系統(tǒng)的控制單元有預(yù)留的I/O端口和CAN接口,可根據(jù)其他不同的整機(jī)配置和應(yīng)用工況,增加或減少相應(yīng)的聯(lián)合項(xiàng)目,系統(tǒng)具備較高的擴(kuò)展性。
(編輯心翔)
Design of Combined Braking System for Dump Truck
CAO Gao-ju,ZHU Jian-jun
(Zhengzhou Yutong Heavy Industries Co.,Ltd.,Zhengzhou 451482,China)
Based on working condition requirements of dump truck braking system,the article proposes a combined system design which integrates technology like main brake,brake spray,engine brake and eddy current retarder brake.Therefore effective link among brake devices has been achieved;operation has been simplified;system efficiency has been improved and the brake's life time has been increased by 30%.
dump truck;assisted brake;combined brake;controlling system
U463.51
A
1003-8639(2016)09-0016-02
2016-05-16;
2016-05-24
曹高舉 (1987-),男,助理工程師,從事工程機(jī)械電氣系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。