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)。

1　聯(lián)合制動(dòng)控制系統(tǒng)組成

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)。

2　控制單元

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。

3　外圍電路

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

4　控制邏輯

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。

5　應(yīng)用效果

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。