轮胎式装载机制动性能的好坏,直接影响整机的工作效率,同时也关系到人身和机器的安全。所以深入了解装载机制动系统的结构和工作原理,对维修和使用装载机都是十分必要的,本文针对国内装载机常见的几种制动系统进行介绍。
1气顶油钳盘式制动系统
国内轮式装载机大多采用气顶油钳盘式制动系统,经过多年来的改进和发展,大致形成以下三种系统。
1.1停车制动和行车制动单独分开的制动系统
此制动系统中停车制动是靠操纵手刹软轴拉动变速器输出轴上的制动鼓来实现的,此处不予赘述。
可以看出,由发动机带动的空压机1排出的压缩空气经卸荷阀2滤水调压后进入储气筒3,调压后压力值约为0.68～0.7MPa,仪表盘上气压表4可显示气压,从储气筒出来的气体通过气制动总阀5的进气口进入制动腔。制动时,踩下制动踏板,由气制动总阀出来的两路气体分别与前后加力器8连通,加力器排出高压制动液通过管路充入钳盘制动器9的分泵,推动活塞将摩擦片与制动盘压紧实施制动;同时,在通往前加力器的压缩空气中分出一路通往变速器切断阀,使变速器脱挡,切断动力。
该制动系统结构简单,成本低,制动性能较好,因此在国内较多老机型上使用。但是由于该系统为单管路系统,当系统某一管路出现问题时就会影响整车制动,安全可靠性不高。
1.2安全可靠的双管路制动系统
双管路气顶油钳盘式制动系统是在单管路制动系统的基础上改进的一种更安全可靠的制动系统。
制动过程如下:由发动机带动的空气压缩机7排出的压缩空气经卸荷阀8后向两个储气筒9充气,从储气筒出来的气体分别通过双腔气制动总阀6的两个进气口进入Ⅰ腔和Ⅱ腔。制动时,踩下制动踏板,由气制动总阀6出来的两路气体分别通前后加力器2,加力器排出高压制动液,通过管路充入轮边制动器1的分泵,推动活塞将摩擦片与制动盘压紧而实施制动,另外通往后加力器的压缩空气中分出一路去变速器切断阀,使变速器脱挡,切断动力。
该制动系统除了有单管路制动系统的功能外,主要增加了以下几种功能:
(1)在系统中使用了双回路保险阀和双腔制动总阀,因此整个系统由两套彼此独立的制动系统组成,如果一套系统失灵,另一系统仍有50%的制动能力。
(2)增加了辅助制动功能。辅助制动是一条备用管路,一旦脚制动阀失灵,可用手操纵实施制动。当打开分离开关13时,由储气筒来的压缩空气经快放阀5分别进入两个双向换通阀3后一路通前加力器,一路通后加力器,从而实现制动。
该系统安全系数得到很大提高,在国内轮胎式装载机上普遍使用,某些带牵引功能的装载机上也经常使用此制动系统。
1.3停车和行车二合一制动系统
国内新开发的较高档次的装载机大多选用与此系统相同或相似的制动系统。该系统的行车制动过程和1.1中的制动系统基本相同,同时又具有以下功能:
(1)停车制动是靠操纵手控制动阀控制制动气缸来完成的,操纵简便、省力。
(2)该系统设有两个制动阀,在正常情况下可实现行车制动,其中之一可切断动力;当遇到紧急情况时,可加强制动效果。
(3)具有切断动力、低气压自动作用及低压启动保护功能。当制动气压低于0.4MPa的安全气压时,气体的压力不足以克服切断制动气缸的弹簧力,变速器的输出动力处于切断状态,同时变速器的输出制动鼓制动,使装载机无法起步;当在行车过程中出现漏气时,系统压力低于安全气压,手控制动阀会自动弹起,切断气源,停车制动气缸断气刹车。
(4)当行车制动系统失效时,拉起手控制动阀手柄,仍可使装载机实现制动。
此处应特别指出的是:如因制动气压不足而出现停车现象时,不可将车辆强行拖走,必须将制动气缸脱开,以免烧坏制动鼓。
2全液压湿式制动系统
随着液压技术和湿式制动器制造技术的不断完善,可靠性更高的液压制动系统在发达国家已普遍采用,新型液压制动系统的基本工作原理如下:由先导泵1输出的压力油通过蓄能器充液阀4向蓄能器充油3(蓄能器充液阀是一个控制向蓄能器充油并将其油压保持在一定范围内的液压元件),蓄能器油压不断上升,当升至蓄能器充液阀上限压力13.8MPa时,蓄能器充液阀停止充油。当需要制动时,踩下串联踏板阀5的踏板,蓄能器中的高压油进入前后桥湿式制动器8,实现制动;需要进行停车制动时,关闭仪表台上的停车制动开关10,使得紧急制动阀9中的电磁阀断电,制动液压缸13的液压油回油箱而使弹簧回位并作用在停车制动器上,实施停车制动;当装载机在行驶时或作业过程中制动失灵,蓄能器压力降至6MPa时,紧急制动动作开关打开(同时通过继电器接通变速器脱挡阀使变速器脱挡),紧急制动阀中的电磁阀断电回位,致使制动液压缸的液压油回油箱而使弹簧回位,装载机停车制动器实施紧急制动,保障行驶或作业的安全。
与气顶油钳盘式制动系统相比,该系统具有以下优点:
(1)系统可直接与液压系统合用一泵,与气顶油钳盘式制动系统相比,发动机上不用装空压机,省去了一套气路,具有一定的节能作用。
(2)由于该系统选用湿式制动器,制动摩擦片在封闭的冷却油内,抗污染能力强,使用寿命长,使整车制动更为安全可靠。
(3)由于液压油的可压缩性比空气低得多,因此全液压湿式制动系统的响应时间比气顶油钳盘式制动系统短,制动性能更加安全可靠。
目前,该系统已经在国内某些高端轮胎式装载机产品中使用,但国内制造液压制动元件的技术还不够完善,一些制动元件主要依靠进口,因此该系统成本较高,国内装载机大多仍然选用气顶油制动系统,随着人们的认识和技术水平的不断提高,全液压湿式制动系统必将得到更快的发展和应用。