[发明专利]一种矿用卡车紧急制动系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种紧急制动系统及方法，具体是一种矿用卡车紧急制动系统及方法，属于矿用卡车技术领域。 

背景技术

矿用卡车是露天矿山开采和大规模土方建设中的关键设备，是用于矿石或土方运输的专业设备，具有载重大、工作效率高等特点。根据传动方式的不同，矿用卡车分为两大类，即机械传动式和电传动式。机械传动采用发动机+变速箱+差速器的传动方式，特点是传动效率高，传递系统机械结构复杂，能传递的扭矩有限，一般小吨位矿用卡车采用机械传动。电传动采用柴油机+发电机+轮毂电机的方式传动，代替了传统的发动机、变速箱、差速器等机械机构，从而使传动系统大为简单可靠，能够传递较大的力矩。另一方面，电传动具有牵引性能好，爬坡能力强，可以实现无级调速，运行平稳，发动机可以稳定在经济工况下运转，操作简单，行车安全可靠等优点。全世界100吨级以上的矿用卡车中，约有2/3-3/4为电传动系统，300吨级以上的矿用卡车全部为电传动系统。电传动矿用卡车也被称作电动轮矿用卡车。

众所周知，在一定条件下，电动机可以转变为发电机。在发电模式下，可以将车辆的动能转换为电能，实现车辆的减速制动，利用这一便利条件，现有的电动轮矿用卡车普遍装备电制动系统。在车速大于设定的临界车速V0（一般为3~10km/h）时，采用电制动，小于V0时，采用机械制动。

紧急制动为电动轮矿用卡车一种制动模式，该模式要求在最短的时间内将车停住，否则会造成重大人员财产损失。紧急制动可能对车辆的制动系统产生不可逆损害，是一种以牺牲零部件为代价的制动。现有的电动轮矿用卡车的紧急制动工作原理如图1所示，紧急制动开始后，无论车速大小，均同时执行下列动作：接通电阻栅，将轮毂电机转变为发电机，启动散热风扇，开启电制动；同时启动机械制动。制动力矩能在瞬时达到最大，同时由于制动能量较大，机械制动部分将产生非常高的温度，可能对机械制动器产生损害。

上述的紧急制动系统中存在一定的缺陷，有待进一步改进。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种矿用卡车紧急制动系统及方法，能为紧急制动提供更大的制动力矩，以减少紧急制动的时间和距离，降低机械制动器损坏的几率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种矿用卡车紧急制动系统，包括发动机、发电机、控制设备、机械制动器、轮毂电机、减速器、轮胎、散热风扇、电阻栅和紧急制动手柄；发动机与发电机电连接，发电机与控制设备电连接，控制设备分别与机械制动器、轮毂电机、电阻栅和紧急制动手柄电连接，轮毂电机与减速器电连接，减速器与轮胎连接，散热风扇安装在电阻栅底部；

进一步地，启动机械制动时，轮毂电机电源反向接通；

进一步地，轮毂电机安装有通风冷却设施；

进一步地，机械制动器为干式或湿式制动器；

进一步地，机械制动器的结构型式为钳盘式或鼓式；

进一步地，机械制动器、轮毂电机、减速器和轮胎的布置方式为对称型式；

进一步地，减速器为轮边减速器；

一种利用上述矿用卡车紧急制动系统进行紧急制动的方法，包括如下步骤：

① 按下紧急制动，同时启动机械制动；

② 控制设备断开驱动电流；

③ 轮毂电机停止，并驱动扭矩输出；

④ 轮毂电机电源反向接通，轮毂电机被控制设备施加反向电流；

⑤ 轮毂电机输出制动扭矩；

⑥ 轮毂电机反转；

⑦ 制动结束。

本发明的有益效果是：轮毂电机配备有通风冷却设施，可为轮毂电机提供可靠的冷却；当驾驶员按下紧急制动手柄后，无论车速大小，均同时执行下列动作：启动机械制动；将轮毂电机电源反向接通，让轮毂电机有反转的趋势，为紧急制动提供更多的力矩，使轮毂电机通电反拖的力矩更大，为紧急制动提供更大的制动力矩，以减少紧急制动的时间和距离；另，因制动时间较短，所以能减少机械制动器的使用，降低机械制动器损坏的几率。 

附图说明

图1 为现有电动轮矿用卡车紧急制动流程图；

图2 为本发明电动轮矿用卡车紧急制动装置图；

图3为本发明电动轮矿用卡车紧急制动流程图。

图中：1、发动机，2、发电机，3、控制设备，4、机械制动器，5、轮毂电机，6、减速器，7、轮胎，8、散热风扇，9电阻栅，10、紧急制动手柄。

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步说明。