具有低气压保护功能的停车制动系统

由于气顶油制动价格低廉、制动可靠，现工程机械的行车制动系统大部分仍采用气顶油制动，而停车制动和紧急制动则采用气释放弹簧制动。整个制动系统均与制动气压有关，气压的高低直接影响制动的可靠性。因此，现在工程机械制动系统大都采用了多级气压报警并具有低气压保护功能，即当制动气压低于规定气压时，停车制动器处于制动状态，同时切断变速油路，变速箱处断档状态，这样，大大提高了车辆的行驶安全性和制动的可靠性。
本文简要介绍两种具有低气压保护功能的停车制动和紧急制动方案的组成、工作原理及其特点。
第一种采用气压传感器与电控气阀相结合的控制系统，其控制原理如图一所示。
该方案停车制动开关采用电开关，气压传感器位于储气罐上，电控气阀由停车开关和气压传感器共同控制。电控气阀在无电情况下处于断开位（气阀阀芯处于图示下工作位），制动气路同大气相通。停车制动器在弹簧作用下处制动状态，变速动力被切断。只有当储气罐内气压达到规定值和停车开关处于接通状态下，电控气阀才能得电开启接通气路（气阀阀芯处于图示上工作位），高压气进入停车制动气缸和动力切断气缸，停车制动与动力切断解除。此时，车辆方可起步。若在行驶过程中，实施了切断动力制动，制动高压气作用于动力切断阀，切断进入动力切断气缸的气路，在弹簧作用下切断变速油路，制动时动力被切断。该控制系统的电控气阀为常闭型，保证在停机和无电情况下停车制动器处于制动状态。这样，该系统在达到规定气压后，车辆处于工作状态时，电控气阀必须处于常通电，保持气路接通，停车制动解除。又电控气阀在常通电情况下，发热较大，使其可靠性大为降低。因而，该系统的故障率一般比较高。
第二种利用具有低气压保护功能的手制动气阀的控制系统。其控制原理如图二所示。
该系统的工作原理是：在正常停车情况下，手制动气阀在弹簧作用下阀芯处于下工作位（图示位置），高压气被断开，手制动气阀顶部气室与停车制动器气室同大气相通。停车制动器在弹簧的作用下处于制动状态，变速动力也被切断。若需解除停车制动时，用力按下手制动气阀，气阀处于图示上工作位置，储气罐内高压气经手制动气阀进入停车制动气缸和动力切断气缸。同时，手制动气阀一路的气进入气阀项部气室作用于阀芯；若气压高于规定值，手松开后高压气产生的推力大于阀弹簧力，而使气阀阀芯继续保持在上工作位置，停车制动与动力切断解除。当气压低于规定值时，气压产生的推力小于阀弹簧力，手松开后气阀在弹簧力的作用下回到图示下部工作位置，气路又被断开。停车制动气缸及动力切断气缸又同大气相通，停车制动器处于制动状态，变速动力被切断，车辆就无法启动；若在行驶过程中车辆将被迫停车。行驶过程中的切断动力制动同第一方案。这样通过手制动气阀的作用就达到低气压安全保护目的，提高了系统工作安全性。
第二种方案系统没有采用电控元件，不存在发热问题，从根本上解决了第一种方案缺陷。又通过手制动气阀实现低压保护和实施停车制动，较上第一方案所采用的元件数量减少，系统可靠性更进一步提高。同时手制动气阀可通过改变手制动气阀回位弹簧的刚度改变其开启压力，这样其可使用于不同气压要求的不同车辆。