本发明涉及一种电动轮矿用自卸车,具体说,涉及一种电动轮矿用自卸车机电混合制动系统及制动方法。
背景技术:
1、电动轮矿用自卸车是露天采矿的重要运输设备,并且普遍采用4×2后驱动的方式。电动轮矿用自卸车的制动形式有两种:一种是通过安装在前轮和后轮上的机械制动器实现行车制动、紧急制动,另一种是只通过安装在后轮上的牵引电机实现电制动。因此在驾驶室内分别设计有2个制动踏板。
2、现有技术方案的不足之处:
3、在高速行驶时,由于电动轮矿用自卸车的总质量大,如果采用机械制动,会对机械制动器造成很大的磨损,同时如果制动时产生的热量不能及时冷却,可能导致制动器或制动管路高温着火。所以,在高速行驶时单独采用机械制动器,存在制动器寿命短以及安全问题。
4、在高速行驶时,如果只通过安装在后轮上的牵引电机实现电制动,由于只有后轮实施制动,前轮没有参与制动,在湿滑路面实施电制动时可能造成车辆跑偏、侧滑、甩尾,影响行车安全。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种电动轮矿用自卸车机电混合制动系统及制动方法,高速行驶时,前轮制动器的机械制动和后轮牵引电机的电制动共同实施制动,提升了车辆的行驶稳定性。
2、为达到上述目的,本发明使用的技术解决方案是:
3、电动轮矿用自卸车机电混合制动系统,包括:
4、整车控制器,接收轮速信号、电机信号、制动信号、制动器压力信号,根据前轮和后轮的轮速计算实时的整车运行速度,根据运行速度确定制动模式;当整车运行速度小于于设定值时,向前制动器、后制动器发送制动指令;当整车运行速度大于设定值时,向前制动器、牵引电机发送制动指令;对前轮的轮速和后轮的轮速进行比对,根据比对结果调整前轮的制动压力,下发压力调整信号给前制动器;
5、牵引电机,安装在后轮上,控制端通过信号线连接整车控制器的信号输入端,接收制动指令后,牵引电机工作在发电状态,输出制动力矩给后轮,将电机信号上传到整车控制器;
6、后制动器,安装在后轮上,控制端通过信号线连接整车控制器的信号输入端,当收到制动指令后执行制动操作;
7、前制动器,安装在前轮上,控制端通过信号线连接整车控制器的信号输入端,当收到制动指令后执行制动操作,根据制动器压力输出制动扭矩;将制动器压力形成制动器压力信号上传到整车控制器,根据压力调整信号调整制动器压力;
8、轮速传感器,安装在前轮和后轮,通过信号线连接整车控制器的信号输入端,用于检测前轮和后轮的轮速,将轮速转换为轮速信号发送给整车控制器;
9、制动踏板,信号输出端通过信号线连接整车控制器的信号输入端,用于输出制动信号。
10、进一步,还包括:称重传感器、坡度传感器,称重传感器通过信号线连接整车控制器的信号输入端,用于测定整车重量,形成车体重量信号并上传到整车控制器;坡度传感器通过信号线连接整车控制器的信号输入端,用于测定车体倾角,形成坡度信号并上传到整车控制器;整车控制器根据接收到的车体重量信号、坡度信号调整制动压力。
11、进一步,当整车运行速度小于于设定值,牵引电机工作在动力输出状态,牵引电机输出动力扭矩,带动后轮转动。
12、进一步,制动力矩t=ku12r2s/((r22+(sx20)2),式中,k为电机的结构常数,r2和x20为转子绕阻的电阻和感抗,u1为定子相电压,s为转差率。
13、进一步,制动器压力p=t/μrn,式中p为制动器压力,t为制动器制动力矩,μ为制动器中摩擦片的摩擦系数,r为摩擦片的有效半径,n为所有摩擦片摩擦面的数量。
14、进一步,设定值为5km/h。
15、进一步,制动模式包括:机电混合制动模式、机械制动模式,机电混合制动模式下后轮牵引电机的电制动和前轮制动器的机械制动共同实施制动;机械制动模式下,前轮和后轮采用机械制动。
16、电动轮矿用自卸车机电混合制动方法,包括:
17、踩下制动踏板,制动开始,整车控制器读取轮速信号、电机信号;
18、根据轮速信号计算整车实时的整车运行速度,判断车速是否大于设定值;当车速大于设定值时,进行机电混合制动模式,牵引电机的电制动和前轮制动器的机械制动共同实施制动;否则,前轮、后轮采用机械制动;
19、整车控制器对前轮、后轮的轮速信号进行比对,当前轮轮速>后轮轮速时,增加前制动器的压力,降低前轮轮速;当前轮轮速<后轮轮速时,降低前制动器的压力,增加前轮轮速,直至前轮、后轮的轮速相等,达到目标车速。
20、优选的,当车速小于设定值5km/h时,采用前轮机械制动和后轮机械制动共同对车辆实施制动。
21、优选的,牵引电机电制动,牵引电机工作在发电状态,输出制动力矩并进行制动;前轮接收后轮的制动力矩,并根据后轮制动力矩计算出前轮所需制动力矩,调整前制动器压力,按所需制动力矩要求进行制动。
22、本发明技术效果包括:
23、1.高速行驶时,前轮制动器的机械制动和后轮牵引电机的电制动共同实施制动,此时机械制动的冷却系统完全对前制动器进行冷却,缓减了单独机械制动时制动器磨损大和高温着火问题。
24、2.高速行驶时,前轮制动器的机械制动和后轮牵引电机的电制动共同实施制动,特别是在湿滑路面制动时可大大降低车辆跑偏、侧滑、甩尾的风险,提升了车辆的行驶稳定性。解决了现有技术制动器磨损快或高温着火、湿滑路面跑偏、侧滑、甩尾等问题,提升用车安全。
1.一种电动轮矿用自卸车机电混合制动系统,其特征在于,包括:
2.如权利要求1所述的电动轮矿用自卸车机电混合制动系统,其特征在于,还包括:称重传感器、坡度传感器,称重传感器通过信号线连接整车控制器的信号输入端,用于测定整车重量,形成车体重量信号并上传到整车控制器;坡度传感器通过信号线连接整车控制器的信号输入端,用于测定车体倾角,形成坡度信号并上传到整车控制器;整车控制器根据接收到的车体重量信号、坡度信号调整制动压力。
3.如权利要求1所述的电动轮矿用自卸车机电混合制动系统,其特征在于,当整车运行速度小于于设定值,牵引电机工作在动力输出状态,牵引电机输出动力扭矩,带动后轮转动。
4.如权利要求1所述的电动轮矿用自卸车机电混合制动系统,其特征在于,制动力矩t=ku12r2s/((r22+(sx20)2),式中,k为电机的结构常数,r2和x20为转子绕阻的电阻和感抗,u1为定子相电压,s为转差率。
5.如权利要求1所述的电动轮矿用自卸车机电混合制动系统,其特征在于,制动器压力p=t/μrn,式中p为制动器压力,t为制动器制动力矩,μ为制动器中摩擦片的摩擦系数,r为摩擦片的有效半径,n为所有摩擦片摩擦面的数量。
6.如权利要求1所述的电动轮矿用自卸车机电混合制动系统,其特征在于,设定值为5km/h。
7.如权利要求1所述的电动轮矿用自卸车机电混合制动系统,其特征在于,制动模式包括:机电混合制动模式、机械制动模式,机电混合制动模式下后轮牵引电机的电制动和前轮制动器的机械制动共同实施制动;机械制动模式下,前轮和后轮采用机械制动。
8.一种应用权利要求1所述的系统的电动轮矿用自卸车机电混合制动方法,其特征在于,包括:
9.如权利要求8所述的电动轮矿用自卸车机电混合制动方法,其特征在于,当车速小于设定值5km/h时,采用前轮机械制动和后轮机械制动共同对车辆实施制动。
10.如权利要求8所述的电动轮矿用自卸车机电混合制动方法,其特征在于,牵引电机电制动,牵引电机工作在发电状态,输出制动力矩并进行制动;前轮接收后轮的制动力矩,并根据后轮制动力矩计算出前轮所需制动力矩,调整前制动器压力,按所需制动力矩要求进行制动。