《安全技术》之全地面汽车起重机制动安全性能分析 VIP免费

全地面汽车起重机制动安全性能分析1QYU160型全地面汽车起重机概述随着国民经济的迅速发展，工程车辆对经济建设发挥着愈来愈大的作用，其使用安全性能也愈加受到重视。工程车辆的使用性能包括制动、转向、可靠性能及作业安全性能。笔者以QYU160大型全地面汽车起重机为例，探讨全地面多轴工程车辆制动安全性能。QYU160是汽车起重机、越野轮胎汽车吊和塔式起重机的结合，既有汽车起重机的高速性能，又具有轮胎汽车起重机的机动灵活、高越野、高通过性能。该机整备质量和总体尺寸都较大，运行速度高，是全地面多轴工程车辆的典型代表。其底盘部分采用油气悬挂结构，行车系统有六根桥。该机使用条件复杂，适于在泥泞、沼泽、冰面、水面及干燥的等级路面行驶。2制动系统选型分析2.1制动系统简介QYU160行车制动采用双管路气制动，连续制动采用液力阻尼器，手制动采用气控弹簧加载来实现，行车制动器采用气压驱动楔块式张开装置的双向双领蹄制动器结构。2.2制动系统主要元器件选型分析2.2.1制动器行车制动采用楔块式制动器有以下优越性：①效率高；②有间隙自调机构，保证使用过程中有良好的制动力匹配以及良好的方向稳定性；③热稳定性及高速制动性能好。该制动器的另一个显著特点是，气室可以直接安装在制动器的底架上，以达到“净化”车桥的目的。2.2.2液力阻尼器液力阻尼器是利用油液的粘滞阻力来产生制动力矩的装置。该元件的特点是，车速越高，产生的阻力越大。其持续制动能力可由下式来确定：G×V×(i-f)×3600/778=Hrad×Arad×(Trad(1)式中，Arad──散热器的冷却面积，m2；i—道路坡度，°；Hrad──发动机散热器的传递系数，Kcal/h·(F·m2；f—滚动阻力系数；V—车速，m/s；G—车重，N；(Trad—散热器中水和空气的平均温差，(F；通过式（1）可以确定在给定的道路坡度、路面状况且不使用主制动器时，该车的最大安全行驶速度。3油气悬挂对制动性能的影响3.1静不定问题QYU160为六轴车，采用油气悬架后，克服一一般悬架结构带来的静不定问题，使得该车各车轴上的轴荷与路面结构形状无关。3.2QYU160纵向尺寸为16900mm，整备质量约72000kg，采用油气悬挂并作适当布置，使制动过程中轴荷转移较小（道路附着系数(=0.8时其转移量约为4.5%），而且第三、四轴轴荷基本恒定不变（见表1）。3.3制动点头现象油气悬挂的刚度（C）可用下式来表示：Vk0dAVk0dVc=(P0──—1)──—AKP0────(2)VkdfVk+1df式中，P、V、P0、V0分别为任意位置及静平衡时，气体的绝对压力和容积；K—多变系数；V=A×H，H—折算高度，A—有效面积，这里A为常数；f—高度位移。对车辆多制动工况下悬架变形分析和计算表明，由制动产生的轴荷转移不引起点头现象。4整车制动安全性能分析4.1制动效能分析4.1.1制动时间t制动系统可作图1简化：制动时间由两部分组成。其一：辅助时间t1，为制动管路气压由0上升到90%最大压力所消耗的时间；其二：为制动持续时间t2。1）制动辅助时间t1t1=t11+t12+t13(3)式中，t11──滞后时间，t11=l2/c,s；l2──制动阀与制动气室间的距离，m；c──制动液中声速，m/s；t12──由制动气室推杆克服间隙所需位移引起的时间。t12=(V0+Vs)(0.007l1+0.025l2),s式中，V0──在活塞或膜片产生任何位移之前需充满的制动气室的容积，m3；Vs──消除间隙所需充满的制动气室的容积，m3；t13──制动管路压力达到储气筒最大压力90%所需的时间,s，t13=0.042(l1+l2)(Vs+V0+V2),s，V2──连杆制动阀与制动气室的制动管路的容积，m3。式中未列参数，如图1所示，由此根据给定的条件可得出辅助时间值。2）制动持续时间t2制动过程中，制动器开始发生作用至车辆停止所用的时间t2：tv21t2=∫dt=∫—dv,s(4)0V1j式中，V1──制动初速度，m/s；V2──制动末速度，m/s；j──制动减速度，m/s2；4.1.2制动距离S分别由对应于上述制动时间所产生的距离组成。t13V2tS=(t11+t12+—)V1+,∫∫jdvdt,m(5)200式中参数如前所述4.2制动时车辆的方向稳定性由于该车采用多轴转向（第1、2、3、5轴）和多桥驱动（越野行驶时，第1、2、3、5、6轴驱动；公路行驶时，第5、6轴驱动），故在制动过程中为保证良好的方向稳定性，要求做到：1...