某型履带车辆液力制动器结构与性能分析

赵耀

摘 要：本文首先对某型履带车辆液力制动器的制动原理进行分析建模，利用均匀密度法和气液分层法分别计算不同充液条件下的制动力矩，并进行对比。分析其制动力矩随发动机转速变化的变化情况。

关键词：履带车辆;液力制动器;结构;分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.21.030

0 液力制动器的特点

在任何一个传动装置中，其中有一个环节用液体传递功率，则此传动装置称为液体传动装置。在液体传动装置中，主要以液体动能传递功率的称为动液传动装置;主要以液体压能传递功率的称为液压传动装置。动液传动装置中用液体传递能量的环节称为动液式液力元件。

目前在很多车辆上，广泛采用动液传动装置，而动液机械传动装置应用很少。由于在动液传动装置中，动液式液力元件与机械式变速箱是串联工作的。液体在工作轮的叶片间通道里流动时，相当于稳定流动的液体在管道中流动，并把中间流线上的也留各运动参数看作是整个液体的各运动参数。设工作轮中充满液体，并以转速n顺时针方向旋转，则在工作轮叶片出口处的液体受到两个方向的运动，与半径方向垂直的牵连运动和沿叶片方向的相对运动。实际的液流的运动应为上述两运动的向量和。

1 履带车辆制动性能评价参数

要分析了某型液力制动器的结构组成和制动性能。计算分析其不同充液条件下和不同转速条件下的制动性能。通过计算结果和图表分析可知，液力制动器的制动扭矩与充液率和转速密切相关。工作容腔内充液率越大，制动力矩越大，同等的转速条件下，100%充液率时有最大制动力矩。充液率一定时，液力制动器在高转速时制动效能大，因此，应尽可能在较高转速时使用液力制动器。随着转速的降低，制动力矩降低，当转速接近于零时，制动效能接近于零。

（1）制动距离。在规定车辆行驶速度下，从车辆开始制动到到最后停车过程中车辆所驶过的距离;

（2）制动时间。从车辆开始制动到最后停车过程中车辆行驶的时间，包括空走时间和持续制动时间，其中空走时间是车辆开始制动（驾驶员踩下制动踏板）到车辆最大制动力的时间，持续制动时间是从车辆最大制动力到制动终止的时间;

（3）制动减速度。车辆制动力越大，则制动减速度越大，制动效果就越好。

2 基本组成

液力制动器主要由前端盖、动轮、定轮及其它零部件组成。充油结构主要由附座、固定套、滑柱、定位套、弹簧、阀芯、螺塞、接头等组成，安装在制动器的前端盖上，与制动器里的工作容腔相通。为保证进油的迅速，设计了三处进油结构，三个结构稍有不同。当管路液压油压力达到进油口进油压力时，压力油顶开滑柱或阀芯，进入制动器工作容腔，进行制动。放油结构主要由附座、衬套、压缩弹簧、螺塞组成，也安装在前端盖上，与制动器工作容腔相通，设计了一个放油口，当制动器工作容腔内的压力达到出油口出口压力时，压力油顶开衬套中的球形结构，并从出油口排出油液，出油口出口压力较小，确保了放油的迅速。其中的循环圆腔室外直径为400mm，内直径为340mm，中径为370mm。动轮一侧叶片数为36，定轮叶片数为32，前端盖叶片数30，叶片厚度为2mm。叶轮循环圆断面形状均为长半圆形，叶片前倾45°角。在液压系统中用于控制系统液流的方向、压力和流量的元件，简称为液压阀。液压阀经过适当的组合就可以控制执行元件输出力、速度等物理量。液压阀的品种规格繁多，主要分为以下几种类型：方向控制阀、压力控制阀、流量控制阀。方向控制阀主要是控制液流的方向，如单向阀、换向阀等;压力控制阀主要是控制系统或部分油路的压力，如溢流阀、减压阀、顺序阀、压力继电器等;流量控制阀主要是控制油路的流量，如节流阀、调速阀、同步阀等。

根据液压系统的需要，一般情况下，对液压阀的基本要求是：动作灵敏、冲击和振动小、工作可靠;液压油经过液压阀时压力损失小、密封性好;结构紧凑，通用性好;安装、调整、维修方便，外形美观。

3 履带制动力分析

车辆制动的目的是减缓其运动速度或安全停车。车辆制动距离的长短，取决于制动方法、地面对车辆运动的阻力、履带与地面的附着力、行动部分和传动部分的阻力、由动力涡轮产生的经喷嘴装置调节的制动力，以及车辆的运转速度。速度越快，阻力越小，制动距离就越大。在湿润滑溜路段上的制动距离，比在干燥坚硬路段上的制动距离要长8～10倍。在下坡时制动距离增大，而在上坡时则缩短。

履带车辆在制动过程中受到的力有地面制动力、发动机制动力、地面变形阻力、风阻和传动系统阻力等几个方面，这几个方面共同起作用，形成坦克装甲车辆总的制动力， 发动机制动力Fez忽略不计，传动系统内阻力Fc忽略不计。所以FZ=Fb+Fd+Fk。

履带车和轮式车是不同的，因为履带车的制动力是车辆在行进中与地面的作用力以及主动轮在履带上的作用力形成的。履带车到停止的整个过程中，地面的附着力是制动力的来源。因此在设计履带车时，为最大限度保证行车安全，车辆制动所需达到的平均减速度或制动距离必须全部由制动器提供，因此首先假设车辆制动过程所需的制动力全部由制动器提供。

所以只有机械制动器发挥作用时，地面制动力是机械制动力换算到主动轮的制动力;机械液力联合制动时，地面制动力是机械制动器和液力制动器换算到主动轮的合力。

4 总结

本文通过对某型履带车辆制动器制动性能的计算与分析，得出履带车辆液力制动器主要性能特点。1.循环圆直径相同时，为增大制动扭矩，一般采用倾斜叶片液力制动器。2.液力制动器在高转速时制动效能大，因此，应尽可能在较高转速时使用液力制动器。

参考文献：

[1]孙伟.装甲车辆构造[M].北京：兵器工业出版社，2006.

[2]徐立友，曹青梅，周志立等.拖拉机变速箱发展综述[J].农机化研究，2009（12）：189-192.endprint