分析液力刹车制动系统的瞬态理论

王兴良 王娟军

摘 要：本文提出一种新的分离机的制动方案，具体指的是通过液力涡轮回收转鼓能量的分离机液力来实现刹车制动的目标，在此基础上设计出一整套能够运用在型胶乳分离机中的液力刹车制动系统，在此基础上进行理论分析系统原理，指出了液力涡轮在液力制动系统中的停机过程主要由液力涡轮特性决定，从而发现了液力制动系统处在停机时会出现流量减小转速减慢的现象，以此推断出具有指导性的液力刹车制动系统的详细参数，瞬态理论的提出在以后对开发新型分离机液力刹车制动系统有着巨大的应用价值。

关键词：液力制动系统；大惯量；能量比；参数

中图分类号： THI17 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）10-188-2

0 引言

液力制动系统指的是依靠液力制动涡轮把系统运行设备本身的机械能变为液力系统的机械能量，从而达到回收利用的目标。根据有关数据显示，液力制动对于高速旋转中的制动效果较强，反而是对于转速较低的制动效果会降低。液力制动系统在应用到实际设备中，针对高速运转的较大功率的设备的制动磨损相对而言更小，寿命长，更具有实用价值，因此液力刹车制动系统的瞬态理论研究对传输停机过程的应用与设计具有一定的指导意义。

1 液力刹车制动系统的研究现状

液力制动系统主要有射流制动、液力涡轮制动和流体摩擦制动，当前，液力制动系统主要运用在下行的运输机以及下坡车辆的制动系统中，由于其本身所具有的可靠性、稳定性强和使用寿命长等优势，因而在现如今的制动系统中具有很广泛的应用范围。由于离合器的实效属于碟式分离机的范畴，当系统启动时，离心摩擦离合器就会一直存在于打滑的状态中，因此就会发生磨损。一旦磨损超过临界点，碟式分离机的运行效率就會降低，直到失效。液力刹车制动系统就是为了解决摩擦离合器的失效问题而诞生，从而实现在其频繁离合工作过程中达到平稳可靠、分离彻底的效果。

2 液力刹车制动系统停机瞬态过程理论分析

2.1 系统瞬态分析模型的建立

依据液力刹车制动系统的设计中所具有的理念来看，分离机转动的作用在于能够转化能量，以此来达到利用管路摩擦与局部阻力等方法来消耗能量，最终达到及时刹车制动的目标。若忽略掉分离机系统自身的机械磨损，那么制动停机行为将会由流动系统管路自身所具备的特性来做出判断。液力刹车制动系统的组成部分包括流动系统和分离机系统，其中，流动系统中容纳了液力涡轮、管路以及水箱等重要组成部分，而分离机系统则主要是作为分离机转鼓的控制系统。当去掉分离机本身的能耗以及液力刹车制动系统中液体经过水箱的耗损时，分离机转鼓就会连接到液力条轮，如图（a）所表现的就是液力刹车制动系统的一种简易版的示意图。液力刹车制动系统核心是液力涡轮，分离机的作用主要是对流动系统产生影响。更简化的表现系统构成，则可以直接不计液体介质对液力刹车制动系统产生的作用，那么如图（b）所表示的就是流动系统的几何模型。

2.2 系统停机过程瞬态分析

2.2.1 液力刹车系统停机过程流量方程

由公式可以直接看出，系统流量衰减速度在很大程度上取决于能量比θ，若θ值不断增加，就会使得流动系统能量消耗不断增加，进而整个系统的流量衰减速度就会变快，直接会加速整个汽车的停机进程。

3 结束语

通过建立液力刹车制动系统理论分析简化模型，液力刹车系统停机过程中，系统瞬时流量的变化主要受液力涡轮提供的压头及重力等方面的影响；载转动与液力涡轮转动惯量直接影响着液力涡轮瞬时转速的变化。结合理论推导给出液力涡轮转速衰变与停机过程系统流量两者间的一般性规律，笔者提出了一个能量比参数，该参数能够直接决定液力刹车系统停机快慢，并且这个参数还被转子负载转动惯量、受停机初始离心泵参数及管路系统液体几何惯量影响。

参 考 文 献

[1] 张鹏鹏.液力刹车制动系统瞬态理论分析及试验研究[D].浙江大学，2013.

[2] 高云.重型车液力缓速器制动性能仿真与分析[D].武汉理工大学，2013.