煤矿用防爆胶轮运人车制动安全性的改进设计

李智伟

(山西天地煤机装备有限公司， 山西 太原 030006)

0 引言

随着现代化矿井的不断完善，人们对防爆胶轮运人车提出了更高的要求，特别是要保证乘坐人员和驾驶员及车辆周边人员的安全。这就要求防爆胶轮运人车在系统的各个方面都应进行优化，特别是对车辆的制动系统提出了更高的要求，其在各方面都需要互锁联动，使车辆运行更可靠，制动更安全，性能更优良，更能保证人员的安全[1-2]。

1 防爆胶轮运人车制动系统的组成及原理

1.1 系统组成

防爆胶轮运人车制动系统原理如图1所示。防爆胶轮运人车制动系统主要由液压泵、充液阀、蓄能器、脚踏制动阀、驻车制动阀、手压泵等组成，要完成防爆人车的行车制动和驻车制动，同时其驻车制动可作为应急制动[3-4]。

1-液压泵;2-溢流阀;3-充液阀;4-蓄能器;5-脚踏制动阀;6-前轮行车制动器;7-后轮行驻一体制动器;8-驻车制动阀;9-手动泵。图1 防爆胶轮运人车制动系统原理

1.2 工作原理

液压泵由发动机驱动。发动机启动后带动液压泵运转，液压泵的压力油经充液阀后向两路蓄能器充液。充液阀为双路充液阀，其能控制向蓄能器充液的速度及保证蓄能器的充液压力。蓄能器的主要作用是储存和释放制动所需的液压能，稳定制动油压及保证连续行车制动时的大量供油，保证在动力丧失后的制动次数。前后行车制动使用各自独立的蓄能器，两路蓄能器分别向脚踏制动阀的两个压力口提供压力，保证前后轮行车制动的独立。如果其中一个制动回路失灵，另一个制动回路仍可以工作。手动泵是当车辆发生故障需要拖车时解除驻车制动，其压力油源与行车制动其中一路共用一个蓄能器。行车制动器采用液压制动，弹簧释放的形式。当踩下双回路制动阀踏板时，两蓄能器中的压力油经脚踏制动阀的上下两腔分别进入前后行车制动器，作用到制动器活塞上，压紧摩擦片对车轮实施制动，输出的制动压力与踩下的制动踏板的角度成比例。当放松脚踏板时，制动器内的高压油流回油箱，解除制动。驻车制动采用弹簧制动液压释放的安全制动形式，通过驻车制动阀换向将蓄能器的高压油通入后轮行驻一体制动器的驻车制动腔，压缩弹簧解除车辆的制动。需要驻车制动时，拉起驻车制动阀换向，驻车制动器内的高压油流回油箱，制动器在弹簧力的作用下，对车辆实施制动。驻车制动阀集成了一定值减压阀，其压力取决于驻车制动器设计时设定的释放压力，可通过减压阀调整[5-8]。

2 防爆胶轮运人车制动系统的安全性改进原理

2.1 原制动系统存在的问题

目前，各煤矿对防爆胶轮车特别是防爆胶轮人车的要求越来越高，尤其是在安全性能方面。例如：乘坐人员在驾驶员不知情的情况下私自下车会带来危险，在坡道上停车驾驶员由于疏忽忘拉手刹导致车辆溜车。

2.2 优化改进措施

在制动系统及气动系统中增加元部件，既可改善驾驶员的可操控性，又可提高车辆的安全可靠性[9-12]。主要改进措施为：

1) 制动系统的改进。在原制动系统原理的基础上增加了气控换向阀及三通球阀，并将手动泵的连接改变，如图2所示。

1-液压泵;2-溢流阀;3-充液阀;4-蓄能器;5-脚踏制动阀;6-前轮行车制动器;7-后轮行驻一体制动器;8-驻车制动阀;9-气控换向阀;10-三通球阀;11-手动泵。图2 防爆胶轮人车制动系统改进后原理

2) 气动系统改进。在原车启动系统的基础上增加了紧急制动阀、客厢门插锁按钮阀、驾驶室门闭阀及客厢门插锁缸，如图3所示。

1-储气罐;2-气压开关阀;3-紧急制动按钮阀;4-客厢门插锁按钮阀;5-驾驶室门闭锁阀;6-客厢门插锁缸。图3 气动系统原理

2.3 改进后工作原理

当车辆需要行驶时，首先将驻车制动阀扳到制动释放位，同时将紧急制动按钮阀拉起，从蓄能器来的高压油经驻车制动阀和气控换向阀后进入驻车制动器，压缩弹簧解除制动。而气控换向阀处于开位时，先导控制口必须有气源输入。气控换向阀的控制口与气动系统中的K口连接。拉开紧急制动按钮阀，且驾驶室门闭锁阀处于上位。该阀是由驾驶室门控制的，只要将驾驶室门关闭，该阀就动作。同时，客厢门插锁按钮阀处于上位，该阀由驾驶员控制。这时从储气罐出来的高压压缩空气经气压开关阀、紧急制动按钮阀、客厢门插锁按钮阀、驾驶室门闭阀后到达K口，即控制气控换向阀动作，此时即可解除制动，车辆可正常行驶[13-14]。

如果驾驶室门没关好或客厢门没锁紧时，K口控制气会经过驾驶室门闭锁阀或客厢门插锁按钮阀排气，气控换向阀换向至图1位置，制动器的液压油经该阀回油箱卸荷，弹簧制动，车辆处于制动状态。

3 防爆胶轮人车制动系统改进后的效果分析

通过对防爆胶轮运人车制动系统及气动系统的改进，车辆的安全性得到了提高：

1) 只有当驾驶员进入，且将客厢门锁紧后，拉驻车制动阀到解除位，才能解除制动。

2) 客厢内人员需要下车时，只有驾驶员操作客厢门插锁按钮阀才能开启门，避免了驾乘人员未经驾驶员许可私自上下车导致的不安全状况。

3) 驾驶员离开驾驶室未关门时，车辆处于制动状态，避免了因车辆意外溜车而引起的事故。

4) 在遇到紧急情况时，驾驶员可按下紧急制动按钮阀对车辆实施紧急制动，操作方便，避免驾驶员因紧张不易操纵驻车制动阀而引起的事故。

4 结论

防爆胶轮运人车在现代化煤矿中的普及，其安全性越来越严格。防爆胶轮运人车制动系统的不断改进，不仅有利于驾驶员操纵，还能有效提高车辆的安全性能，避免了由于操纵不便或未按规程执行等导致安全事故的发生，可有效地减少安全事故。