某礦用自卸車液力緩行操縱機構的設計

陳雷

（中船重工集團公司第七一○研究所，湖北宜昌443003）

0 引言

液力緩行器又稱液力減速裝置。汽車在下長坡時使用排氣制動，雖然能收到良好的制動效果，但對于噸位較大的礦用自卸車來說，采用排氣制動效果還是有限的。因此，裝有液力機械傳動的礦用自卸汽車都裝有液力緩行器。某礦用自卸車采用了Allison H5610變速箱（見圖1），其具備液力緩行功能，但是由于受空間的局限緩行操縱機構的設計一直是難題。

圖1 Allison H5610變速箱

1 液力緩行器工作原理

液力緩行器的轉子始終以渦輪輸出軸的轉速旋轉。只有當轉子周圍的空腔充滿油時，液力緩行器才起作用。當需要液力緩行器工作時，需要用手動閥將油導入轉子周圍的空腔，油的阻力阻止轉子旋轉，從而起到制動作用，同時高溫的油液流入冷卻器進行冷卻循環。汽車以不同擋位行駛時，汽車的制動力隨車速變化而變化，汽車以不同車速行駛時，變速器的擋位越低，傳動比越大，液力制動的效果越顯著。

液力緩行器主要用于車輛下坡時減速制動。汽車正常行駛時，應將液力緩行器中的油液排空，以免消耗發動機功率。由于液力緩行器往往與液力變矩器共用1個油泵，為了保證液力緩行器充油迅速，且能保證工作時油液有足夠的循環強度，在使用液力緩行器時，可使液力變矩器的油液循環中止，讓油泵專對液力緩行器供油［1］。

液力緩行器油液由1個垂直的滑閥控制，上端與連桿操作手柄連接，如圖2所示。當閥體內的閥芯被推向下方，油被導入緩行器腔內，緩行器開始工作。

2 液力緩行操縱機構設計

根據Allison H5610變速箱技術要求及工作原理，緩行器控制閥由off擋到on擋最大位移為1.5 in，連桿操作手柄旋轉角度不得大于5°，緩行器控制閥閥芯在受到499.4～873.9 N推力時開始作用。

根據上述要求，結合某礦用自卸車結構特點，本文設計了一種結構獨特、操作簡單的液力緩行操縱機構，解決了空間局限環境下緩行控制困難的問題。該液力緩行操縱機構如圖3所示。

當需要液力緩行器工作時，液壓缸活塞桿和撥叉伸出，推動弧形連接板繞其與支撐板鉸接點處旋轉。連接板一端與緩行器控制閥連桿連接，另一端與弧形連接板連接。如圖4所示，當連接板由off擋移動到on擋，到達最大位移1.5 in時，弧形連接板逆時針旋轉23.11°，連接板逆時針旋轉2.48°。

為了保證上述角度關系，液壓缸行程L=nπr/180。式中，n為液壓缸旋轉角度。

圖2 緩行器控制閥位置示意圖

圖3 液力緩行操縱機構結構圖

圖4 液力緩行操縱機構控制示意圖

經過計算，L=19.06 mm。液壓缸采用差動連接形式，根據派克HMI系列液壓缸樣本，選擇液壓缸如圖5所示，最大行程為19 mm，缸徑D=25 mm，活塞桿徑d=18 mm。

由圖4所示位置關系，根據力矩平衡方程可以得到表1內相關數據。

當液壓控制系統輸入油壓在3.85～6.75 MPa時，液力緩行操縱機構驅動連桿操作手柄推動滑閥閥芯，油被導入緩行器腔內，液力緩行器開始工作。

3 結語

該液力緩行操縱機構能夠安全、有效地工作，符合設計要求，同時保證了礦用自卸車在下長坡時良好的制動性能。

圖5 HMI系列液壓缸

表1 緩行器工作油壓表

［1］ 羅麗華.液力變速箱試驗系統的開發研究［D］．青島：中國石油大學，2008.

［2］ 成大先.機械設計手冊：第5卷［M］.北京：化學工業出版社，2002.