分析液力剎車制動系統的瞬態理論

王興良 王娟軍

摘 要：本文提出一種新的分離機的制動方案，具體指的是通過液力渦輪回收轉鼓能量的分離機液力來實現剎車制動的目標，在此基礎上設計出一整套能夠運用在型膠乳分離機中的液力剎車制動系統，在此基礎上進行理論分析系統原理，指出了液力渦輪在液力制動系統中的停機過程主要由液力渦輪特性決定，從而發現了液力制動系統處在停機時會出現流量減小轉速減慢的現象，以此推斷出具有指導性的液力剎車制動系統的詳細參數，瞬態理論的提出在以后對開發新型分離機液力剎車制動系統有著巨大的應用價值。

關鍵詞：液力制動系統；大慣量；能量比；參數

中圖分類號： THI17 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）10-188-2

0 引言

液力制動系統指的是依靠液力制動渦輪把系統運行設備本身的機械能變為液力系統的機械能量，從而達到回收利用的目標。根據有關數據顯示，液力制動對于高速旋轉中的制動效果較強，反而是對于轉速較低的制動效果會降低。液力制動系統在應用到實際設備中，針對高速運轉的較大功率的設備的制動磨損相對而言更小，壽命長，更具有實用價值，因此液力剎車制動系統的瞬態理論研究對傳輸停機過程的應用與設計具有一定的指導意義。

1 液力剎車制動系統的研究現狀

液力制動系統主要有射流制動、液力渦輪制動和流體摩擦制動，當前，液力制動系統主要運用在下行的運輸機以及下坡車輛的制動系統中，由于其本身所具有的可靠性、穩定性強和使用壽命長等優勢，因而在現如今的制動系統中具有很廣泛的應用范圍。由于離合器的實效屬于碟式分離機的范疇，當系統啟動時，離心摩擦離合器就會一直存在于打滑的狀態中，因此就會發生磨損。一旦磨損超過臨界點，碟式分離機的運行效率就會降低，直到失效。液力剎車制動系統就是為了解決摩擦離合器的失效問題而誕生，從而實現在其頻繁離合工作過程中達到平穩可靠、分離徹底的效果。

2 液力剎車制動系統停機瞬態過程理論分析

2.1 系統瞬態分析模型的建立

依據液力剎車制動系統的設計中所具有的理念來看，分離機轉動的作用在于能夠轉化能量，以此來達到利用管路摩擦與局部阻力等方法來消耗能量，最終達到及時剎車制動的目標。若忽略掉分離機系統自身的機械磨損，那么制動停機行為將會由流動系統管路自身所具備的特性來做出判斷。液力剎車制動系統的組成部分包括流動系統和分離機系統，其中，流動系統中容納了液力渦輪、管路以及水箱等重要組成部分，而分離機系統則主要是作為分離機轉鼓的控制系統。當去掉分離機本身的能耗以及液力剎車制動系統中液體經過水箱的耗損時，分離機轉鼓就會連接到液力條輪，如圖（a）所表現的就是液力剎車制動系統的一種簡易版的示意圖。液力剎車制動系統核心是液力渦輪，分離機的作用主要是對流動系統產生影響。更簡化的表現系統構成，則可以直接不計液體介質對液力剎車制動系統產生的作用，那么如圖（b）所表示的就是流動系統的幾何模型。

2.2 系統停機過程瞬態分析

2.2.1 液力剎車系統停機過程流量方程

由公式可以直接看出，系統流量衰減速度在很大程度上取決于能量比θ，若θ值不斷增加，就會使得流動系統能量消耗不斷增加，進而整個系統的流量衰減速度就會變快，直接會加速整個汽車的停機進程。

3 結束語

通過建立液力剎車制動系統理論分析簡化模型，液力剎車系統停機過程中，系統瞬時流量的變化主要受液力渦輪提供的壓頭及重力等方面的影響；載轉動與液力渦輪轉動慣量直接影響著液力渦輪瞬時轉速的變化。結合理論推導給出液力渦輪轉速衰變與停機過程系統流量兩者間的一般性規律，筆者提出了一個能量比參數，該參數能夠直接決定液力剎車系統停機快慢，并且這個參數還被轉子負載轉動慣量、受停機初始離心泵參數及管路系統液體幾何慣量影響。

參 考 文 獻

[1] 張鵬鵬.液力剎車制動系統瞬態理論分析及試驗研究[D].浙江大學，2013.

[2] 高云.重型車液力緩速器制動性能仿真與分析[D].武漢理工大學，2013.