煤矿用防爆车多角度实现自动驻车制动的控制装置

技术领域

本发明属于井下防爆车辆安全控制领域，具体涉及一种煤矿用防爆车多角度实现自动驻车制动的控制装置。

背景技术

煤矿井下防爆胶轮车根据相关标准设置了安全型湿式驻车制动器及驻车控制系统。驻车制动器是弹簧制动、液压释放。正常使用是当车辆正常停车后，通过手动控制，实施驻车制动。只有当车辆出现特殊的紧急情况即行车制动完全失效等恶劣条件时才可以当紧急制动用。但是防爆车辆在煤矿井下运行过程中，由于人为原因或其他管理不到位等情况，存在车辆溜车造成的安全事故。

发明内容

本发明的目的是对车辆原制动控制装置进行改进，实现车辆熄火后自动驻车制动、车辆停止后自动驻车制动、车辆运行中保护指标超标后自动缓速制动。

本发明提供了如下技术方案：一种煤矿用防爆车多角度实现自动驻车制动的控制装置，包括液压执行系统、气控控制系统和电控控制系统；

液压执行系统包括作为油源的蓄能器、作为执行元件的驻车制动器和油源与执行元件之间的液压管路中的转换元件，转换元件包括驻车制动阀、气控换向阀和电磁阀；

电控控制系统包括气控电开关、主机、控制器和用于监测车轮转速的转速传感器；气控电开关用于控制主机启闭，主机用于采集转速传感器反馈的转速信息，主机和控制器之间通过CAN总线通讯；

电磁阀由控制器控制自动断电和手动供电；控制器判断转速信息是否为零，转速信息为零，控制器则控制电磁阀断电，驻车制动器压力油卸荷，实现自动驻车；通过控制器上的电手动按钮给控制电磁阀供电，解除驻车制动；

气控控制系统包括气源和拨动阀，气源连接拨动阀，从拨动阀引出的气路分别连接制动释放阀和气控电开关；制动释放阀连接气控换向阀；

拨动阀送气后气控电开关打开、气控换向阀接通蓄能器向驻车制动器的油路，车辆气动自动解除制动；拨动阀泄压后气控换向阀泄压，气控换向阀接通驻车制动器向油箱的油路；车辆熄火自动制动。

进一步地，液压执行系统还包括比例电磁阀，比例电磁阀的油路与驻车制动器和油箱连接，比例电磁阀的电路与控制器连接；

气控控制系统还包括保护电磁阀，保护电磁阀与拨动阀连接；

控制器判断防爆车运行时的各项保护指标是否超标，存在超标的保护指标时控制比例电磁阀和保护电磁阀断电，比例电磁阀断电时间从最大电压到断电设置延时，P口和A口从不通逐渐到通，驻车制动器压力缓慢释放。

进一步地，防爆车的油门踏板处安装了电行程开关，电行程开关与控制器连接作为电磁阀的供电开关，油门踏板动作时电行程开关为通路给电磁阀送电。

进一步地，从制动释放阀引出的气路分两路，一路接气控换向阀、另一路接气控的制动释放阀指示装置。

进一步地，制动释放阀指示装置包括安装座、指示块和复位弹簧，指示块滑动密封装配在安装座的导向腔体中，指示块的顶部外露，安装座上设有防止指示块从导向腔体中脱出的限位，导向腔体连通进气口，复位弹簧连接于指示块与安装座之间，进气口连接制动释放阀，通气时气压将指示块顶起，泄气后复位弹簧使指示块回落。

进一步地，还包括压盖，压盖套在指示块外与安装座连接；指示块与导向腔体的配合部位是从外至内逐级变细的阶梯柱体，阶梯柱体的最内一级套有密封圈，密封圈与导向腔体滑动密封；阶梯柱体的最外一级设有凸肩，复位弹簧套在阶梯柱体上，两端与凸肩和压盖连接。

进一步地，安装座的底部是螺柱，安装座通过锁紧螺母安装在安装板上。

与现有技术相比，本发明的优势在于：

本发明提供的一种煤矿用防爆车多角度实现自动驻车制动的控制装置，实现车辆熄火后自动驻车制动、车辆停止后通过转速感应自动驻车制动、车辆运行中由于保护指标超标后自动缓速制动等多维自动控制，同时设置了手动解除制动、直观观察车辆驻车制动情况等一系列安全控制装置。解决了当车辆高速运行过程中车辆指标超标时车辆突然制动，由于车辆惯性冲击会造成人员或车辆的安全事故的问题，还有为避免车辆制动状态下运行车辆造成驻车制动器磨损的问题，一方面设置了观察指示按钮，同时还和油门踏板联动，解决了司机忘按手动按钮造成的驻车制动器磨损的问题。

该自动驻车制动的控制装置可以应用于所有矿用防爆柴油机车辆上。在目前对安全方面严格控制的环境下，增加了车辆运行的可靠性和安全性，实现车辆多种工况自动实施驻车制动，避免了安全事故的发生，有效降低安全事故。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为制动释放阀指示装置的结构示意图(指示块弹起)；

图3为制动释放阀指示装置的结构示意图(指示块复位)；

图中：1-气源，2-拨动阀，3-气控电开关，4-主机，5-保护电磁阀，6-风门气缸，7-制动释放阀，8-制动释放阀指示装置，9-气控换向阀，10-驻车制动阀，11-蓄能器，12-电磁阀Ⅰ，13-转速传感器，14-电手动按钮，15-电行程开关，16-油门踏板，17-控制器，18-驻车制动器，19-比例电磁阀，20-压盖，21-沉头螺钉，22-指示块，23-复位弹簧，24-安装座，25-密封圈，26-进气口，27-安装板，28-锁紧螺母。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

如图1所示：一种煤矿用防爆车多角度实现自动驻车制动的控制装置，包括液压执行系统、气控控制系统和电控控制系统；

液压执行系统包括作为油源的蓄能器11、作为执行元件的驻车制动器18和油源与执行元件之间的液压管路中的转换元件，转换元件包括驻车制动阀10、气控换向阀9和电磁阀12；

电控控制系统包括气控电开关3、主机4、控制器17和用于监测车轮转速的转速传感器13；气控电开关3用于控制主机40启闭，主机4用于采集转速传感器13反馈的转速信息，主机4和控制器17之间通过CAN总线通讯；

电磁阀12由控制器17控制自动断电和手动供电；控制器17判断转速信息是否为零，转速信息为零，控制器17则控制电磁阀12断电，驻车制动器18压力油卸荷，实现自动驻车；通过控制器17上的电手动按钮14给控制电磁阀12供电，解除驻车制动；

气控控制系统包括气源1和拨动阀2，气源1连接拨动阀2，从拨动阀2引出的气路分别连接制动释放阀7和气控电开关3；制动释放阀7连接气控换向阀9；

拨动阀2送气后气控电开关3打开、气控换向阀9接通蓄能器11向驻车制动器18的油路，车辆气动自动解除制动；拨动阀2泄压后气控换向阀9泄压，气控换向阀9接通驻车制动器18向油箱的油路；车辆熄火自动制动。

液压执行系统还包括比例电磁阀19，比例电磁阀19的油路与驻车制动器18和油箱连接，比例电磁阀19的电路与控制器17连接；

气控控制系统还包括保护电磁阀5，保护电磁阀5与拨动阀2连接；

控制器17判断防爆车运行时的各项保护指标是否超标，存在超标的保护指标时控制比例电磁阀19和保护电磁阀5断电，比例电磁阀19断电时间从最大电压到断电设置延时，P口和A口从不通逐渐到通，驻车制动器18压力缓慢释放。

车辆正常启动后，首先拨动拨动阀2到左位，气源1来的压缩空气一路到保护电磁阀5的1口，另一路到达气控电开关3，通过气控电开关3打开主机4，保护电磁阀5得电，换向至右位，1口和2口通。将制动释放阀7拉起，换向到下位，1口和2口通，一路到气控换向阀9的k口，使该阀换向至下位，P口与A口通；一路到制动释放阀指示装置8的进气口。比例电磁阀19得电，P口和A口不通。手动拍下电手动按钮14，电磁阀12得电，换向到下位，P口与A口通；拉起驻车制动阀10，P与A通。这时，从蓄能器11来的高压油经驻车制动阀10的P口、A口，气控换向阀9的P口、A口，电磁阀12的P口、A口到驻车制动器18，压缩弹簧解除制动。

当车辆正常熄火时，拨动开关2到右位，2口与3口通，通大气泄压，制动释放阀7的2口、1口经拨动阀2泄压，这时制动释放阀的4口控制口也泄压，气控换向阀9的控制口k口泄压，该阀换向至上位，A口与T口通，回油箱，驻车制动器18在弹簧作用下复位，实施制动，实现了车辆熄火后自动制动功能。

当车辆停车后，但未熄火，为保证驾驶人员未拉手刹下车引起的溜车，设置了电磁阀12，该电磁阀得电、失电通过车速来控制。车辆正常行驶时，该电磁阀得电，在下位，P口与A口通，解除驻车制动。当转速传感器13检测到车速为零时，保护主机4采集到转速信号后由CAN总线传输给控制器17，控制器17控制电磁阀12失电，A口和T口通，驻车制动器压力油卸荷，自动实现驻车制动，实现了车辆停车不熄火状态自动驻车功能。当需要启车时，通过电手动按钮14给电磁阀12供电，解除驻车制动。

当车辆保护指标超标时，保护指标包括：甲烷浓度、发动机冷却水温、机油压力、排气温度。当这四项指标中的任意一项超过规定的数值时，保护传感器给主机发出信号，主机通过CAN总线给保护电磁阀5，保护电磁阀5断电，风门气缸进口气压通过保护电磁阀排向大气，风门气缸在弹簧作用下复位，阻断了通向发动机的进气而使得发动机熄火。由于保护电磁阀断电，发出信号该电磁阀断电，同时给比例电磁阀19断电，比例电磁阀19断电时间从最大电压到断电设置延时，P口和A口从不通逐渐到通，驻车制动器压力缓慢释放，实现了车辆保护超标后车辆自动实现制动，并实现了缓慢刹车，避免了车辆高速行驶突然保护紧急制动时由于冲击带来的安全隐患。

防爆车的油门踏板16处安装了电行程开关15，电行程开关15与控制器17连接作为电磁阀12的供电开关，油门踏板16动作时电行程开关15为通路给电磁阀12送电。在油门踏板处安装了电行程开关，当车辆启动时、自动给电磁阀12送电，解决了由于司机忘记手动操作手动电按钮给电磁阀12送电时，启动车辆造成驻车制动器的磨损问题。

制动释放阀7采用了自动复位功能，同时增加了该阀指示装置。自动复位是当车辆正常行驶时，手动将该阀拔出，当车辆熄火时，失压后，该阀按钮在弹簧作用下自动缩回，车辆再运行时，需要手动再次拔出。以免造成车辆突然启动而该阀在释放位时，造成溜车。从制动释放阀7引出的气路分两路，一路接气控换向阀9、另一路接气控的制动释放阀指示装置8。

如图2、图3所示：制动释放阀指示装置8包括安装座24、指示块22和复位弹簧23，指示块22滑动密封装配在安装座24的导向腔体中，指示块22的顶部外露，安装座24上设有防止指示块22从导向腔体中脱出的限位，导向腔体连通进气口26，指示块22底部的沉孔与安装座24内的气道对齐，复位弹簧23连接于指示块22与安装座24之间，进气口26连接制动释放阀7，通气时气压将指示块22顶起，泄气后复位弹簧23使指示块22回落。

安装座24为银白色，指示块22为亮眼的橘黄色。不通气时，指示块22镶嵌于安装座24中间，与安装座24顶部平齐。

当拉起制动释放阀7时，该阀1口和2口通，压缩空气通过1口、2口到达气控换向阀9控制口，使该阀换向，可以解除制动；同时一路到达指示装置进气口，经孔道进入指示块22的小孔中，推动指示块22向上运动，压缩复位弹簧23，亮眼的橘黄色凸出安装座24。这样，司机可明显的通过指示块22知道车辆处于制动释放状态。当拍下制动释放阀7时，该阀2口和3口通大气，驻车制动实施，指示装置中的压缩空气同时泄压，指示块22在复位弹簧23作用下复位，指示块22缩回到安装座24中。

通过指示装置可以直观的判断车辆是处于驻车制动位还是制动释放位。可以有效的避免如果车辆处于制动位时，车辆挂挡前行造成制动器摩擦片的磨损。

制动释放阀指示装置8还包括压盖20，压盖20套在指示块22外与安装座24连接，压盖20通过沉头螺钉21固定在安装座24上；指示块22与导向腔体的配合部位是从外至内逐级变细的阶梯柱体，阶梯柱体的最内一级套有密封圈25，密封圈25与导向腔体滑动密封，保证气体不泄漏；阶梯柱体的最外一级设有凸肩，复位弹簧23套在阶梯柱体上，两端与凸肩和压盖20连接。

安装座24的底部是螺柱，安装座24通过锁紧螺母28安装在安装板27上。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。