液压电机车说明书.doc

本次设计的YXC109/550C液压蓄能电机车开发项目，是矿山井下运输设备，它由车体、泵站、蓄能器、传动系统、液压马达、液控系统、油箱、制动装置等组成，其核心部分采用液压蓄能动力源装置,当在非安全区域（有沼气或有其它爆炸危险的场地）不用外部电源，机车蓄能行程可满足实际工况需求，该机车比现有机车技术性能先进，运行安全可靠，可适于在有高沼气及煤和沼气突出的矿井使用。1、主要技术参数目标值： 机车质量约10000kg；2、液压蓄能机车原理设计简介液压蓄能电机车是以电动机为原动力来驱动恒功变量液压泵，并根据系统中的适时压力自动调整供油量，系统压力大供油量就小，反之供油量就大，以恒功控制的方式变量输出，供出的液压油经过液压蓄能器进行能量储备，为定量液压马达提供能量。定量液压马达带动传动装置来驱动机车。在电能液压能机械能的能量转换中，随时为机车进行能量储备，从而达到在一定距的范围内，即使没有外部电源，也能象蓄电池机车一样进行工作。液压蓄能电机车所用的电气元、器件最少，只有1台电动机、1只空气自动开关和1套最简易的由24V蓄电池组、车灯、喇叭、速度传感器、压力传感器、延时继电器等组成的低压用电和控制电路，因而对电气防爆而言是防护工作最少、也是最为简单、最为可靠的。与蓄电池机车相比，液压蓄能电机在只用液压蓄能器能量储备行驶的情况下，除了低压电路外，根本上就没有电气火花源。因此，液压蓄能电机车最适用于有高防爆要求的井下煤矿等易燃易爆工作场所。系统的原理设计参见液压系统原理图。如图所示：机车的液压系统由电动机、恒功变量液压泵、直动型溢流阀、先导型减压阀、单向阀、调速阀、截止阀、液压蓄能器组、压力表、压力传感器、二通阀、四通阀、液压马达、油缸等组成。其中液压能供给系统的最高压力31.5MPa由直动型溢流阀调定；执行系统的最大压力25MPa由先导型减压阀调定，最大流量由调速阀调定。通过控制执行系统的最大压力和最大流量来控制机车的最大牵引力和最大行驶速度。由压力传感器输出的电信号来控制电动机的开、停机，从而达到更有效节能的目的。当系统的最高压力达到31.5MPa时，压力传感器输出的电信号经电气系统的延时继电器延时300秒切断电机电源；当系统的压力降到25MPa时优先接通电机电源。这样既可防止电机的频繁启动，又可确保机车的正常运行。由单向阀、截止阀、液压蓄能器（1L）、手控二通阀、脚控二通阀、松闸用液压油缸来控制机车的轮缘制动机构进行事故制动或松闸。轮缘制动机构由松闸用液压油缸、摩擦副（闸瓦和轮缘）、定压制动弹簧和重锺等构成，巧妙地利用了“楔”的原理对制动力进行了放大，可保证机车能够获得合理的制动力，防止因制动力过大而造成车轮的打滑现象，其效果如同汽车的“ABS”制动系统一样，是一种全新的轮缘制动机构。开车时，首先推动手控二通阀的操作手柄，使松闸用液压油缸进油，从而顶开制动弹簧和重锺，是靠液压力来松闸的。松闸后应立即松开手控二通阀的操作手柄，在弹簧力的作用下手控二通阀的操作手柄将立即复位，液压油缸始终处于顶升状态，此时方可进行开车的下一步操作。当需要事故制动或司机离开机车时，用脚踩下脚控二通阀的控制踏板，在定压制动弹簧和重锺力的作用下，松闸用液压油缸瞬即放油，油缸复位，并形成制动。此时可松开脚控二通阀的控制踏板，控制踏板在弹簧力的作用下将立即复位。手控二通阀和手控四通阀为机车驾驶的操纵杆。手控二通阀相当于汽车的离合器；手控四通阀更具备了集相当于汽车的档位控制手柄和刹车于一身的功能。在轮缘制动机构松闸后，开车的下一步就是将手控二通阀的操作手柄推出，如需机车前进，则将手控四通阀的操作手柄逐渐向前推（反之为逐渐往后拉），起步时要慢，待速度上来后，可视行驶要求将此手柄进一步往前推，逐步达到合适的行车速度。想行车速度快一点就再往前推一点，想行车速度慢一点就往后拉一点，通过改变手柄的位置来控制液压油的流量，达到实现无级变速的目的。当想要让机车继续向前滑行时，可将手控二通阀的操作手柄拉回。在机车惯性的驱动下，液压马达继续旋转。此时的马达在自由轮工况下工作，所消耗的能量很少，有利于机车的滑行。在这种工况下，系统无需为行车提供动力，变量液压泵的输出全部进入液压蓄能器，直至系统达到最高压力后通过溢流阀溢流。当需要工作制动或停车制动时，只要将四通阀的操作手柄逐步移向中位，即进入了制动状况。是机车的惯性动能迫使液压马达（泵工况）向系统的液压蓄能器提供压力油能量，直至系统达到最高压力后通过溢流阀溢流。系统有效地回收了在溢流阀溢流前已转换的那一大部分动能，使得这部分原本根本无法利用且必须用其它方式才可抵消其影响的能量得到了有效的再利用。从某种意义上来讲，回收且高效转换并储存这种能量是节能环保的一个范例。液压马达以泵的方式工作，将推动机车运动的惯性力或其它外力（如下坡行驶中的重力加速以及各种迫使机车移动的推、拉力）所做的功（动能）转换为液压蓄能器压缩气体的势能。系统的适时压力越大，液压马达向系统排油（泵工况）的阻力就越大，因此而产生的制动力也就会越大。其极限值与系统的适时压力（不超过系统溢流阀的溢流压力）成