[发明专利]一种盘刹系统和控制所述盘刹系统的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种盘刹系统和控制所述盘刹系统的方法，特别是一种液压盘式刹车制动油压的自动换档与分段调压方法。

背景技术

液压盘式刹车相对于带式刹车具有刹车力矩大、制动可靠、操作控制方便等优点，因而在石油钻机、修井机、通井机上得到广泛应用。

请参照图1，图1是盘式刹车的一种典型液压控制回路的示意图。该盘式刹车的典型液压控制回路由油源1、刹车阀2、刹车手柄3、刹车钳缸4～9等主要部件组成。刹车阀2分为司钻阀和电液比例阀(简称为比例阀)两种类型。刹车手柄3分为机械刹车手柄和电子刹车手柄两种类型。但机械刹车手柄须与司钻阀相对应，电子刹车阀须与比例阀相对应。调节与刹车阀2相连的刹车手柄3的转角，可使油源1经刹车阀2输出油压，并作用到刹车钳缸4～9上，产生相应制动力矩。连续调节刹车手柄3的转角可连续调节作用到刹车钳缸上的油压，进而连续调节盘刹制动力矩。

目前，上述液压盘式刹车普遍存在两个问题：

1、盘刹设计时一般都采用较大安全系数以应对紧急工况，但却由此导致正常工况下的刹车油压过低问题。刹车油压过低对轻载阶段的制动力调节影响很大，同时也造成了钳缸、刹车块与液压油的长期无谓损耗。

2、现有刹车阀只有单一线性调压特性，油压调节变化率始终固定不变，无法满足不同作业工况的特殊要求，如送钻作业时所需的精细微调特性，起下钻作业时所需的适中工作特性和事故处理时所需的快速响应特性等。

降低安全系数有利于提高钳缸工作效率，也可改善轻载阶段的控制效果，但以牺牲系统安全性为代价的想法显然是不可取的；非线性刹车阀的设想虽好，但从设计与制造角度来看却是很难实现的。

发明内容

本发明的目的是提供一种盘刹系统和控制所述盘刹系统的方法。

一种盘刹系统，包括油源、比例阀、多组刹车钳缸和电控系统，所述油源通过所述比例阀与所述多组刹车钳缸相连通，所述多组刹车钳缸中的至少一组与所述比例阀之间设置有对应的开关阀，所述比例阀和所述开关阀电连接至所述电控系统，所述电控系统用于控制所述比例阀调压和控制所述开关阀的开关。

一种控制如上述盘刹系统的方法，包括：

当所述电子刹车手柄的转角信号所指示的转角位于不同的转角范围时，控制不同的开关阀或者开关阀组合的开关，并控制不同的控制信号至所述比例阀以使得所述比例阀增加或降低油压。

与现有液压盘式刹车的制动油压调节方法相比，本发明具有如下有益效果：

1、可将过低的刹车油压通过自动升档(减少多余钳缸)切换到灵敏度较高的调压区段，由此显著改善轻载阶段的制动控制效果；

2、可显著提高刹车手柄的操控性能，利用制动油压调节的分段线性特性满足不同作业工况对制动特性的特殊要求；

3、正常工况时，可将部分钳缸自动转入待用状态(暂停使用)，从而减少钳缸、刹车块、液压油的长期无谓损耗；

4、处理紧急情况时，可根据刹车手柄的操作意图自动将待用钳缸全部并入制动系统，产生最大制动力矩确保安全。

附图说明

图1是一种传统的盘式刹车的典型液压控制回路的示意图。

图2是本发明一个实施例提供的盘刹系统的结构示意图。

图3是换档控制方法的工作流程图。

图4是上行分段映射方法的几何关系示意图。

图5是本发明的盘刹换档液压控制回路的一个示例示意图。

图6是本实施例的电控单元的电路原理图。

具体实施方式

本发明的具体工作原理是：1、将刹车钳缸分组，根据换档控制方法对钳缸组合进行动态切换，通过隔离或添加钳缸数量，使在用钳缸数与最佳刹车油压范围相匹配；2、采用分段映射方法对电子刹车手柄的单纯线性转角关系进行变换。通过电液比例阀(以下简称为比例阀)实现刹车油压的分段线性调压。下面结合附图介绍本发明的具体实施方式。

请参照图2，图2是本发明一个实施例提供的盘刹系统的结构示意图。该盘刹系统100包括油源1、比例阀2、多组刹车钳缸8～13和电控系统110，所述油源1通过所述比例阀2与所述多组刹车钳缸8～13相连通，所述多组刹车钳缸8～13中的至少一组与所述比例阀2之间设置有对应的开关阀(可以是电磁开关阀)3～5，所述比例阀2和所述开关阀3～5电连接至所述电控系统110，所述电控系统110用于控制所述比例阀2调压和控制所述开关阀3～5的开关。