作业机行驶制动气路监控技术研究与应用

1、修井机行驶制动气路监控技术研究与应用江苏油田井下作业处雷永明 欧阳波 李贵文 杨 斌 毛川荣 摘要 通过对XJ650修井机行驶制动气路的工作原理进行研究分析，进而进行监控检测技术改造，以达到便于车辆行驶前安全检查、及时发现行驶制动气路故障并及时排除、保证车辆安全行驶的目的。前言：大型自走式作业修井机，在行驶过程中，车桥的制动完全是靠压缩空气作用于制动分泵来实现的。压缩空气由发动机自带的空气压缩机提供，驾驶员通过踩踏驾驶室内的脚踏板，从而打开压缩空气通道，再通过一系列气路阀件的组合控制作用，最终压缩空气进入制动分泵的膜片腔，实现车辆制动功能。由于整个系统组成阀件较多，相互之间的控制关系又比较复杂

2、，所以在车辆制动系统出现问题时，很不容易判断故障点和进行处理工作，延长紧急处理的工作时间。江苏井下海外项目的设备维护人员，通过对制动气路系统的工作原理、阀件结构、阀件之间相互的控制关系以及制动分泵等认真研究分析，最终完成了对制动气路系统的监控检测技术改造工作，极大的方便了车辆检查、故障处理等工作，保证了修井机转场安全行驶。正文一、XJ650修井机行驶制动控制气路的工作原理为了对XJ650修井机行驶制动控制气路（以下简称制动总气路）的进行监控检测技术改造，就必须熟悉了解该气路系统的组成和工作原理，各个部件的功能和的作用，才能在各个工作点安装监控设施，以及利用监控信息进行故障分析和处理工作。制动总

3、气路由驻车制动和行驶制动两部分组成。如图1所示。两部分又都由控制元件和执行元件组成，气源气压均来自主储气筒。图1 650修井机行驶制动控制气路原理图1、驻车制动气路工作原理 驻车制动主要由驻车制动阀（二位三通阀）、驻车制动灯开关、快排阀、后制动分泵组成。为了更清楚的进行了解，我们将驻车制动气路从制动总气路中分离出来，图2所示。图2 650修井机驻车制动气路原理图驻车制动主要由驻车制动阀（二位三通阀）、驻车制动灯开关、快排阀、后制动分泵组成。压缩空气由主储气筒通过分动阀换位来提供。驻车制动即车辆在长时间停止状态下的制动功能。小型车辆的驻车制动一般使用机械手动式，修井机由于重量大，采用机械式制动人

4、力操作，制动力不够，所以采用气动方式。驻车制动的工作程序有制动和解刹两个功能。当车辆长时间停止时，车轮轮毂被刹车块抱死；需要行驶时，则要提前将刹车块松开，称为解刹。650修井机的制动和解刹工作主要是由后制动组合分泵来完成的。后制动组合分泵结构原理如图3所示。其作用是：当车辆长时间停止，发动机熄火，气路系统无气压状态时，分泵的膜片缸推杆伸出，推动刹车块曲柄，将刹车块抱死在刹车图3 后制动组合分泵结构原理图轮毂上，俗称断气刹；当车辆发动，气路系统气压达到分泵的工作气压时，操作驻车制动阀，压缩空气进入分泵的储压缸体，推杆回缩，刹车块回位，离开轮制动毂，车辆则可正常行驶，此过程俗称解刹。2、行车制动气

5、路工作原理行车制动气路系统主要由三位四通阀（分动阀）、单气二位三通阀（继气阀）、双腔制动阀、主储气筒、副储气筒、制动加速阀、紧急继动阀、前制动分泵、后制动分泵等组成。气路工作原理如图4所示。为了保证车辆行驶中有足够、快速的压缩空气进入制动分泵，在载车前后各安装一只副储气筒，车辆正常行驶中，副储气筒内充满压缩空气，需要制动时，副储气筒内压缩空气直通过过最短的管线经制动加速阀和紧急继动阀进入分泵，起到制动迅速的作用。图4行驶制动气路工作原理图制动系统气路的工作原理流程是：将分动阀倒到行驶气路上，与分动阀出气口连接的气路管线接一只继气阀，继气阀打开，将主储气筒内的压缩空气输送到载车前后两个副储气筒内

6、。前副储气筒接通载车前面三个车桥的制动控制阀（制动加速阀）进气口上，后副储气筒接通载车后面两个行驶桥的制动控制阀（紧急继动阀）进气口上。制动加速阀和紧急继动阀均由双腔制动阀控制，双腔制动阀的进气口直接由主储气筒供气。当踩下驾驶室内的制动踏板时，双腔制动阀阀芯打开，压缩空气经双腔制动阀打开的阀芯通道到达两只制动控制阀，两只制动控制阀的阀芯同时打开，此时，前副储气筒内压缩空气经制动加速阀打开的阀芯通道进入前制动分泵（如图5所示），分泵膜片腔受压力作用，膜片前移克服压缩弹簧弹力将制动推杆伸出，推动前轮刹车曲柄，起到制动作用。后轮制动作用原理与前轮相同。 双腔制动阀的结构其实就是两个并联在一起的二位三

7、通阀，两个阀件各自图 5 前制动分泵结构原理图图 6 双腔制动阀结构原理图控制前制动控制阀（制动加速阀）和后制动控制阀（紧急继动阀）。当踩下制动踏板时，通过连杆机构同时打开双腔制动阀的两个阀芯，使前后制动控制阀同时打开，起到前后车桥同时制动的作用。如图6所示。制动加速阀、紧急继动阀结构原理相同，其实就是有多个出气口的单气二位三通阀，增加出气口的数量是为了满足同时接通多个刹车分泵的需要。前制动控制阀即制动加速阀，当阀件的阀芯控制气缸接受到双腔制动阀控制气压时，阀芯迅速打开，将来自前副储气筒的压缩空气通过多个出口迅速输送到前桥的各个制动分泵，起到制动加速作用。后轮制动控制阀的作用与前制动控制阀相同

8、，接受控制气压时，阀芯迅速打开，多个出口向多个制动分泵输送压缩空气，起到制动加速的作用。当控制气压解除时，阀芯迅速回位，各个组合分泵内的压缩空气迅速排入大气中，解除行车制动。 3、工作原理归纳总结由上述可以分别归纳总结出两部分气路的工作的流程，依照压缩空气前进顺序，以及各个阀件的控制关系，使用箭头表示。1）、驻车制动气路流程：2）、行车制动的气路流程：二、总制动气路进行检测监控的必要性分析作业修井机在转场行驶时，由于其自身质量大（50-70吨），制动系统必须灵敏可靠，系统的各个控制元件和执行元件必须全部保证性能良好。这就要求在车辆出场、回场以及长途行驶过程中进行严格认真的检查。但是如何准确及时

9、的判断制动系统是否完好，各个元件是否性能可靠，在出现问题时如何准确快速判断故障点并及时排除，这就需要使用快速检测手段。例如检查发现前制动分泵推杆伸出不够导致前制动不良，故障可能有以下几种：1.前副储气筒气压不足；2.双腔制动阀中控制前制动阀的阀芯开度不够；3、前制动控制阀阀芯开度不够；4、前制动分泵进气管线堵塞；5、前制动分泵膜片漏气。为了解决这个问题，我们需要对这5种情况进行一一排查，既增加检修工作量，又影响了转场时间。三、检测技术方案研究实施与故障分析判断说明现在我们采取在各个有可能发生故障的连接点安装检测压力表的方式，通过观察压力表的压力值，进行综合判断分析，直接找出故障点进行排除。利用

10、一、3中的流程图，研究在哪些点上安装压力表最能直接有效的判断故障点。图7为总制动控制系统故障检测点示意图。图8为总制动控制气路监控检测工作原理图，图9、10、11、12为检测压力表实际安装图。图7 总制动控制气路系统检测压力表安装位置图8 总制动控制气路系统监控检测工作原理图图9 主储气筒、制动气压（副储气筒）、前、后制动阀检测压力表图10 前制动分泵检测压力表 图 11 驻车制动（解刹）、后制动分泵检测压力表图12 维护人员在安装检测压力表下面对各个压力表的检测功能做以及如何判断处理气路故障做如下说明。1、主储气筒压力表：监控检测修井机系统气压。该压力表显示压力不足，低于0.75MPa，说明

11、需要调节空气压缩机调压阀；2、制动气压表，即监控检测前、后副储气筒气压，副储气筒无压力或压力不足，说明继气阀未打开或工作不良，或者分动阀至继气阀的管线堵塞；3、前制动阀气压表：该表显示的是双腔制动阀为前制动控制阀提供的阀芯开启压力，该表无气压或压力不足，说明双腔制动阀阀芯堵塞；4、后制动阀气压表：原理同3；5、前制动分泵气压表：监控检测前分泵的工作气压，该表无压力或气压不足，说明前制动阀未打开或工作不良。实际情况应结合2、3进行判断分析。6、后前制动分泵气压表：原理同5，实际情况应结合2、4进行判断分析。7、解刹气压表：监控检测驻车制动工作状态。车辆驻车制动时，该表应无气压；车辆行驶时，该表气

12、压应为系统气压值。下面举出几个应用检测系统的实例来分析故障点及处理方法：1、驻车制动无法解除（即解刹功能失效）：手制动阀扳至解刹位置，观察解刹压力表，若压力正常，说明后制动分泵弹簧腔漏气或进气管堵塞，或泵推杆卡死，检修制动分泵或疏气通管线。若压力表无解刹压力，来回搬动手制动阀，听有无气压从手制动阀排出的声音，若有，则手制动阀完好，快排阀阀芯卡死，检查快排阀；若无排气声音，则首先检查手制动阀。2、前制动分泵不工作：首先观察制动气压表，若无气压，则首先检查继气阀；、制动气压正常，前制动阀开启气压为0或不足，则检查双腔制动阀；、制动气压、前制动阀气压均正常，前制动气压为0或不足，检查前制动控制阀；、制动气压、前制动阀气压、前制动气压均正常，检查制动分泵，漏气或推杆卡死。3、整车无制动：、首先主储气筒气压表，若无气压，则检查空压机或主储气筒连接管线；、主储气筒气压正常，制动气为0 或不足，检查继气阀控制气压管线或继