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谈重型自卸车及其液压倾卸机构的实例

来源:百家汽车网
— 卜一 固 Q i c h e S h i J i e 毒 窜 液压倾卸机木勾 例 口文/刘波 1 自卸汽车液压倾卸机构的概述 板4~6,边板4~8,后板5~8,底板6- 挥其卸货机械化的优点。自卸汽车是目 自卸汽车是指以运送货物为主,并 12。比如青专牌自卸车普通矩形车厢标 前市场最大的一种专用汽车;自卸汽车 且车厢具有自动卸料功能(配台自动倾卸 准配置板厚为:前4边4底8后5。矿用铲 从单纯的5t自卸车逐渐向更高吨位方向 装罟)的载重汽车,它是利用本车发动机 斗车厢则适用于大石块等粒度较大货物 发展。 动力驰动液J玉举丁t机构,将其车厢倾斜 的运输。考虑到货物的冲击和碰幢,矿 举升机构已从简单的单级缸巾置直 一定角度卸货;并依靠车厢自晕使其复 用铲斗车厢的设计形状较复杂,用料较 顶式、多级缸巾置直顶式发展到单级缸 位的专用汽车。又称为翻斗车、工程 厚。比如:青专牌自卸车矿用铲斗车厢 连杆组合式、多级缸前置直顶式,不同 车。自卸车主要由汽车底盘和液压倾卸 标准配置板厚为:前6边6底10,而且有 的举升倾卸机构,它何不同的车型定位 机构、取力装置、车厢和副车架及附件 些车型在底板上焊接一些角钢,以增加 和市场定位。 构成。液压倾卸机构包括小传动轴、油 车厢的刚度和抗冲击能。 市场对自卸汽车的要求越来越高主 泵、举讣控制阀、液压缸、操纵限位装 自卸汽车t要用于运输散装并可以 要表现为下列几个方面:载荷吨位越来 置、油箱及管路、倾卸杆系机构;车厢 散堆的货物(如砂、土、矿石以及农作物 越大;整车重心尽可能低;性能可靠、 包括前板、后板、边板、底板、开合机 等),还可以用十运输成件的货物。故自 操作方便;价格低廉;乘座舒适;使用 构;附件包括安全支架、稳定支架、限 卸汽车主要服务于建材场、矿tll、T地 成本低。 位钢索、防护栏等。发动机的动力由变 等。为了提高运输生产率,在土木工程 2 部分重型自卸汽车的液压倾卸 速器、取力器输出,经小传动轴驱动油 中,自卸汽车具有高度机动性和卸货机 机构实例 泵,泵m的液压油从举升阀进入液压 械化等优点,通常与铲式装载机、挖掘 液压倾卸机构是自卸车的核心,是 缸,在液 缸的伸长运动推动下,车厢 机或皮带运输机等配套使用,联合作 判别自卸车优劣的首要指标。 举升倾卸货物。 业,构成装、运、卸生产线,进行土 斯太尔自卸汽车。斯太尔自卸汽车 自卸汽车车厢机构型式,按用途不 方、砂石、松散物料的装卸运输,从而 举 ‘部分采用马勒里式举升机构,这一 同大概可分为普通矩形车厢和矿用铲斗 可以大大缩短装卸时间,提高运输效率 技术首先由当时的重型汽车集团引进, 车厢。普通矩形车厢用于散装货物运 并可节省劳动力,减轻劳动强度。实现 沿用并占有中国大吨位自卸汽车市场2O 输。其后板装有自动开合机构,保证货 全部运输机械化。自卸汽车的质量利用 余年,基本未作改进。一汽在90年代也 物顺利卸出。普通矩形车瞩板厚为:前 系数较低,适用于短途运输,以充分发 引用这一技术,开发出了一汽的大吨位 团《重型汽车》HEAVY TRUCK 2008.2 ——P Q i c h e s h i j i e 固 自卸汽车。目前,日本、东欧、韩国等 举升力也很小,其举升机构采用单级缸 比较困难:布置在车架的内侧影响传动 一些较先进的国家,具有批量生产的大 中置直顶式举升机构,是最早出现的举 系,布置在车架的外侧,油缸的只能悬 吨位自卸汽车,基本上都采用这一技 升机构,它结构简单、紧凑,受力直 臂安装,受力不理想;多级缸是套简式 术。东风公司90年代应用这一技术推出 观,而且成本低廉;在载重量为5t或5t以 的结构,自己不能卸载,使得在控制系 了EQ3162F。由于技术的普遍性,这款 F的自卸车中普遍采用。 统上必须采用溢流装置来保护液压系 6×4K头新车型并没有给东风公司带来 东风EQ3092F车箱(含货物)的重心 统,从而使液压系统过于复杂。由于溢 太多的经济效益;后来东风公一J在 在油缸举升点之前;油缸的举升力是随 流装置的存在,使得整个系统的超载能 EQ3162F的基础上,对改装部分进行r 货物重量的增加而增加的,油缸的举升 力有限,满足不了用户的超载心理;该 较大的改进,尤其对马勒里举升机构进 力大于货物的重量,同时,支座反力是 机构中的多级缸行程长达2m,成本较 行r最优化设计,晕新开发_rEQ3166G 随油缸举升力的增加而增加的,而且方 高,虽然该机构能适应各种吨位的自卸 一6x4半头重型自卸汽车;还相继推出 向向上。因此单级缸中置直预式举升机 车,在国内采用此机构的不多。 了EQ3206G及EQ3208G两款新车型,并 构只适用于吨位不大(5t以 )、车箱不 单级缸连杆组合式举升机构。单级 迅速占领市场。改进后的东风系列自卸 长(3.5m以下)的车型。在EQ3092F严重 缸连杆组合式举升机构由单级油缸、拉 汽车( ̄HEQ3206G和EQ3208G型)自卸部 超载举升时,油缸的举升力很大,副车 杆、三角臂、车箱、副车架共用一个连 分举生能力超强、整车性能可靠、价格 架在支座反力的作用下,便会变形向上 杆带动两套四杆机构组成。它具有举升 又低,日前已成为全国最畅销的车型, 翘起。EQ3O92F是采用两支油缸来举升 平稳,超载能力强,系统油压特性好, 尤其高峰畅销期间产品供不应求。有的 的,当两支缸的内泄量不一样时,两支 成本低;而被各大汽车改装厂采用,通 车型月产能达千台,这在我国自卸汽车 油缸的举外速度是不一致,这样会造成 过对四杆机构的优化设计,可以设计出 销售史上是空前的。 车箱左右倾斜变形。变形后的车箱使举 多种连杆纰合式举升机构。马靳里式和 荷兰海沃公司自卸汽车的液压技 升机构受力更加恶劣,系统油压增加, 油缸浮动式举升机构具有油缸缸径小, 术。荷兰海沃公副白卸汽车液 技术采 直接影响整个液压系统的使用寿命。 油缸行程长等特点被采用的最多;另外 用多节缸前顶的方式,性能极其可靠, 种类由于具有缸径大,油缸行程短等特 基本终身不坏;配套白卸部分程序设计 点采用得较少。 技术,用户只须输入几个关键的尺寸, 多级缸前置直顶式举升机构。多级 计算机就能完成全部的设计工作,厂家 缸前置直顶式举升机构的自卸车,这种 可根据用户需要提供所须零部件;但造 机构t要由一支多节缸组成,其油缸行 价过高,进I 1・台车的液 部分价格, 程长达5、6m以_}二,采用此举升机构的 就可改装两台国产臼卸汽车;冈此在巾 自卸车可以把重心降到最低,极大地改 国目前没有市场。 善r车辆的稳定性;该机构受力最简 法国占约姆臼卸汽车的技术。法国 多级缸中置直顶式举外机构。为r 单,最省力;采用多级缸前置直顶式举 吉约姆自卸汽车多节缸、前顶、后厢板 改善单级缸中置直顶式举升机构的弱 升机构的自卸车是今后重型自卸车的发 靠液压油缸开关。斗子承载部分采用高 点,多级缸巾置直顶式举升机构麻运而 展方向。但其缺点:成本是最昂贵的; 强度、高耐磨钢板整体成形,斗予横断 生;其机构由两支多级缸和车箱、副车 它行程长达5、6m的油缸必须有可靠的 面为U形,尢斗了纵梁和横梁改装部分 架组成。这种多级缸巾置直顶式举升机 工艺来保证,质量远不及国外生产的; 与普通车厢相比,自重约降低lt,1990 构的举升点位于车箱重心之前,支座的 控制系统也极为灵敏。目前国内生产这 午我国台几个J 家引进r这一技术。但 支座反力是向卜的,这样极大改善r油 种举升机构的不多,国内装有这种机构 液 部分比海沃公一J自卸汽车液压音B分 缸和副车架的使用环境,使油缸和副车 的大多依靠进¨,从而制约_r这种机构 造价还高,我国用户难于接受。 架的受力很小,使整个液压系统的使用 在国内的发展;但这种机构今后将会得 3 国产自卸汽车的液压倾卸机构 寿命大大延长;由于多级缸是套简式的 到大发展。 实佰 结构,内泄量小,决定r两支油缸的举 自卸汽车的液压倾卸机构和整车性 单级缸中置直顶式举升机构。我国 计速度基本相同,从而避免_『车箱在举 能的改善,可最大限度地降低整车的自 最早的自卸汽车由于载重量小,所需的 升过程中的扭曲变形。缺点是在布置上 重和高度,经济效益和社会经济效益十 2008.2.HEAVY TRUCK《重型汽车》回 譬 固园 --1卜^ —Q i c h e s h i i i e 分可观,有着开发前景。国外高质高价 构的特点足活塞式液压缸两端分别与副 自卸汽车所有发动机都采用达标发动 2l0PS) 的举升机构将会被大量应用,国内也将 车架及举升臂铰接,举升臂的三个端点 机,特别是EQ3208G采用EQ2l0(不断开发出优质优价举升机构。 分别与液压缸、拉杆、车厢铰接,拉杆 发动机,排放达到欧洲Ⅱ号标准,且与 的两端分别与副车架、举升臂铰接。液 国内同类车型相比,油耗低l5%~20%, 4液压倾卸机构的型式和特点 举升机构的型式目前国内常见的 有:F式三角架放大举升机构、T式三角 压缸推动举升臂,通过拉杆的作用,举 以降低使用成本。 升臂将车厢举起。这种液压倾卸机构具 有结构简单、举升力大、举升稳定性好 5液压倾卸机构的主要部件 油泵。油泵为中高压齿轮油泵。当 取力器经油泵传动轴带动齿轮泵齿轮旋 转,使油泵吸油腔容积增大,两齿轮间 局部形成真空。液压油在大气压力作用 下进入油泵吸油腔内,两齿轮间的液压 油由于齿轮连续旋转互相啮合,将油液 架放大举升机构、双缸举计、前顶举升 和双面侧翻。三角架放大式举升机构是 目前国内使用最多的一种举升方式,适 用载重量8-40t,车厢长度4.4~6m。优 点为结构成熟、举升平稳、造价低;缺 点为车厢底板与士车架上平面的闭合高 等优点。在液压作用下活塞会不断上 升,当活塞由底部到达液压缸上部限位 孔时,进入液压缸的油从回流回油 箱,活塞不再继续上升。此时车厢处于 最大举升角度状态。 F式液压倾卸机构。F式液压倾卸机 度较大。双缸举升形式大多用在6x4自 卸车上,是在第二桥前方两侧各安装一 支多级缸(一般为3~4级),液压缸上支 点直接作用在车厢底板上。双缸举升的 构的特点是液压缸两端分别与车厢及举 歼臂铰接,举升臂的三个端点分别与液 压缸、拉杆、副车架铰接,拉杆的两端 由出油口挤出,在外载荷的作用下形成 油压。 油泵在工作过程中,液压油通过轴 向间隙流入轴承内进行润滑,然后流至 密封环小端的油液,经前、后泵盖的油 孔和侧板的油孔又流回吸油腔。 在泵体和泵盖的结合处装有。型大 密封圈,足为了防止外泄漏;轴承处装 有小密封圈是为了防止内泄漏,并用挡 优点为车厢底板与主车架上平面的闭合 分别与车厢、举升臂铰接。液压缸推动 举升,由于拉杆的作用,使举升臂转 动,通过液压缸把车厢举起。 高度较小;缺点足液压系统很难保证两 液压缸同步,举生半稳性较差,对车厢 底板的整体刚度要求较高。前顶举升方 式结构简单、车厢底板与主车架上平面 的闭合高度可以很小,整车稳定性好, 液压系统雎力较小,但前顶多级缸行程 较大,造价很高。双面侧翻液压缸受力 较好,行程较小,可实现双面侧翻;但 多级缸直顶式液压倾卸机构。前顶 式结构简单,由一只伸缩套简缸及附件 组成,多级缸下耳轴与固定在副车架上 的油缸支架铰接,上耳轴与固定在车厢 上的油缸支架铰接。双缸直顶特点类似 圈油封的轴向移动。 油泵前泵盖输入轴上有两个自紧油 前顶式,一般安装在车厢中间靠后,有 单级缸和多级缸,液压缸上支点直接作 封,外侧一端起防尘作用,内侧一端起 密封作用,如有损坏将造成油液流失, 应及时予以更换。(注意:油泵齿轮与油 液压管路较复杂,举升翻车事故发生率 较高。 东风系列自卸车应用CAD优化设 计,有连杆组合式举升机构和油缸直顶式 举升机构两大类。前者目前大多采用T式 用在车厢底板上。双向侧倾机构适用于 中长途运输的长车厢自卸车,液压缸行 程较小,可实现双向侧翻。 就自卸汽车部分而言,目前其他国 泵壳体间隙极小,油泵机件是靠液压油 来润滑的。因此,液压油粘度过大或液 压油过脏会导致润滑不良,油中的尘垢 和F式。后者目前有多级缸前顶式、双缸 直顶后倾式、多缸直顶侧倾式。 产自卸车未作较大的变化,尤其重心 高、自重大,这两个致命的弱点多年未 变。而东风系列自卸汽车在设计中,较 其他国产自卸车的结构有如下特点:增 加前轴减振、座椅减振,以提高乘座的 舒适性;更换离合器、变速箱、车架加 强、发动机采用增压等,以提高整车的 动力性和运载能力;采用马勒里式举升 机构,进行优化设计,使举升平稳、举 升机构经超强处理后可靠耐用,也增加 了整车的可靠性。为了适应国家最新颁 会损害齿轮侧板而使摩擦表面变得粗 糙,达样很可能导致油泵的滞死。) 液压缸。采用连杆组合式举升机构 的自卸车一般采用单作用活塞式举升 T式液压倾卸机构。T式液压倾卸机 布的环境保规,现生产的东风系列 固《重型汽车》HEAVY TRUCK 2oo8.2 开_二U ..r』_j  自 定、耐高压、维修方便。油缸直顶式举 溢流阀一起对油缸进行双重保护。在油  升机构的自卸车多采用单作用多级套筒 缸未举到顶时起作用,切断举升气路,Q i c h e S h i j i e 黪 固 —东 —r 凰lI  缸,该类油缸制造工艺成熟、性能稳 升系统的自卸车,通常加装限位阀,与 部件和改装部分零部件的布局。国外重型自卸汽车车厢结构,采用 高强度、高耐磨钢板整体U形横断面斗 子,工艺性虽简单,但U形横断面成形  缸,目前常见采用的有进口和国产两 举升控制阀自动回到中停位置。种,有关这些油缸的使用,可阅读具体 的油缸说明书。 举升控制阀。气控分配阀(见图1)。 气控限位阀的调整。当车厢举升到 没备价格成本较高,制造出来的产品在 没定的最大举升角时,气控限位阀控制 国内无法打开市场。我国生产的车厢除 分配阀,使分配阀处于中停位置,车厢 大梁以外,一般采用0235钢板拼焊而 常见采用气控分配阀有带慢降和不带慢 停止举升。一般在出厂时,气控限位阀 成,Q235材料焊接性能良好,但强度 降两种,普通气控分配阀由分配阀与操 已经调整到位,无需用户进行调整。如 低、耐磨性能差;锰钢不论是强度、刚  纵汽缸两部分组成,汽缸活塞杆直接与 果在使用过程巾,出现限位阀挡板压下 度还是耐磨性能都足Q235的二倍以上;分配阀的阀杆联结在一起,活塞带动阀 圆头螺栓的距离不够或过多时,需调整 按等强度设计,用一半厚度的锰钢板替 杆运动,实现车厢的举升、中停和下降 气控限位阀。调整方法如卜:空车在车 换原Q235钢板(车厢纵梁用板厚度不 三个动作。在普通气控分配阀的基础上 厢举到设定最大转角后下落,使油缸回 变),其经济效益十分可观,也可为用户 增加一个慢降接U就文现了气控分配阀 的慢降功能。  缩10o~l50rnm,这时可松开推杆上端的 带来经济效益。锁紧螺母,扭转圆头螺栓,使圆头螺栓 接触限位阀挡板,再拧紧推杆上端的锁 紧螺母即可。在运作中如出现异常现 象,应停止运作,取下限位阀罩壳,清 除各处尘污后在活动部位加入少量润滑 7 自卸车的市场及其选型 近两年,中国的自卸车市场异常火 爆,特别是年初以来,自卸车市场更足 迅猛发展。自卸车作为工程用车,销售 油,使限位阀推杆及气控阀芯的滑动恢 复灵活,即可正常运作。 6 自卸车车架和车厢的改进 图1 举升控制阀——气控分配阀 重型自卸汽车改装部分副车架 数量的多少与重大工程的开工数量有很 设计,一般高200mm,造成整车重心偏 大关系。无论是国家工程还是地方的建 手动转阀。转阀(见图2)是一种简单 高;由于自卸汽车改装部分副车架只是 设都需要自卸车,近两年国家重大工程 适用的举升控制阀,一般装在驾驶室, 从驾驶室后面到主车架尾端,主车大梁 建设项目较多,自卸车的市场发展也比  在下降过程中可随意控制车厢的下降速 在驾驶室后面形成应力集中,经常造成 较好。度,并且自带溢流阀,对整个液压系统 主车大梁断裂;改装部分副车架与主车 有保护作用。 随着自卸汽车的发展和国内购买能 架连接不牢固,自卸汽车重载时,在坏 力的提高,自卸车已经不足传统意义上 限位阀。采用双缸、前顶、侧翻举 路面上行走的多,因重心两边剧烈摇 的什么活都可以干的万能自卸车,从设 摆,时间一长,两车架之间发生错位, 计角度讲,也是按不同的货物、不同工 不仅损坏改装部分副车架,还损坏主车 况、不同地区开发不同的产品。这就要 架。将自卸汽车改装部分副车架与主车 求用户在购买车辆时要向厂家提供具体 架制作成为一个整体式车架后,可节省 使用情况。自卸车市场的迅速发展,让 材料,在大批量的汽车生产中,效益将 这个领域的竞争也日趋激烈,仅靠以前 十分可观。车架的具体改进办法:主要 “一锅端”的生产方式已无法适应市场需 是一个整体车架制作工艺问题。整体车 求。于是,细分市场成为各大自卸车生 架设计成变截面;相应变更主车架连接 产企业的主攻方向。一些主流企业相继 的相关零部件;副车架上的焊接件全部 推出针对不同道路条件、不同使用环 改成用铆钉铆接或用螺栓螺母连接;为 境、不同用途的各种配置自卸车。自卸 最大限度的降低重心高度,整体车架的 车市场竞争摆脱了粗放型,瞄准细分市 图2举升控制阀——手动转阀  空间要综合利用,这样更有利于主车零 场精耕细作。2008.2.HEAVY TRUCK《重型汽车》团 总 函|_^ ——Q i c h e s b i i i e 自卸车的用途非常广泛。长途货运、短 途货运、矿IIJ、建筑工地、路桥施工都能看 见自卸车的身影,这给自卸车市场的细分创 造r有利条件。也正是在这个背景 ,各厂 家开发了全新系列自卸车。据r解,如 全新自卸车系列产品变现_r性能特点与细分 市场的紧密对接。奥威“矿运王”、奥威“公路 穗藩菇诺 登嘲 II—IIIIII__I●_I_III_●I__-I列车”以及“小金牛”分别为矿…运输市 场、中短途自卸运输市场以及农村自卸市场 定制,并根据不同使用环境对产品进行有针 Il—II_-II_簿糟攀蓬羲 口文/吴修义 _对性改进。在配置和性能全面提升的同时, 市场价格具有优势,可以满足刚刚开始创业 用户的需求。 用户在选择底盘时,一般是按经济效益 来考虑的,比如:底盘的价格、装载质量、 超载能力、百公里油耗、养路费等。除此之 外,用户还要考虑底盘的如 参数:底盘车架 上平面离地高度。 - 般6X4底盘车架上平面离 地高度为1050--1200。该数值越大整车重心越 尽 一可能地提高汽车行驶速度是提 液,不仅降低r安装和维修成本,而 高运输效率的t要技术措施之 且也是非常环保的。此外,气压操纵 ,但必须以保证行驶安全为 还开拓r一些附加的应用,如在挂车 前提。近年来,由于车辆制造和道 上的麻用和使驻车制动更容易实现 岛,越容易造成翻车。影响该数值的冈素_}三要 是轮胎直径、悬挂的布置和主车架截面高度; 底趣后悬,该数值过大会影响自卸车举升稳定 性,造成举升翻车事故。此数值一般在500-- l loo之间(侧酣自卸车除外)。整车匹配合理、 使用可靠。目前自卸车改装 家鱼龙混杂,选 择自卸车时选择厂家比选择产品同样 要。除 看产品外,还爰r解J一家的设备能力、自卸车 上装的设计、工艺装备是否成熟、售后服务承 路建设水平的提高,汽车的行驶速 等。1992年开始批量供应商用车用气 度越来越高,要灵敏地减速或停车 压操纵的盘式制动器(见图1)。现在越 必须具备可靠的制动系统,而制动 来越多的商用车开始用气压盘式制动 器替代鼓式制动器。 系统的核心部件是制动器。 制动器是制动系中用以产生阻 碍车辆运动或运动趋势的部件,主 要分为鼓式制动器和盘式制动器。 近几年,商用车盘式制动器以其优 良的制动稳定性,表现出强劲的发 诺、配件是否能买到等。 选型时要注意的『口J题:运输大块物品 必须选用铲斗车厢;车厢长度大于5.4mU,t 展势头,在商用车上的应用日益增 多。 德国克诺尔公司是世界上道路 要特别注意车厢蘑心高度和举升稳定性;不 能用运煤专用车运送』: 方。 一般运煤々用 一一一一一 和铁路车辆制动系统最 要的供应 一一 — 商之一,在全球共柯l6家商用车制 动系统了公司,生产制造各种商用 车气制动、气/液制动、电子制动 车的车厢高度在1.6~1.9m,长度如何这类 车辆设计时是按轻质货物(比币小于1.2)考虑 的,用于运送t: 厅时可能有举升稳定忡差 和底盘操控系统。作为系统供应 商,其产品从供气系统、底盘控制 调节系统(其中包括电子控制系统) 图1 的问题,严重者可引起举外翻车事故;不要 用铲斗车厢运送淤泥、粘上等粘稠货物,铲 1 克诺尔盘式制动器结构和动 克诺尔盘式制动器结构如图2N 斗车厢的结构使粘稠货物更不容易卸l ;运 输铁矿粉的自卸车选型时要跟厂家声明,最 好选择铁矿粉专用运输车;用于铺路沥青运 输时,举外机构要求有慢降装置。 到车轮制动系统全方位地覆盖6t以 作原理 上的车辆。2O世_ ̄g8o年代末克诺尔 公司开发r浮动钳式气压操纵的盘 示。制动器的动作原理如下:当制动 式制动器,它不再需要使用制动 气室的 力增加时,活塞杆推动操纵 团《重型汽车》HEAVY TRUCK 2008.2 

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