理论教育 高速拖行时,叉车结构及转向系统的变化与应对方案

高速拖行时,叉车结构及转向系统的变化与应对方案

时间:2023-06-18 理论教育 版权反馈
【摘要】:高速拖行时发动机熄火,前轮摆动臂锁止机构解锁,半板簧起减振作用,牵引杆从垂直位置放下并挂在运输车后面的牵引挂钩上,同时由转向盘操纵后转向驱动桥的功能消失。也就是说,随行叉车转向系统可由主动转向转换为被动转向,以适应叉车的随行要求。行车制动系统在全挂车状态可转换成牵引车控制的气顶油挂车制动系统。遇有紧急情况时,行车制动装置和驻车制动装置可同时使用。扭力杆因受叉车结构限制也不易采用。

高速拖行时,叉车结构及转向系统的变化与应对方案

(1)总体结构 总体结构为四支点前移式,正向作业,反向拖行,同时兼顾叉车作业与全挂车公路行驶两方面的性能。车架通过摆动臂与前轮相连,车架与摆动臂之间有半板簧相连(见图1-9),高速拖行时起减振作用。平常工作时,车架与摆动臂之间锁止,半板簧不起作用。车架与后轮转向桥之间通过横置板簧、减振器和横向稳定杆相连。叉车作业时为全轮驱动、后轮转向;拖行状态时,四个驱动轮转换为自由轮,前轮转向。

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图1-9 随行叉车拖行状态结构图

1—前轮 2—摆动臂 3—轮边电动机 4—半板簧 5—锁止机构 6—滑道 7—旋转轴 8—车架

低速作业时,车架与前轮摆动臂之间通过锁止机构锁止,前轮与车架刚性连接,满足叉车叉装货物的需要。车架与后轮转向桥通过拉链柔性连接,叉装货物可将后桥重量传递给车架,起配重作用,保证叉车作业的机动性与灵活性。

高速拖行时发动机熄火,前轮摆动臂锁止机构解锁,半板簧起减振作用,牵引杆从垂直位置放下并挂在运输车后面的牵引挂钩上,同时由转向盘操纵后转向驱动桥的功能消失。由于叉车反向牵引,后转向桥变为前转向桥,通过牵引杆保证叉车转向桥具有拖行转向功能,利用四个轮胎的轮边电动机背压功能,可使四个驱动轮变为四个自由轮,使叉车具有全挂车功能。

(2)行驶驱动系统 随行叉车采用柴油机作动力,静液压传动。其工作原理是:柴油发动机驱动与其相连的行走变量泵,变量泵通过液压胶管与四个低速大转矩轮边电动机相连,驱动叉车行走(行驶中没有挡位),控制节气门实现无级变速,操作简单方便。

静压传动的能量传输介质是液压油,具有管路输送的特性,可将远距离动力传输问题简化为一组可随意布置的管路,再结合低速大转矩轮边驱动电动机,形成泵→管路→车轮电动机的传动路线,非常适合于随行叉车前轮外置的结构型式,同理还可以大大简化转向驱动桥的结构。采用静压传动还具有载荷自适应的特性,这一特点将为随行叉车提供极为优良的行驶操纵性能,特别适合野外作业。

(3)转向系统 随行叉车的转向系统具有叉车主动转向系统和全挂车被动转向系统的特性,能够满足叉车和全挂车两种功能的要求。例如:在处于叉车作业工况时,具有很好的机动性和对各种作业场所的适应性;在随行挂车工况中,具有全挂车对转向的技术要求。也就是说,随行叉车转向系统可由主动转向转换为被动转向,以适应叉车的随行要求。

随行叉车主动转向采用全液压转向器助力转向。当转动转向盘时,发动机带动同轴的双联泵给全液压转向器供油,压力油经转向器给转向液压缸供油,使转向车轮偏转,实现转向。当发动机熄火或供油泵出现故障时,全液压助力转向器能借助人力操纵转向,从而保证转向的可靠性

随行叉车被动转向原理:发动机处于熄火状态时,放下牵引杆,底部凸轮顶开转向油路开关,使转向液压缸油路相通,此时转向盘主动转向功能失效,转向盘可空转并对转向系统没有影响。牵引杆底部带有一拉动转向轮的拉杆,转向时,牵引杆拉动转向轮转动。此时叉车转为了车轮转向方式的全挂车。

(4)叉车作业与挂车行驶功能转换系统 随行叉车从叉车行驶功能转为挂车行驶功能包括以下四项内容:一是叉车状态的前桥在转为挂车状态后桥时,前轮与车架应转为弹性连接;二是所有驱动电动机的出油口相连,使车轮成为自由轮;三是叉车自主转向机构失效,变为由牵引杆拉动的被动转向;四是叉车的行车制动功能变为由牵引车控制的气顶油挂车制动方式。随行叉车两种作业工况相互转换的四步操作必须协调一致,在转换过程中任何一步不到位,两个工况作业功能都难以实现,甚至影响作业安全。区别叉车工况与挂车工况有两项本质特征,即发动机是否起动和牵引杆位置。发动机起动且牵引杆收回为叉车作业工况,发动机熄火且牵引杆放下为挂车行驶工况。

(5)制动系统 随行叉车制动系统按功能分有行车制动装置和驻车制动装置。行车制动系统在全挂车状态可转换成牵引车控制的气顶油挂车制动系统。制动系统是制约随行叉车运动的装置,是随行叉车安全行驶和顺利进行作业必不可少的装置,同时也是随行叉车高速安全行驶必须具备的装置。

行车制动的功用是使随行叉车在行驶过程中减速或者停车,它是由驾驶员通过制动踏板来操纵的:踩下制动踏板,产生制动作用;放松制动踏板,制动作用消失。

驻车制动为手制动,用于坡道驻车,具有制动锁止机构,可以保证在驾驶员离开叉车时也能可靠地停车,实现叉车驻车制动。(www.daowen.com)

遇有紧急情况时,行车制动装置和驻车制动装置可同时使用。全挂车制动系统的工作原理如图1-10所示。

由图1-10可知,牵引车行驶过程中通过挂车气顶油转换装置可向储气罐4充气,踩下牵引车制动脚踏板,通过挂车气顶油转换装置使储气罐放气,气顶挂车制动液压缸1,拉动行车制动脚踏板2,使随行叉车在全挂车状态下行车制动。

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图1-10 随行叉车全挂车状态气顶油制动原理图

1—挂车制动液压缸 2—行车制动脚踏板 3—挂车气顶油转换装置 4—储气罐

(6)工作装置 采用两级双起升液压缸的宽视野门架(两个液压缸对称分置在门架立柱外侧)。由于随行叉车总体结构是支腿式前移叉车,货叉具有前移功能,因此大门架前部还有一小门架,小门架采用剪刀叉式货叉前移方式来满足叉装货物的要求。随行叉车工作装置结构如图1-11所示。

(7)悬架系统 叉车轮胎与车架一般为刚性连接,也有为改善行驶舒适性,在后桥设置弹性行驶舒适性,在后桥设置弹性悬架的个例。随行叉车要具有良好的公路行驶性能,拖行最高速度为80km/h,车架与车桥之间就要有弹性悬架装置。弹性悬架可以缓和并衰减振动和冲击,使车辆获得良好的行驶平顺性。悬架设计是随行叉车能够满足高速拖行的关键因素之一。

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图1-11 随行叉车工作装置结构图

悬架结构通常有板簧、螺簧、扭力杆、油气和磁流变等五种。其中后两种技术先进、性能优良,但造价昂贵,可供选择的品种有限,多用于大型车辆。扭力杆因受叉车结构限制也不易采用。而板簧、螺簧是应用最为普遍的悬架结构,其设计理论和制造工艺相当成熟,能满足随行叉车公路行驶的要求,且技术上是完全可行的。

随行叉车转向桥(即挂车状态的前桥)是采用横置板簧结构来实现减振目的的。板簧中部与车体铰接,以承受纵向力。在驱动桥上加装两根纵向稳定杆,以避免高速拖行时左右摇摆。转向桥与车架之间设置有推力杆、阻尼减振器和横向稳定杆等辅助装置,可保证随行叉车处于全挂车状态时稳定直线行驶。同时转向桥与车架之间用链条限位,在叉装货物时,可将后桥的重量传递给车架,以保持整车的稳定性。前桥(即挂车状态后桥)是以半幅板簧作为弹性元件的单纵臂独立悬架摆臂结构,布置简洁。悬架臂与车架之间设置锁止机构,可通过发动机的起动和熄火来实现悬架摆臂的弹性或刚性连接。

(8)液压系统 随行叉车的传动方式为闭式静液压传动,且工作装置液压系统与整车液压系统共用一个油箱。工作装置液压系统的功用是满足工作机构的动作要求,利用液压缸的伸缩来完成工作装置搬运货物的动作。工作液压泵直接串联在行走泵后面,靠操纵手柄控制工作装置的起升与下降。各操纵手柄均布置在座椅右侧,以方便操作人员用右手控制工作装置的所有动作,左手驾驶转向盘。

用静压传动能够使叉车更柔和地起步、变速和换向,并能使发动机经常处于经济工况区运行,不仅有利于提高工作效率和操作舒适性,而且能有效地降低油耗、噪声及排放。由于静压传动液压系统比较复杂、油路多、管路长,因此设计时已充分考虑了管路优化布置、减少沿程损失和改善系统散热等问题。同时,静压传动系统的“柔性连接"也给整机的总体布局带来许多方便。

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