從甩掛運輸談半掛車支承裝置的結(jié)構(gòu)特點及發(fā)展趨勢

張學(xué)禮 周 剛 馬言詩

半掛車支承裝置是一種在牽引車與半掛車分離(甩)或連接(掛)時使用，且在分離后用于支承半掛車前部質(zhì)量并使半掛車處于水平狀態(tài)的部件。一般以人力驅(qū)動和機械傳動式升降方式為主，有單動和雙聯(lián)動2種類型。2010年，交通運輸部、國家發(fā)改委等相關(guān)部委聯(lián)合在全國啟動甩掛運輸試點工程[1]。隨著我國甩掛運輸試點工作的逐步推進，一些生產(chǎn)企業(yè)針對甩掛運輸車輛在“甩、掛”過程中存在的實際問題進行研究，并設(shè)計、制造出液壓驅(qū)動雙聯(lián)動半掛車支承裝置和電驅(qū)動雙聯(lián)動半掛車支承裝置，并將這些裝置在部分甩掛運輸試點單位試用，使半掛車支承裝置出現(xiàn)了新的發(fā)展趨勢。

1 半掛車支承裝置結(jié)構(gòu)類型分析

半掛車支承裝置按升降方式可分為單動(左、右支承裝置的行程分別獨立調(diào)節(jié))和聯(lián)動(左、右支承裝置的行程在一側(cè)同步調(diào)節(jié))；按照生產(chǎn)材料分為鋼質(zhì)和鋁合金2種；按照舉升載荷(t/對)分為10 t級、20 t級和30 t級3種；按照驅(qū)動形式分為人力、液壓和電動3種。

在安裝支承裝置時，一般要保證半掛車的間隙半徑符合要求；支腿升起后，其離地間隙要符合要求；伸出量應(yīng)保證半掛車與牽引車分離和連接；車輛滿載時，其負荷應(yīng)不超過半掛車總質(zhì)量的60%，同時縱向、橫向聯(lián)結(jié)強度應(yīng)滿足相關(guān)要求等。

在我國推廣道路甩掛運輸和倡導(dǎo)車輛輕量化之前，半掛車支承裝置基本上是人力驅(qū)動、機械式傳動的單動或聯(lián)動形式。下面按照半掛車支承裝置的驅(qū)動形式分析其主要組成結(jié)構(gòu)。

1.1 人力驅(qū)動機械傳動式半掛車支承裝置

人力驅(qū)動機械傳動式半掛車支承裝置是使用最早、最為普遍的一種(見圖1)，一般采用單動或聯(lián)動方式。在推進道路甩掛運輸之前，市面上主要實行一主一掛的運輸方式，支承裝置使用次數(shù)較少，其靈活性、方便性、可靠性等性能難以展現(xiàn)。一些生產(chǎn)企業(yè)為降低成本，更傾向于采購一些價位較低的支承裝置，從而導(dǎo)致半掛車行業(yè)存在標準不一、產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊、產(chǎn)品價格差別較大等現(xiàn)象，支承裝置應(yīng)用與質(zhì)量低下之間形成了惡性循環(huán)。在甩掛運輸試點工程中，為了有效防止車輛傾斜并節(jié)省人力、提高效率，交通運輸部在甩掛運輸推薦車型基本要求中規(guī)定半掛車統(tǒng)一采用左右雙聯(lián)動的支承裝置，并應(yīng)符合GB/T 26777-2011《掛車支承裝置》[2]的相關(guān)要求。

如圖1，在聯(lián)動半掛車支承裝置中，主動支承1和隨動支承2之間聯(lián)接一聯(lián)接軸3，聯(lián)接軸3起傳動扭矩的作用，在主動支承1上安裝人力驅(qū)動搖柄4，通過在主動支承1施加手柄力，在使主支承1升降的同時通過聯(lián)接軸3帶動隨動支承2升降。主動、隨動支承的主要區(qū)別在于：隨動支承是在主動支承1上加裝施力機構(gòu)和調(diào)速機構(gòu)，其他結(jié)構(gòu)基本都一樣，主要由內(nèi)外支承管、一對換向錐齒輪、升降絲杠絲母以及支承底座等組成。在交通運輸部開展的2010年科技專項《公路甩掛運輸關(guān)鍵技術(shù)與示范》研究中，課題承擔單位技術(shù)人員根據(jù)我國甩掛運輸試點工程的實際需要，發(fā)明了實用新型專利——《一種快速省力的半掛車支承裝置》(專利號201320110358.0)。經(jīng)檢驗，該專利裝置符合國家標準要求，產(chǎn)品樣機正在甩掛運輸試點單位半掛車上示范、應(yīng)用。

1.2 液壓驅(qū)動式半掛車支承裝置

液壓驅(qū)動式是研制較晚，最近逐步在試用、推廣的一種半掛車支承裝置(見圖2)。該裝置均為聯(lián)動式，一般由支承裝置底座、支承外管、內(nèi)部油缸、控制單元、動力單元以及各種管線組成。其優(yōu)點是升降時省力、省時，舉升力大，但也存在一些不足。該裝置一般從牽引車24 V蓄電池上取得動力，在動力單元(直流電機和液壓泵)的驅(qū)動下，通過控制單元(液壓控制閥)使液壓油缸伸出或收回，從而使支承裝置升降。使用時，要先按要求從電氣控制箱中取出電源線，按照電線顏色區(qū)分正負極，并接在牽引車蓄電池上，接通電源。然后，按照操作說明，通過控制單元手柄來控制支承裝置升降，并控制其升降速度。液壓支承裝置設(shè)計制造一定要考慮系統(tǒng)內(nèi)泄和液壓、機械鎖緊機構(gòu)，以防止支承裝置自降。

1.3 電驅(qū)動式半掛車支承裝置

電驅(qū)動式支承裝置也是為省力、省時，在人力驅(qū)動、機械傳動基礎(chǔ)上改進設(shè)計的一種支承裝置。該支承裝置均為雙聯(lián)動，是在人力驅(qū)動、機械傳動雙聯(lián)動支承裝置(見圖1)的主動支承外側(cè)加裝1個動力裝置而成。該動力裝置主要包括電動馬達、蓄電池和控制裝置等，在電力不足時，也可以通過人力驅(qū)動完成升降工作。該動力裝置要與支承裝置驅(qū)動軸聯(lián)結(jié)，可通過拉出、推進來調(diào)整支承裝置升降速度。電驅(qū)動式支承裝置相對液壓支承裝置(結(jié)構(gòu))較為簡單，其優(yōu)點是改造簡單、省時、省力，其缺點是需要經(jīng)常檢查蓄電池的電力并及時充電，給車輛使用單位增加了較高采購成本，負荷較大時動力達不到要求導(dǎo)致驅(qū)動力不夠等。

2 半掛車支承裝置應(yīng)用分析

半掛車支承裝置按驅(qū)動形式分為人力、液壓和電動3種，均為雙聯(lián)動型式。

人力驅(qū)動、機械傳動支承裝置使用最早、應(yīng)用較為普遍，其具有自質(zhì)量較輕、產(chǎn)品成本較低(一般每付在2 000元左右)、使用方便等優(yōu)點，也具備需要人力驅(qū)動、產(chǎn)品質(zhì)量較差或承載質(zhì)量較大時費時、費力的缺點。

液壓驅(qū)動支承裝置具有省時、省力的優(yōu)點，也存在自質(zhì)量較大(整個系統(tǒng)180 kg左右)、成本較高(一般整套系統(tǒng)在15 000元左右)、操作不方便(每次均要連接和拆開電源線)以及液壓油在各聯(lián)結(jié)件間易泄漏等缺點?，F(xiàn)階段的甩掛運輸中，主要在支承裝置承載質(zhì)量較大的運煤半掛車上試用。

電動支承裝置是在人力驅(qū)動、機械傳動支承裝置基礎(chǔ)上改進而來的，具有省時、省力的優(yōu)點，同時雖然其自質(zhì)量增加不多，但成本也較高(一般每套在1 5 000元左右)?，F(xiàn)階段的甩掛運輸中，主要用在人力成本較高的地區(qū)，且車輛的承載質(zhì)量需要符合相關(guān)要求。

3 半掛車支承裝置標準分析

2011年以前，支承裝置在汽車行業(yè)和交通運輸行業(yè)共有2部標準，分別是QC/T 310-1999《半掛車支承裝置》[3]和JT/T 476-2002《掛車支承裝置》[4]。后經(jīng)標準歸口標委會認真分析，結(jié)合掛車支承裝置的設(shè)計和生產(chǎn)中出現(xiàn)的新結(jié)構(gòu)、新工藝及使用要求的變化等，交通運輸部公路科學(xué)研究院等單位技術(shù)人員在2011年前研究制定了GB/T 26777-2011《掛車支承裝置》，該標準于2012年1月1日實施，同時QC/T 310-1999《半掛車支承裝置》和JT/T 476-2002《掛車支承裝置》2個行業(yè)標準廢止。GB/T 26777-2011規(guī)定了機械傳動的掛車支承裝置的型式、基本參數(shù)、技術(shù)要求、試驗方法和檢驗規(guī)則等，自此人力驅(qū)動、機械傳動式支承裝置有了統(tǒng)一的標準進行規(guī)范。

目前，液壓和電驅(qū)動支承裝置還沒有統(tǒng)一的標準進行規(guī)范，無論是其規(guī)格型號、技術(shù)參數(shù)還是其耐久性等指標的符合程度，都沒用相應(yīng)的機構(gòu)進行檢驗、考證，完全依靠生產(chǎn)企業(yè)根據(jù)市場需要自己開發(fā)、生產(chǎn)并推廣該類產(chǎn)品。這樣導(dǎo)致此類產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊、各項經(jīng)濟技術(shù)指標高低不一、產(chǎn)品強度和壽命無法驗證、市場上一些易損件不具備互換性、維修維護不方便等問題出現(xiàn)。

隨著我國道路甩掛運輸?shù)倪M一步推進，半掛車支承裝置正根據(jù)用戶需要，從結(jié)構(gòu)、材料和型式上多樣化發(fā)展。據(jù)分析，最近一個時期國內(nèi)半掛車支承裝置還應(yīng)以雙聯(lián)動人力驅(qū)動、機械傳動為主，但要提高產(chǎn)品質(zhì)量，使其符合標準要求，從技術(shù)上保證其省力省時。隨著我國人力成本飛不斷上升，以及生產(chǎn)成本的逐漸下降，電動支承裝置將會逐漸在一定范圍和地區(qū)內(nèi)得到應(yīng)用。由于其性能特點，液壓支承裝置主要用于支承裝置承載力較大的半掛車輛上。筆者認為，下一步相關(guān)部門應(yīng)對液壓支承裝置進行產(chǎn)品規(guī)格、技術(shù)要求的規(guī)范化，并進行試驗方法的研究、修訂《掛車支承裝置》國家標準，補充完善相關(guān)技術(shù)內(nèi)容，指導(dǎo)行業(yè)健康發(fā)展。

[1]交運發(fā)[2010]562號, 關(guān)于印發(fā)《甩掛運輸試點工作實施方案》的通知[S].

[2]GB/T 26777-2011. 掛車支承裝置[S].

[3]QC/T 310-1999. 半掛車支承裝置[S].

[4]JT/T 476-2002. 掛車支承裝置[S].