全路面起重機底盤關(guān)鍵技術(shù)淺析

姜楠++謝冰++李呼

摘 要：全路面起重機是一種兼有汽車起重機和越野起重機特點的高性能產(chǎn)品。它既能像汽車起重機一樣快速轉(zhuǎn)移、長距離行駛，又可滿足在狹小和崎嶇不平或泥濘場地上作業(yè)的要求，即行駛速度快，多橋聯(lián)動離地間隙大，爬坡能力高等功能，是一種極有發(fā)展前途的產(chǎn)品。

關(guān)鍵詞：全路面起重機；多橋驅(qū)動；多橋聯(lián)動

全地面起重機，又稱全路面起重機，英文名All terrain crane。國內(nèi)首臺500噸全地面起重機由徐工集團徐州重型機械有限公司自主研發(fā)出來。該產(chǎn)品的投入使用及規(guī)?；a(chǎn)，打破了國外巨頭在高端起重機產(chǎn)品技術(shù)上的壟斷，使得大噸位汽車起重機國產(chǎn)化步伐進(jìn)一步加快。三一重工研發(fā)的全路面起重機SAC12000，起重性能則達(dá)到了國際領(lǐng)先水平，可靠性更高，更安全。三一重工專業(yè)從事高端，大噸位起重機的研發(fā)制造，打破國外壟斷，國際一流品質(zhì)。實現(xiàn)了我國移動式起重機行業(yè)的跨越式發(fā)展，改變了全球輪式起重機的市場格局，大幅提升了我國輪式起重機行業(yè)的全球競爭力。同時打破了歐美對我國起重機產(chǎn)業(yè)的技術(shù)和市場壟斷。徐工集團與三一重工均已實現(xiàn)行業(yè)內(nèi)的千噸級全地面起重機的研發(fā)生產(chǎn)，這將使國內(nèi)的全路面起重機市場控制在中國企業(yè)自己的手中。

一、全地面起重機底盤特點

底盤設(shè)計技術(shù)中的關(guān)鍵是油氣懸架系統(tǒng)和多橋聯(lián)動技術(shù)設(shè)計，這兩項技術(shù)是全地面起重機的獨有技術(shù)。油氣懸架系統(tǒng)多橋底盤的必要條件，除了能起到多軸平衡的作用外，還能起到增加整機側(cè)傾剛度、克服制動前傾、調(diào)節(jié)車架高度和鎖死懸架等功能。油氣懸架系統(tǒng)由油氣彈簧和配流系統(tǒng)組成。油氣彈簧是用氣體作為彈性元件，在氣體與活塞之間引入油液作為中間介質(zhì)；而配流系統(tǒng)則利用油液的流動，平衡軸荷、阻尼振動、調(diào)節(jié)車身高度等。油氣懸架系統(tǒng)有以下優(yōu)點。增強承壓能力油氣彈簧以鋼筒蓄能器作為彈性元件，能夠承受很高的壓力，通常可達(dá)20MPa，因而體積小、質(zhì)量輕，用于重載軸荷時質(zhì)量比鋼板彈簧輕50%以上。提高行駛的平順性油氣彈簧可以獲得很好的彈性特性曲線和較低的固有頻率，因而汽車的行駛平順性和舒適性大大優(yōu)于鋼板彈簧懸架，并減小了整車對地面的沖擊力。油氣懸架的變剛度彈性特性曲線可以防止發(fā)生懸架擊穿，對于越野行駛非常重要。有效地平衡軸荷油氣懸架系統(tǒng)可以通過管路的連接，將不同車軸的油氣彈簧油缸連接起來，起到平衡軸荷作用。增加整機的側(cè)傾剛度當(dāng)車輛轉(zhuǎn)彎時，由于離心力的作用，重心轉(zhuǎn)移，因而整車明顯傾斜。油氣懸架系統(tǒng)將左、右油氣彈簧串聯(lián)，可以大大加強整車的側(cè)傾剛度。選擇油氣懸架液壓缸最佳大、小腔面積比可以獲得理想的側(cè)傾剛度。同理，如果將前、后油氣彈簧油缸串聯(lián)，可以提高整機縱角向剛度，克服制動點頭現(xiàn)象。在技術(shù)方面已經(jīng)達(dá)到一個新的高度了，不過也不能利用技術(shù)去做一些比較危險的項目，不要挑戰(zhàn)臨界值，最好能在保證安全的情況下工作。從安全的角度講完全不可以不支腿吊重，這樣很危險，尤其是車身是使用彈簧鋼板的吊車更不行。

二、全路面起重機底盤技術(shù)

（一）油氣懸架技術(shù)

當(dāng)前油氣懸架系統(tǒng)主要分為聯(lián)通式油氣懸架系統(tǒng)和獨立式油氣懸架系統(tǒng)兩種。與獨立式油氣懸架系統(tǒng)相比，聯(lián)通式油氣懸架系統(tǒng)可以更好地降低全路面起重機的固有頻率，使車輛在行駛過程中獲得更好的抗俯仰和抗側(cè)傾剛度，改善行駛的穩(wěn)定性，因此，全路面起重機的懸掛裝置多數(shù)采用聯(lián)通式油氣懸架。但是，聯(lián)通式油氣懸架系統(tǒng)中的左右懸架油缸通過一定長度的液壓管道相連，液壓管道會受到來自懸架系統(tǒng)的液壓沖擊的破壞，特別是在惡劣的路面條件下行駛時，液壓沖擊對液壓油管的破壞會更大，會使液壓管道產(chǎn)生疲勞損傷，進(jìn)而系統(tǒng)會產(chǎn)生油液泄露、管道破裂等問題，而且維修困難，如果一旦在吊重行駛作業(yè)的情況下出現(xiàn)問題，會產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟損失，甚至?xí)斐扇藛T傷亡。另外，整個油氣懸架系統(tǒng)中的阻尼孔位于懸架油缸的內(nèi)部，不能根據(jù)路面的情況調(diào)整阻尼孔直徑的大小，使系統(tǒng)產(chǎn)生的阻尼不能滿足特殊路況的要求，在這些特殊路況下，全路面起重機的阻尼減震效果達(dá)不到最佳，也會對整個油氣懸架系統(tǒng)產(chǎn)生很大的損害。

（二）多橋聯(lián)動技術(shù)

通過上述對現(xiàn)有油氣懸架系統(tǒng)的分析，對全路面起重機的油氣懸架系統(tǒng)進(jìn)行了一定的改進(jìn)，此改進(jìn)主要是為現(xiàn)有油氣懸架系統(tǒng)添加了換向閥、阻尼調(diào)節(jié)閥、鎖緊閥和單向閥等液壓元件。當(dāng)全路面起重機在路面上行駛時，改進(jìn)的油氣懸架系統(tǒng)可以分為兩種工作情況：第一種情況可以選擇使兩個換向閥位于上位，此時左右懸架油缸聯(lián)通，可以使全路面起重機獲得很好的阻尼減震效果，使全路面起重機獲得良好的通過性和平順性；第二種情況可以選擇使兩個換向閥位于下位，此時左右懸架油缸獨立工作，液壓油管不參加工作，可以減少液壓沖擊對液壓管道的破壞，防止液壓油管斷裂。如果在第一種工作情況下，液壓管道突然破裂或者發(fā)生液壓油泄露現(xiàn)象，可以立即將兩個換向閥換到下位，保證全路面起重機不受液壓管道損壞的影響，繼續(xù)進(jìn)行工作。另外，在上述兩種工作情況下，都可以通過調(diào)整阻尼調(diào)節(jié)閥，改變整個懸架系統(tǒng)的阻尼，使得懸架系統(tǒng)能更好地適應(yīng)路面情況，使車輛獲得較好的阻尼減震效果，并減少路面激勵對系統(tǒng)的損害。最后，當(dāng)全路面起重機在吊重行使作業(yè)的情況下，可以同時關(guān)閉兩個鎖緊閥，使懸架油缸的無桿腔與蓄能器完全斷開，此時油氣懸架系統(tǒng)變?yōu)閯傂詰壹?，可以提高吊重行使作業(yè)的安全性和穩(wěn)定性。

三、小結(jié)

油氣懸掛擁有極好的行駛平順性，平衡性、高通過性，支撐作業(yè)和吊重行駛；懸架多橋聯(lián)動技術(shù)提高了越野性能和通過性能。正是上述這兩項區(qū)別于其他底盤的技術(shù)，為全路面起重機大幅度提高行駛性能，向大噸位發(fā)展提供必要條件。這兩項關(guān)鍵技術(shù)，將引領(lǐng)全路面起重機朝著高端技術(shù)方向發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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