一種工程車輛車身自平衡的液壓控制系統(tǒng)

張智 林尚康

摘 ?要：基于傳統(tǒng)泥頭車多采用鋼板加彈簧式的非獨(dú)立懸架系統(tǒng)，不具有車身自平衡的調(diào)節(jié)功能，在遇到顛簸，凹凸不平的路面時(shí)容易出現(xiàn)震動(dòng)，側(cè)翻等嚴(yán)重事故，本研究為解決車身自平衡的調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)了泥頭車自身平衡的液壓控制系統(tǒng)。主要是由電控單元根據(jù)泥頭車作業(yè)環(huán)境和地形等不同路況給液壓控制系統(tǒng)傳遞信號(hào)，液壓控制系統(tǒng)再通過(guò)調(diào)節(jié)各液壓控制閥的開(kāi)度，方向等控制液壓管路中油壓的大小，液壓油的流向自動(dòng)有效地對(duì)車身平衡進(jìn)行調(diào)節(jié)，保持車身的平衡，并可以對(duì)路面帶來(lái)的沖擊進(jìn)行緩沖，保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行，提高汽車的通過(guò)性。

關(guān)鍵詞：泥頭車;懸掛系統(tǒng);車身平衡;液壓控制

1引言

隨著科技的發(fā)展，社會(huì)經(jīng)濟(jì)也加快步伐高速發(fā)展，帶動(dòng)著建筑行業(yè)蓬勃發(fā)展，建筑材料的供需促進(jìn)了運(yùn)輸行業(yè)的不斷壯大，泥頭車作為建筑行業(yè)中材料運(yùn)輸?shù)闹鞲闪α块_(kāi)始大展身手，泥頭車指的是用來(lái)運(yùn)輸建筑工地中用到的沙石，水泥等載荷很大的建筑材料的一類工程車輛，泥頭車本身具有裝載車廂能自動(dòng)傾覆一定角度自動(dòng)卸料，大大節(jié)省卸料時(shí)間和勞動(dòng)力，從而縮短運(yùn)輸周期，提高生產(chǎn)的效率，降低運(yùn)輸成本的優(yōu)點(diǎn)讓它的作用變得更加不可替代，但此優(yōu)點(diǎn)并不能改變?nèi)藗冊(cè)谏钪兴目謶?，主要是因?yàn)槟囝^車使用的是非獨(dú)立懸掛系統(tǒng)，不具有車身自平衡調(diào)節(jié)容易出現(xiàn)側(cè)翻等危險(xiǎn)事故。

1.1泥頭車的發(fā)展?fàn)顩r

社會(huì)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，建筑行業(yè)追隨步伐也迅猛發(fā)展，泥頭車作為建筑行業(yè)中必不可少的交通運(yùn)輸主干力量，它的需求量也越來(lái)越大。根據(jù)數(shù)據(jù)顯示，2017年我國(guó)的泥頭車市場(chǎng)總銷售量就已經(jīng)達(dá)到60多萬(wàn)輛，龐大的數(shù)據(jù)來(lái)之不易。

1.2課題研究的目的

泥頭車工作路況環(huán)境相對(duì)比較特殊復(fù)雜，泥頭車主要作業(yè)在建筑工地，建筑工地路面多凹凸不平，曲折，顛簸，近年來(lái)，泥頭車翻車等意外事故高頻發(fā)生，除了與操作人員的操作，路面的顛簸凹凸不平有關(guān)以外，大部分還與泥頭車的結(jié)構(gòu)組成有關(guān)，主要與泥頭車使用的懸掛系統(tǒng)有關(guān)，泥頭車普遍使用非獨(dú)立懸架系統(tǒng)，不具有車身自平衡的調(diào)節(jié)功能。本次研究討論的只要是針對(duì)泥頭車使用過(guò)程中遇到的車身不能自平衡的問(wèn)題進(jìn)行研究解決，隨著液壓技術(shù)的發(fā)展，本次研究通過(guò)液壓控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)能夠根據(jù)作業(yè)環(huán)境和地形依靠人工或自動(dòng)調(diào)節(jié)有效地對(duì)車身進(jìn)行調(diào)平，還可以實(shí)現(xiàn)緩沖因路面凹凸不平，曲折等帶來(lái)的沖擊，提升了通過(guò)性。

1.3課題研究的主要內(nèi)容

針對(duì)傳統(tǒng)泥頭車使用的鋼板加彈簧式懸架系統(tǒng)導(dǎo)致的車身不能自平衡調(diào)節(jié)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)：擬采用電控單元加液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)車身平衡。主要由車身高度傳感器，加速度傳感器檢測(cè)泥頭車在行車過(guò)程中對(duì)應(yīng)的車身高度，加速度信號(hào)，并以電信號(hào)的形式傳遞給電控單元，電控單元根據(jù)信號(hào)通過(guò)控制液壓控制系統(tǒng)中各種液壓控制閥的開(kāi)度與方向，間接控制油路中液壓油的流量與方向達(dá)到調(diào)節(jié)車身平衡的目的。

2車身自平衡的液壓控制系統(tǒng)

2.1非獨(dú)立懸掛系統(tǒng)

懸掛系統(tǒng)是車輛的車架與車橋或者車輪之間一切連接裝置的總稱，是衡量車輛性能的重要指標(biāo)之一。泥頭車主要運(yùn)用的都是非獨(dú)立懸架系統(tǒng)，所謂的非獨(dú)立懸架系統(tǒng)就是鋼板加彈簧式懸架系統(tǒng)。

2.2液壓控制系統(tǒng)

液壓控制系統(tǒng)是以電機(jī)提供動(dòng)力作為基礎(chǔ)，使用液壓泵把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為壓力，推動(dòng)液壓油經(jīng)過(guò)受電控單元控制的打開(kāi)閥門的液壓閥，并由電控單元調(diào)節(jié)液壓閥的開(kāi)度以及液壓油路中液壓油的流量，從而推動(dòng)液壓缸做出不同的行程，不同方向的動(dòng)作。

2.3泥頭車車身自平衡的液壓控制系統(tǒng)工作原理

以液體為工作介質(zhì)，能夠?qū)崿F(xiàn)能量轉(zhuǎn)換傳遞和控制以及分配的技術(shù)叫做液壓技術(shù)。

一.當(dāng)泥頭車行駛在凹凸顛簸不平的工地路面時(shí)，會(huì)產(chǎn)生巨大的震動(dòng)能，非獨(dú)立懸架系統(tǒng)剛度過(guò)小不能吸收這一部分震動(dòng)能，會(huì)引起車身劇烈震動(dòng)。

二.由于工程車會(huì)在顛簸不平的工地工作，遇到不平路面時(shí)車軸相對(duì)于車身都會(huì)有上下的運(yùn)動(dòng)。

2.4液壓元件簡(jiǎn)介

2.4.1蓄能器

蓄能器主要分為以下幾點(diǎn)用途，一是作為存儲(chǔ)能量，應(yīng)急液壓。其二，可以液壓沖擊和吸收脈動(dòng)。

2.4.2兩位四通電磁換向閥

電磁閥里有密閉的腔，在不同位置開(kāi)有通孔，每個(gè)孔都通向不同的油管，腔中間是閥，兩面是兩塊電磁鐵，哪面的磁鐵線圈通電閥體就會(huì)被吸引到哪邊，通過(guò)控制閥體的移動(dòng)來(lái)檔住或漏出不同的排油的孔，而進(jìn)油孔是常開(kāi)的，液壓油就會(huì)進(jìn)入不同的排油管，然后通過(guò)油的壓力來(lái)推動(dòng)油缸的活塞。

3結(jié)論與展望

3.1結(jié)論

本文主要針對(duì)泥頭車車身自平衡調(diào)節(jié)的一種液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，液壓支撐缸設(shè)置于車身與轉(zhuǎn)向架之間，在車架上設(shè)有加速度傳感器和油壓傳感器，加速度傳感器只要用來(lái)檢測(cè)液壓支撐崗活塞運(yùn)動(dòng)的加速度，油壓傳感器主要用來(lái)檢測(cè)液壓支缸上下油腔的工作油壓并且都把信號(hào)傳遞給電控單元，電控單元再把信號(hào)以電流大小的形式傳遞給連接在油管上的雙向控制閥調(diào)控其開(kāi)閉，流量大小與液壓油流動(dòng)的方向給工作缸提供液壓油，通過(guò)液壓支撐桿中上下油腔中的油液的循環(huán)緩沖了不平路面給泥頭車帶來(lái)的震動(dòng)，實(shí)現(xiàn)行車的平順性，同時(shí)還設(shè)有車身高度傳感器，車身高度傳感器只要用來(lái)檢測(cè)車身的高度，它能把信號(hào)反饋給電控單元，電控單元再把接收到的信號(hào)以電流大小的形式傳遞給雙向控制閥并通過(guò)調(diào)節(jié)裝在油管上的雙向控制閥的開(kāi)閉以及供油裝置狀態(tài)改變液壓油的方向，最終改變工作杠的液壓油壓力達(dá)到車身平衡時(shí)的油壓，達(dá)到調(diào)節(jié)車身的高度的目的，實(shí)驗(yàn)證明平衡系統(tǒng)能根據(jù)作業(yè)環(huán)境和地形自動(dòng)有效地對(duì)車身進(jìn)行調(diào)節(jié)，在不同的路況仍然能讓車身距地間隙保持不變，提升通過(guò)性，仍然可以對(duì)路面帶來(lái)的沖擊進(jìn)行緩沖，對(duì)路面的顛簸更加適應(yīng)自如，保證設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行。

3.2展望

今后，對(duì)泥頭車的穩(wěn)定性與安全問(wèn)題越來(lái)越重視，液壓控制系統(tǒng)也會(huì)更加側(cè)重于液壓控制技術(shù)和節(jié)能方面，液壓控制技術(shù)可以更好更方便節(jié)能地提升泥頭車的平穩(wěn)性和安全性，技術(shù)的融合能取得更大的進(jìn)步與發(fā)展。

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