工程機(jī)械車輛的轉(zhuǎn)向形式及其特點(diǎn)研究

李 輝，賈文斐

（洛陽中集凌宇汽車有限公司，河南 洛陽471000）

當(dāng)前工程機(jī)械通常利用液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)工程機(jī)器穩(wěn)定運(yùn)行的目標(biāo)。液壓動(dòng)力系統(tǒng)在應(yīng)用過程中，具有體積小、重量輕、穩(wěn)定性強(qiáng)、結(jié)構(gòu)緊湊等特點(diǎn)，并且能夠吸收路面沖擊，不需要另外設(shè)置潤(rùn)滑裝置，有利于提高工程機(jī)械車輛的可靠性。工程機(jī)械車輛在運(yùn)行過程中，轉(zhuǎn)向輪多種多樣，其中包括：鋼輪、輪胎等等。另外，工程機(jī)械車輛的轉(zhuǎn)換方式也包括平移、滑移以及鉸鏈三種方式，在實(shí)際運(yùn)用過程中，三種方式不僅能夠獨(dú)自運(yùn)行，還能夠任意組合應(yīng)用，從而形成各較為復(fù)雜的轉(zhuǎn)向形式，這種轉(zhuǎn)向形式靈活性較高、穩(wěn)定性較強(qiáng)、能夠充分滿足工程機(jī)械施工的大部分需求。因此，文章針對(duì)三種工程機(jī)械車輛轉(zhuǎn)向形式的特點(diǎn)進(jìn)行分析，深入挖掘各種轉(zhuǎn)向形式各自的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，希望能夠?yàn)楹罄m(xù)研究人員探索更加靈活的轉(zhuǎn)向形式奠定基礎(chǔ)。

1 常見工程機(jī)械車輛轉(zhuǎn)向形式分析

結(jié)合工程車輛獲得轉(zhuǎn)向力矩方式存在的差異性分析，工程機(jī)械車輛的轉(zhuǎn)向主要可以分為以下幾類：

（1）路面機(jī)械。例如：瀝青混合料攤鋪機(jī)、平地機(jī)以及輪式穩(wěn)定土拌和機(jī)。路面機(jī)械工程施工中的轉(zhuǎn)向形式有很多種，包括：偏轉(zhuǎn)前輪轉(zhuǎn)向、差速轉(zhuǎn)向、全輪偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向以及偏輪前轉(zhuǎn)與鉸鏈轉(zhuǎn)向組合等多種形式。需要結(jié)合工程實(shí)際需求選擇科學(xué)、合理的轉(zhuǎn)向方式。

（2）養(yǎng)護(hù)機(jī)械。例如：冷再生機(jī)和銑刨機(jī)[1]。在工程施工過程中，運(yùn)用養(yǎng)護(hù)機(jī)械，想要充分滿足施工需求，可以采用以下三種轉(zhuǎn)向形式，分別為：偏轉(zhuǎn)后輪與鉸接轉(zhuǎn)向結(jié)合形式、偏轉(zhuǎn)前輪轉(zhuǎn)向形式以及全輪偏轉(zhuǎn)履帶轉(zhuǎn)向形式。

（3）壓實(shí)機(jī)械。例如：壓路機(jī)。在工程施工過程中運(yùn)用壓實(shí)機(jī)械，可以選用以下兩種轉(zhuǎn)向形式，分別為：教鉸鏈轉(zhuǎn)向形式和偏轉(zhuǎn)前輪轉(zhuǎn)向形式，在施工中需要結(jié)合工程實(shí)際情況選擇合理的轉(zhuǎn)向形式。

（4）土方機(jī)械。例如：挖掘機(jī)、裝載機(jī)以及裝載挖掘機(jī)。這種機(jī)械的常用轉(zhuǎn)向形式有差速轉(zhuǎn)向形式、偏轉(zhuǎn)前輪轉(zhuǎn)向形式、鉸鏈轉(zhuǎn)向形式三種。

（5）混凝土機(jī)械。例如：工業(yè)車輛底盤的泵車，常用的轉(zhuǎn)向方式有偏轉(zhuǎn)前輪轉(zhuǎn)向形式。

（6）樁工機(jī)械。例如：履帶底盤的旋挖鉆機(jī)，常用的轉(zhuǎn)向方式有差速轉(zhuǎn)向。

（7）起重機(jī)械。例如：輪式起重機(jī)、大型輪式起重機(jī)、履帶起重機(jī)以及大型架橋機(jī)，常用的轉(zhuǎn)向方式有偏轉(zhuǎn)前輪轉(zhuǎn)向、多橋偏轉(zhuǎn)前輪轉(zhuǎn)向、差速轉(zhuǎn)向以及多輪復(fù)合便宜轉(zhuǎn)向形式。

（8）工業(yè)車輛。例如：叉車，常用的專項(xiàng)方式有偏轉(zhuǎn)后輪轉(zhuǎn)向。

（9）環(huán)衛(wèi)機(jī)械。例如：垃圾壓實(shí)機(jī)，常用的轉(zhuǎn)向形式為鉸鏈轉(zhuǎn)向[2]。

（10）礦山機(jī)械。例如：排土機(jī)、輪斗挖掘機(jī)。常用的轉(zhuǎn)向形式有多履帶偏轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向。

（11）重型卡車。例如：鉸鏈?zhǔn)街行涂ㄜ?、剛性機(jī)架重型卡車，常用的轉(zhuǎn)向形式有鉸鏈轉(zhuǎn)向和偏轉(zhuǎn)前輪轉(zhuǎn)向。

2 工程機(jī)械車輛偏轉(zhuǎn)車輪轉(zhuǎn)向形式

（1）前輪偏轉(zhuǎn)形式。所謂前輪偏轉(zhuǎn)形式，主要是指工程機(jī)械在運(yùn)行過程中通過改變車輛前輪和車輛機(jī)體相對(duì)的位置，前外輪在運(yùn)行過程中行駛半徑最大，能夠?yàn)轳{駛員躲避障礙、規(guī)劃路線提供有利條件，是工程施工中較為常見的一種轉(zhuǎn)向形式。

（2）后輪偏轉(zhuǎn)形式。所謂后輪偏向，主要是指部分裝有前方工作裝置的車輛通過偏轉(zhuǎn)前輪的方式完成轉(zhuǎn)向。在轉(zhuǎn)向過程中，由于功車輛前方工作裝置靠近前輪，能夠直接影響車輪的偏轉(zhuǎn)角，并且其工作輪壓力相對(duì)較大，必要時(shí)需要利用雙輪胎方式增加外輪的尺寸，從而降低機(jī)動(dòng)性。同時(shí)能夠增加機(jī)械車輛的行駛阻力矩。

（3）前后輪偏轉(zhuǎn)形式。所謂前后輪偏轉(zhuǎn)，主要是指工程機(jī)械車輛在行駛過程中轉(zhuǎn)彎半徑相對(duì)較小，具有偏移功能和蟹行功能，但是，相對(duì)于前輪偏轉(zhuǎn)形式和后輪偏轉(zhuǎn)形式而言，動(dòng)力系統(tǒng)與轉(zhuǎn)向控制系統(tǒng)相對(duì)復(fù)雜，適用于施工中機(jī)架較長(zhǎng)的工程機(jī)械車輛。例如：雙鋼輪壓路機(jī)以及大型輪胎式起重機(jī)[3]。其優(yōu)勢(shì)在于工程機(jī)械車輛后輪同時(shí)反向偏轉(zhuǎn)時(shí)，機(jī)動(dòng)性相對(duì)較好，并且轉(zhuǎn)彎半徑較小。

（4）多橋偏轉(zhuǎn)車輪轉(zhuǎn)向形式。所謂橋偏轉(zhuǎn)車輪轉(zhuǎn)向，其原理與單轉(zhuǎn)向橋車輪裝箱形式相同，在運(yùn)行過程中，均需要盡可能將各輪的軸線地面投影相交在一個(gè)點(diǎn)中。如果工程車輛機(jī)體較長(zhǎng)并且行駛在公路上，想要保證其彎道形式能力，需要采用多橋偏轉(zhuǎn)車輪轉(zhuǎn)向形式，從而支撐機(jī)械車輛的底盤。當(dāng)前工程施工中，大部分大型汽車起重機(jī)運(yùn)用這種轉(zhuǎn)向形式。

（5）偏轉(zhuǎn)履帶轉(zhuǎn)向形式。所謂偏轉(zhuǎn)履帶轉(zhuǎn)向，與雙履帶機(jī)械車輛常用的滑移轉(zhuǎn)向形式具有差異性，這種轉(zhuǎn)向形式主要靠一條履帶或者多條履帶改變車輛的偏轉(zhuǎn)角度，是車輛能夠按照曲線路前行，這種轉(zhuǎn)向形式車輪轉(zhuǎn)向半徑相對(duì)較大，適用于機(jī)械車輛緩慢轉(zhuǎn)向。

3 工程機(jī)械車輛的鉸鏈轉(zhuǎn)向形式

輪式工程機(jī)械車輛和履帶工程機(jī)械車輛在工程施工中均可以采用工程機(jī)械車輛的鉸鏈轉(zhuǎn)向形式，這種轉(zhuǎn)向形式與上文提到的偏轉(zhuǎn)車輪轉(zhuǎn)向方式具有加大差異性，主要是借助工程機(jī)械車輛前后車架相對(duì)偏轉(zhuǎn)的方式完成轉(zhuǎn)向。其特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)是，如果工程機(jī)械車輛前方安裝工作裝置，工程機(jī)械車輛在兩段車架相對(duì)偏轉(zhuǎn)時(shí)行駛方向可以一直與前車架保持一致，有利于提高生產(chǎn)效率、減少運(yùn)行時(shí)間，充分發(fā)揮了鉸鏈底盤具備的機(jī)動(dòng)性優(yōu)勢(shì)。如果工程機(jī)械車輛在運(yùn)行過程中鉸鏈車架相對(duì)偏轉(zhuǎn)，均需要盡可能將各輪的軸線地面投影相交在一個(gè)點(diǎn)中。無需專門的轉(zhuǎn)向梯形機(jī)構(gòu)，就可以避免工程機(jī)械車輛在彎道行駛過程中受車輪滾動(dòng)影響發(fā)生側(cè)滑現(xiàn)象，由此可見，鉸鏈機(jī)械車輛的轉(zhuǎn)向形式有利于簡(jiǎn)化轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。

4 工程機(jī)械車輛滑移轉(zhuǎn)向形式

采用差速轉(zhuǎn)向形式的工程機(jī)械車架是整體的，并且車輛車輪軸線和履帶與機(jī)架固定在一起，在工程機(jī)械車輛行駛過程中，主要通過改變左右車輪或者調(diào)整履帶的轉(zhuǎn)速，科學(xué)控制車輛行駛方向。通常情況下，工程機(jī)械車輛滑移轉(zhuǎn)向形式多用于全橋驅(qū)動(dòng)車輛，或者雙履帶這兩，這種轉(zhuǎn)向形式具有靈活性較高、轉(zhuǎn)向半徑較小、結(jié)構(gòu)相對(duì)交單的優(yōu)勢(shì)，能夠使車輛實(shí)現(xiàn)原地轉(zhuǎn)向。但是，工程機(jī)械車輛運(yùn)用這種形式完成轉(zhuǎn)向也存在一定弊端，由于車輪滑動(dòng)嚴(yán)重，在轉(zhuǎn)彎過程中越急，發(fā)生側(cè)滑的情況越大，并且側(cè)滑現(xiàn)象越嚴(yán)重[4]。并且會(huì)嚴(yán)重磨損輪式的工程機(jī)械車輛的輪胎，會(huì)增加工程機(jī)械車輛輪胎的損壞率。

5 各種轉(zhuǎn)向形式比較

將前輪轉(zhuǎn)向形式、后輪轉(zhuǎn)向行駛、前后輪轉(zhuǎn)向形式、鉸鏈轉(zhuǎn)向形式以及滑動(dòng)轉(zhuǎn)向形式相比較，可以從以下方面分析：

前輪轉(zhuǎn)向形式的轉(zhuǎn)向半徑相對(duì)較大。轉(zhuǎn)向時(shí)車輛輪胎磨損一般，轉(zhuǎn)向系和傳動(dòng)系沒有直接關(guān)系，整機(jī)縱向穩(wěn)定性良好，整機(jī)橫向穩(wěn)定性一般。

后輪轉(zhuǎn)向形式的轉(zhuǎn)向半徑相對(duì)較大，轉(zhuǎn)向時(shí)車輛輪胎磨損一般，轉(zhuǎn)向關(guān)系與傳統(tǒng)關(guān)系不相關(guān)，整機(jī)縱向穩(wěn)定性良好，整機(jī)橫向穩(wěn)定性一般。

前后輪轉(zhuǎn)向形式的轉(zhuǎn)向半徑相對(duì)較小，轉(zhuǎn)向時(shí)輪胎磨損較小，轉(zhuǎn)向關(guān)系與傳統(tǒng)關(guān)系不相關(guān)，整機(jī)縱向穩(wěn)定性良好，整機(jī)橫向穩(wěn)定性一般。

鉸鏈轉(zhuǎn)向形式轉(zhuǎn)向半徑相 對(duì)于以上三種形式更小，轉(zhuǎn)向時(shí)車輪傳動(dòng)磨損較小，轉(zhuǎn)向系與傳動(dòng)系不相關(guān)，整機(jī)縱向穩(wěn)定性較差、整機(jī)橫向穩(wěn)定性略差。

滑移轉(zhuǎn)向形式轉(zhuǎn)向半徑最小，轉(zhuǎn)向時(shí)對(duì)車輛輪胎磨損最大，轉(zhuǎn)向系與傳動(dòng)系相關(guān)，整機(jī)縱向穩(wěn)定性較差，整機(jī)橫向穩(wěn)定性一般。

多橋偏轉(zhuǎn)車輪轉(zhuǎn)向形式轉(zhuǎn)向半徑相對(duì)較大。轉(zhuǎn)向時(shí)車輛輪胎磨損一般，轉(zhuǎn)向系和傳動(dòng)系沒有直接關(guān)系，整機(jī)縱向穩(wěn)定性良好，整機(jī)橫向穩(wěn)定性一般。

偏轉(zhuǎn)履帶轉(zhuǎn)向形式的轉(zhuǎn)向半徑相對(duì)較大，轉(zhuǎn)向時(shí)車輛輪胎磨損一般，轉(zhuǎn)向系與傳動(dòng)系不相關(guān)，整機(jī)縱向穩(wěn)定性良好，整機(jī)橫向穩(wěn)定性一般。

由此可見，所有轉(zhuǎn)向形式均有其獨(dú)有的優(yōu)勢(shì)和劣勢(shì)，在工程機(jī)械車輛轉(zhuǎn)向形式應(yīng)用過程中，想要充分滿足復(fù)雜的施工環(huán)境需求，需要結(jié)合工程實(shí)際情況，將多種轉(zhuǎn)向形式綜合運(yùn)用，想要充分滿足這一目標(biāo)，工程機(jī)械設(shè)計(jì)相關(guān)部門需要全面了解工程車輛轉(zhuǎn)向形式具體內(nèi)容，深入挖掘其潛在價(jià)值，創(chuàng)新多種轉(zhuǎn)向形式[5]，促進(jìn)工程機(jī)械車輛轉(zhuǎn)向更加靈活和方便，從而為工程建設(shè)奠定良好基礎(chǔ)，全面提高工程建設(shè)的施工效率，保證施工質(zhì)量。

6 結(jié) 語

綜上所述，近年來，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，項(xiàng)目工程建設(shè)規(guī)模逐漸擴(kuò)大，并且施工環(huán)境、施工地形以及施工需求越來越多樣化，工程機(jī)械車輛作為工程項(xiàng)目施工中的重要組成部分，具有體積大、靈活性較差等特點(diǎn)。想要充分滿足施工環(huán)境需求，發(fā)揮工程機(jī)械車輛的作用，需要駕駛員采用最佳轉(zhuǎn)向形式完成轉(zhuǎn)向。文章結(jié)合多種形式的轉(zhuǎn)向方式進(jìn)行分析，并在此基礎(chǔ)上探討其組合應(yīng)用價(jià)值，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)研究人員提供參考和借鑒。