世界主流平推式自卸車(chē)技術(shù)路線方案解析（下）

朱啟賢

摘要：以Fliegl公司的推卸式自卸車(chē)為例，解析平推式自卸車(chē)技術(shù)路線中的第三種——推卸式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理，以及典型的代表產(chǎn)品。

推卸式系統(tǒng){Push-Off systems}

采用地板步進(jìn)式系統(tǒng)和地板活動(dòng)式系統(tǒng)的自卸車(chē)產(chǎn)品，包括現(xiàn)有的舉升式自卸車(chē)產(chǎn)品，面對(duì)牧草或者生活垃圾等松散物料運(yùn)輸時(shí)，會(huì)因?yàn)檫\(yùn)輸這類(lèi)輕拋物料的自重極為有限，則顯得“有勁使不上”。但是，若采用推卸式系統(tǒng)，則可以完美地將壓縮物料和運(yùn)輸物料合二為一，成為松散物料運(yùn)輸客戶的最佳選擇。

推卸式系統(tǒng)（push-off systems），是將自卸車(chē)廂體的前圍板做成活動(dòng)推板式，在前部油缸的水平推力作用下朝著車(chē)廂后部移動(dòng)，將車(chē)廂內(nèi)的物料推卸出去，實(shí)現(xiàn)卸載物料的功能。如果在裝載物料過(guò)程中啟動(dòng)推卸功能，而車(chē)廂的后門(mén)處于關(guān)閉狀態(tài)時(shí)，物料則會(huì)被壓縮，可以讓推卸式自卸車(chē)一次運(yùn)輸更多壓縮后的貨物。

相比較于前兩類(lèi)平推式產(chǎn)品，推卸式自卸車(chē)具有以下特有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)而得到越來(lái)越多的用戶偏愛(ài)，逐漸有后來(lái)者居上的趨勢(shì)。

a.結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，沒(méi)有復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)裝置，產(chǎn)品成本低廉，性價(jià)比高。

b.沒(méi)有太多的精密配合結(jié)構(gòu)和易損件，一般情況下很少出故障，可靠性很高。

c.整個(gè)系統(tǒng)全部裝配在外表面，維修拆卸很方便，液壓件均為市場(chǎng)上的常見(jiàn)規(guī)格，購(gòu)買(mǎi)方便，維修保養(yǎng)非常省事。

d.可以對(duì)松散貨物進(jìn)行壓縮，一般能夠達(dá)到50%以上的壓縮量，極大地提高了運(yùn)輸量。

e.可以在尾部掛接多種設(shè)備，實(shí)現(xiàn)多種功能，如螺旋輸送機(jī)、撒布機(jī)、輸送帶，等等。

推卸式系統(tǒng)由于具備壓縮的特有功能，目前在發(fā)達(dá)國(guó)家的農(nóng)業(yè)運(yùn)輸領(lǐng)域處于壟斷地位，并且可以掛載多種農(nóng)用器具，實(shí)現(xiàn)多種農(nóng)場(chǎng)作業(yè)（如圖1），制造該產(chǎn)品的有Fliegl、Bmi、Chieftain等數(shù)十家國(guó)際企業(yè)。

推卸式系統(tǒng)，目前主要有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種是采用三根單節(jié)油缸串聯(lián)組成的推卸式系統(tǒng)，主要用于長(zhǎng)度10m以內(nèi)的推卸式自卸車(chē)，特別是在底盤(pán)改裝的自卸車(chē)上應(yīng)用更為廣泛。另一種是采用單根多節(jié)油缸組成的推卸式系統(tǒng)，主要用于車(chē)廂較長(zhǎng)的推卸式自卸車(chē)，隨著多節(jié)油缸可靠性的提高和成本的降低，目前全系列產(chǎn)品都有了它的身影。

1.三根單節(jié)油缸串聯(lián)組成的推卸式系統(tǒng)

采用三根單節(jié)油缸組成的推卸式系統(tǒng)，需要前半部分車(chē)廂底板朝后移動(dòng)，結(jié)構(gòu)上略微復(fù)雜，但是液壓系統(tǒng)的可靠性更好，產(chǎn)生的推力也更大。

下面我們以Fliegl公司的產(chǎn)品為例，簡(jiǎn)單地了解一下由三根單節(jié)油缸組成的推卸式系統(tǒng)的主要工作原理和結(jié)構(gòu)。

由于車(chē)廂的空間和長(zhǎng)度有限，采用單根油缸時(shí)，不可能一次性直接將所有貨物推出，因此經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的優(yōu)化設(shè)計(jì)后，F(xiàn)liegl公司最終選定了三根油缸串聯(lián)的結(jié)構(gòu)形式（如圖2），這種配置也成為了大部分公司推卸式系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)配置。

圖2所示的三根油缸，從下往上可依次編號(hào)為油缸一、油缸二和油缸三，其中油缸二和油缸三是聯(lián)體缸，可以共用進(jìn)/回油管，拉桿伸出的方向相反，缸體長(zhǎng)度和行程大約只有油缸一的一半，總行程為車(chē)廂內(nèi)部可推卸長(zhǎng)度的一半。

采用此種結(jié)構(gòu)的平推式自卸車(chē)，車(chē)廂底板平均分為前后兩部分，前半部分活動(dòng)底板的下表面和后半部分固定底板的上表面平齊，整個(gè)卸貨過(guò)程分為以下兩個(gè)步驟（如圖3）：

第一步是油缸一伸長(zhǎng)，推動(dòng)前半部分活動(dòng)底板和前圍板一起后移，也就是圖示黑色部分整體向車(chē)尾方向后移，當(dāng)前半部分活動(dòng)底板和后半部分固定底板完全重合時(shí)，油缸一達(dá)到最大行程。

第二步是油缸二和油缸三伸長(zhǎng)，推動(dòng)前圍板朝后移動(dòng)，最終前圍板到達(dá)車(chē)廂的最尾端，將所有的貨物推卸出去，完成卸貨過(guò)程。

Fliegl公司生產(chǎn)的推卸式自卸車(chē)品種極為豐富，擁有幾十種不同用途和不同長(zhǎng)度的產(chǎn)品，筆者在此只列舉銷(xiāo)量最大的農(nóng)用推卸式全掛自卸車(chē)的一個(gè)產(chǎn)品型譜（如表1）。

下面將以Fliegl公司的推卸式自卸車(chē)為例，了解一下由三根油缸組成的推卸式系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)，特別是其中的一些關(guān)鍵設(shè)計(jì)點(diǎn)值得注意。

在圖2所示的三根油缸中，油缸一需要將前活動(dòng)底板完全推到車(chē)廂的后部，整個(gè)行程需要達(dá)到半個(gè)車(chē)廂的長(zhǎng)度，所以油缸一的外形尺寸很長(zhǎng)，為了防止裝卸的重物砸壞油缸以及防塵防水，還需要在油缸一的外部布置保護(hù)罩，保護(hù)罩的后端不能超出前活動(dòng)底板的后端，以防止密封及強(qiáng)度出現(xiàn)問(wèn)題。

油缸一的保護(hù)罩同時(shí)又充當(dāng)了前推板的下滑道，加上油缸一的上部垂直布置著油缸二和油缸三，為了節(jié)約空間，油缸一的保護(hù)罩一般選擇平頂結(jié)構(gòu)，如圖4所示。

如圖4所示，為了減少油缸二和油缸三超出車(chē)廂前端長(zhǎng)度的問(wèn)題，以避免和主車(chē)部件發(fā)生干涉，故油缸二和油缸三的部分長(zhǎng)度，需要超出前推板的后部。為了防止運(yùn)輸物品殘留在保護(hù)罩上，油缸二和油缸三保護(hù)罩的上部做成了圖4所示的斜坡?tīng)睿部梢栽O(shè)計(jì)成尖角等不易殘留物品的形狀。

在圖4中，我們還可以看到，前部活動(dòng)底板比后部固定底板要高出一個(gè)臺(tái)階，并且使用了斜坡設(shè)計(jì)過(guò)渡，這樣讓車(chē)廂內(nèi)部顯得更為平坦和美觀，同時(shí)也讓底板間的密封效果更佳。

圖5所示的是三根油缸完全推卸時(shí)的狀態(tài)照片，從圖中可以看出，為了解決油管伸縮問(wèn)題，在油缸二和油缸三旁配備了一個(gè)滾筒，專(zhuān)門(mén)釋放油管，也可以設(shè)置多層打開(kāi)的折疊架，將油管固定在折疊架上。

推卸式自卸車(chē)卸貨時(shí)，為保證前推板一直平行移動(dòng)，以保持最佳的密封效果和推卸效果，防止因?yàn)槭芰Σ痪鶆颍瓢瀹a(chǎn)生傾斜情況，車(chē)廂內(nèi)部的上端需要設(shè)置專(zhuān)門(mén)的導(dǎo)向滑道結(jié)構(gòu)，如圖6所示。

在圖6中我們可以看到，前推板和車(chē)廂接觸的三面全部安裝了密封膠條，可以讓平推式自卸車(chē)運(yùn)輸泥土、砂石等顆粒較小的物體，甚至可以運(yùn)輸熱態(tài)瀝青，配合攤鋪機(jī)一起對(duì)道路進(jìn)行施工，如圖7所示。

2.單根多節(jié)油缸組成的推卸式系統(tǒng)

采用單根多節(jié)油缸組成的推卸式系統(tǒng)，由于較長(zhǎng)的推卸距離容易對(duì)油缸產(chǎn)生側(cè)向力，會(huì)導(dǎo)致油缸拉桿和筒壁產(chǎn)生異常磨損，然而車(chē)廂的密封性能更優(yōu)于三根單節(jié)油缸組成的推卸式系統(tǒng)，且結(jié)構(gòu)更為簡(jiǎn)單。

隨著單根多節(jié)油缸的產(chǎn)品質(zhì)量越來(lái)越高，成本也越來(lái)越低，單根多節(jié)油缸推卸式系統(tǒng)的應(yīng)用也越來(lái)越多，并逐漸有取代三根單節(jié)油缸串聯(lián)系統(tǒng)的跡象。

特別是單根多節(jié)油缸閉合后的長(zhǎng)度非常短，布置起來(lái)非常方便，同時(shí)不需要有活動(dòng)底板結(jié)構(gòu)，車(chē)廂結(jié)構(gòu)也因此簡(jiǎn)單到了極致，這兩大優(yōu)點(diǎn)讓企業(yè)在研發(fā)推卸式自卸車(chē)時(shí)，也越來(lái)越多地考慮采用單根多節(jié)油缸組成的推卸式系統(tǒng)。

由于單根多節(jié)油缸組成的推卸式系統(tǒng)非常簡(jiǎn)單，筆者在此僅提出兩個(gè)需要注意的兩個(gè)問(wèn)題：一是當(dāng)車(chē)廂過(guò)長(zhǎng)時(shí)，在多節(jié)油缸上必須增加中間穩(wěn)定架（如圖8），防止油缸受到側(cè)向力造成拉桿和缸壁偏磨，導(dǎo)致油缸出現(xiàn)漏油等致命問(wèn)題；二是必須考慮好導(dǎo)向滑道和相應(yīng)的密封問(wèn)題，保證推板行進(jìn)過(guò)程中不會(huì)出現(xiàn)偏移，同時(shí)也要防止長(zhǎng)行程下，密封件和廂體摩擦較大，容易發(fā)熱變形，導(dǎo)致密封失效等問(wèn)題，圖9所示的分塊式長(zhǎng)厚體密封結(jié)構(gòu)，可以作為我們?cè)O(shè)計(jì)同類(lèi)產(chǎn)品時(shí)的一個(gè)參考。

推卸式自卸車(chē)，以其獨(dú)特的壓縮功能，簡(jiǎn)單可靠的結(jié)構(gòu)，多功能的選裝搭配，逐漸展現(xiàn)出了后來(lái)者居上的姿態(tài)，從農(nóng)用市場(chǎng)一統(tǒng)天下后，逐漸進(jìn)入到多種貨物的運(yùn)輸領(lǐng)域，繼而在垃圾運(yùn)輸、礦用運(yùn)輸（如圖10）等領(lǐng)域嶄露頭角，并且不斷地向其他物品運(yùn)輸領(lǐng)域擴(kuò)張，得到了越來(lái)越多的企業(yè)和客戶的認(rèn)可。

綜述

在此回顧前兩期與此文所講述的三種世界主流平推式自卸車(chē)的技術(shù)路線方案，即地板步進(jìn)式系統(tǒng)（walking-floorsystems）、地板活動(dòng)式系統(tǒng)（moving-floorsystems）和推卸式系統(tǒng)（Push-Offsystems），主要是介紹了它們的工作原理和大致結(jié)構(gòu)。現(xiàn)在筆者根據(jù)這三類(lèi)產(chǎn)品的特點(diǎn)，并結(jié)合國(guó)內(nèi)的現(xiàn)狀，簡(jiǎn)單概括一下最適合我國(guó)所應(yīng)用的平推式自卸車(chē)的技術(shù)路線方案。

地板步進(jìn)式系統(tǒng)，可以說(shuō)是歐美先進(jìn)技術(shù)的集大成者，采用了自動(dòng)化的液電控制設(shè)計(jì)，為此專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)出一套驅(qū)動(dòng)控制系統(tǒng)，并且依托先進(jìn)的加工工藝水平，開(kāi)發(fā)出大量需要高精度配合的配件，完全超出了國(guó)內(nèi)現(xiàn)有產(chǎn)品的制造水平。即使國(guó)內(nèi)能夠加工出這些配件，也需要投入大量的模具費(fèi)用，才能開(kāi)發(fā)出適應(yīng)不同物品運(yùn)輸?shù)呐浼栀M(fèi)用極為高昂。因此，地板步進(jìn)式系統(tǒng)只能作為一個(gè)先進(jìn)的技術(shù)產(chǎn)品榜樣，值得國(guó)內(nèi)企業(yè)學(xué)習(xí)提高，但不適合引進(jìn)開(kāi)發(fā)，即使有客戶需求，也只適合采用進(jìn)口核心配件的方式進(jìn)行生產(chǎn)。

地板活動(dòng)式系統(tǒng)，主要是滾筒式自卸車(chē)產(chǎn)品，同樣也需要開(kāi)發(fā)傳送系統(tǒng)所需要的配件，雖然成本不算太高，但是可靠性仍需要經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間的使用驗(yàn)證，特別是傳送帶的密封問(wèn)題，筆者認(rèn)為這屬先天性的結(jié)構(gòu)缺陷，就像舉升式自卸車(chē)容易導(dǎo)致翻車(chē)一樣，暫時(shí)無(wú)法徹底解決這一問(wèn)題，但是該系統(tǒng)具有裝卸貨的雙重功能，具有一定的產(chǎn)品優(yōu)勢(shì)。目前國(guó)內(nèi)已經(jīng)有企業(yè)開(kāi)發(fā)了這一產(chǎn)品（如圖11），相關(guān)的配件全部是從國(guó)外進(jìn)口，價(jià)格暫時(shí)偏高。因此，地板活動(dòng)式系統(tǒng)可以作為國(guó)內(nèi)企業(yè)的一個(gè)開(kāi)發(fā)參考，進(jìn)行部分關(guān)鍵配件的國(guó)產(chǎn)化，特別是在需要自動(dòng)裝貨的領(lǐng)域內(nèi)使用。

推卸式系統(tǒng)，筆者認(rèn)為這是適合中國(guó)國(guó)情最好的技術(shù)路線方案，無(wú)論是三根單節(jié)油缸串聯(lián)組成的推卸式系統(tǒng)，還是單根多節(jié)油缸組成的推卸式系統(tǒng)，在國(guó)內(nèi)全部都有成熟的配件產(chǎn)品，特別是整個(gè)系統(tǒng)不需要開(kāi)發(fā)任何的模具，產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)成本非常低廉。

目前一套行程在10m以上的多節(jié)缸推卸式系統(tǒng)包括控制閥在內(nèi)，國(guó)產(chǎn)化的價(jià)格不超過(guò)5萬(wàn)元，同時(shí)不需要安裝穩(wěn)定架、轉(zhuǎn)軸等傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低了產(chǎn)品的成本，性價(jià)比非常高。

然而，10m以上的推卸式自卸車(chē)產(chǎn)品，由于大行程多節(jié)油缸生產(chǎn)的難度較大，能夠制造的企業(yè)較少，目前產(chǎn)品的制造成本略高于舉升式自卸車(chē)產(chǎn)品，差價(jià)在2萬(wàn)元左右；而1Om以內(nèi)的自卸車(chē)產(chǎn)品，多節(jié)油缸的制造難度大大降低，生產(chǎn)企業(yè)也較多，產(chǎn)品的成本不會(huì)高于舉升式自卸車(chē)，如果采用三根單節(jié)油缸串聯(lián)組成的推卸式系統(tǒng)，產(chǎn)品的成本將遠(yuǎn)低于目前舉升式自卸車(chē)產(chǎn)品。

以上兩款三根單節(jié)油缸和單根多節(jié)油缸，目前國(guó)內(nèi)配套企業(yè)都已經(jīng)開(kāi)始小批量生產(chǎn)，但是市場(chǎng)售價(jià)比舉升式自卸車(chē)高出太多，甚至超出10萬(wàn)元以上，嚴(yán)重阻礙了推卸式自卸車(chē)產(chǎn)品的大規(guī)模推廣應(yīng)用，讓客戶望而生畏，無(wú)法接受這樣的價(jià)格。

另外，影響平推式自卸車(chē)應(yīng)用的最大難題是，至今沒(méi)有任何平推式自卸車(chē)產(chǎn)品的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，生產(chǎn)企業(yè)無(wú)法取得相應(yīng)的公告準(zhǔn)入，目前銷(xiāo)售的產(chǎn)品大部分都是場(chǎng)內(nèi)用車(chē)，或者是違規(guī)套牌。

這一切讓平推式自卸車(chē)的市場(chǎng)應(yīng)用處于極為尷尬的境地，正規(guī)企業(yè)生產(chǎn)出該類(lèi)產(chǎn)品進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)銷(xiāo)售就是違反國(guó)家法規(guī)，而客戶又有著強(qiáng)烈的需求。

面對(duì)著國(guó)際上大規(guī)模應(yīng)用平推式自卸車(chē)的發(fā)展勢(shì)頭，再回過(guò)頭來(lái)看看國(guó)內(nèi)舉升式自卸車(chē)層出不窮的翻車(chē)事故，更為安全的平推式自卸車(chē)產(chǎn)品究竟還需要等到多久才能在國(guó)內(nèi)合法上路呢？