自行式框架車液壓控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與性能研究

宋俊軍　王維彪

【摘要】 隨著我國經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，各行業(yè)的新興技術(shù)也在時(shí)代變革中脫穎而出，無軌運(yùn)輸?shù)母呖萍夹院瓦\(yùn)輸時(shí)效性得到了社會(huì)充分的認(rèn)可，而作為鋼鐵產(chǎn)業(yè)內(nèi)物料基本轉(zhuǎn)運(yùn)的自行式框架車成為了無軌運(yùn)輸行業(yè)的重要組成部分。本文就自行式框架車液壓控制系統(tǒng)的基本組成進(jìn)行了簡要的介紹，并對(duì)整體液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和性能進(jìn)行了集中闡釋，旨在更好地推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的升級(jí)和產(chǎn)業(yè)進(jìn)步。

【關(guān)鍵詞】 自行式框架車；液壓控制系統(tǒng)；設(shè)計(jì)；性能

近幾年來，我國的經(jīng)濟(jì)在逐步建立和完善的過程中，傳統(tǒng)的鋼鐵行業(yè)開始尋找自身機(jī)械結(jié)構(gòu)和運(yùn)輸?shù)霓D(zhuǎn)型，自行式框架車作為廠區(qū)內(nèi)物料基本運(yùn)輸?shù)能囕v，設(shè)計(jì)和基本性能需要不斷地進(jìn)步，以保證運(yùn)輸更加便利和高效。自行式框架車不僅承載量巨大，而且不論從結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還是性能設(shè)計(jì)上都是十分精良的，對(duì)于液壓控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)也具有一定的科學(xué)性，在實(shí)際生活中的應(yīng)用更是十分廣泛。

一、自行式框架車液壓控制系統(tǒng)的基本組成

自行式框架車是一個(gè)十分繁雜的綜合系統(tǒng)，其中包括了基本機(jī)械組成系統(tǒng)、基本動(dòng)力組成系統(tǒng)、基本液壓控制系統(tǒng)以及基本電氣控制系統(tǒng)，是將所有基礎(chǔ)構(gòu)造集合在一起的有機(jī)系統(tǒng)結(jié)合體，在實(shí)際工作中，起到進(jìn)行短距離運(yùn)送物資的作用。其中十分重要的液壓控制系統(tǒng)是由轉(zhuǎn)向性液壓控制系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)性液壓控制系統(tǒng)以及懸掛式液壓控制系統(tǒng)三者組成的。對(duì)于這三個(gè)基本系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)化的分解可以發(fā)現(xiàn)，采用封閉式液壓系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)液壓控制系統(tǒng)十分適用于外負(fù)載物慣性大、更換方向頻繁的實(shí)體結(jié)構(gòu)，能充分滿足大型工程機(jī)械進(jìn)行緊湊作業(yè)的工作需求。轉(zhuǎn)向性液壓控制系統(tǒng)是全液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，集合了負(fù)荷傳感轉(zhuǎn)向器和流量放大器等基本工藝。最大的特點(diǎn)就是系統(tǒng)在操作中反應(yīng)十分迅速，在自行式框架車運(yùn)行過程中能發(fā)揮最大的轉(zhuǎn)向功能，充分滿足各項(xiàng)現(xiàn)場(chǎng)要求[1]。除此之外，全液壓懸掛式控制系統(tǒng)在自行式框架車中運(yùn)用后，對(duì)整體的車輛控制和作業(yè)情況也具有非常廣泛的作用，可以充分保證載貨平臺(tái)得到十分平穩(wěn)的現(xiàn)場(chǎng)操作，無論是托舉還是下降都能安全穩(wěn)定，對(duì)于突然出現(xiàn)的坑洼路面和起伏路面提供充足的減震效果。

二、自行式框架車液壓控制系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)原理

自行式框架車液壓控制系統(tǒng)的三項(xiàng)組成系統(tǒng)的基本設(shè)計(jì)原理也不盡相同，其中，首先是驅(qū)動(dòng)性液壓控制系統(tǒng)。主要采用的封閉式液壓控制系統(tǒng)，系統(tǒng)充分融合了液壓馬達(dá)和液壓泵的工作特性，對(duì)基礎(chǔ)溶液進(jìn)行相應(yīng)的容積調(diào)速，通過兩者的基礎(chǔ)排量來調(diào)節(jié)在實(shí)際工作中馬達(dá)的基本輸出轉(zhuǎn)速和基礎(chǔ)性轉(zhuǎn)矩。另外在自行式框架車的基礎(chǔ)調(diào)速過程中，充分運(yùn)用了基礎(chǔ)變量馬達(dá)和變量泵，從根本上保證了調(diào)速的范圍廣度、基礎(chǔ)功率的控制深度、系統(tǒng)基礎(chǔ)發(fā)熱程度以及傳動(dòng)的效率高度[2]。不僅保證了車輛的基礎(chǔ)性能和優(yōu)良的實(shí)際操作性能，也由于其良好地解決了實(shí)際行駛中的差力控制和差速控制而得到了廣大行走式工程機(jī)械的企業(yè)運(yùn)輸者的青睞。其次是自行式框架車的轉(zhuǎn)向性液壓控制系統(tǒng)。通過基礎(chǔ)液壓缸對(duì)車內(nèi)的連動(dòng)桿進(jìn)行推動(dòng)，從根本上保證了各個(gè)軸線上的車輪得到有效的轉(zhuǎn)動(dòng)，形成自行式框架車的基本轉(zhuǎn)向?；窘Y(jié)構(gòu)如圖1：

系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)清晰簡單，在實(shí)際操作中也十分的可靠，并且能在狹窄的場(chǎng)地正常運(yùn)行，既能保證整體框架車的行駛安全，也能保證框架車的較高的運(yùn)輸效率。除此之外，為了保證框架車在加載貨物情況下也能正常運(yùn)行，轉(zhuǎn)向性液壓控制系統(tǒng)采取的是全液壓負(fù)荷傳感性轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，充分發(fā)揮了操縱靈活、節(jié)能高效的特點(diǎn)。最后，是自行式框架車的懸掛性液壓控制系統(tǒng)。為了充分保證車輛在不良道路上行駛的平穩(wěn)性，在懸掛缸上設(shè)計(jì)了精密的液壓減震結(jié)構(gòu)，并能通過實(shí)際路況自行調(diào)節(jié)液壓缸的基礎(chǔ)伸縮量，實(shí)現(xiàn)貨物平穩(wěn)的升降。

三、自行式框架車液壓控制系統(tǒng)的基本性能保證

自行式框架車在基礎(chǔ)設(shè)計(jì)上保證了所有系統(tǒng)的嚴(yán)謹(jǐn)和細(xì)致，并且充分考慮了實(shí)際路面情況以及預(yù)設(shè)了各種可能會(huì)發(fā)生的不可控情況，對(duì)整體自行式框架車的液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行了優(yōu)化，以保證自行式框架車優(yōu)質(zhì)的基本性能。

第一，行駛過程的優(yōu)化性能。自行式框架車之所以受到廣大企業(yè)和工業(yè)部門的廣泛應(yīng)用就在于它能保證優(yōu)質(zhì)的路面行駛技能，能在適宜的行駛速度中滿足基本的機(jī)動(dòng)性能。車輛設(shè)計(jì)運(yùn)用的封閉式液壓控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，就是為了保證車輛的路面行駛平穩(wěn)度以及工作中的作業(yè)的高效性，在改進(jìn)原有的車輛設(shè)計(jì)差速和差力控制功能上做出了非常大的貢獻(xiàn)，不僅規(guī)避了原有性能上的詬病，還進(jìn)一步強(qiáng)化了自行式框架車的實(shí)操性能[3]。另外，在設(shè)計(jì)中采用液壓相應(yīng)延時(shí)預(yù)警系統(tǒng)，以提升整體車輛的操控性和安全性，使駕駛更加便捷無憂。除此之外，在自行式框架車液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中運(yùn)用了一種最新技術(shù)的綜合控制模式，充分解決了懸掛性液壓控制系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向性液壓控制系統(tǒng)以及閉式液壓控制系統(tǒng)之間的矛盾，集中優(yōu)化了整體自行式框架車變量泵對(duì)于實(shí)際排量的控制，提升了自行式框架車的基礎(chǔ)性能。

第二，使用廣度的優(yōu)化性能。在實(shí)際的企業(yè)工程運(yùn)輸操作中，會(huì)對(duì)運(yùn)輸車輛提出很多地域性的要求，自行式框架車充分滿足了大多數(shù)的要求。由于設(shè)計(jì)中添置了保壓和失壓的基本保護(hù)系統(tǒng)，自行式框架車能在車身高度要求不同的工廠內(nèi)部和運(yùn)送地點(diǎn)進(jìn)行操作，并能實(shí)行四點(diǎn)同步懸架驅(qū)動(dòng)，從根本上解決了困擾企業(yè)物流很長時(shí)間的問題。由于PID多缸同步驅(qū)動(dòng)操控模式的設(shè)計(jì)，使得自行式框架車的懸掛性液壓控制系統(tǒng)和轉(zhuǎn)向性控制系統(tǒng)之間產(chǎn)生的油源控制分歧得到了完美的解決，進(jìn)一步優(yōu)化了車體的基本性能[4]。

第三，承貸重量的優(yōu)化性能。在自行式框架車的設(shè)計(jì)理念中，懸掛性液壓控制系統(tǒng)起到了性能優(yōu)化的重要作用，不僅平順性的相關(guān)評(píng)價(jià)指標(biāo)得到了提升，也強(qiáng)化了在MATLAB環(huán)境下的模擬分析數(shù)據(jù)。從根本上提升了自行式框架車的路面行駛性能，尤其是車載的重量對(duì)于其他類型車來說有顯著的優(yōu)勢(shì)，并且在路面上能保證較為高效的行駛速度。對(duì)于自行式框架車在空載以及超負(fù)荷滿載的情況下，懸掛性液壓控制系統(tǒng)進(jìn)行自行調(diào)節(jié)，使框架車的實(shí)際行車平順性得到有效地提高。并且在設(shè)計(jì)過程中，自行式框架車的對(duì)應(yīng)軟件也十分優(yōu)化，對(duì)于數(shù)據(jù)的采集和分析，使框架車的性能優(yōu)于其他形式的物流運(yùn)送車輛，理論設(shè)計(jì)的合理化和科學(xué)化使得自行式框架車的液壓控制系統(tǒng)性能優(yōu)良。

除此之外，仿真分析和實(shí)驗(yàn)分析的高度理論化和實(shí)踐化的融合，也使得自行式框架車的液壓控制系統(tǒng)性能提升，更好地輔助企事業(yè)單位在運(yùn)輸方面得到優(yōu)質(zhì)的機(jī)械支持。

四、總結(jié)

自行式框架車集合了占地面積小，投資份額少、機(jī)動(dòng)靈活性高、運(yùn)輸程序簡便以及運(yùn)輸效率高的特點(diǎn)，在無軌運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展的當(dāng)下逐步成為了主流趨勢(shì)，其自身的液壓控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)也在不斷地進(jìn)行技術(shù)的升級(jí)，旨在提升基本的工作性能。總而言之，車輛的使用性能只有在保質(zhì)保量的基礎(chǔ)上，才能真正提升運(yùn)輸車的科學(xué)性和安全性，真正助力企業(yè)運(yùn)輸發(fā)展。

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[4] 宋建軍.框架車液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)及其節(jié)能技術(shù)研究[J].科技與工程技術(shù)，2007，23（09）：123-125.