全路面起重機底盤關鍵技術淺析

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品。它既能像汽車起重機一樣快速轉移、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的要求，即行駛速度快，多橋聯動離地間隙大，爬坡能力高等功能，是一種極有發展前途的產品。

關鍵詞：全路面起重機；多橋驅動；多橋聯動

全地面起重機，又稱全路面起重機，英文名All terrain crane。國內首臺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出來。該產品的投入使用及規?；a，打破了國外巨頭在高端起重機產品技術上的壟斷，使得大噸位汽車起重機國產化步伐進一步加快。三一重工研發的全路面起重機SAC12000，起重性能則達到了國際領先水平，可靠性更高，更安全。三一重工專業從事高端，大噸位起重機的研發制造，打破國外壟斷，國際一流品質。實現了我國移動式起重機行業的跨越式發展，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的全球競爭力。同時打破了歐美對我國起重機產業的技術和市場壟斷。徐工集團與三一重工均已實現行業內的千噸級全地面起重機的研發生產，這將使國內的全路面起重機市場控制在中國企業自己的手中。

一、全地面起重機底盤特點

底盤設計技術中的關鍵是油氣懸架系統和多橋聯動技術設計，這兩項技術是全地面起重機的獨有技術。油氣懸架系統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傾剛度、克服制動前傾、調節車架高度和鎖死懸架等功能。油氣懸架系統由油氣彈簧和配流系統組成。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；而配流系統則利用油液的流動，平衡軸荷、阻尼振動、調節車身高度等。油氣懸架系統有以下優點。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20MPa，因而體積小、質量輕，用于重載軸荷時質量比鋼板彈簧輕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。增加整機的側傾剛度當車輛轉彎時，由于離心力的作用，重心轉移，因而整車明顯傾斜。油氣懸架系統將左、右油氣彈簧串聯，可以大大加強整車的側傾剛度。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傾剛度。同理，如果將前、后油氣彈簧油缸串聯，可以提高整機縱角向剛度，克服制動點頭現象。在技術方面已經達到一個新的高度了，不過也不能利用技術去做一些比較危險的項目，不要挑戰臨界值，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

（一）油氣懸架技術

當前油氣懸架系統主要分為聯通式油氣懸架系統和獨立式油氣懸架系統兩種。與獨立式油氣懸架系統相比，聯通式油氣懸架系統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傾剛度，改善行駛的穩定性，因此，全路面起重機的懸掛裝置多數采用聯通式油氣懸架。但是，聯通式油氣懸架系統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，會使液壓管道產生疲勞損傷，進而系統會產生油液泄露、管道破裂等問題，而且維修困難，如果一旦在吊重行駛作業的情況下出現問題，會產生巨大的經濟損失，甚至會造成人員傷亡。另外，整個油氣懸架系統中的阻尼孔位于懸架油缸的內部，不能根據路面的情況調整阻尼孔直徑的大小，使系統產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不到最佳，也會對整個油氣懸架系統產生很大的損害。

（二）多橋聯動技術

通過上述對現有油氣懸架系統的分析，對全路面起重機的油氣懸架系統進行了一定的改進，此改進主要是為現有油氣懸架系統添加了換向閥、阻尼調節閥、鎖緊閥和單向閥等液壓元件。當全路面起重機在路面上行駛時，改進的油氣懸架系統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生液壓油泄露現象，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，繼續進行工作。另外，在上述兩種工作情況下，都可以通過調整阻尼調節閥，改變整個懸架系統的阻尼，使得懸架系統能更好地適應路面情況，使車輛獲得較好的阻尼減震效果，并減少路面激勵對系統的損害。最后，當全路面起重機在吊重行使作業的情況下，可以同時關閉兩個鎖緊閥，使懸架油缸的無桿腔與蓄能器完全斷開，此時油氣懸架系統變為剛性懸架，可以提高吊重行使作業的安全性和穩定性。

三、小結

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

參考文獻：

[1]吳智釗.全路面起重機油氣懸架液壓系統技術分析[J].中國機械學報，2015（4）：12.

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