4.1厢式汽车概况
厢式汽车与普通汽车相比,由于它具备封闭独立结构车厢,因而运输条件、卫生条件以及货物的安全性、完好性等得以显著地改善。目前,厢式汽车已在国内外获得广泛的应用。厢式汽车按功能分类见图37,按结构特征分类见图38。厢式汽车车厢结构形式繁多、结构各异,总体上来说,客厢式车厢与驾驶室一般为整体式结构;货厢式车厢与驾驶室一般为分体式结构,而车厢的具体结构形式因其功能而异。
4.2翼开启厢式车液压系统
翼开启厢式车也称翼开车、翼展车,是以动力装置驱动货厢翼顶或侧翼自行开启和关闭,更于侧面装卸货物的厢式专用车。普通厢式车只能从货厢尾门装载,不能快捷、高效地装卸货物,为了提高物流效率,需要厢体两侧也能完全敞开,装卸设备可以直接从两侧对货物进行装印作业。翼开启厢式车就实现了两侧厢板开闭,大幅度缩短了货物装卸时间。翼开启厢式车主要由车架总成、前壁总成、后门总成、厢顶纵梁总成、上部翼板总成、下部栏板总成、动力举升装置等组成。图39为翼开启厢式单车结构。
翼开启厢式车上部翼板一般是通过液压缸驱动而开启和关闭的,厢体前后端顶部各装一对液压缸,液压缸支座位于前壁框和后门框顶部,举升装置一般采用车载蓄电池为动力源,通过驱动直流电动机带动液压泵,从而驱动液压缸,将上部翼板顶起;翼开液压系统多采用一体化设计,电动机、液压泵、液压阀集成在一起,翼开驱动机构布置时液压缸的摆角尽量要小,以减小液压管的弯曲和摩擦,提高液压管的寿命。上二部翼板一般翻转90°,翻转时间为20s;由于车载载蓄电池电压小,电动机电流大,直流电动机连续工作时间超过3min,容易发热损坏,所以每次打开或开闭翼板时间需控制在30s内。关闭厢体侧门时,先翻上栏板,然后放下翼板,翼板关闭后触动行程开关后自动停止电动机工作,最后扣上前壁框、后门框和栏板上压紧机构将翼板固定好。
图40为翼开启厢式车典型液压原理。
4.3厢式货车尾板液压系统故障分析与改进
(1)原系统及存在的问题
某1. 5t的厢式货车液压升降尾板安装于厢式货车尾部,用来协助装卸货物的一种液压升降装置。汽车液压升降尾板结构,如图41所示,由尾板、举升臂、举升缸、关门缸、增压缸、液压系统、电控箱和机架等组成。其液压系统,如图42所示,由电动机、液压泵、液压控制阀和油箱等组成。
车在行驶时,尾板作为车厢的后挡板。装货物时,先由关门缸将尾板载物面H调整成与车厢底平面平齐,然后由举升缸将尾板落到地面。设计时使ABCD形成平行四边形,尾板落地后,由液压系统保证尾板的V面与地面接触,使H面形成斜面,利于将货物推到尾板上。
在举升时,H面先自动转为水平,便于平稳地将货物提升到与车厢底面平齐。然后将货物推入车厢后,由关门缸将尾板H面运动到垂直位置。卸货动作与此相反。
然而在工作中,该液压系统始终存在少量漏油现象;尾板落地后,使H面形成斜面、让尾板的V面与地面接触的动作以及接触地面后H面恢复水平的动作都不顺畅;尾板水平位置的记忆功能紊乱,使操作烦琐。
(2)系统改进
针对以上问题,结合对图42原液压系统的分析和现场观察,在以下三方面对原系统作了改进。
①漏油问题的改进。原设备液压系统,如图42所示,由于考虑到工作的安全性采用了互锁回路,设置了二位四通电磁换向阀5。在阀5的控制下,举升缸与关门缸在工作时只能有1个通压力油,和2个缸的平衡回路配合,确保一个液压缸动作时,另一个不动。这样在举升缸运动期间,即使电器控制系统出现故障,尾板也不能倾斜,防止重物滑下发生危险。这一设计无疑是正确的,但由于二位四通换向阀5的油口T没有堵上或接油箱,发生了以下情况:当阀5与阀6工作、控制关门缸动作时,阀5、阀7间管道中的油液通过阀5的油口T泄漏出来;当阀5与阀7工作、控制举升缸动作时,阀5、阀6间管道中的油液通过阀5的油口T泄漏出来,漏油污染了环境、造成了浪费。因此,需将阀5的油口T堵上或按图43所示接油箱,就可消除漏油现象。
②尾板的V面与地面接触以及接触后H面恢复水平动作不顺畅问题的改进。原设备液压系统(图42)尾板落地后,7YA通电,在尾板自重作用下,关门缸无杆腔的油液进入增压缸13的右腔,增压缸13左腔的油液经换向阀12回油箱,从而推动增压缸13左移,使尾板的面落地。
这一工作过程中,3YA、4YA断电,换向阀6工作在中位,而中位为O形机能。这样关门缸9在尾板自重作用下使V面落地的过程中关门缸9的有杆腔被封闭,必然会产生真空,阻止尾板的V面落地,造成动作不顺畅。
将电磁换向阀6的O型机能换为Y型机能,当在自重作用下,尾板的V面落地的过程中,关门缸9的有杆腔可通过换向阀6的Y型机能与油箱相通,这样关门缸9的有杆腔就不会产生真空,尾板的V面就能顺利地落地。
同时在下一动作即尾板上升前,有利于尾板的H面恢复水平。此时,IYA、5YA通电,油液首先进入增压缸大腔,增压缸小腔出油进入关门缸无杆腔,关门缸有杆腔油液可经换向阀6Y型中位机能回油箱。从而使尾板的H面顺畅地恢复水平。
③尾板水平位置的记忆功能紊乱问题的改进
原设备尾板液压系统,增压缸13与电磁换向阀12在系统中与其他回路组合,起到尾板水平位置的记忆作用。其记忆的原理是,3YA通电,由关门缸将尾板调整到H面为水平位置(即开门);此时增压缸活塞应处于最右端,阀12电磁铁7YA断电,增压缸大腔油液不能排出;6YA通电,尾板下行,由于增压缸13处于最右端,故增压缸无油液排出。尾板落地后,7YA通电,在尾板自重作用下,关门缸大腔的油液推动增压缸13左移,使尾板的V面落地,阀12电磁铁7YA断电;举升时5YA通电,油液首先推动增压缸,因为增压缸右腔排出的油正好是尾板落地时排到增压缸中的油,增压缸运动到最右端,恰好使尾板V面变到水平位置。也为下一次的记忆进行了初始化,由于每次增压缸都运动到最右端,故无误差积累。
该设计的关键是,当关门缸将尾板调整到H面为水平位置时,增压缸活塞应处于最右端。因为此时换向阀12的电磁铁7YA不通电,增压缸大腔油液不能排出,那么关门缸开门时无杆腔排出的油液就不能进入增压缸的右腔,从而保证增压缸活塞处于最右端位置。
由于增压缸大腔与换向阀12相连接,而换向阀的泄漏是最严重的,特别是在上一个工作日结束至下一个工作日开始的这一段长时间内通过换向阀12的泄漏更严重,一部分空气不可避免地就会进入增压缸大腔。当关门缸开门时,关门缸无杆腔排出的油液就有一部分进入增压缸的右腔,压缩增压缸左腔的空气,推动增压缸活塞向左移动一个行程(由于泄漏每次都不一样,故增压缸活塞向左移动的行程每次也都不一样),使增压缸活塞不再处于最右端位置。那么尾板在自重作用下落地过程中,关门缸大腔进入增压缸13的油液也就不等于举升时增压缸运动到最右端的过程中增压缸右腔排出的油液。这样会使得尾板水平位置的记忆功能丧失。
将图42中的单向顺序阀11(即平衡阀)中的单向阀换为图43中的二位二通电磁换向阀14即可恢复尾板水平位置的记忆功能。其原理是当关门缸开门后,增压缸由于换向阀12等引起的泄漏而向左移动了一个行程,没有停留在最右端的位置。然而在接下来的尾板下行动作中,电磁铁IYA, 6YA, 8YA通电,泵的高压油进入举升缸8的有杆腔,缸8的无杆腔出油首先进入增压缸13的大腔,增压缸13的右腔油液经换向阀14右位、换向阀6的中位回油箱,将增压缸活塞推至最右端位置。这样尾板在自重作用下落地过程中,关门缸大腔进入增压缸13的油液也就等于下一动作即举升时增压缸运动到最右端的过程中增压缸右腔排出的油液。这样恰好使尾板H面恢复到水平位置。如此,尾板水平位置的记忆功能恢复。
同时由于每次记忆前增压缸都被推到最右端,真正做到了无误差积累,也为下一次的记忆进行了初始化。原系统的动作循环见表4,经过以上三方面的改进后,漏油现象、尾板的V面与地面接触动作不顺畅以及尾板水平位置的记忆功能紊乱现象都消除了。由于增加了电磁换向阀14,故设备电气系统也作了相应改变;动作时,电磁铁的通断电情况也不一样,改进后系统的动作循环见表5。
(3)小结
由于车厢较宽,提升和开门都采用2个液压缸,且尾板刚度较大,两缸采用机械同步,由尾板自身实现同步;驾驶员在行车时是驾驶员,在装卸货物时是装卸工,所有工作可以由1个人来完成;液压泵的驱动采用汽车的蓄电瓶;液压系统油源部分和汽车尾板主体部分油管采用橡胶软管连接;电控部分采用手持遥控按钮操作。
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