世界主流平推式自卸車技術路線方案解析（下）

朱啟賢

摘要：以Fliegl公司的推卸式自卸車為例，解析平推式自卸車技術路線中的第三種——推卸式系統的結構原理，以及典型的代表產品。

推卸式系統{Push-Off systems}

采用地板步進式系統和地板活動式系統的自卸車產品，包括現有的舉升式自卸車產品，面對牧草或者生活垃圾等松散物料運輸時，會因為運輸這類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，則可以完美地將壓縮物料和運輸物料合二為一，成為松散物料運輸客戶的最佳選擇。

推卸式系統（push-off systems），是將自卸車廂體的前圍板做成活動推板式，在前部油缸的水平推力作用下朝著車廂后部移動，將車廂內的物料推卸出去，實現卸載物料的功能。如果在裝載物料過程中啟動推卸功能，而車廂的后門處于關閉狀態時，物料則會被壓縮，可以讓推卸式自卸車一次運輸更多壓縮后的貨物。

相比較于前兩類平推式產品，推卸式自卸車具有以下特有的技術優勢而得到越來越多的用戶偏愛，逐漸有后來者居上的趨勢。

a.結構非常簡單，沒有復雜的驅動傳動裝置，產品成本低廉，性價比高。

b.沒有太多的精密配合結構和易損件，一般情況下很少出故障，可靠性很高。

c.整個系統全部裝配在外表面，維修拆卸很方便，液壓件均為市場上的常見規格，購買方便，維修保養非常省事。

d.可以對松散貨物進行壓縮，一般能夠達到50%以上的壓縮量，極大地提高了運輸量。

e.可以在尾部掛接多種設備，實現多種功能，如螺旋輸送機、撒布機、輸送帶，等等。

推卸式系統由于具備壓縮的特有功能，目前在發達國家的農業運輸領域處于壟斷地位，并且可以掛載多種農用器具，實現多種農場作業（如圖1），制造該產品的有Fliegl、Bmi、Chieftain等數十家國際企業。

推卸式系統，目前主要有兩種結構形式，一種是采用三根單節油缸串聯組成的推卸式系統，主要用于長度10m以內的推卸式自卸車，特別是在底盤改裝的自卸車上應用更為廣泛。另一種是采用單根多節油缸組成的推卸式系統，主要用于車廂較長的推卸式自卸車，隨著多節油缸可靠性的提高和成本的降低，目前全系列產品都有了它的身影。

1.三根單節油缸串聯組成的推卸式系統

采用三根單節油缸組成的推卸式系統，需要前半部分車廂底板朝后移動，結構上略微復雜，但是液壓系統的可靠性更好，產生的推力也更大。

下面我們以Fliegl公司的產品為例，簡單地了解一下由三根單節油缸組成的推卸式系統的主要工作原理和結構。

由于車廂的空間和長度有限，采用單根油缸時，不可能一次性直接將所有貨物推出，因此經過長期的優化設計后，Fliegl公司最終選定了三根油缸串聯的結構形式（如圖2），這種配置也成為了大部分公司推卸式系統的標準配置。

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

采用此種結構的平推式自卸車，車廂底板平均分為前后兩部分，前半部分活動底板的下表面和后半部分固定底板的上表面平齊，整個卸貨過程分為以下兩個步驟（如圖3）：

第一步是油缸一伸長，推動前半部分活動底板和前圍板一起后移，也就是圖示黑色部分整體向車尾方向后移，當前半部分活動底板和后半部分固定底板完全重合時，油缸一達到最大行程。

第二步是油缸二和油缸三伸長，推動前圍板朝后移動，最終前圍板到達車廂的最尾端，將所有的貨物推卸出去，完成卸貨過程。

Fliegl公司生產的推卸式自卸車品種極為豐富，擁有幾十種不同用途和不同長度的產品，筆者在此只列舉銷量最大的農用推卸式全掛自卸車的一個產品型譜（如表1）。

下面將以Fliegl公司的推卸式自卸車為例，了解一下由三根油缸組成的推卸式系統的主要結構，特別是其中的一些關鍵設計點值得注意。

在圖2所示的三根油缸中，油缸一需要將前活動底板完全推到車廂的后部，整個行程需要達到半個車廂的長度，所以油缸一的外形尺寸很長，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罩，保護罩的后端不能超出前活動底板的后端，以防止密封及強度出現問題。

油缸一的保護罩同時又充當了前推板的下滑道，加上油缸一的上部垂直布置著油缸二和油缸三，為了節約空間，油缸一的保護罩一般選擇平頂結構，如圖4所示。

如圖4所示，為了減少油缸二和油缸三超出車廂前端長度的問題，以避免和主車部件發生干涉，故油缸二和油缸三的部分長度，需要超出前推板的后部。為了防止運輸物品殘留在保護罩上，油缸二和油缸三保護罩的上部做成了圖4所示的斜坡狀，也可以設計成尖角等不易殘留物品的形狀。

在圖4中，我們還可以看到，前部活動底板比后部固定底板要高出一個臺階，并且使用了斜坡設計過渡，這樣讓車廂內部顯得更為平坦和美觀，同時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的狀態照片，從圖中可以看出，為了解決油管伸縮問題，在油缸二和油缸三旁配備了一個滾筒，專門釋放油管，也可以設置多層打開的折疊架，將油管固定在折疊架上。

推卸式自卸車卸貨時，為保證前推板一直平行移動，以保持最佳的密封效果和推卸效果，防止因為受力不均勻，推板產生傾斜情況，車廂內部的上端需要設置專門的導向滑道結構，如圖6所示。

在圖6中我們可以看到，前推板和車廂接觸的三面全部安裝了密封膠條，可以讓平推式自卸車運輸泥土、砂石等顆粒較小的物體，甚至可以運輸熱態瀝青，配合攤鋪機一起對道路進行施工，如圖7所示。

2.單根多節油缸組成的推卸式系統

采用單根多節油缸組成的推卸式系統，由于較長的推卸距離容易對油缸產生側向力，會導致油缸拉桿和筒壁產生異常磨損，然而車廂的密封性能更優于三根單節油缸組成的推卸式系統，且結構更為簡單。

隨著單根多節油缸的產品質量越來越高，成本也越來越低，單根多節油缸推卸式系統的應用也越來越多，并逐漸有取代三根單節油缸串聯系統的跡象。

特別是單根多節油缸閉合后的長度非常短，布置起來非常方便，同時不需要有活動底板結構，車廂結構也因此簡單到了極致，這兩大優點讓企業在研發推卸式自卸車時，也越來越多地考慮采用單根多節油缸組成的推卸式系統。

由于單根多節油缸組成的推卸式系統非常簡單，筆者在此僅提出兩個需要注意的兩個問題：一是當車廂過長時，在多節油缸上必須增加中間穩定架（如圖8），防止油缸受到側向力造成拉桿和缸壁偏磨，導致油缸出現漏油等致命問題；二是必須考慮好導向滑道和相應的密封問題，保證推板行進過程中不會出現偏移，同時也要防止長行程下，密封件和廂體摩擦較大，容易發熱變形，導致密封失效等問題，圖9所示的分塊式長厚體密封結構，可以作為我們設計同類產品時的一個參考。

推卸式自卸車，以其獨特的壓縮功能，簡單可靠的結構，多功能的選裝搭配，逐漸展現出了后來者居上的姿態，從農用市場一統天下后，逐漸進入到多種貨物的運輸領域，繼而在垃圾運輸、礦用運輸（如圖10）等領域嶄露頭角，并且不斷地向其他物品運輸領域擴張，得到了越來越多的企業和客戶的認可。

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的技術路線方案，即地板步進式系統（walking-floorsystems）、地板活動式系統（moving-floorsystems）和推卸式系統（Push-Offsystems），主要是介紹了它們的工作原理和大致結構。現在筆者根據這三類產品的特點，并結合國內的現狀，簡單概括一下最適合我國所應用的平推式自卸車的技術路線方案。

地板步進式系統，可以說是歐美先進技術的集大成者，采用了自動化的液電控制設計，為此專門開發出一套驅動控制系統，并且依托先進的加工工藝水平，開發出大量需要高精度配合的配件，完全超出了國內現有產品的制造水平。即使國內能夠加工出這些配件，也需要投入大量的模具費用，才能開發出適應不同物品運輸的配件，所需費用極為高昂。因此，地板步進式系統只能作為一個先進的技術產品榜樣，值得國內企業學習提高，但不適合引進開發，即使有客戶需求，也只適合采用進口核心配件的方式進行生產。

地板活動式系統，主要是滾筒式自卸車產品，同樣也需要開發傳送系統所需要的配件，雖然成本不算太高，但是可靠性仍需要經歷長時間的使用驗證，特別是傳送帶的密封問題，筆者認為這屬先天性的結構缺陷，就像舉升式自卸車容易導致翻車一樣，暫時無法徹底解決這一問題，但是該系統具有裝卸貨的雙重功能，具有一定的產品優勢。目前國內已經有企業開發了這一產品（如圖11），相關的配件全部是從國外進口，價格暫時偏高。因此，地板活動式系統可以作為國內企業的一個開發參考，進行部分關鍵配件的國產化，特別是在需要自動裝貨的領域內使用。

推卸式系統，筆者認為這是適合中國國情最好的技術路線方案，無論是三根單節油缸串聯組成的推卸式系統，還是單根多節油缸組成的推卸式系統，在國內全部都有成熟的配件產品，特別是整個系統不需要開發任何的模具，產品的開發成本非常低廉。

目前一套行程在10m以上的多節缸推卸式系統包括控制閥在內，國產化的價格不超過5萬元，同時不需要安裝穩定架、轉軸等傳統結構，降低了產品的成本，性價比非常高。

然而，10m以上的推卸式自卸車產品，由于大行程多節油缸生產的難度較大，能夠制造的企業較少，目前產品的制造成本略高于舉升式自卸車產品，差價在2萬元左右；而1Om以內的自卸車產品，多節油缸的制造難度大大降低，生產企業也較多，產品的成本不會高于舉升式自卸車，如果采用三根單節油缸串聯組成的推卸式系統，產品的成本將遠低于目前舉升式自卸車產品。

以上兩款三根單節油缸和單根多節油缸，目前國內配套企業都已經開始小批量生產，但是市場售價比舉升式自卸車高出太多，甚至超出10萬元以上，嚴重阻礙了推卸式自卸車產品的大規模推廣應用，讓客戶望而生畏，無法接受這樣的價格。

另外，影響平推式自卸車應用的最大難題是，至今沒有任何平推式自卸車產品的國家標準規范，生產企業無法取得相應的公告準入，目前銷售的產品大部分都是場內用車，或者是違規套牌。

這一切讓平推式自卸車的市場應用處于極為尷尬的境地，正規企業生產出該類產品進入國內市場銷售就是違反國家法規，而客戶又有著強烈的需求。

面對著國際上大規模應用平推式自卸車的發展勢頭，再回過頭來看看國內舉升式自卸車層出不窮的翻車事故，更為安全的平推式自卸車產品究竟還需要等到多久才能在國內合法上路呢？