一種工程車輛車身自平衡的液壓控制系統

張智 林尚康

摘 ?要：基于傳統泥頭車多采用鋼板加彈簧式的非獨立懸架系統，不具有車身自平衡的調節功能，在遇到顛簸，凹凸不平的路面時容易出現震動，側翻等嚴重事故，本研究為解決車身自平衡的調節設計了泥頭車自身平衡的液壓控制系統。主要是由電控單元根據泥頭車作業環境和地形等不同路況給液壓控制系統傳遞信號，液壓控制系統再通過調節各液壓控制閥的開度，方向等控制液壓管路中油壓的大小，液壓油的流向自動有效地對車身平衡進行調節，保持車身的平衡，并可以對路面帶來的沖擊進行緩沖，保證設備穩定運行，提高汽車的通過性。

關鍵詞：泥頭車;懸掛系統;車身平衡;液壓控制

1引言

隨著科技的發展，社會經濟也加快步伐高速發展，帶動著建筑行業蓬勃發展，建筑材料的供需促進了運輸行業的不斷壯大，泥頭車作為建筑行業中材料運輸的主干力量開始大展身手，泥頭車指的是用來運輸建筑工地中用到的沙石，水泥等載荷很大的建筑材料的一類工程車輛，泥頭車本身具有裝載車廂能自動傾覆一定角度自動卸料，大大節省卸料時間和勞動力，從而縮短運輸周期，提高生產的效率，降低運輸成本的優點讓它的作用變得更加不可替代，但此優點并不能改變人們在生活中它的恐懼，主要是因為泥頭車使用的是非獨立懸掛系統，不具有車身自平衡調節容易出現側翻等危險事故。

1.1泥頭車的發展狀況

社會經濟的高速發展，建筑行業追隨步伐也迅猛發展，泥頭車作為建筑行業中必不可少的交通運輸主干力量，它的需求量也越來越大。根據數據顯示，2017年我國的泥頭車市場總銷售量就已經達到60多萬輛，龐大的數據來之不易。

1.2課題研究的目的

泥頭車工作路況環境相對比較特殊復雜，泥頭車主要作業在建筑工地，建筑工地路面多凹凸不平，曲折，顛簸，近年來，泥頭車翻車等意外事故高頻發生，除了與操作人員的操作，路面的顛簸凹凸不平有關以外，大部分還與泥頭車的結構組成有關，主要與泥頭車使用的懸掛系統有關，泥頭車普遍使用非獨立懸架系統，不具有車身自平衡的調節功能。本次研究討論的只要是針對泥頭車使用過程中遇到的車身不能自平衡的問題進行研究解決，隨著液壓技術的發展，本次研究通過液壓控制技術實現能夠根據作業環境和地形依靠人工或自動調節有效地對車身進行調平，還可以實現緩沖因路面凹凸不平，曲折等帶來的沖擊，提升了通過性。

1.3課題研究的主要內容

針對傳統泥頭車使用的鋼板加彈簧式懸架系統導致的車身不能自平衡調節系統的設計：擬采用電控單元加液壓控制系統進行調節車身平衡。主要由車身高度傳感器，加速度傳感器檢測泥頭車在行車過程中對應的車身高度，加速度信號，并以電信號的形式傳遞給電控單元，電控單元根據信號通過控制液壓控制系統中各種液壓控制閥的開度與方向，間接控制油路中液壓油的流量與方向達到調節車身平衡的目的。

2車身自平衡的液壓控制系統

2.1非獨立懸掛系統

懸掛系統是車輛的車架與車橋或者車輪之間一切連接裝置的總稱，是衡量車輛性能的重要指標之一。泥頭車主要運用的都是非獨立懸架系統，所謂的非獨立懸架系統就是鋼板加彈簧式懸架系統。

2.2液壓控制系統

液壓控制系統是以電機提供動力作為基礎，使用液壓泵把機械能轉換為壓力，推動液壓油經過受電控單元控制的打開閥門的液壓閥，并由電控單元調節液壓閥的開度以及液壓油路中液壓油的流量，從而推動液壓缸做出不同的行程，不同方向的動作。

2.3泥頭車車身自平衡的液壓控制系統工作原理

以液體為工作介質，能夠實現能量轉換傳遞和控制以及分配的技術叫做液壓技術。

一.當泥頭車行駛在凹凸顛簸不平的工地路面時，會產生巨大的震動能，非獨立懸架系統剛度過小不能吸收這一部分震動能，會引起車身劇烈震動。

二.由于工程車會在顛簸不平的工地工作，遇到不平路面時車軸相對于車身都會有上下的運動。

2.4液壓元件簡介

2.4.1蓄能器

蓄能器主要分為以下幾點用途，一是作為存儲能量，應急液壓。其二，可以液壓沖擊和吸收脈動。

2.4.2兩位四通電磁換向閥

電磁閥里有密閉的腔，在不同位置開有通孔，每個孔都通向不同的油管，腔中間是閥，兩面是兩塊電磁鐵，哪面的磁鐵線圈通電閥體就會被吸引到哪邊，通過控制閥體的移動來檔住或漏出不同的排油的孔，而進油孔是常開的，液壓油就會進入不同的排油管，然后通過油的壓力來推動油缸的活塞。

3結論與展望

3.1結論

本文主要針對泥頭車車身自平衡調節的一種液壓控制系統的設計，液壓支撐缸設置于車身與轉向架之間，在車架上設有加速度傳感器和油壓傳感器，加速度傳感器只要用來檢測液壓支撐崗活塞運動的加速度，油壓傳感器主要用來檢測液壓支缸上下油腔的工作油壓并且都把信號傳遞給電控單元，電控單元再把信號以電流大小的形式傳遞給連接在油管上的雙向控制閥調控其開閉，流量大小與液壓油流動的方向給工作缸提供液壓油，通過液壓支撐桿中上下油腔中的油液的循環緩沖了不平路面給泥頭車帶來的震動，實現行車的平順性，同時還設有車身高度傳感器，車身高度傳感器只要用來檢測車身的高度，它能把信號反饋給電控單元，電控單元再把接收到的信號以電流大小的形式傳遞給雙向控制閥并通過調節裝在油管上的雙向控制閥的開閉以及供油裝置狀態改變液壓油的方向，最終改變工作杠的液壓油壓力達到車身平衡時的油壓，達到調節車身的高度的目的，實驗證明平衡系統能根據作業環境和地形自動有效地對車身進行調節，在不同的路況仍然能讓車身距地間隙保持不變，提升通過性，仍然可以對路面帶來的沖擊進行緩沖，對路面的顛簸更加適應自如，保證設備穩定運行。

3.2展望

今后，對泥頭車的穩定性與安全問題越來越重視，液壓控制系統也會更加側重于液壓控制技術和節能方面，液壓控制技術可以更好更方便節能地提升泥頭車的平穩性和安全性，技術的融合能取得更大的進步與發展。

參考文獻

[1] ?遲媛;李加奇;紀翔宇;任潔;張榮蓉;李寒寒.液壓式車輛主動懸架系統[P].CN104401198A.2015-03-11.

[2] ?李明圣;弓滿鋒;李曼;陳敬淵;廖聰.一種農業機械車身自平衡的液壓控制系統[P].廣州粵高專利商標代理有限公司44102.CN108468678A.2018-08-31.