大馬力推土機駕乘舒適性的提升方案

摘要：大馬力推土機多用于大型煤礦和金屬礦，其惡劣的施工環境，嚴重影響操作人員的身心健康。舒適的駕乘體驗不但能為操作人員提供良好的工作環境，而且能提高產品競爭力，滿足客戶的迫切需求。從噪聲、空調、操作舒適性等方面進行優化升級，以此提高大馬力推土機的駕乘舒適性。

關鍵詞：駕乘舒適性;空調;行走操縱;降噪

0" "前言

大馬力推土機主要用于各種大型礦山開采、大型水利工程建設、各種巖石層剝離等惡劣工況和施工環境，其主要特點是工作效率高，適應惡劣工礦能力強，經濟性能好。我公司的大馬力推土機多服務于大型煤礦和金屬礦，操作人員除了要面對施工場地不平帶來的顛簸，設備運轉產生的噪聲和振動外，還要面對高粉塵環境。為了提升產品的競爭力，滿足客戶的迫切需求，我們決定從噪聲、空調、操作舒適性等方面進行優化升級，以此提高大馬力推土機的駕乘舒適性。

1" "降噪效果提升

推土機駕駛室噪聲可分為空氣聲、固體聲和混響聲。空氣聲主要是外界噪聲通過駕駛室上的孔洞、縫隙進入到駕駛室。固體聲是通過機架傳遞到駕駛室的外界激勵、振動，從而形成的輻射噪聲。進入駕駛室內部的空氣聲和固體聲在駕駛室的壁板之間發生反射，形成混響聲。針對以上3種噪聲，分別實施降噪措施。

1.1" "提升駕駛室密封性隔絕空氣聲

1.1.1" "門板采用沖壓成型加工工藝

推土機的駕駛室門板多采用冷軋薄鋼板，鋼板內面焊方鋼管增加強度。門板為薄板件，變形量大，平面度差，導致駕駛室門密封條壓接不良，甚至漏光。門板加工工藝一般為焊接成型工藝，受焊接熱效應影響，導致門板變形和外觀不良。升級后的駕駛室門板采用沖壓成型工藝，精度高，可以實現外觀整齊，縫隙均勻，邊角圓潤，整體外觀優良。

1.1.2" "采用新型結構推拉窗

大馬力推土機工況惡劣，振動大，現有推拉窗采用塑料邊框，推拉時直接推拉玻璃上的把手。該結構抗振性能差，易損壞，且推拉窗的橫梁在劇烈振動時有斷裂風險。

升級后的駕駛室推拉窗帶鋁合金邊框，包括內框和外框，內框上固定有鋼化玻璃，內框與外框之間有滑槽，滑槽上有滑槽膠條，內框與鋼化玻璃之間有玻璃密封條。推拉窗的鋼化玻璃安裝在內框上，窗戶打開、關閉時推動推拉窗內框即可。帶鋁合金邊框的推拉窗結構如圖1所示。

1.1.3" "取消駕駛室跨儀表箱結構

現有駕駛室前端面橫跨在儀表箱上，儀表箱內部安裝空調蒸發箱，駕駛室和儀表箱之間安裝密封條。由于制造誤差累積，駕駛室與儀表箱之間的縫隙大，同時密封條存在安裝不到位的缺陷，導致該結構嚴重影響駕駛室密封效果。

升級后，空調蒸發箱從儀表箱中脫離出來，儀表箱內部只需要安裝電氣元件，龐大的儀表箱升級為儀表頭。駕駛室前端面升級為密閉結構，并粘貼吸聲海綿，有效阻隔發動機艙的噪聲。與儀表箱分離式密閉駕駛室如圖2所示。

1.1.4" "駕駛室碰鎖升級

原駕駛室碰鎖將鎖芯安裝在駕駛室門板上，鎖柱安裝在碰鎖支架上。由于鎖芯是非密閉結構，駕駛室煙霧試驗時，門板上鎖芯位置存在漏煙現象。新設計的碰鎖為頂置式碰鎖，鎖芯安裝在駕駛室上頂支架上，鎖柱安裝在門板頂端外側支座上。碰鎖釋放把手位于駕駛室內部頂端，通過搖臂、連桿與鎖芯上的搖臂相連，可實現在駕駛室內部控制碰鎖。頂置碰鎖如圖3所示。

1.2" "優選減振器吸收外界振動

推土機地板架一般通過減振器與主機架連接，減振器能吸收從主機架傳遞來的振動。大部分推土機使用的減振器一般為帶金屬支撐的橡膠減震塊，其結構如圖4所示。經測試，該減振器能有效吸收中高頻振動，但該種結構的減振器受橡膠性能、元件尺寸的限制，吸振性能有待優化。

某帶彈簧的橡膠硅油減振器能有效吸收全頻譜的振動，但經濟性差，如圖5所示。國內某廠商的兩款硅油減振器與其相比，沒有減振彈簧，經測試可知，該種硅油減振器在低頻時隔振效果顯著，高頻時效果不佳。

分析認為，現有橡膠減振器的剛度偏大、硬度偏硬。為此我們對橡膠減振塊的材料和尺寸進行調整。調整后對其進行測試，結果顯示駕駛室降噪效果明顯。

2" "空調制冷效果提升

在傳統推土機產品中，空調一般是作為可選裝部件，可以根據客戶需求決定是否安裝。大馬力推土機工況惡劣，施工環境復雜，空調已經成為其標配部件。

2.1" "現有空調系統布置方案

大馬力推土機的空調冷凝器布置在發動機前側，與發動機散熱器共用風扇。該布置方式安裝簡單，成本低，但是發動機艙內溫度較高，冷凝效果會受到一定影響。空調蒸發器布置在儀表箱內（駕駛室前端面橫跨在儀表箱上），儀表箱前端伸入到發動機艙，后端在駕駛室艙內。該布置方式蒸發器離熱源非常近，制冷效果不好;同時，駕駛室與儀表箱的結合面間距大，密封效果差。空調出風口設置在儀表箱上，共5個，1個吹前風擋玻璃除霜，2個吹門玻璃除霜，2個吹駕駛員面部，出風口比較集中且均位于駕駛室前部，后部沒有出風口，舒適性差。

2.2" "空調系統升級方案

改進后的空調冷凝器布置在駕駛室后側上方。該種布置方式采用單獨風扇，且遠離發動機熱源，散熱快，冷凝效果較好。蒸發器布置在駕駛室內部，司機座椅后側。該種布置方式密封效果好，安裝、拆卸維修相對較方便。根據蒸發器位置將出風口設置在駕駛室下半部分，風道路徑短，風阻小，同時可以兼顧駕駛室前窗、左右門、后窗，以及操作人員面部、腿部、背部等。

3" "操縱舒適性提升

推土機在作業時，需要頻繁操作行走操縱手柄以實現行駛、推料等作業。大馬力推土機的行走操縱多采用單手柄機械行走操縱，操縱力38～40N，頻繁操作，駕駛員易疲勞。同時，機械連桿機構在頻繁操作和振動環境下，容易產生松動，需要定期檢查調整操作行程。

升級后的行走操縱采用電控操縱，變速閥和轉向閥升級為電控閥，手柄升級為電控手柄，操縱力小，同時保留機械鎖車制動，保證整車安全性。另外，電控行走操縱帶擋位預設和自動降擋功能，提高了大馬力推土機的先進性和操作舒適性。

4" "其他方面優化

合理布置駕駛室的內飾，能有效提高駕駛的舒適性。升級后的駕駛室內飾增設了地板架內飾，內飾覆蓋駕駛員能接觸到的部位。駕駛室內飾集成空調風道，合理布置滅火器、風扇、掛衣鉤、逃生錘、煙灰盒等功能部件，配備滿足野外作業需求的大尺寸茶杯座。根據駕駛員操作習慣，在駕駛室頂棚內飾集成遮陽板、后視鏡、喇叭罩、收音機盒、頂燈、保險盒及十聯開關等功能部件。

空調系統升級后，蒸發器從儀表箱內脫離出來，空調風道也由集中布置在儀表箱，改為僅前窗除霜風道位于儀表箱。新設計的儀表箱整體安裝在駕駛前方，上部布置儀表和功能開關，下部為懸置電控踏板，增大了司機腳部空間。

大馬力推土機工況惡劣，其駕乘環境的提升不能只限于設計的改進，材料、工藝、裝配等方面都有升級的空間，比如采用新型吸聲材料、優化覆蓋件結構。此外，新材料、新技術、新工藝的開發和應用，將有力推動大馬力推土機駕乘舒適性的整體提升。

5" "結語

大馬力推土機多用于大型煤礦和金屬礦，其惡劣的施工環境，嚴重影響操作人員的身心健康。舒適的駕乘體驗不但能為操作人員提供良好的工作環境，而且能提高產品競爭力，滿足客戶的迫切需求。本文根據實際情況，從噪聲、空調、操作舒適性等方面進行優化升級，以此提高大馬力推土機的駕乘舒適性。

參考文獻

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