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1 緒論
叉車(chē)是在工廠、倉(cāng)庫(kù)、港口碼頭、機(jī)場(chǎng)或工地完成叉取、搬 、堆垛等作業(yè)的一種工程車(chē)輛。它體積小、重量輕、結(jié)構(gòu)緊 、噪音低、污染小、造價(jià)低、操作靈活,可以在工作場(chǎng)地狹小的 間作業(yè)。隨著科技水平和文化意識(shí)的提升,現(xiàn)在的產(chǎn)品設(shè)計(jì)已經(jīng)從 能主義(形式追隨功能)轉(zhuǎn)向情感主義(形式追隨情感) ]。 件設(shè)計(jì)好的產(chǎn)品不僅要滿(mǎn)足用戶(hù)的生理需求,還要滿(mǎn)足心理的需求。隨著工業(yè)設(shè)計(jì)的不斷發(fā)展,曾經(jīng)以技術(shù)為主體的設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)向以技術(shù)為客體,以用戶(hù)為中心的設(shè)計(jì),運(yùn)用工業(yè)設(shè)計(jì)的方法和技術(shù)成了人類(lèi)專(zhuān)門(mén)研究的主題。對(duì)于叉車(chē)設(shè)計(jì)而言,在考慮各項(xiàng)功能、技術(shù)水平指標(biāo)之外,車(chē)身的形態(tài)也越來(lái)越引起用戶(hù)和行業(yè)的注意。除了可靠、優(yōu)越的性能,舒適的人機(jī)操作界面,用以普遍對(duì)叉車(chē)的車(chē)身造型、線(xiàn)型風(fēng)格、色彩觀感等視覺(jué)效果等都有更高的要求。如何使叉車(chē)生產(chǎn)企業(yè)跳出原有的重功能、輕形 設(shè)計(jì)的固有模式,適應(yīng)用戶(hù)不同的產(chǎn)品需求;如何迎接加入WTO后外來(lái)產(chǎn)品對(duì)我國(guó)叉車(chē)生產(chǎn)企業(yè)的沖擊和影響;如何建立一個(gè)整合考慮功能技術(shù)、人機(jī)關(guān)系、形態(tài)的現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法,是我造型設(shè)計(jì)新穎、色彩處理得當(dāng)、人機(jī)關(guān)系協(xié)調(diào)、安能給人良好的視覺(jué)效果和宜人的生產(chǎn)條件,對(duì)美化環(huán)境、提高工效大有好處。
1.1 我國(guó)叉車(chē)外觀造型設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀
我國(guó)叉車(chē)工業(yè)起步于 20世紀(jì)五、六十年代。在原機(jī)械工業(yè)部的領(lǐng)導(dǎo)下,挑選國(guó)內(nèi)幾家企業(yè)的技術(shù)人員進(jìn)行共同開(kāi)發(fā)、聯(lián)合設(shè)計(jì),然后以當(dāng)時(shí)計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的模式,根據(jù)叉車(chē)的不同型號(hào)(噸位)分配給各家企業(yè)進(jìn)行制造生產(chǎn)。進(jìn)入 20世紀(jì) 80年代后,計(jì)劃經(jīng)濟(jì)的束縛逐漸減輕,各家企業(yè)根據(jù)自身的技術(shù)、資源力量,在原來(lái)的型號(hào)基礎(chǔ)上向上、向下延伸,普遍建立起一套不同型號(hào)的產(chǎn)品系列,技術(shù)上主要以動(dòng)力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)作為核心。20世紀(jì)90年代中后期,隨著國(guó)際上 Linder、Toyota等大公司產(chǎn)品的進(jìn)入,對(duì)我國(guó)的叉車(chē)制造行業(yè)形成了極大的沖擊。為了迎接挑戰(zhàn),國(guó)內(nèi)企業(yè)在車(chē)身的鈑金工藝、動(dòng)力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、裝配加工工藝等領(lǐng)域投入了很大的技改力度,引進(jìn)了大批數(shù)控加工設(shè)備和流水線(xiàn),在技術(shù)、工藝上有了很大的提高。但是國(guó)內(nèi)企業(yè)在設(shè)計(jì)上相對(duì)滯后 ,主要以模仿日本企業(yè)的設(shè)計(jì)為主。在模仿過(guò)程中,由于受到加工工藝的制約,總體效果差強(qiáng)人意 ,特別是在車(chē)身形態(tài)方面存在很多不足,主要表現(xiàn)在:
(1)外觀形態(tài)仍采用呆板的直線(xiàn),整體形式陳舊、臃腫,不符合現(xiàn)代的審美情趣;
(2)結(jié)構(gòu)線(xiàn)型混亂,形體比例不協(xié)調(diào),機(jī)構(gòu)外露多,布局零亂,松散 ,視覺(jué)穩(wěn)定性差;
(3)極少考慮人機(jī)工程操作的舒適性和合理性;
(4)色彩單一、陳舊,色調(diào)灰暗,缺少變化和統(tǒng)一 ,商標(biāo)、標(biāo)牌等附件的布局與整體不協(xié)調(diào)。
1.2 國(guó)際叉車(chē)外觀造型設(shè)計(jì)的現(xiàn)狀
20世紀(jì) 80年代,以林德(LINDER)叉車(chē)為代表的叉車(chē)生產(chǎn)企業(yè)在外形設(shè)計(jì)上大膽突破,追求流線(xiàn)型,講究藝術(shù)性,開(kāi)始導(dǎo)入汽車(chē)的造型設(shè)計(jì)元素。在亞洲,日本各大公司在外形設(shè)計(jì)中也逐漸以圓弧曲線(xiàn)代替直線(xiàn),注意造型的美觀流暢。同時(shí),隨著工業(yè)的發(fā)展,部件的可靠性有了很大的提高,不用再過(guò)多地考慮維修的方便性,這樣就為將它們遮蓋起來(lái)創(chuàng)造了條件。叉車(chē)的部件除了必須布置在外面的操作系統(tǒng)、各種儀表、警告裝置外,其余部件均被車(chē)身包裹起來(lái),給人—種整潔美觀的感覺(jué)。步入21世紀(jì),國(guó)際叉車(chē)制造企業(yè)對(duì)形態(tài)更加重視,受汽車(chē)形態(tài)設(shè)計(jì) 新鋒銳 (New Edge)風(fēng)格的影響,叉車(chē)形態(tài)在原流 線(xiàn)型的基礎(chǔ)上增加了一些堅(jiān)挺的塊狀輪廓明顯的線(xiàn)條,流暢中彰顯力量、圓潤(rùn)中蘊(yùn)涵挺拔,叉車(chē)形態(tài)隨社會(huì)審美情趣的演變不斷地發(fā)展變化并成為叉車(chē)更新?lián)Q代的主要手段之一。2003年世界叉車(chē)展覽會(huì)的4款叉車(chē)??傮w而言,當(dāng)今世界叉車(chē)形態(tài)設(shè)計(jì)的趨勢(shì)可以用8個(gè)字概括:流線(xiàn)、遮蓋、高效、舒適。主要有以下特點(diǎn):
(1)采用系統(tǒng)設(shè)計(jì)的觀念,從 人 一機(jī) 一環(huán)境 整體來(lái)考慮叉車(chē)的設(shè)計(jì);
(2)全懸浮安全架,軸線(xiàn)上減輕振動(dòng),線(xiàn)型上使形態(tài)豐富;
(3)弧線(xiàn)和直線(xiàn)相結(jié)合,線(xiàn)條流暢、簡(jiǎn)練,極富動(dòng)感活力;
(4)人機(jī)界面設(shè)計(jì)合理,操作舒適、簡(jiǎn)單;
(5)采用鮮艷的顏色,色彩計(jì)劃豐富、大膽,視覺(jué)沖擊力。
1.3 叉車(chē)造型設(shè)計(jì)的幾個(gè)方面 :
叉車(chē)車(chē)身造型設(shè)計(jì)
現(xiàn)代叉車(chē)車(chē)身造型要求簡(jiǎn)潔明快、線(xiàn)條流暢,以塊感的造型手法體現(xiàn)車(chē)身的力度感與堅(jiān)實(shí)穩(wěn)重的量感。因此,設(shè)計(jì)時(shí)要注意整體性,避免使零件過(guò)分凌亂和松散;要精心規(guī)劃,將有關(guān)部件集中在一定的較規(guī)整的空間范圍內(nèi),分塊明確,簡(jiǎn)潔完 。這樣可以增強(qiáng)叉車(chē)的整體感,使形體輪廓更加鮮明,更富于個(gè)性特色。
叉車(chē)造型色彩計(jì)劃
色彩是造型的重要因素 ,好的產(chǎn)品色彩設(shè)計(jì)能更美化產(chǎn)品,提高外觀質(zhì)量。叉車(chē)的色彩雖然依附于形體,但色彩比形 更具有感染力,能先于形體影響人的情感。設(shè)計(jì)叉車(chē)時(shí),首先需要確定主色調(diào),才能使機(jī)具顯得統(tǒng)一。即應(yīng)以一色為主,其它色彩為輔。主色調(diào)占大部分面積,其位置也多在注目之處,如門(mén)架、車(chē)身、平衡重等。叉車(chē)主色調(diào)的確定應(yīng)考慮有效地發(fā)揮產(chǎn)品的功能,同時(shí)為操作者創(chuàng)造協(xié)調(diào)的人機(jī)關(guān)系,給人以親切、舒適、輕松、愉悅的感覺(jué),從中得到美的享 。
叉車(chē)車(chē)身緊湊,運(yùn)轉(zhuǎn)靈活迅速,司機(jī)操縱動(dòng)作頻繁而緊張。為了安全和引人注目,一般來(lái)說(shuō),主色調(diào)以明度較高的黃色、橙色為宜。黃色、橙色是目前國(guó)際工程機(jī)械的流行色。從國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看,紅色、綠色最近也是被運(yùn)用較多的顏色。叉車(chē)的色彩力求單純,一般2—3色為宜,色彩越簡(jiǎn)潔越醒目,整體感越強(qiáng)。主色調(diào)確定之后,一般可施輔助色彩的部分有駕駛室安全框架、門(mén)架、貨叉和平衡重等。對(duì)于叉車(chē)來(lái)講,只能選定幾處,切不可面面俱到,用色過(guò)多,反而顯得雜亂。童雪駛室門(mén)架雖然著色面積不大,但位于機(jī)具中部特別醒目。設(shè)計(jì)者如為表現(xiàn)其牢固、堅(jiān)實(shí)安全,可采用深鐵藍(lán)或黑色。對(duì)于中、小型叉車(chē),為表現(xiàn)機(jī)具靈活機(jī)動(dòng),可采用明度較高的灰白、米黃、淺藍(lán)色等。
人機(jī)關(guān)系的協(xié)調(diào)
現(xiàn)代產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)要求在滿(mǎn)足功能結(jié)構(gòu)要求和遵循造型形式美規(guī)律的同時(shí)必須符合人機(jī)工程學(xué)原則,滿(mǎn)足宜人性,才能高效、可靠、安全和舒適地操作【5]。過(guò)去人們總是關(guān)心技術(shù)的先進(jìn)性,而較少關(guān)心人機(jī)工程因素,或者在設(shè)計(jì)完產(chǎn)品之后才對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行人機(jī)工程分析,滯后性強(qiáng),最終的產(chǎn)品操作起來(lái)很不舒服,甚至帶來(lái)誤操作而引起事故。因此,在設(shè)計(jì)產(chǎn)品之前進(jìn)行人機(jī)工程分析十分必要。叉車(chē)設(shè)計(jì)在考慮人機(jī)工程因素時(shí),一般有以下幾個(gè)方面。
(1)駕駛空間
駕駛員的活動(dòng)空間主要在司機(jī)室內(nèi)部,寬敞明亮的司機(jī)室擴(kuò)大了駕駛員的視野,前后左右及司機(jī)室頂部都有寬大的玻璃,駕駛員可以方便地觀察到機(jī)器周?chē)那闆r;較大的下部空間可以使駕駛員不至于因?yàn)榭臻g的狹小導(dǎo)致腿部的疲勞,操作起來(lái)比較方便。為了適應(yīng)不同身高的駕駛員來(lái)操縱叉車(chē),同一型號(hào)的叉車(chē)針對(duì)不同的駕駛員其主要部分都可以。因人而易 ,根據(jù)可調(diào)性原則采用不同配置尺寸。例如:從司機(jī)座椅到前方的制動(dòng)踏板、油門(mén)踏板之間的距離;從座椅靠背到操縱桿之間的距離;從方向盤(pán)到駕駛員之間的距離,方向盤(pán)的高度等。這樣就可以使那些身高1.60—1.90m之間的駕駛員在操縱叉車(chē)時(shí)都能感到非常舒適。
(2) 駕駛舒適性
駕駛員的駕駛舒適性除了與駕駛空間有關(guān),還與座椅的設(shè)計(jì)密不可分。座椅的設(shè)計(jì)應(yīng)盡可能使乘客脊柱處于生理體位,保持正常的生理彎曲。駕駛環(huán)境不僅要求對(duì)座椅能進(jìn)行前后調(diào)整、對(duì)靠背能進(jìn)行角度調(diào)整,而且要求座持柔軟舒適、富有彈性,并配有減震裝置。因?yàn)椴孳?chē)的前后懸掛都是剛性的結(jié)構(gòu), 在整機(jī)上無(wú)減震裝置,易使駕駛員疲勞。為了彌補(bǔ)叉車(chē)結(jié)構(gòu)上的這一先天缺陷,必須在座椅上裝設(shè)減展裝置。據(jù)國(guó)外資料介紹 ,目前國(guó)外的有些叉車(chē)的座椅下面裝有減震油缸。
(3) 人機(jī)界面設(shè)計(jì)
此外,儀表板人機(jī)界面的設(shè)計(jì)也必須認(rèn)真考究。造型漂亮的硬塑料面板的組合儀表,在國(guó)外叉車(chē)上已成發(fā)展趨勢(shì)。人機(jī)界面設(shè)計(jì)得好 ,可使人機(jī)之間傳遞交換信息暢通無(wú)阻,使人能迅速、正確識(shí)別并獲取機(jī)內(nèi)信息,人腦中樞處理后作出的操作能容易準(zhǔn)確地發(fā)送給機(jī)具。因此,各種儀表很講究可讀性,有的用數(shù)字顯示,有的用指針或信號(hào)指示,在新近生產(chǎn)的叉車(chē)上,甚至設(shè)置了通訊聯(lián)絡(luò)裝宜,供駕駛員在叉車(chē)操作現(xiàn)場(chǎng)與計(jì)算機(jī)管理中心進(jìn)行信息聯(lián)絡(luò),以加強(qiáng)叉車(chē)的運(yùn)行營(yíng)理,提高作業(yè)效率。
另外,功能集成的操作區(qū)不僅縮短了手臂移動(dòng)的距離,減少了操作力,而且還實(shí)現(xiàn)了精確的組合控制。駕駛員可以同時(shí)對(duì)叉車(chē)進(jìn)行聯(lián)合操作(例如門(mén)架的起升和屬具的伸縮等),這些組合控制是由電控和液控來(lái)完成的。
2l世紀(jì)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的焦點(diǎn)是創(chuàng)新產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)。對(duì)于產(chǎn)品生命周期來(lái)說(shuō),產(chǎn)品的外觀造型日益顯得重要。用工業(yè)設(shè)計(jì)的理論方法和技術(shù)來(lái)設(shè)計(jì)叉車(chē),提高叉車(chē)使用的可靠性,駕駛的舒適性,造型的美觀性,正在成為我國(guó)叉車(chē)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)的一大機(jī)遇。
1.4 叉車(chē)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)
叉車(chē)市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng)促進(jìn)了叉車(chē)技術(shù)的發(fā)展 ,現(xiàn)代叉車(chē)設(shè)計(jì)中正在大量地、不斷地應(yīng)用各種新技術(shù) ,提高產(chǎn)品的性能和品質(zhì) ,以滿(mǎn)足市場(chǎng)的需要。
叉車(chē)設(shè)計(jì)人性化
人性化的概念在當(dāng)今的叉車(chē)設(shè)計(jì)中無(wú)處不在 ,尤其是在歐洲車(chē)型上得到了最充分的體現(xiàn)。
a.充分考慮舒適性
經(jīng)驗(yàn)表明 ,疲勞駕駛是最容易造成事故的 ,而舒適寬松的駕駛環(huán)境 ,則能有效提高叉車(chē)的作業(yè)效率。大多數(shù)歐洲廠商對(duì)此投入了大量的研究 ,并且不斷改進(jìn)。叉車(chē)設(shè)計(jì)者對(duì)人的關(guān)懷滲透到各個(gè)細(xì)節(jié)。外觀簡(jiǎn)潔而駕駛空間寬敞 ,懸浮式座椅的高度、前后位置、靠背角度都可以調(diào)節(jié) ,還可以根據(jù)駕駛員體重設(shè)定緩沖 ,長(zhǎng)時(shí)間操作也不會(huì)疲勞。方向盤(pán)直徑經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的計(jì)算與測(cè)試 ,其角度與高度也可根據(jù)駕駛員的身材不同而自由調(diào)整。
研究表明 ,駕駛室內(nèi)壁的精巧布置有利于提高生產(chǎn)率。如果所有的控制都能按人機(jī)工程學(xué)進(jìn)行布置 ,駕駛員操縱就更加舒適 ,更能集中精力工作?,F(xiàn)代叉車(chē)駕駛室的每一個(gè)設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)都充分考慮了工作效率和安全性 ,更符合人機(jī)工程學(xué)原理。操作空間加大 ,使操作者的手、腳、腿、頭、背部有更大的活動(dòng)空間 ,如 Crown的 FC4000系列相對(duì)于 FC3000系列而言 ,頭部空間增加 61 mm,肩部間隙加大 240 mm,膝蓋空間加大 90 mm。座椅和方向盤(pán)均可在 3個(gè)自由度范圍內(nèi)根據(jù)司機(jī)身高、體重和習(xí)慣任意調(diào)節(jié)。座椅為全懸浮式和司機(jī)約束座椅 (OSR) ,座椅右側(cè)有帶襯墊的可調(diào)手臂托架 ,托架前端布置有電氣控制式集成液壓操作桿或指尖操作桿。儀表盤(pán)置于方向盤(pán)下方 ,隨方向盤(pán)擺動(dòng)。喇叭、燈開(kāi)關(guān)、緊急斷電開(kāi)關(guān)等操作手柄和按鈕集中置于托架或儀表盤(pán)上,操作和控制更加方便。Linde、Still等公司的駕駛室可根據(jù)用戶(hù)要求向左或向右轉(zhuǎn)動(dòng) 45°,便于短距離倒車(chē)。這一系列措施可確保每一位司機(jī)工作在最佳位置。
德國(guó) Jungheirich集團(tuán)公司展示的概念叉車(chē) ,駕駛室可轉(zhuǎn)動(dòng) 180°,可避免司機(jī)在運(yùn)載較為龐大的貨物及倒車(chē)時(shí)扭轉(zhuǎn)身體而導(dǎo)致背部和頸部疲勞。駕駛室內(nèi)各種控制手柄皆布置在座椅扶手上 ,很容易操控 ,大大提高了司機(jī)作業(yè)的舒適程度。ManuelAydt公司的概念叉車(chē) ,門(mén)架位于駕駛室后面,行駛時(shí)司機(jī)可相對(duì)于所搬運(yùn)的貨物轉(zhuǎn)動(dòng) 180°,以獲得最佳視野。Flerian Coenen’s公司的剪叉式叉車(chē) ,司機(jī)始終與貨物保持在一個(gè)水平線(xiàn)上 ,這樣在堆放或取回貨物時(shí) ,始終保持良好的視野。Still公司的 Rxx概念叉車(chē) ,采用航天升降液壓缸 ,取消了型鋼門(mén)架 ,給司機(jī)提供了良好的前方視野 ,可避免司機(jī)工作時(shí)因扭轉(zhuǎn)身體而產(chǎn)生的疲勞現(xiàn)象 ,提高了作業(yè)舒適性 ,安全性也得到了改善。
各叉車(chē)公司不斷優(yōu)化改進(jìn)叉車(chē)人機(jī)界面 ,使操縱簡(jiǎn)便省力、迅速準(zhǔn)確 ,充分發(fā)揮人機(jī)效能。例如,配備醒目的數(shù)字化儀表、報(bào)警裝置 ,實(shí)現(xiàn)工況的在線(xiàn)監(jiān)控;采用浮動(dòng)駕駛室(可移動(dòng)、升降) ,使操縱者獲得全方位視野;以集中手柄控制替代多個(gè)手柄控制 ,電控替代手控;逐漸將電子監(jiān)測(cè)器和高度顯示器作為高升程叉車(chē)的標(biāo)準(zhǔn)配置等。
b.允許個(gè)性化設(shè)置性能參數(shù)
不同的駕駛員有不同的操作習(xí)慣 ,不同的場(chǎng)地環(huán)境也有不同的要求 ,叉車(chē)設(shè)計(jì)允許駕駛員根據(jù)自己的駕駛習(xí)慣或者場(chǎng)地條件設(shè)定個(gè)性化的運(yùn)行參數(shù) ,如最大行駛速度、加速度、制動(dòng)靈敏度等 ,如果駕駛員是一個(gè)有活力的年輕人 ,他可以設(shè)置高加速、快剎車(chē) ,體驗(yàn)動(dòng)感十足的工作;如果駕駛員是個(gè)沉穩(wěn)的中年人 ,他可以設(shè)置慢加速 ,緩剎車(chē) ,那么在整個(gè)駕駛過(guò)程中 ,都會(huì)感覺(jué)十分舒適 ,不會(huì)有急起動(dòng)、急剎車(chē)的振動(dòng)。符合每一個(gè)叉車(chē)駕駛者的駕駛習(xí)慣的叉車(chē) ,就像一件量身定制的衣服 ,能夠適合每個(gè)駕駛員的具體情況。
c.充分考慮安全可靠性與可維護(hù)性
保證叉車(chē)駕駛員的安全一直是設(shè)計(jì)人員重點(diǎn)考慮的問(wèn)題。除停車(chē)、行車(chē)制動(dòng)等基本安全措施外 ,通過(guò)配備功能齊全的監(jiān)控系統(tǒng)、動(dòng)力制動(dòng)系統(tǒng)、防側(cè)翻系統(tǒng) ,以及采用電控、液壓、機(jī)械 3套獨(dú)立制動(dòng)系統(tǒng) ,可大大提高叉車(chē)整車(chē)的安全可靠性。同時(shí) ,電子技術(shù)的發(fā)展與運(yùn)用 ,使對(duì)叉車(chē)安全性研究向智能化方向發(fā)展。
現(xiàn)代叉車(chē)車(chē)身普遍采用流線(xiàn)型設(shè)計(jì) ,外形柔美和諧;轉(zhuǎn)向輪采用高承載能力的小直徑寬基輪胎 ,重心低 ,穩(wěn)定性好;無(wú)級(jí)變速運(yùn)行平穩(wěn)、起升調(diào)速使操作更平穩(wěn)、安全;可調(diào)節(jié)的座椅、全液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向、萬(wàn)向節(jié)連接不僅可以使方向盤(pán)根據(jù)操作者的需求前后調(diào)節(jié) ,而且可避免因路面不平通過(guò)車(chē)體震動(dòng)操作者手臂 ,降低疲勞 ,操作更安全、舒適。
采用先進(jìn)的液晶信息管理系統(tǒng)取代了傳統(tǒng)的儀表盤(pán) ,最新的巡航控制技術(shù)與彎道控制技術(shù) ,在斜坡上自動(dòng)感應(yīng)剎車(chē) ,防止重力下滑 ,在轉(zhuǎn)彎時(shí)也會(huì)根據(jù)彎角與速度自動(dòng)計(jì)算并減速 ,極好地保證了側(cè)向平衡 ,防止側(cè)翻。
隨著國(guó)際化進(jìn)程的進(jìn)一步加快 ,工業(yè)企業(yè)除了不斷改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量、提高產(chǎn)品的舒適性等性能外 ,對(duì)產(chǎn)品的安全性也越來(lái)越重視 ,產(chǎn)品的安全性已經(jīng)成為企業(yè)邁向國(guó)際市場(chǎng)的一道門(mén)檻。叉車(chē)方、尖外表正被流線(xiàn)圓弧形外觀所取代 ,改善了司機(jī)的視野 ,提高了操作安全性。如豐田 7系列叉車(chē)裝有主動(dòng)穩(wěn)定系統(tǒng) (SAS) , SAS采用一系列電子傳感器對(duì)叉車(chē)負(fù)荷、運(yùn)行速度、轉(zhuǎn)向角等參數(shù)進(jìn)行測(cè)量 ,當(dāng)測(cè)得潛在危險(xiǎn)狀態(tài)時(shí) , SAS即開(kāi)始工作 ,以提高叉車(chē)的橫向穩(wěn)定性 ,從而達(dá)到安全作業(yè)的目的。
外觀造型轎車(chē)化
近年來(lái) ,無(wú)論是國(guó)內(nèi)廠商還是國(guó)外公司 ,皆推出了外觀造型令人注目的新車(chē)型 ,體現(xiàn)了叉車(chē)造型轎車(chē)化的發(fā)展趨勢(shì) ,即流線(xiàn)型、大圓弧過(guò)渡加之明快協(xié)調(diào)的色彩搭配 ,叉車(chē)的護(hù)頂架、車(chē)身、配重及各種裝飾件融為一體 ,考慮美學(xué)效果 ,制作精良 ,更容易受到客戶(hù)的青睞。一般來(lái)說(shuō) ,國(guó)際著名的叉車(chē)公司在推出新一代叉車(chē)之前 ,都會(huì)根據(jù)自己產(chǎn)品的一貫風(fēng)格和顏色 ,經(jīng)過(guò)模型制作、外觀工業(yè)造型、油漆顏色選取等過(guò)程 ,才會(huì)進(jìn)入產(chǎn)品功能設(shè)計(jì)。在表面質(zhì)量上 ,對(duì)黑色金屬進(jìn)行侵蝕處理后噴漆 ,更容易獲得高的表面質(zhì)量。如意大利 Cesab公司采用了高壓靜電噴涂工藝 ,將自動(dòng)控制的噴槍噴出的粉末 ,以 10kV靜電的形式噴向部件表面 ,再經(jīng)過(guò)干燥爐干燥處理 ,最后形成了比濕法噴涂高得多的表面質(zhì)量 ,有類(lèi)似于桔皮樣的顆粒效果 ,形成了自己的特色。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展 ,虛擬樣機(jī)設(shè)計(jì)、三維實(shí)體造型成形等先進(jìn)設(shè)計(jì)手段和先進(jìn)制造技術(shù)的運(yùn)用使叉車(chē)造型越來(lái)越具有新意和特色。
產(chǎn)品專(zhuān)業(yè)化、系列化、多樣化
系列化是叉車(chē)發(fā)展的重要趨勢(shì)。國(guó)外著名大公司逐步實(shí)現(xiàn)其產(chǎn)品專(zhuān)業(yè)化、系列化。與此同時(shí) ,叉車(chē)產(chǎn)品更新?lián)Q代的周期明顯縮短。叉車(chē)產(chǎn)品的特點(diǎn)是科技含量高、研制與生產(chǎn)周期較長(zhǎng)、投資大、市場(chǎng)容量有限、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)主要集中在少數(shù)幾家公司。各廠家皆以產(chǎn)品種類(lèi)、系列的多樣化去充分適應(yīng)不同用戶(hù)、不同工作對(duì)象和不同工作環(huán)境的需要 ,并不斷推出新結(jié)構(gòu)、新車(chē)型 ,以多品種、小批量滿(mǎn)足用戶(hù)的個(gè)性化要求。
自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)、大型超市的紛紛建立 ,刺激了對(duì)室內(nèi)搬運(yùn)機(jī)械需求的增長(zhǎng)。高性能電動(dòng)叉車(chē)、前移式叉車(chē)、窄巷道叉車(chē)等各類(lèi)倉(cāng)儲(chǔ)叉車(chē)得到迅速發(fā)展為了盡可能地用機(jī)器作業(yè)替代人力勞動(dòng) ,提高生產(chǎn)效率 ,適應(yīng)城市狹窄施工場(chǎng)所以及在貨棧、碼頭、倉(cāng)庫(kù)、艙位、農(nóng)舍、建筑物層內(nèi)和地下工程作業(yè)環(huán)境的使用要求 ,小型叉車(chē)及微型叉車(chē)得到了較快的發(fā)展還出現(xiàn)了一種鉸接式叉車(chē) ,它主要用于窄巷道內(nèi)物料的搬運(yùn)。另一方面 ,叉車(chē)通用性也在提高 ,這樣可使用戶(hù)在不增加投資的前提下充分發(fā)揮設(shè)備的效能 ,完成更多的工作。
集裝箱叉車(chē)也得到了發(fā)展。目前 ,集裝箱搬運(yùn)與堆垛設(shè)備的主要生產(chǎn)商集中在歐洲 ,如瑞典的Kalmar、SMV,意大利的 Belotti、CVS、Fantuzzi,法國(guó)的 PPM,芬蘭的 SISU Valmet,德國(guó)的 Linde等。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)集裝箱叉車(chē)的僅有 1家 ,主要依賴(lài)進(jìn)口。集裝箱叉車(chē)仍是所有集裝箱港口、碼頭、中轉(zhuǎn)站搬運(yùn)與堆垛空箱必不可少的設(shè)備 ,且堆垛層數(shù)有不斷增加的趨勢(shì)。
節(jié)能和環(huán)?;?
環(huán)保要求推動(dòng)了動(dòng)力技術(shù)的發(fā)展。電動(dòng)叉車(chē)具有能量轉(zhuǎn)換效率高、無(wú)廢氣排放、噪聲小等突出優(yōu)點(diǎn) ,是室內(nèi)物料搬運(yùn)的首選工具 ,但其受蓄電池容量限制 ,功率小 ,作業(yè)時(shí)間短。目前國(guó)內(nèi)外均在不斷改進(jìn)鉛酸蓄電池技術(shù) ,通過(guò)提高材料純度等使其在復(fù)充電次數(shù)、容量和電效率方面有了很大提高。由于技術(shù)的進(jìn)步 ,電動(dòng)叉車(chē)現(xiàn)已突破只能用于小噸位作業(yè)的局限性。目前國(guó)際上電動(dòng)叉車(chē)的產(chǎn)量已占叉車(chē)總量的40%( 國(guó)內(nèi)為 10%~15% ),在德國(guó)、意大利等一些西歐國(guó)家 ,電動(dòng)叉車(chē)比例高達(dá) 65%。
近年來(lái) ,隨著企業(yè)廠內(nèi)物流叉車(chē)應(yīng)用范圍的擴(kuò)大和環(huán)境保護(hù)、勞動(dòng)安全衛(wèi)生要求的提高 ,對(duì)廢氣凈化、作業(yè)視野、車(chē)輛的振動(dòng)與噪聲以及易燃易爆場(chǎng)所的防爆等問(wèn)題日益受到重視 ,相應(yīng)的技術(shù)規(guī)范亦日益完善?,F(xiàn)代叉車(chē)車(chē)身系統(tǒng)采用懸浮裝置 ,先進(jìn)的雙懸浮系統(tǒng)使整車(chē)的振動(dòng)、噪聲都減小到最低水平 ,符合國(guó)家優(yōu)等產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) ,未來(lái)叉車(chē)將廣泛采用電子燃燒噴射和共軌技術(shù)。發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣催化、凈化技術(shù)的發(fā)展 ,將有效降低有害氣體和微粒的排放。液化石油氣( LPG) 、壓縮天然氣 (CNG) 等燃料叉車(chē)及混合動(dòng)力叉車(chē)將進(jìn)一步發(fā)展。新型蓄電池燃料電池在各大公司的共同努力下 ,克服價(jià)格方面的劣勢(shì) ,已批量進(jìn)入市場(chǎng)。據(jù)報(bào)載 ,目前全球汽車(chē)巨人正聯(lián)合致力于電動(dòng)叉車(chē)的研究 ,電動(dòng)汽車(chē)的動(dòng)力、傳動(dòng)、控制、安全等技術(shù)在叉車(chē)上的應(yīng)用 ,將會(huì)使電動(dòng)叉車(chē)整機(jī)性能有一個(gè)質(zhì)的飛躍。
機(jī)電液一體化
高可靠性、性能優(yōu)越的產(chǎn)品 ,以及裝備先進(jìn)電子技術(shù)的機(jī)電一體化產(chǎn)品的市場(chǎng)前景看好。以倉(cāng)儲(chǔ)發(fā)展為依托 ,發(fā)展新品種 ,特別是前移式叉車(chē)和堆垛車(chē)產(chǎn)品。計(jì)算機(jī)技術(shù)在電動(dòng)叉車(chē)上逐步得到推廣應(yīng)用 ,并納入信息化控制。無(wú)人駕駛叉車(chē)適用于有毒或特殊環(huán)境的需要 ,具有較大的發(fā)展空間。
a.節(jié)能和機(jī)電液一體化高新技術(shù)的應(yīng)用
微電子技術(shù)、傳感技術(shù)、信息技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用 ,對(duì)提高叉車(chē)業(yè)整體水平 ,實(shí)現(xiàn)復(fù)合功能 ,以及保證整機(jī)及系統(tǒng)的安全性和自動(dòng)化水平的作用將更加明顯 ,使電子與機(jī)械、電子與液壓的結(jié)合更加密切實(shí)現(xiàn)以微處理器為核心的機(jī)電液一體化是未來(lái)叉車(chē)控制系統(tǒng)發(fā)展的主方向 ,即以微處理器為核心 ,控制由局部控制向網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展 ,使整車(chē)保持最佳工作狀態(tài) ,實(shí)現(xiàn)叉車(chē)的智能化作業(yè)。對(duì)于電動(dòng)車(chē)輛 ,傳統(tǒng)的電阻調(diào)速控制器已被淘汰 ,而新型 Mosfet晶體管因其門(mén)極驅(qū)動(dòng)電流小 ,并聯(lián)控制特性好 ,且有軟硬件自動(dòng)保護(hù)和硬件自診斷功能等優(yōu)點(diǎn) ,得到廣泛應(yīng)用。串勵(lì)控制器和他勵(lì)控制器仍是市場(chǎng)的主導(dǎo)產(chǎn)品。交流控制技術(shù)將進(jìn)一步發(fā)展。隨著交流調(diào)速控制系統(tǒng)成本的降低與閉式交流電機(jī)技術(shù)的成熟 ,交流電機(jī)叉車(chē)將會(huì)因其功率大、維護(hù)性能好而取代直流電機(jī)叉車(chē)。采用電子轉(zhuǎn)向系統(tǒng)與動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)相比可節(jié)能 25%,它可根據(jù)叉車(chē)的使用工況 ,適時(shí)控制電機(jī)轉(zhuǎn)速 ,是叉車(chē)節(jié)能降噪的有效措施。
b.制動(dòng)系統(tǒng)向電子化方向發(fā)展
現(xiàn)代叉車(chē)一般配有 3套獨(dú)立的制動(dòng)系統(tǒng):作用于驅(qū)動(dòng)輪和承載輪的踏板液壓制動(dòng);電子或機(jī)械式駐車(chē)制動(dòng);再生制動(dòng)。再生制動(dòng)的原理是 ,叉車(chē)在下坡、停車(chē)、前進(jìn) /后退轉(zhuǎn)換過(guò)程中的動(dòng)能不是僅僅消耗在機(jī)械制動(dòng)器上 ,而是通過(guò)控制器將電動(dòng)機(jī)變成發(fā)電機(jī) ,給蓄電池再充電。這種制動(dòng)系統(tǒng)延長(zhǎng)了每次充電后的工作時(shí)間 ,一般可延長(zhǎng) 5%~10%,同時(shí)減少了機(jī)械制動(dòng)器的磨損 ,降低了使用成本 ,對(duì)于頻繁起制動(dòng)的叉車(chē)來(lái)說(shuō)尤為重要。為了減少制動(dòng)沖擊 ,增強(qiáng)適用性 ,要求傳動(dòng)系統(tǒng)的制動(dòng)力矩可調(diào) ,從而促進(jìn)了可調(diào)力矩電磁制動(dòng)器的發(fā)展??烧{(diào)力矩制動(dòng)器由 1個(gè)彈簧加壓制動(dòng)器和電子控制裝置———力矩控制器組成 ,這種機(jī)電一體化的制動(dòng)系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)制動(dòng)力矩可調(diào)功能的同時(shí) ,還可以通過(guò)力矩控制器對(duì)制動(dòng)器的磨損進(jìn)行監(jiān)測(cè) ,使系統(tǒng)的可靠性提高 ,降低運(yùn)行維護(hù)成本。此外 ,這種可調(diào)力矩制動(dòng)器還可以設(shè)置 CAN總線(xiàn)接口 ,以實(shí)現(xiàn)對(duì)制動(dòng)器的遠(yuǎn)程診斷、控制和對(duì)制動(dòng)控制的網(wǎng)絡(luò)化操作。
轉(zhuǎn)向系統(tǒng)向電子化邁進(jìn)。傳統(tǒng)的蓄電池叉車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)采用機(jī)械轉(zhuǎn)向或液壓助力轉(zhuǎn)向。機(jī)械轉(zhuǎn)向的缺點(diǎn)是操縱力大 ,操作者易疲勞;液壓助力轉(zhuǎn)向的缺點(diǎn)是浪費(fèi)能量。采用電子轉(zhuǎn)向不僅操縱力小 ,而且比液壓助力轉(zhuǎn)向節(jié)能約 25%。目前 ,電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)主要有 2種:一種為位置反饋電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) (Jungheinrich公司、安徽叉車(chē)集團(tuán)公司的產(chǎn)品);另一種為扭矩反饋電子動(dòng)力轉(zhuǎn)向系統(tǒng) Linde公司(TCM公司的產(chǎn)品) 。
c.先進(jìn)完善的電氣系統(tǒng)
現(xiàn)代電動(dòng)叉車(chē)均配有先進(jìn)完善的電氣系統(tǒng) ,包括行走、起升、轉(zhuǎn)向控制器、DC - DC變換器和車(chē)載充電器等。行走電機(jī)從 DC串勵(lì)向 DC他勵(lì)并進(jìn)一步向 AC交流方向發(fā)展。加速器從碳膜電阻型有磨損式向霍爾型無(wú)磨損式發(fā)展。儀表盤(pán)上配置有各具特色的組合儀表面板 ,它采用大屏幕點(diǎn)陣式液晶顯示和 LED管 ,實(shí)時(shí)顯示叉車(chē)狀況 ,包括放電顯示、工作計(jì)時(shí)、電機(jī)溫度、故障診斷等多種信息。隨著電子技術(shù)的發(fā)展 ,電動(dòng)叉車(chē)的控制器日趨完善。
DC他勵(lì)控制器的特點(diǎn)是 ,可實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)串勵(lì)電控?zé)o法實(shí)現(xiàn)的坡道防下滑功能 ,電瓶、電機(jī)工作電流的脈動(dòng)大大減少 ,空載和滿(mǎn)載均能實(shí)現(xiàn)最大車(chē)速。他勵(lì)電控取消了 3個(gè)接觸器 (換向、旁路、再生) ,從根本上解決了接觸器易拉弧、故障多的問(wèn)題 ,大大減少了維護(hù)工作量 ,降低了使用維修費(fèi)用。
AC交流控制器的特點(diǎn)是 ,低速時(shí)恒轉(zhuǎn)矩控制 ,高速時(shí)恒功率控制 ,在低速段有電壓補(bǔ)償功能 ,使得爬坡和起動(dòng)性能更好 ,加之 AC電機(jī)有速度反饋功能 ,因此操作靈敏度高 ,動(dòng)力控制精確。同時(shí) AC電機(jī)不使用觸點(diǎn)和碳刷 ,維修更簡(jiǎn)易。
上述先進(jìn)的控制器都可以通過(guò) CAN總線(xiàn)和其它元件通信。CAN總線(xiàn)技術(shù)的應(yīng)用 ,使得叉車(chē)電氣系統(tǒng)所有元件的通訊變得方便、快捷、可靠 ,故障診斷可由電腦檢測(cè)記錄 ,電氣連接線(xiàn)少。
新型電氣元件的裝備提升了電動(dòng)叉車(chē)的整車(chē)性能 ,使得電動(dòng)叉車(chē)朝著高起升、高速度、高爬坡性能高安全性方向發(fā)展。特別是最近幾年 ,國(guó)際大公司競(jìng)相推出高性能的全 AC驅(qū)動(dòng)叉車(chē) ,行駛速度可達(dá)到 17 km /h,爬坡度可達(dá)到 20%,達(dá)到同噸位內(nèi)燃車(chē)的水平。預(yù)計(jì)在未來(lái) 3~5年內(nèi) ,AC叉車(chē)將會(huì)超過(guò)DC叉車(chē)而占據(jù)電動(dòng)叉車(chē)的主流市場(chǎng)。
d.電瓶叉車(chē)采用交流電機(jī)、變頻調(diào)速
近來(lái)交流電機(jī)已引起叉車(chē)界極大的興趣。交流電機(jī)運(yùn)用于叉車(chē)具有以下顯著特點(diǎn):一是叉車(chē)運(yùn)行速度高 ,工作裝置起升速度高;二是由于它采用高效控制器及具有再生制動(dòng)功能 ,因此 ,比傳統(tǒng)叉車(chē)節(jié)能30%以上;三是全封閉電機(jī)、軸承及多盤(pán)制動(dòng)器免維護(hù)(無(wú)接觸器或碳刷) 。交流電機(jī)的電壓有越來(lái)越高的發(fā)展趨勢(shì) ,高電壓 (72~80 V) 已在歐洲開(kāi)始使用。在高電壓下工作時(shí) ,實(shí)際工作的電流很小 ,叉車(chē)在工作中發(fā)熱更少、效率更高 ,完全克服了直流電機(jī)產(chǎn)生熱量多、效率低下、維護(hù)頻繁的缺點(diǎn)。
快速充電技術(shù)的發(fā)展日趨成熟 ,車(chē)載充電機(jī)將更多地運(yùn)用于叉車(chē) ,使充電更方便 ,充電電流可達(dá)到傳統(tǒng)充電電流的 4倍以上 ,充電時(shí)間更短 ,效率更高。采用交流電控可以提高生產(chǎn)率 ,加速快 ,可提高車(chē)輛行駛速度和門(mén)架起升速度 ,且高速行駛時(shí)輸出轉(zhuǎn)矩大。在同樣工況下能耗小 ,可以延長(zhǎng)蓄電池組單班使用時(shí)間。
國(guó)外知名叉車(chē)公司均已推出了交流蓄電池叉車(chē)產(chǎn)品。采用交流電機(jī)、變頻調(diào)速使電瓶叉車(chē)的性能有了質(zhì)的飛躍。杭州叉車(chē)有限公司采用 DC他勵(lì)、AC交流控制器、EHPS動(dòng)力轉(zhuǎn)向等先進(jìn)技術(shù) ,外觀造型與轎車(chē)相媲美的新一代電動(dòng)叉車(chē) ,已經(jīng)陸續(xù)投放市場(chǎng) ,深受?chē)?guó)內(nèi)外用戶(hù)青睞。
智能化和集成化
a.電腦控制動(dòng)力轉(zhuǎn)向
現(xiàn)代叉車(chē)普遍采用電氣動(dòng)力轉(zhuǎn)向(EPS )和電氣液壓動(dòng)力轉(zhuǎn)向(EHPS) 。這 2種轉(zhuǎn)向均由電腦控制。Linde、Jungheinrich、BT、Still公司的前移式叉車(chē)裝備了 EPS,由輸入軸、輸出軸、轉(zhuǎn)向輪、轉(zhuǎn)向電機(jī)和傳感器等組成。在方向柱下裝有 1個(gè)固態(tài)邏輯單元 (電子傳感器) ,它可以檢測(cè)轉(zhuǎn)向角的差值 ,并將其輸入到電氣控制系統(tǒng)中來(lái)控制轉(zhuǎn)向電機(jī) ,使其與轉(zhuǎn)向力成正比。當(dāng)方向盤(pán)不轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) ,轉(zhuǎn)向電機(jī)不工作 ,而傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)向電機(jī)一直旋轉(zhuǎn) ,噪聲和能耗較大 ,容易造成電機(jī)和齒輪泵的磨損。方向盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí) ,車(chē)輪的轉(zhuǎn)向角度通過(guò)轉(zhuǎn)向傳感器同步反饋給控制器 ,自動(dòng)補(bǔ)償并修正定位 ,使叉車(chē)的轉(zhuǎn)向操作更為精確 ,實(shí)現(xiàn)了方向盤(pán)的自動(dòng)精確定位。
b.液壓泵電機(jī)控制器的應(yīng)用
液壓泵電機(jī)控制器可以控制電機(jī)實(shí)現(xiàn)門(mén)架起升 /前進(jìn) /后退等動(dòng)作的無(wú)級(jí)調(diào)速 ,還可以設(shè)定電機(jī)轉(zhuǎn)速 ,以控制貨叉傾斜 /側(cè)移速度。采用液壓泵電機(jī)控制器可以節(jié)約 25%的能量 ,延長(zhǎng)蓄電池組單班使用時(shí)間 ,降低液壓系統(tǒng)的發(fā)熱量。TCM、安徽叉車(chē)集團(tuán)公司等的蓄電池叉車(chē)均采用了液壓泵電機(jī)控制器。
c.門(mén)架下降采用負(fù)載勢(shì)能回收技術(shù)
門(mén)架下降采用負(fù)載勢(shì)能回收技術(shù)可實(shí)現(xiàn)門(mén)架下降的無(wú)級(jí)調(diào)速 ,還可節(jié)約 5%的能量。負(fù)載勢(shì)能回收的原理是 ,門(mén)架下降時(shí) ,液壓泵變成液壓馬達(dá) ,電動(dòng)機(jī)變?yōu)榘l(fā)電機(jī) ,將負(fù)載的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能對(duì)蓄電池進(jìn)行充電 ,以達(dá)到節(jié)能的目的。
d.操縱系統(tǒng)向集成化方向發(fā)展
隨著操作人員對(duì)操縱舒適性的要求越來(lái)越高,集成化操縱成為發(fā)展趨勢(shì)。所謂集成化操縱 ,就是用一個(gè)操縱手柄完成蓄電池叉車(chē)的所有控制動(dòng)作:叉車(chē)前進(jìn) /后退、門(mén)架前移 /后退、門(mén)架上升 /下降、貨叉前傾 /后傾、貨叉左側(cè)移 /右側(cè)移。
1.5叉車(chē)在特殊條件下的應(yīng)用
叉車(chē)是重要的物料搬運(yùn)設(shè)備,其工作狀態(tài)的安全性也是非常重要的。在一些特殊條件下,叉車(chē)的使用應(yīng)注意如下幾個(gè)方面。
新車(chē)走合期的使用
新車(chē)或大修后叉車(chē)的使用壽命及其工作 的可靠性,除與制造及修理質(zhì)量有關(guān)外 ,還與 走合期的正確使用和保養(yǎng)有著密切關(guān)系。因此,叉車(chē)的操作必須按照走合期的規(guī)定執(zhí)行。還應(yīng)根據(jù)季節(jié)、環(huán)境、車(chē)型的不同,正確選用燃油和機(jī)油。
a.新叉車(chē)使用注意事項(xiàng)
出廠的新叉車(chē),均經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的出廠檢驗(yàn)。 但在儲(chǔ)運(yùn)過(guò)程中,叉車(chē)的各零部件可能發(fā)生 松動(dòng)與損傷,因此在使用前,先對(duì)叉車(chē)內(nèi)外清潔,再進(jìn)行下列項(xiàng)目的檢查。
①叉車(chē)各機(jī)械聯(lián)接件的緊固情況,特別是轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、車(chē)輪及輪胎、起升機(jī)構(gòu)等聯(lián)接螺栓及鎖緊裝置是否緊固與正確。
②叉車(chē)各部件管路和接頭,特別是液壓系統(tǒng)和行車(chē)制動(dòng)器的總泵、輪缸有無(wú)滲漏現(xiàn)象。
③叉車(chē)及發(fā)動(dòng)機(jī)或電機(jī)的潤(rùn)滑狀況。
④各電氣件的接頭、線(xiàn)路及電氣儀表等是否完好,能否正常工作,蓄電池電解液的液面高度和相對(duì)密度是否符合規(guī)定。
⑤檢查輪胎氣壓是否合乎規(guī)定要求。
b.新叉車(chē)走合期的要求
①新叉車(chē)的走合期為行駛里程 500kin,若無(wú)里程表顯示,走合期也可定為 4個(gè)月或使 用時(shí)間 500h。
②發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)動(dòng)零部件因配合較緊,在走合期內(nèi)怠速可調(diào)整得略高些,可為 500~600r/rain。汽油機(jī)可調(diào)整化油器怠速調(diào)整螺釘;柴油叉車(chē)應(yīng)避免在抖振較大時(shí)運(yùn)轉(zhuǎn)。
③內(nèi)燃叉車(chē)應(yīng)檢查發(fā)動(dòng)機(jī)和噴油泵內(nèi)機(jī)油的質(zhì)和量。在走合期后可更換一次機(jī)油。
④新叉車(chē)工作 30小時(shí)后,應(yīng)檢查變矩器、變速箱、動(dòng)力換擋變速箱、驅(qū)動(dòng)橋、制動(dòng)鼓、直流電機(jī)等是否產(chǎn)生高熱和雜音。
⑤新叉車(chē)在工作250小時(shí)后,應(yīng)將汽缸蓋螺栓及前后車(chē)輪輪轂螺母按規(guī)定力矩和順序旋緊一次。
走合期滿(mǎn),要認(rèn)真清洗發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)橋、變速箱、轉(zhuǎn)向器和油箱,重新更換潤(rùn)滑脂,嚴(yán)格按換油工藝更換液壓系統(tǒng)液壓油。此外,還要檢查各部件緊固情況、皮帶松緊度、蓄電池電解液液面高度和密度、制動(dòng)總泵液面高度、離合器踏板和制動(dòng)踏板的自由行程等。檢查確認(rèn)各部位良好后,方可投入正常使用。
嚴(yán)寒地區(qū)叉車(chē)的使用
嚴(yán)寒地區(qū)氣溫低,潤(rùn)滑油粘度較大,燃油氣化性能差,發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)困難。進(jìn)入嚴(yán)寒季節(jié)前,做好叉車(chē)的換季保養(yǎng)工作,重點(diǎn)是要更換發(fā)動(dòng)機(jī)和液壓系統(tǒng)的油液,調(diào)整電解液密 度,放凈冷卻水,加注防凍液等。改善發(fā)動(dòng)機(jī)的低溫啟動(dòng)性能,常用的方法是用熱水預(yù)熱發(fā)動(dòng)機(jī);柴油發(fā)動(dòng)機(jī)還可加裝啟動(dòng)預(yù)熱裝置。經(jīng)常清洗油箱、濾清器和油管,防止有水結(jié)冰 。
當(dāng)叉車(chē)停機(jī)時(shí)間較長(zhǎng)時(shí),應(yīng)間斷地啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī),使冷卻水保持一定溫度。停車(chē)時(shí),應(yīng)選擇干燥、朝陽(yáng)、避風(fēng)的地點(diǎn),以防發(fā)動(dòng)機(jī)溫度下降過(guò)快。
炎熱地區(qū)叉車(chē)的使用
酷暑季節(jié),天氣炎熱,容易產(chǎn)生水箱“開(kāi)鍋”、燃油系統(tǒng)“氣阻”、蓄電池電解液消耗過(guò)快、液壓制動(dòng)因皮腕膨脹變形而失靈、輪胎氣壓升高等問(wèn)題。
駕駛員在夏季作業(yè)時(shí)要注意:進(jìn)入夏季前,并按規(guī)定加注夏季用的潤(rùn)滑油。清洗水道,清除冷卻系統(tǒng)中的水垢,檢查散熱器工作狀況及風(fēng)扇皮帶的松緊度。作業(yè)中,隨時(shí)注意發(fā)動(dòng)機(jī)溫度,經(jīng)常檢查和補(bǔ)充冷卻水。停車(chē)休息時(shí),盡量靠近陰涼處,并打開(kāi)發(fā)動(dòng)機(jī)蓋通風(fēng)散熱,如冷卻水沸騰時(shí),不宜立即熄火和急于添加冷水。應(yīng)使發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn),待溫度稍下降后,再熄火補(bǔ)充冷水。適當(dāng)降低限額電壓,以減小充電電流。經(jīng)常檢查電解液液面高度,使之保持高出極板 l0~l5mmo
在危險(xiǎn)環(huán)境叉車(chē)的使用
在有易燃?xì)怏w和粉塵的危險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)作業(yè),一旦出現(xiàn)火源,其后果不堪設(shè)想。《機(jī)動(dòng)工業(yè)車(chē)輛安全規(guī)范》明確規(guī)定,在易燃、易爆環(huán)境中作業(yè)的車(chē)輛必須獲得在此環(huán)境中作業(yè)的許可證方可進(jìn)行作業(yè)。目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有為在潛在的可燃性氣體環(huán)境中使用機(jī)動(dòng)車(chē)輛而專(zhuān)門(mén)制定安全標(biāo)準(zhǔn)及法規(guī)。但在危險(xiǎn)環(huán)境中使用的叉車(chē)必須遵守我國(guó)有關(guān)的防爆安全法規(guī)。
叉車(chē)安全設(shè)施
叉車(chē)基本安全設(shè)施包括超載起升保護(hù)、最大下降速度控制、護(hù)頂架、制動(dòng)與坡道停車(chē)以及零部件的安全要求。
1、零部件的安全要求。使用貨叉進(jìn)行裝卸作業(yè)時(shí),在額定起重量時(shí)應(yīng)保證貨物或托盤(pán)中心至叉面的距離不超過(guò)載荷中心距值,在貨物或托盤(pán)中心至叉面的距離大于載荷中心時(shí),應(yīng)按叉車(chē)載荷曲線(xiàn)降低起重量。貨又是專(zhuān)用工具,應(yīng)檢查叉與叉面的變形角度,防止貨叉直角誤差超過(guò) l?;蛘哓洸娑瞬孔冃纬^(guò) 10~20珊n,以免達(dá)到一定起升高度時(shí)貨物會(huì)從貨叉上滑出,損傷貨物或誤傷人員。使用中應(yīng)經(jīng)常檢查兩鏈條松緊的一致性與鏈片有無(wú)損壞、開(kāi)裂。
2、超載起升保護(hù)。當(dāng)起重量超載 25%時(shí),多路換向閥中的安全閥發(fā)揮作用,顯示起升速度下降或起升動(dòng)作失靈,發(fā)給操作員超載的信號(hào)。
3、最大下降速度控制。為了提高裝卸效率 ,叉車(chē)起升速度增大,但滿(mǎn)載下降速度也增大,下降速度過(guò)大是危險(xiǎn)的。一般下降速度不應(yīng)超過(guò) 30m/~ 。叉車(chē)液壓系統(tǒng)都裝有下 降限速閥,既控制滿(mǎn)載下降速度不超過(guò) 30rdmiIl,又防止起升油缸的高壓橡膠軟管突然爆破時(shí),起升在一定高度的載荷不會(huì)連同貨叉一起突然落下。
4、制動(dòng)和坡道停車(chē)按叉車(chē)的運(yùn)行速度在滿(mǎn)載和無(wú)載狀態(tài)分為兩種制動(dòng)距離。檢查叉車(chē)制動(dòng)距離的同時(shí),也要查看左右兩輪胎制動(dòng)的一致性,以防輪胎單邊制動(dòng)。坡道停車(chē)檢查多以停車(chē)制動(dòng)器(手制動(dòng)器)的靈敏性來(lái)表示,通常規(guī)定以坡道的坡度值為停車(chē)要求來(lái)檢驗(yàn)手制動(dòng)器,以表示叉車(chē)的停車(chē)安全性。
5、護(hù)頂架。叉車(chē)護(hù)頂架是防止貨物突然落下砸傷司機(jī)的一種保護(hù)設(shè)施。對(duì)護(hù)頂架的具體要求是,在制造廠中,叉車(chē)必須按起重量分級(jí)進(jìn)行規(guī)定的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)試驗(yàn),不允許有 lOmm的永久變形,護(hù)頂架上部的開(kāi) 口尺寸(寬度與長(zhǎng)度)都應(yīng)小于 160mm。叉車(chē)在日常使用過(guò)程中,護(hù)頂架縱橫梁的永久變形不應(yīng)大于 lOmm,不允許有裂縫存在,這樣才能保證司機(jī)的操作安全。
2 叉車(chē)設(shè)計(jì)的總體方案
畢業(yè)設(shè)計(jì)是本科教學(xué)的一個(gè)重要教學(xué)環(huán)節(jié),是學(xué)完技術(shù)基礎(chǔ)課及有關(guān)專(zhuān)業(yè)課以后的一個(gè)專(zhuān)業(yè)課程內(nèi)容的綜合設(shè)計(jì)。叉車(chē)的設(shè)計(jì)正是通過(guò)具體設(shè)計(jì)來(lái)提高學(xué)生的機(jī)構(gòu)分析與綜合能力、機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的能力、機(jī)電液一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)能力,掌握實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的設(shè)計(jì)方法有效途徑。通過(guò)這一教學(xué)環(huán)節(jié)要求達(dá)到:
(1)通過(guò)設(shè)計(jì),把有關(guān)課程(機(jī)構(gòu)分析與綜合、機(jī)械原理、機(jī)械設(shè)計(jì)、液壓與氣動(dòng)技術(shù)等)中所獲得的理論知識(shí)在實(shí)際中綜合地加以運(yùn)用,使這些知識(shí)得到鞏固和發(fā)展,并使理論知識(shí)和生產(chǎn)密切的結(jié)合起來(lái)。因此,叉車(chē)設(shè)計(jì)是有關(guān)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課和專(zhuān)業(yè)課以后的綜合性的專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)。
(2)叉車(chē)設(shè)計(jì)是機(jī)械工程及自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)的學(xué)生一次比較完整的機(jī)電一體化整機(jī)設(shè)計(jì)。通過(guò)設(shè)計(jì),培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立的機(jī)械整機(jī)設(shè)計(jì)的能力,樹(shù)立正確的設(shè)計(jì)思想,掌握機(jī)電一體化機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的基本方法和步驟,為自動(dòng)化機(jī)械設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。
(3)通過(guò)設(shè)計(jì),使學(xué)生能熟練的應(yīng)用有關(guān)參考資料、計(jì)算圖表、手冊(cè)、圖冊(cè)和規(guī)范;熟悉有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和部頒標(biāo)準(zhǔn),以完成一個(gè)工程技術(shù)人員在機(jī)械整體設(shè)計(jì)方面所必須具備的基本技能訓(xùn)練。
(4)煤礦生產(chǎn)的需要。
2.1設(shè)計(jì)總體方案確定
2.1.1方案的制定原則
此次畢業(yè)設(shè)計(jì)的題目是叉車(chē)的設(shè)計(jì)。作為一次整機(jī)的設(shè)計(jì),對(duì)各方面都有明確的原則要求。
(1) 設(shè)計(jì)出的整機(jī)叉車(chē)要能夠在控制系統(tǒng)的控制驅(qū)動(dòng)下,準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)預(yù)定動(dòng)作,完成設(shè)計(jì)任務(wù);
(2) 設(shè)計(jì)出的整機(jī)叉車(chē)結(jié)構(gòu)尺寸要合理,要具有良好的工藝性,方便制造,方便安裝。要留有合理的空間,以便各種控制線(xiàn)路或是液壓油路的鋪設(shè);
(3) 設(shè)計(jì)出的整機(jī)叉車(chē)在最大負(fù)載情況下要能夠符合強(qiáng)度要求。并且,為了提高其抗瞬間振蕩沖擊的能力,應(yīng)留有一定的強(qiáng)度和功率余度。
原則是固定的大框架,在設(shè)計(jì)過(guò)程中,還應(yīng)在遵循大框架的前提下,做一些靈活的變動(dòng),以達(dá)到設(shè)計(jì)的良好工藝性、高效性,積極應(yīng)用各種優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。
2.1.2 設(shè)計(jì)方案的規(guī)劃
一、叉車(chē)運(yùn)動(dòng)方式的選擇
叉車(chē),不僅要求能夠順利的實(shí)現(xiàn)動(dòng)作,而且還要求這種有目的的動(dòng)作能夠有耗時(shí)短、動(dòng)作迅速,效率高,能耗小的特點(diǎn)。所以,在設(shè)計(jì)叉車(chē)的時(shí)候,我們就要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際使用需求來(lái)最優(yōu)化的選擇它的動(dòng)作實(shí)現(xiàn)方案。
本設(shè)計(jì)中的叉車(chē),在實(shí)際生產(chǎn)中主要要求實(shí)現(xiàn)的任務(wù)是:在工廠、倉(cāng)庫(kù)、港口碼頭、機(jī)場(chǎng)或工地完成叉取、搬 、堆垛等作業(yè)的一種工程車(chē)輛。在綜合考慮了各種方案后,我選擇了以下方案:
(1) 貨叉實(shí)現(xiàn)叉取、搬 、堆垛等工作;
(2) 起升液壓缸實(shí)現(xiàn)貨叉的上升 /下降;
(3) 傾斜液壓缸實(shí)現(xiàn)貨叉前傾 /后傾;
(4) 控制部分實(shí)現(xiàn)整機(jī)的操作控制;
(5) 液壓傳動(dòng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)動(dòng)力的傳遞和轉(zhuǎn)換。
二、叉車(chē)驅(qū)動(dòng)方式的選擇
設(shè)計(jì)叉車(chē)時(shí),選擇哪一類(lèi)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),要根據(jù)叉車(chē)的作業(yè)要求、叉車(chē)的性能規(guī)范、控制功能、維護(hù)的復(fù)雜程度、運(yùn)動(dòng)的功耗、性能與價(jià)格比以及現(xiàn)有條件等綜合因素加以考慮。在注意各類(lèi)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)特點(diǎn)的基礎(chǔ)上,綜合上述各因素,充分論證其合理性、可行性、經(jīng)濟(jì)性以及可靠性后進(jìn)行最終的選擇。
工業(yè)機(jī)械較之其他如教育、醫(yī)療或科研等其他用處機(jī)械,顯示出的主要特點(diǎn)就是輸出功率大,需承受載荷重。因此,在本次設(shè)計(jì)如此定位的情況下,選擇了液壓傳動(dòng)方式。相比較其他的傳動(dòng)方式,如電動(dòng)、氣動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)等方式,液壓傳動(dòng)方式有著自己獨(dú)有的優(yōu)點(diǎn):
(1) 液壓傳動(dòng)能在運(yùn)行中實(shí)線(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速,調(diào)速方便且調(diào)速范圍比較大,可達(dá)100:1~2000:1。
(2) 在同等功率的情況下,液壓傳動(dòng)方式裝置的體積小,重量輕,慣性小,結(jié)構(gòu)緊湊(如液壓馬達(dá)的重量只有同功率奠基重量的10~20%),而且能傳遞較大的力或轉(zhuǎn)矩;
(3) 液壓傳動(dòng)工作比較平穩(wěn),反映快沖擊小,能高速啟動(dòng)、制動(dòng)和換向。液壓傳動(dòng)裝置的換向頻率,回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)每分鐘可達(dá)500次,往復(fù)直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)可達(dá)400~1000次;
(4) 液壓傳動(dòng)裝置的控制、調(diào)節(jié)比較簡(jiǎn)單,操縱比較方便、省力,易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,與電氣控制配合使用,能實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的順序動(dòng)作和遠(yuǎn)程控制;
(5) 液壓傳動(dòng)裝置易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù),系統(tǒng)超負(fù)載,油液經(jīng)溢流閥回油箱。由于采用油液做工作介質(zhì),能自行潤(rùn)滑,所以壽命長(zhǎng);
(6) 液壓傳動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)系列化、標(biāo)準(zhǔn)化、通用化,易于設(shè)計(jì),制造和推廣使用;
(7) 液壓傳動(dòng)易于實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)、直線(xiàn)運(yùn)動(dòng),且元件排列布置靈活。制約因素較少;
(8) 液壓傳動(dòng)中,由于功率損失所產(chǎn)生的熱量可由流動(dòng)著的由帶走,所以可避免在系統(tǒng)某些局部位置產(chǎn)生過(guò)度的溫升。
當(dāng)然,相比其他傳動(dòng)方式,液壓傳動(dòng)由于其工作方式的特殊性,也存在一些缺點(diǎn):
(1) 液體為工作介質(zhì),易泄漏,油液可壓縮,故不能用于傳動(dòng)比要求很高的場(chǎng)合。
(2) 液壓傳動(dòng)中有機(jī)械損失、壓力損失、泄漏損失,效率較低,所以不宜作遠(yuǎn)距離傳動(dòng)。
(3) 液壓傳動(dòng)對(duì)油溫和負(fù)載變化比較敏感,不宜在底、高溫度條件下使用,對(duì)污染也很敏感。
(4) 液壓傳動(dòng)需要有單獨(dú)的能源(例如液壓泵站),液壓能不能像電能那樣從遠(yuǎn)處傳來(lái)。
(5) 液壓元件制造精度高,造假高,所以需要組織專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)。
(6) 液壓傳動(dòng)裝置出現(xiàn)故障時(shí)不易追查原因,不易迅速排除。
2.1.3 方案設(shè)計(jì)內(nèi)容總結(jié)
本次設(shè)計(jì)要求,能夠鮮明地體現(xiàn)機(jī)電一體化的設(shè)計(jì)構(gòu)思。所謂機(jī)電一體化技術(shù),是機(jī)械工程技術(shù)吸收微電子技術(shù)、信息處理技術(shù)、傳感技術(shù)等形成的一種新的綜合集成技術(shù)。盡管機(jī)電一體化的產(chǎn)品名目繁多,并由于它們的功能不同而有不同的型式和復(fù)雜程度,但做功的機(jī)械本體部分(包括動(dòng)力部分)和微電子控制部分(包括信息處理)是其基本的、必不可少的要素。我們選擇叉車(chē)作為設(shè)計(jì)題目,無(wú)論從內(nèi)容的深度、分量以及覆蓋各科知識(shí)面的程度來(lái)衡量都是適當(dāng)?shù)摹?
設(shè)計(jì)時(shí)的主要流程如下:
(1) 擬定整體方案,特別是機(jī)電液的有機(jī)結(jié)合的設(shè)計(jì)方案;
(2) 根據(jù)給定的參數(shù)選擇合適的控制機(jī)構(gòu);
(3) 各部件的設(shè)計(jì)計(jì)算;
(4) 叉車(chē)工作裝配圖的設(shè)計(jì)和繪制;
(5) 液壓系統(tǒng)圖的設(shè)計(jì)和繪制;
(6) 編寫(xiě)叉車(chē)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)。
2.2叉車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的選型
2.2.1發(fā)動(dòng)機(jī)基本型式的選擇
至今世界上絕大多數(shù)的汽車(chē)都是采用往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī),其中絕大多數(shù)的轎車(chē)采用汽油機(jī),而幾乎全部的重型貨車(chē)、絕大多數(shù)的重型貨車(chē)和相當(dāng)一部分輕型貨車(chē)則采用柴油機(jī)。近二三十年來(lái)在極少數(shù)汽車(chē)上采用了轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、高能蓄電池和電動(dòng)機(jī)等動(dòng)力裝置。為消除污染以蓄電池為能源的電動(dòng)汽車(chē)受到各國(guó)的重視,列為發(fā)展方向并在加緊研制中。但從目前的情況來(lái)看,在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi),往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)仍將是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的主要型式。因此,這里僅就汽車(chē)內(nèi)燃機(jī)的選型問(wèn)題進(jìn)行討論。
在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)基本型式的選擇中首先應(yīng)確定的是采用汽油機(jī)還是柴油機(jī),其次是氣缸的排列型式和發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻方式。
就世界范圍而然,大型汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)柴油化,中型汽車(chē)也多采用柴油機(jī),輕型載貨汽車(chē)采用柴油機(jī)的也不少,甚至歐洲已將小型高速柴油機(jī)用到某些轎車(chē)上。與汽油機(jī)相比,柴油機(jī)具有油耗低、燃料經(jīng)濟(jì)性好、無(wú)點(diǎn)火系統(tǒng),故障少、工作更可靠,耐久性好、壽命長(zhǎng),排氣污染較低和防火安全性好等優(yōu)點(diǎn)。但一般柴油機(jī)的振動(dòng)及噪聲較大,輪廓尺寸及質(zhì)量較大,造價(jià)較高,起動(dòng)較困難并易黑煙。近年來(lái),由于柴油機(jī)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造工藝方面的不斷完善,其上述缺點(diǎn)已得到較好的克服。較大馬力、高轉(zhuǎn)速、低噪聲、小型化且運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)的柴油機(jī)的研制開(kāi)發(fā)成功,使裝柴油機(jī)的輕型汽車(chē)日益增多,在轎車(chē)上的裝用也取得成功。但預(yù)計(jì)在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi),考慮到燃料使用的平衡及汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速高、升功率高、轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性較好、輪廓尺寸及質(zhì)量較小、便于布置、振動(dòng)及噪聲較低和適于高速車(chē)輛等特點(diǎn),絕大多數(shù)的轎車(chē)和小型車(chē)輛仍將采用汽油機(jī),而裝載量6t以上的汽車(chē)將全部裝用柴油機(jī),裝載量2~5t的部分輕型和中型汽車(chē)則采用兩種發(fā)動(dòng)機(jī)均可安裝而由用戶(hù)選擇的方式為宜。
按氣缸排列型式,發(fā)動(dòng)機(jī)又有直列、水平對(duì)置和V型等區(qū)別。直列式的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、造價(jià)低廉、工作可靠、寬度小、易布置,因而在中型及以下的貨車(chē)上和排量不大的轎車(chē)上得到了廣泛應(yīng)用。4L以下的汽油機(jī)多采用直列式,但對(duì)大排量的直列發(fā)動(dòng)機(jī)而言,不是缸徑過(guò)大,就是缸數(shù)過(guò)多,使發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)長(zhǎng)和過(guò)高,質(zhì)量也過(guò)大。因此,在中高級(jí)以上的轎車(chē)、重型載貨汽車(chē)和重型越野汽車(chē)上,采用V型發(fā)動(dòng)機(jī)的日益增多。V型發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)于直列式有許多優(yōu)點(diǎn),其長(zhǎng)度顯著縮短(約25%~30%),高度降低,質(zhì)量減少約20%~30%;曲軸箱及曲軸的剛度增大;易于設(shè)計(jì)尺寸緊湊的高轉(zhuǎn)速、大功率發(fā)動(dòng)機(jī)且易于系列化,如V6、V8、V10及V12等,而直列式通常到6缸,最多8缸。對(duì)于長(zhǎng)度受到限制的車(chē)輛來(lái)說(shuō),由于V型發(fā)動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)度短,適宜于這類(lèi)車(chē)輛的總體布置,但由于其寬度大,故在平頭車(chē)上布置困難。V型發(fā)動(dòng)機(jī)的造價(jià)高,故在應(yīng)用中受到限制,多用于排量在6L以上和缸徑大于150mm的汽油機(jī)和12L以上的柴油機(jī)。水平對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)的高度低且易于平衡,水平對(duì)置雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)在微型汽車(chē)上得到應(yīng)用。
按冷卻方式,發(fā)動(dòng)機(jī)又有水冷式和風(fēng)冷式之分。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻均勻可靠,散熱好,氣缸變形小,缸蓋、活塞等主要零件的熱負(fù)荷較低,可靠性高;能很好地適應(yīng)大功率發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻要求;發(fā)動(dòng)機(jī)增壓后也易于采取措施(加大水箱、增加泵量)加強(qiáng)散熱;噪聲??;車(chē)內(nèi)供暖易解決。因此,絕大多數(shù)的汽車(chē)都采用了水冷發(fā)動(dòng)機(jī)。但其冷性能受氣溫影響顯著,設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮避免高溫天氣出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱的問(wèn)題。風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)簡(jiǎn)單,維修簡(jiǎn)便;對(duì)于在沙漠和缺水地區(qū)及炎熱、酷寒地區(qū)使用的適應(yīng)性好,不會(huì)產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱和凍結(jié)等故障;還可省去消耗銅材的水箱。但大缸徑的風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻不夠均勻;缸蓋等有關(guān)零件的熱負(fù)荷高,可靠性不及水冷式的;噪聲大;油耗較高,故僅在安裝小排量發(fā)動(dòng)機(jī)的微型汽車(chē)上得到應(yīng)用,在其他類(lèi)型的汽車(chē)上應(yīng)用不多。大型風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)雖也能達(dá)到較高的性能指標(biāo),但需采用較多的結(jié)構(gòu)、工藝措施,造價(jià)較高。
2.2.2發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)的選擇
1.發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率及其相應(yīng)轉(zhuǎn)速
發(fā)動(dòng)機(jī)功率愈大則汽車(chē)的動(dòng)力性愈好,但功率過(guò)大會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)功率利用率降低,燃料經(jīng)濟(jì)性下降,動(dòng)力傳動(dòng)系的質(zhì)量也要加大。因此,應(yīng)合理地選擇發(fā)動(dòng)機(jī)功率。
設(shè)計(jì)初可參考同類(lèi)型、同級(jí)別且動(dòng)力性相近的汽車(chē)的比功率進(jìn)行的估算,比功率值可由表選取。亦可根據(jù)所要求的最高速按下式計(jì)算出:
(1-4-1)
式中 ——發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率,kw;
——傳動(dòng)系的傳動(dòng)功率,對(duì)單級(jí)主減速器驅(qū)動(dòng)橋的式汽車(chē)??;
——汽車(chē)總質(zhì)量,kg;
——重力加速度,m/s2 ;
——滾動(dòng)阻力系數(shù),對(duì)載貨汽車(chē)取0.02,對(duì)礦用自卸汽車(chē)取0.03,對(duì)轎車(chē)等高速車(chē)輛需考慮車(chē)速影響并?。?
——最高車(chē)速,km/h;
——空氣阻力系數(shù),轎車(chē)取0.4~0.6,客車(chē)取0.6~0.7,貨車(chē)取0.8~1.0;
——汽車(chē)正面投影面積,m2,若無(wú)測(cè)量數(shù)據(jù),可按前輪距B1、汽車(chē)總高H、汽車(chē)總寬B等尺寸近似計(jì)算:
對(duì)轎車(chē)
對(duì)載貨汽車(chē)
按式(1-4-1)求出的應(yīng)為發(fā)動(dòng)機(jī)在裝有全部附件下測(cè)定時(shí)得到的最大有效功率或凈輸出功率,它比一般發(fā)動(dòng)機(jī)特性的最大功率值低12%~20%。
在整車(chē)選型階段還應(yīng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速提出要求,因?yàn)樗粌H影響發(fā)動(dòng)機(jī)本身的技術(shù)指標(biāo)和使用性能及壽命,而且影響整車(chē)的性能(例如)、傳動(dòng)系的壽命以及對(duì)主減速比的選擇。
近年來(lái),隨著車(chē)速的提高,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也在不斷地提高。同時(shí),提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也是提高其功率、減小其質(zhì)量的有效措施。但提高轉(zhuǎn)速會(huì)使活塞的平均速度加快及熱負(fù)荷增高、曲柄連桿機(jī)構(gòu)的慣性力增大而加劇磨損,導(dǎo)致壽命下降,并加大振動(dòng)和噪聲。因此,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的提高也有一定的限度。當(dāng)前,轎車(chē)汽油機(jī)的大多為4000~6000r/min;輕型貨車(chē)汽油機(jī)的大多為3800~5000r/min;中型貨車(chē)汽油機(jī)的多為3200~4400r/min,某柴油機(jī)的多為2200~3400r/min;重型貨車(chē)柴油機(jī)的多為1800~2600r/min;轎車(chē)和輕型客車(chē)、輕型貨車(chē)用的小型高速柴油機(jī)的多為3200~4200r/min;應(yīng)根據(jù)汽車(chē)與發(fā)動(dòng)機(jī)的類(lèi)型、最高車(chē)速、最大功率、選用的活塞平均速度、活塞沖程、缸徑、缸數(shù)、工藝水平因素來(lái)合理的確定。
2.發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩及其相應(yīng)轉(zhuǎn)速
發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩及其相應(yīng)轉(zhuǎn)速對(duì)汽車(chē)的動(dòng)力因數(shù)、加速性能及爬坡性能等動(dòng)力特性都有直接影響,而其轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù),即最大轉(zhuǎn)矩與最大功率下的轉(zhuǎn)矩之比值,則標(biāo)志著汽車(chē)行駛阻力增加時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)沿著外特性曲線(xiàn)自動(dòng)增加轉(zhuǎn)矩的能力。顯然,值大則換檔次數(shù)可減少,從而油耗也可降低。這對(duì)經(jīng)常行駛在山區(qū)道路的汽車(chē)來(lái)說(shuō)是很適宜的。但對(duì)高速車(chē),在發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩值相同的情況下,轉(zhuǎn)矩曲線(xiàn)平一些(即值小一些),汽車(chē)的高速動(dòng)力性就要好一些。因此,在汽車(chē)的選型階段,就應(yīng)針對(duì)所設(shè)計(jì)汽車(chē)的類(lèi)型、用途、道路條件等情況合理地選擇發(fā)動(dòng)機(jī)的,,。
汽油機(jī)的值多為1.2~1.35,但近年來(lái)汽油機(jī)高速化結(jié)果使其轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù)值也有所下降,有的低至1.1左右。車(chē)用柴油機(jī)的值多在1.1~1.25(帶校正器時(shí))和1.05~1.10(不帶校正器時(shí))。
當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率及相應(yīng)轉(zhuǎn)速確定后,可按下式求發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩(單位為):
(1-4-2)
式中 ——發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速適應(yīng)系數(shù);
——最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)矩,;
——最大功率,kw;
——最大功率的相應(yīng)速度,r/min。
發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的相應(yīng)轉(zhuǎn)速的選擇原則,是使與保持適當(dāng)關(guān)系。因?yàn)檫^(guò)于接近,則會(huì)使直接檔最低穩(wěn)定車(chē)速偏高,導(dǎo)致在通過(guò)繁忙的交叉路口時(shí)換檔次數(shù)變多,甚至需要增多變速器的檔位數(shù)。因此,稱(chēng)為轉(zhuǎn)速適應(yīng)系數(shù)的與之比不宜小于1.4,通常/=1.4~2.0,并由發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)保證。
發(fā)動(dòng)機(jī)適應(yīng)性系數(shù)
上述的轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù)與轉(zhuǎn)速適應(yīng)系數(shù)/之乘積,能表明發(fā)動(dòng)機(jī)適應(yīng)汽車(chē)行駛工況的程度,稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機(jī)適應(yīng)性系數(shù),并表達(dá)為
(1-4-3)
值愈大,則發(fā)動(dòng)機(jī)的適應(yīng)性愈好。采用值大的發(fā)動(dòng)機(jī)可減少換檔次數(shù)、減輕司機(jī)的疲勞、減小傳動(dòng)系的磨損和降低油耗?,F(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)的適應(yīng)性系數(shù)值對(duì)汽油機(jī)=1.4~2.4;對(duì)柴油機(jī)=1.6~2.6°
本設(shè)計(jì)選用的發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào):大連6113BG
額定功率:112/2200kw/rpm
最大扭矩:500/1600Nm/rpm
輪胎:前輪:4X10.00-20-16PR
后輪:2X10.00-20-16PR
傳動(dòng)形式:液力傳動(dòng)
額定起重量(kg):10000
最大起升高度(mm):4000
載荷中心距(mm):600
最大起升速度(滿(mǎn)載)(mm/s):320
門(mén)架傾角 前/后(deg):6/12
行駛速度(空載)(km/h):前進(jìn):26
后退:26
最小轉(zhuǎn)彎半徑(mm):4000
爬坡度(%):20
全長(zhǎng)(G)(mm):5775
全寬(H)(mm):2280
全高(J)(mm):3515
護(hù)頂架高度(mm):2830
軸距(L)(mm):2800
輪距(L)(mm):前:1700
后:1800
輪胎:
產(chǎn)品名稱(chēng): 10.00-20-16PR (Q-9C)
規(guī) 格: 10.00-20
品 牌: 風(fēng)神
標(biāo)準(zhǔn)輪輞: 7.5
外直徑(mm): 1055
單胎最大負(fù)荷(kg) : 3000
單胎充氣壓力(KPa) : 810
所屬類(lèi)別: 新品推薦
層 級(jí): 16
花紋代碼: Q-9C
斷面寬(mm): 278
氣門(mén)嘴型號(hào): Z1-01-7
雙胎最大負(fù)荷(kg) : 2630
雙胎充氣壓力(KPa) : 740
用途: 較差路面和山區(qū)公路行駛。
特點(diǎn): 牢固的胎面及花紋設(shè)計(jì),抓著力強(qiáng),優(yōu)良的胎面配方使輪胎具有極佳的抗磨耗性能。
適用: 全輪位。
3變速箱設(shè)計(jì)
3.1變速箱的構(gòu)造和原理
變速箱功用
(1)改變傳動(dòng)比,滿(mǎn)足不同行駛條件對(duì)牽引力的需要,使發(fā)動(dòng)機(jī)盡量工作在有利的工況下,滿(mǎn)足可能的行駛速度要求。
(2)實(shí)現(xiàn)倒車(chē)行駛,用來(lái)滿(mǎn)足汽車(chē)倒退行駛的需要。
(3)中斷動(dòng)力傳遞,在發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng),怠速運(yùn)轉(zhuǎn),汽車(chē)換檔或需要停車(chē)進(jìn)行動(dòng)力輸出時(shí),中斷向驅(qū)動(dòng)