自卸汽车倾卸机构

        自卸汽车倾卸机构的作用是将车厢倾斜一定的角度，使车厢中的货物自动卸下，然后再使车厢降落到车架上。自卸汽车倾卸机构由车厢、车厢踏板锁紧机构、液压举升系统（包括液压泵、举升液压缸、控制阀、油箱及附件等）和举升连杆等组成。

        一、自卸汽车倾卸机构的结构型式

        自卸汽车举升液压缸的上、下支点分别于车厢底架（或连杆）和副车架（或车架）铰接，举升车厢，使之倾斜。根据举升液压缸与车厢的连接形式的不同，分为直推式倾卸机构和连杆式倾卸机构两大类。

        1.直推式倾卸机构

        直推式倾卸机构的举升液压缸直接作用在车厢底架上，如图5-4所示。根据油缸所在车厢位置的不同分为前推式和中推式；根据油缸型式的不同分为单级液压缸直推式和多级液压缸直推式；根据使用液压缸数量的不同又可分为单液压缸直推式和双液压缸直推式。

        中推式倾卸机构的举升液压缸与车厢的连接位置大多数在车厢几何中心的后面，且液压缸销向后倾斜。这样布置的自卸汽车车厢时向后倾卸货物的，虽然会增加液压缸的推力，但可以大大地缩短液压缸行程，车厢倾卸的稳定性好，有利于缩短车厢举升和降落时间，而且短而粗的液压缸筒和活塞杆易加工。故这种中推式举升机构得到了广泛应用。

        重型自卸汽车有的采用两个双作用多级油缸，倒置于车架两侧。虽然结构复杂一些，但能缩短车厢降落时间。

        2.连杆式倾卸机构

        连杆式倾卸机构的举升液压缸通过连杆作用在车厢底架上。常用的连杆式倾卸机构有：油缸前推连杆式、油缸浮动连杆式、油缸俯冲连杆式。

        连杆式倾卸机构主要是利用一套三角连杆系使举升液压缸以较小的行程将车厢倾斜一定的角度而卸货；并使液压缸能采用单级活塞式结构，以降低液压缸的制造成本；而且液压缸容易布置，其原始位置接近于水平，液压缸可与控制阀、液压泵连成一体，取消高压油管；同时，也利用连杆系的横向跨距来加强车厢举升的横向稳定性。但连杆式倾卸机构会使车架和车厢承受油缸产生的水平推力，从而产生较大应力。

        图5-5为油缸后推倾卸机构。自卸汽车动力输出装置的传动轴1带动液压油泵2，由控制阀使液压油路的高压油接通液压缸下腔，液压缸4外伸，推动三角臂11，经连杆10举起车厢7，车厢绕铰轴8倾斜一定的角度，实现卸货。当控制阀使液压缸下腔与回油管路连通时，车厢在重力的作用下，通过连杆和三角臂压缩液压缸，使液压油回油箱，车厢慢慢地落至车架上。

       普通自卸汽车副车架固定在车架上，车厢与副车架铰接。无副车架的重型自卸汽车，车厢直接与车架铰接。

        3.三而倾卸式汽车倾卸机构

        三而倾卸式自卸汽车倾卸机构都是直推式的。举升液压缸在车厢几何中心附近垂直布置，液压缸的上下支撑均为球形铰链。该种自卸汽车的车厢有4个铰链（多用球形铰链）与车架相连，拔出同一侧两个铰链的锁销，就决定了车厢的倾斜方向。

        4.典型倾卸机构特性比较

        倾卸机构是自卸汽车的重要装置，它直接关系到自卸汽车的结构与举升性能。目前，国内外自卸汽车的倾卸机构种类繁多，在结构、举升性能、举升稳定性等方面各有特点。国内外典型倾卸机构的结构型式、性能特征及其结构示意图，见表5-3.

        目前，轻、中型自卸汽车广泛采用直推式倾卸机构，三面倾卸式自卸汽车均采用直推式倾卸机构。该机构不仅具有结构紧凑、改装方便等优点，而且通过合理地选取各支撑点的位置、液压缸直径（特别是多级液压缸各节 的直径）等参数，可以获得比较理想的油压特性（即液压缸推举过程中油压变化很小，且初始时的油压略低于最高油压）。而中、重型自卸汽车大都采用连杆式倾卸机构，其中型汽车一般采用油缸后推连杆式和油缸后推杠杆式，而其他4种型式的倾卸机构多用在重型自卸汽车上（见表5-3）。这主要是因为它们更容易达到省力的目的，更能使车厢在举升过程中获得较好的横向稳定性，并可获得更理想的油压特性与倾斜性能。

        二、液压举升系统的构成与布置

        自卸汽车倾卸机构的液压举升系统主要包括液压泵、控制阀、限位阀、举升液压缸等。

         图5-6所示为佩尔利尼T20-203型液压举升系统的构成及其在车上的安装位置示意图。它为双杠直推式倾卸机构，动力输出装置由电控开关1通过电磁阀2来控制，控制阀7由气控开关来控制，车厢的限位阀9由车厢限位开关10控制，液压泵4采用法兰连接。

        1.液压帮

        自卸汽车液压举升系统的液压泵多选用齿轮泵，也有采用柱塞泵的，液压泵由动力输出装置驱动，动力都取之变速器中间轴。液压泵的安装位置有：

        （1）液压泵直接装在变速器上：如SH3541型自卸汽车（如图5-7所示）。这样可以省去动力输出装置（取力器）及其传动轴，但高压管路较长。

        （2）液压泵通过取力器装在变速器上：这样可选用标准的取力器，并省去了驱动液压泵的传动轴，同样需较长的高压管理，多数自卸汽车都采用这种布置型式。

        （3）液压泵装在举升液压缸上或举升液压缸附近：通过传动轴与装在变速器上的取力器相接，见图5-5.这样可以取消或缩短高压油管，因此，压力损失较小。

        （4）液压泵装在液压油箱上：这种布置型式可以减小吸油阻力，液压泵不易产生吸空现象。

        2.控制阀

        自卸汽车液压举升系统的控制阀有手动、气动、电动、液动几种控制系统，由驾驶员在驾驶室中操纵。控制阀的布置型式有：

        （1）控制阀与液压油箱布置在一起：可以缩短液压油管，尤其是吸油管，便于实现手动机械操纵。

        （2）控制阀装在举升油缸上或附近：可以与液压泵做成一体，这样可以缩短或取消高压油管，多采用气动、电动、液动控制方式，也有采用手动机械操纵的。

        按控制阀阀芯结构的不同，将其分为转阀和滑阀。转阀多用于压力低、流量小的轻、中型自卸汽车。滑阀的应用范围比较广泛。

        3.限位阀

        自卸汽车的车厢升至预订的角度后，应有限位装置车厢继续升起，以免损伤零部件，造成事故。

        自卸汽车是靠设置在液压举升系统中的限位阀来限制车辆的最大倾角。限位阀大都设在举升液压缸内或其附近，车辆举升至预订的角度时，限位阀接通高、低压油路，使液压缸的活塞停止在该位置，起到限位作用。

        4.举升液压缸

        图5-6所示为带有活阀式限位阀的举升液压缸。限位阀5是由活阀与阀座（活塞）组成。活塞13上开一个孔，形成阀座。活阀装在活塞阀座上，活塞杆与阀座孔之间有较大空隙，并且可以左右移动。当举升液压缸左腔进入高压油时，活塞左侧的油压大于右侧的油压，在压力差的作用下，活阀右移紧压在阀座上，高压油不能从此通过，便推动活塞右移，举升自卸汽车车厢。当活塞移至右端，车厢达到最大举升角时，活阀被缸盖8抵住而打开，高压油通过活阀与阀座之间流入活塞右侧的低压腔，活塞不能继续右移，由于节流作用的存在，使活塞两侧仍保持一定的压差，足以使车厢稳定在最大举升角的位置。当控制阀将举升液压缸左腔与回油管路接通时，活塞在车厢重力的作用下左移，活阀离开液压缸盖，并压倒阀座上关闭该通道，液压油只能从液压缸左腔油道排出，使车厢落至车架上。

        图5-9所示为带有旁通式限位阀的举升液压缸。该限位阀11是由液压缸筒6与活塞4组成的。在液压缸的左端缸筒6上开有两个孔，这两个孔沿液压缸轴线方向布置，两孔的外缘距离应大于活塞4的厚度，两孔在缸筒外侧相同。当举升液压缸进入高压油，使活塞右移至举升缸右端，举升液压缸处于最大行程时，高压油便通过活塞左侧孔回油箱，活塞不在右移，车厢也不再升高了。

        图5-10所示为多级举升液压缸。该类液压缸在举升过程中，高压油经A孔进入液压缸的大腔，推动直径最大的第一级套筒12并带动直径较小的剩余几级套筒一起外伸。当第一级套筒升至被液压缸卡住时，第二级套筒13外伸，但液压缸的推力较第一级套筒外伸时要小一些。同理，随后几级套筒相继外伸，直至活塞杆14上的限位阀杆5被导向套15抵住；而离开阀座6时，液压缸便不再外伸了，车厢也就到了最大的举升角度。各级活塞泄露的油通过B接口返回油箱。

        多级举升液压缸的上连接头1与车厢底架的球铰座相接；而下连接头20与车架上的球铰座相接，并设有液压管接头。这种带有球铰接头的多级举升液压缸一般适应于三面倾卸的自卸汽车。

        有些自卸汽车的液压举升系统中设有单独的限位阀，这种阀为一个二位二通换向阀，靠倾卸机构的活动部分控制，从而限制车厢的最大举升角度。

        5.车厢稳定装置

        限位阀用于限制举升液压缸所能举升的车辆最大角度。而车厢稳定装置用于防止由于外力而引起的车厢过度倾斜。

        某些自卸汽车装有车厢稳定装置，防止大块矿石冲击车厢尾部而引起车厢翻转，拉坏举升液压缸，造成意外事故。

        （1）普通自卸汽车：一般采用钢索、杠杆、限位板等，连接在车厢底架和车架之间，以防止车厢过度倾斜。

        （2）矿用重型自卸汽车：在车厢底架纵梁与车架纵梁之间装有橡胶缓冲垫板，以防大块石冲击车厢尾部而打坏举升液压缸。有的装有带阻尼的稳定拉杆，更有利于车厢的稳定，并可防止车厢左右摇晃。

        三、独立液压举升系统

        自卸汽车倾卸机构的液压举升系统有独立液压举升系统和液压举升转向联合系统两种。普通自卸汽车和吨位不大的矿用自卸汽车都单独设有一套液压举升系统。

        1.手控液压举升系统

        图5-11所示为受控液压举升系统原理图。该系统由二位二通手动换向阀6、安全溢流阀5,、单向阀2、分流阀1、液压缸7、液压泵3及附件组成、为了使结构更加紧凑，将二位二通换向阀和安全溢流阀集成为一体，成为溢流换向组合阀。二位二通换向阀是一个手动的转阀，通常叫这个组合阀为转阀。

        该系统结构简单，控制方便，能方便地控制转阀的开度，从而控制车厢的举升降落速度。但它的液压管路较长。该系统的工作原理为：

        （1）准备：转阀手柄推至快落位置，二位二通换向阀全开，操纵取力器使之驱动液压泵转动，液压泵从油箱中吸出的液压油，经单向阀、二位二通换向阀回油箱，使液压系统处于低压循环状态。

        （2）举升：转阀手柄拉直举升位置，二位二通过换向阀关闭，来自液压泵的高压油通过单向阀直接进入举升液压缸下腔，推动活塞举起车厢。

        若车厢超载，安全溢流阀开启溢流，液压油经溢流阀回油箱，车厢在原位不动，液压系统的压力稳定在额定工作压力状态。

        （3）中停：转阀手柄仍保持在举升位置，踏下离合器踏板，切断取力器的动力，使液压泵停止转动，液压泵不输出高压油，液压缸下腔的液压油在车厢重力的作用下有倒流的趋势，但由于单向阀阻止了液压油的倒流，活塞保持原位置不懂（长时间处于这种状态，系统的内泄漏能使活塞产生一定的位移），车厢即中停于某一举升位置，基本保持不动。

        （4）降落：车厢卸货后，液压泵停止工作，将转阀手柄逐渐地推至慢落位置，液压缸下腔的液压油在车厢重力的作用下，经二位二通换向阀回液压油箱，车厢即慢慢地降落；若将转阀手柄推至快落 的位置，由于二位二通换向阀全开，车厢则以较快的速度降落。

        车厢的举升速度取决于液压泵的流量。作为某一自卸汽车来说，液压泵的排量是一定的；因此，车厢的举升速度在一定范围内取决于发动机的转速，转速越高，举升速度越快。车厢的降落速度取决于二位二通换向阀开度，开度越大，降落速度越快。车厢卸货后可以选择较快的降落速度，但车厢载有货物时，只能采用慢落，以免发生事故。

        转阀的结构如图5-12所示。它是由二位二通换向阀与安全溢流阀组成的。二位二通换向阀是由阀体1、阀芯12和手柄4等组成的。当手柄推到底时，二位二通换向阀为全开；档手柄拉至慢落位置时，二位二通换向阀为部分开度；拉至举升和保持位置时，该阀关闭，安全溢流阀则是由阀体1、锥阀座20、锥阀19、弹簧16和螺塞17等组成。它是限定液压系统工作压力的。当系统夜里超过调定的工作压力时，压力油便推开锥阀流回油箱，保护整个液压举升系统。这个压力是由弹簧的刚度来控制的，弹簧的刚度越大，系统压力越高。当安全溢流阀的限定压力过低时，可以用更换弹簧或在弹簧与螺塞之间增加一定厚度垫片的方法来调整。

        2.电控液压举升系统

        图5-13所示为电控液压举升系统原理图。该系统由二位二通电磁换向阀2、安全溢流阀3、单向阀6、液压泵5、液压缸1及附件组成。通常把二位二通电磁换向阀、安全溢流阀、单向阀集成为一体，称为电控组合阀。其工作原理与手控液压举升系统相同，只是因为采用了电磁换向阀，故车厢没有缓慢降落的功能。但电控式具有容易实现远程控制、有利于液压举升系统的布置、液压油路段、成本低等优点，适用于装载质量不大于20吨的自卸汽车。

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