朱寧

摘 要：隨著我國經(jīng)濟的不斷發(fā)展，特種車輛的數(shù)量也在逐年增加，保障了社會生產(chǎn)生活的正常運轉(zhuǎn)。由于特種車輛數(shù)量的增加，及其在生產(chǎn)和生活中發(fā)揮的作用越來越顯著，特種車輛的安全性成了社會共同關(guān)注的話題，只有保障特種車輛的行駛安全，才能夠提升其應(yīng)用價值。其中，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)是特種車輛中的關(guān)鍵系統(tǒng)之一，加強對于特種車輛轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)的設(shè)計和改進，是促進特種車輛性能提升的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。文章將通過分析轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的原理，對特種車輛的擺尾現(xiàn)象進行研究，探索特種車輛轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)設(shè)計改進策略。

關(guān)鍵詞：特種車輛；轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)；設(shè)計改進

中圖分類號：U463.4 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）36-0086-02

Abstract： With the continuous development of China's economy， the number of special vehicles is increasing year by year， thus ensuring the normal operation of social production and life. Because of the increase in the number of special vehicles， and their role in production and life is more and more significant， the safety of special vehicles has become a common concern of the society. Only by ensuring the driving safety of special vehicles can we enhance its application value. Among them， the steering system is one of the key systems in the special vehicle， strengthening the design and improvement of the steering hydraulic system for the special vehicle is the key link to promote the performance improvement of the special vehicle. In this paper， the principle of steering system will be analyzed， the phenomenon of wagging tail of special vehicles will be studied， and the design improvement strategy of steering hydraulic system of special vehicles will be explored.

Keywords： special vehicle； steering hydraulic system； design improvement

特種車輛的規(guī)格設(shè)計超過了車輛的界限，并且用途也比較特殊。有的特種車輛也有固定裝置設(shè)備或者特種牌照，比如消防車、軍事監(jiān)理車、救護車和運鈔車等等。在特殊車輛的行駛過程中，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的設(shè)計質(zhì)量直接關(guān)系到車輛的行駛安全，對于特種車輛行駛的靈活性、安全性與操縱穩(wěn)定性，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠發(fā)揮巨大作用。尤其是隨著我國經(jīng)濟和科技的不斷進步，特種車輛的應(yīng)用更加廣泛，是現(xiàn)代化建設(shè)中必不可少的組成部分。但是，增加特種車輛的重量和長度，會增加其轉(zhuǎn)彎半徑，降低了特種車輛的靈活性。采用多軸專項技術(shù)，能夠有效提升特種車輛的轉(zhuǎn)向性能，對于特種車輛的機動性提升有一定的作用。但是，特種車輛在空載情況下，高速行駛過程中如果進行轉(zhuǎn)向，會存在一定的擺尾現(xiàn)象，存在一定的安全威脅。

1 特種車輛轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)的組成及原理

六軸自行式車輛是某特種車輛的主要形式，轉(zhuǎn)向系統(tǒng)為液壓助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，一、二、五、六橋轉(zhuǎn)向，三、四橋非轉(zhuǎn)向，是此六軸自行式特種車輛的主要結(jié)構(gòu)形式。前后貫通式是其主要的轉(zhuǎn)向桿系構(gòu)成方式，一、二、五、六橋轉(zhuǎn)向擺臂連接靠機械連桿來完成。對于轉(zhuǎn)向橋的轉(zhuǎn)角關(guān)系，轉(zhuǎn)向桿系能夠提供有效保障，存在一個自由度。轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)來實現(xiàn)轉(zhuǎn)向桿系的推動，在保障車輛正常轉(zhuǎn)向的過程中，轉(zhuǎn)向桿系能夠在轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)的推動下，將車輪轉(zhuǎn)向一定的角度。

將轉(zhuǎn)向油缸設(shè)置在一、二、五、六橋中，能夠保障轉(zhuǎn)向桿系受力時的均勻性，內(nèi)部串通是轉(zhuǎn)向油缸工作油路的主要特點，轉(zhuǎn)向油缸的一端與轉(zhuǎn)向桿系相連，另一端與車架相連，油缸長度在液壓力的作用下能夠發(fā)生改變，從而促使轉(zhuǎn)向桿系產(chǎn)生動作，完成轉(zhuǎn)向功能。反饋拉桿、方向盤連接轉(zhuǎn)向器，那么方向盤在駕駛員的操控下就能夠?qū)囕v實現(xiàn)轉(zhuǎn)向功能。轉(zhuǎn)向器由于是與方向盤相連的，當(dāng)駕駛員轉(zhuǎn)動方向盤左轉(zhuǎn)時，也會帶動轉(zhuǎn)向器，閥口的打開是由于轉(zhuǎn)向器動作使閥芯向上運動導(dǎo)致的。各橋轉(zhuǎn)向油缸中會有轉(zhuǎn)向油源中的高壓油流入，在此過程中依賴于閥口的打開。油缸的長度發(fā)生一定的變化，此時油缸縮短的情況發(fā)生在一橋和五橋油缸，油缸伸長的情況發(fā)生在二橋和六橋，一橋、二橋車輪的左轉(zhuǎn)和五橋、六橋車輪的右轉(zhuǎn)，能夠由于油缸長度變化驅(qū)動轉(zhuǎn)向桿系動作而實現(xiàn)。當(dāng)轉(zhuǎn)向到一定的角度之后，轉(zhuǎn)向器會被轉(zhuǎn)向桿系中的反饋拉桿推動，實現(xiàn)閥口的關(guān)閉[1]。

特種車輛的多軸轉(zhuǎn)向功能，能夠通過液壓助力和機械連接的方式來實現(xiàn)，其結(jié)構(gòu)具有簡潔方便的特點，能夠提升特種車輛的可靠性與機動性。在滿載狀態(tài)下，車輛的轉(zhuǎn)向能夠正常進行，但是在空載狀況下高速行駛，轉(zhuǎn)向會出現(xiàn)一定的擺尾現(xiàn)象，這是在特種車輛轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)設(shè)計改進中需要注意的主要問題。

2 特種車輛擺尾現(xiàn)象的原因

在滿載狀態(tài)下，特種車輛的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)能夠正常運轉(zhuǎn)，駕駛員也能夠在行駛的過程中正常完成轉(zhuǎn)向。但是，在空載狀態(tài)下，如果特種車輛要完成轉(zhuǎn)向，就會出現(xiàn)一定的問題，影響特種車輛的轉(zhuǎn)向，造成安全威脅。在特種車輛行駛的過程中，如果駕駛員操作方向盤，車輛尾部會跟隨此次操作動作，擺尾現(xiàn)象就會由于后橋動作先于前橋而產(chǎn)生，嚴重影響駕駛員的駕駛安全。而在特種車輛行駛的過程中，難免要根據(jù)路面狀況進行方向盤的操作，保障車輛的正常行駛，如果擺尾現(xiàn)象非常嚴重，那么就會導(dǎo)致車輛的失控。因此，擺尾現(xiàn)象的存在不但會給特種車輛的駕駛帶來一定的困難，也會存在一定的安全威脅，不利于特種車輛性能的發(fā)揮[2]。

后橋動作先于前橋動作，是導(dǎo)致特種車輛出現(xiàn)擺尾現(xiàn)象的主要原因。前后貫通式是其主要的轉(zhuǎn)向桿系構(gòu)成方式，一、二、五、六橋轉(zhuǎn)向擺臂連接靠機械連桿來完成。對于各轉(zhuǎn)向橋的轉(zhuǎn)角關(guān)系，轉(zhuǎn)向桿系在一般情況下能夠發(fā)揮控制作用，但是如果特種車輛的長度過長，轉(zhuǎn)向桿系也會比較長，轉(zhuǎn)向桿系的剛度就不能夠得到有效保證，這就會導(dǎo)致后橋動作先于前橋動作，出現(xiàn)擺尾現(xiàn)象。轉(zhuǎn)向桿系的剛度不能夠滿足要求，是導(dǎo)致特種車輛產(chǎn)生擺尾現(xiàn)象的重要原因。

液壓系統(tǒng)的運行狀況也會導(dǎo)致特種車輛出現(xiàn)擺尾現(xiàn)象。由于在設(shè)計液壓系統(tǒng)的過程中，主要是根據(jù)特種車輛的滿載狀態(tài)進行設(shè)計的，轉(zhuǎn)向油缸之間存在著連通，具有相同的系統(tǒng)壓力，轉(zhuǎn)向橋軸荷在特種車輛轉(zhuǎn)向時也保持一致，具有相同的轉(zhuǎn)向橋阻力，各轉(zhuǎn)向橋的轉(zhuǎn)向動作，能夠由于系統(tǒng)壓力的升高而同時產(chǎn)生。荷載分布的改變會出現(xiàn)在特種車輛空載運行時，五、六橋軸荷會小于一、二橋軸荷，這就會使得五、六橋轉(zhuǎn)向阻力小于一、二橋轉(zhuǎn)向阻力。因此，五、六橋轉(zhuǎn)向壓力會由于系統(tǒng)壓力的升高，而導(dǎo)致五、六橋動作推動桿系變形。只有當(dāng)系統(tǒng)壓力升高到一、二橋轉(zhuǎn)向壓力時，其動作才會發(fā)生，這就導(dǎo)致后橋動作先于前橋動作，出現(xiàn)擺尾現(xiàn)象。

3 特種車輛轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)設(shè)計改進策略

后橋動作先于前橋動作，是導(dǎo)致特種車輛出現(xiàn)擺尾現(xiàn)象的直接原因，為了避免在特種車輛空載行駛時出現(xiàn)擺尾現(xiàn)象，可以采取一定的措施，讓前橋動作先于后橋動作，那么就能夠有效改善特種車輛的轉(zhuǎn)向問題，提升駕駛安全和機動性。在對特種車輛轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)進行改進的過程中，重點就是讓前橋動作先于后橋動作。后橋轉(zhuǎn)向阻力小于前橋轉(zhuǎn)向阻力的狀況，發(fā)生在特種車輛空載運行的過程中，為了實現(xiàn)后橋轉(zhuǎn)向壓力的提升，需要將液壓元件設(shè)置在后橋液壓回路中，保障后橋轉(zhuǎn)向壓力比前橋轉(zhuǎn)向壓力大，能夠促使前橋動作先于后橋動作，避免在特種車輛空載行駛轉(zhuǎn)向時出現(xiàn)擺尾現(xiàn)象[3]。

在改進特種車輛轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)時，將防偏擺閥設(shè)置于六橋油缸前，能夠?qū)崿F(xiàn)后橋轉(zhuǎn)向壓力的提升，從而避免特種車輛出現(xiàn)擺尾現(xiàn)象。為了提升后橋的轉(zhuǎn)向壓力，需要將開啟壓力設(shè)置在兩個調(diào)壓閥中[4]。系統(tǒng)的壓力會在特種車輛轉(zhuǎn)向時上升，如果上升的壓力比調(diào)壓閥設(shè)置的壓力低，那么前橋發(fā)生動作，但是后橋不會因為壓力的上升而動作，能夠有效避免特種車輛在轉(zhuǎn)向時的擺尾。在油缸前安裝防偏擺閥，如果調(diào)壓閥不能夠開啟，憋壓現(xiàn)象就會由于油缸的被動運動而產(chǎn)生。將安全閥設(shè)置在防偏擺閥中，對于被動運動前的最高壓力進行限定，避免出現(xiàn)憋壓現(xiàn)象，能夠有效提升特種車輛轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)的安全性，提升特種車輛的行駛可靠性。

4 試驗驗證過程

對于防偏擺閥進行轉(zhuǎn)向試驗，能夠不斷完善特種車輛轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)的性能，保障改進方案的合理性。對于一、五、六橋左側(cè)車輪轉(zhuǎn)角變化狀況進行測試，應(yīng)該在高速行駛轉(zhuǎn)向狀態(tài)下完成，通過車輪動作順序的對比，能夠?qū)μ胤N車輛轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)進行有效改進和完善。在分析試驗結(jié)果的過程中，發(fā)現(xiàn)在未對特種車輛轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)進行改進，車輛空載行駛轉(zhuǎn)向時，六橋轉(zhuǎn)向動作會先于一橋，這就會造成特種車輛嚴重的擺尾現(xiàn)象。而在滿載行駛轉(zhuǎn)向時，一橋轉(zhuǎn)向動作會先于六橋轉(zhuǎn)向動作。通過對比能夠看出后橋動作先于前橋動作，是造成特種車輛擺尾的主要原因，這與上述分析結(jié)論一致[5]。

對特種車輛轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)進行改進，車輛空載行駛轉(zhuǎn)向時，一橋轉(zhuǎn)向動作會先于六橋，這就不會造成特種車輛的擺尾現(xiàn)象。而在滿載行駛轉(zhuǎn)向時，一橋轉(zhuǎn)向動作會先于六橋轉(zhuǎn)向動作，也不會出現(xiàn)擺尾現(xiàn)象。通過對比能夠看出，在改進特種車輛轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)時，將防偏擺閥設(shè)置于六橋油缸前的措施能夠起到顯著效果，解決特種車輛的擺尾現(xiàn)象。

5 結(jié)束語

在特種車輛的空載行駛轉(zhuǎn)向過程中，出現(xiàn)的擺尾現(xiàn)象會降低特種車輛的機動性，存在一定的安全隱患，威脅駕駛員的行駛安全。當(dāng)轉(zhuǎn)向桿系剛度不夠，特種車輛轉(zhuǎn)向時后橋動作先于前橋動作，就會導(dǎo)致特種車輛出現(xiàn)擺尾現(xiàn)象。解決措施是將防偏擺閥設(shè)置于六橋油缸前，能夠提升后橋轉(zhuǎn)向壓力，從而解決特種車輛的擺尾問題，試驗驗證能夠有效說明此方案具有很強的可行性。特種車輛轉(zhuǎn)向液壓系統(tǒng)設(shè)計改進，提升了特種車輛的操作機動性與安全性。

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