【正文】 多被應(yīng)用于重型汽車，而電力傳動多被應(yīng)用于礦用超重型自卸汽車。 4） 按卸物的方式分類：后傾式；側(cè)傾式；三面傾卸式；底卸式；貨箱升高后傾式等。新中國成立以后，我國自卸汽車的發(fā)展開始發(fā)生質(zhì)的變化。自卸汽車的飛躍發(fā)展與我國許多企業(yè)的努力是分不開的，它們引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)，然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行自主開發(fā)。就生產(chǎn)方式和規(guī)模而言，專業(yè)化、系列化的生產(chǎn)方式以被國外企業(yè)所采用并熟練應(yīng)用，而我國自卸汽車生產(chǎn)廠家采用的生產(chǎn)方式就相對來說比較落后，規(guī)模也處于建設(shè)階段。歸咎原因主要是起步太晚，管理落后，生產(chǎn)效率不高。這與國外相比，差距很大。在中國，由于小規(guī)模，低技術(shù)水平，弱自主開發(fā)能力的現(xiàn)狀，導(dǎo)致產(chǎn)品長期處于低水平重復(fù)生產(chǎn)的局面，改善又不明顯。雖然相聚問世了很多的新技術(shù)新產(chǎn)品，但主要還是通過引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)或是聯(lián)合多家科研機(jī)構(gòu)研制所得，而且?guī)缀跞刻幱趯嶒炇译A段，生產(chǎn)規(guī)模還沒有形成批量，企業(yè)缺乏產(chǎn)品自主開發(fā)能力，企業(yè)及其產(chǎn)品市場競爭力很弱。見微知著，可知，我國自卸汽車的發(fā)展真可謂路漫漫其修遠(yuǎn)兮。水力學(xué)是液壓技術(shù)的源頭，液壓技術(shù)的發(fā)展可以緊密的聯(lián)系到流體力學(xué)、工程材料、液壓介質(zhì)等相關(guān)學(xué)科的發(fā)展上來。20世紀(jì)50年代是液壓技術(shù)的高速發(fā)展發(fā)展時期。 經(jīng)過60多年的發(fā)展，液壓技術(shù)已涵蓋了傳動、控制和檢測等多個方面，發(fā)展成為一門深遠(yuǎn)影響現(xiàn)代機(jī)械技術(shù)的系統(tǒng)化的基礎(chǔ)技術(shù)學(xué)科；電子技術(shù)、計算機(jī)技術(shù)和信息技術(shù)等多個學(xué)科在20多年的快速發(fā)展中更是促進(jìn)了液壓技術(shù)的進(jìn)步，使之超越了傳動方式的界限，發(fā)展成為一種控制手段，使之成為橋梁并借以連接微電子技術(shù)和大功率控制對象，這在現(xiàn)代控制工程中是不可或缺的環(huán)節(jié)和手段。因而液壓技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用的普及程度被認(rèn)為是衡量一個國家工業(yè)化水平的重要標(biāo)志，國際上也越來越重視液壓技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。液壓傳動裝置的組成機(jī)構(gòu)很多，但主要有能源裝置、執(zhí)行裝置、控制調(diào)節(jié)裝置、輔助裝置這四部分。液壓傳動是利用液體工作介質(zhì)的壓力來傳遞動力的，這與液力傳動是不同的。手動式、半自動式和全自動式調(diào)節(jié)是液壓傳動的基本操縱調(diào)節(jié)方式。液壓系統(tǒng)的控制部分組成形式分為開環(huán)和閉環(huán)兩種。2 設(shè)計題目、設(shè)計簡介和目的現(xiàn)在中國國內(nèi)自行開發(fā)、設(shè)計和生產(chǎn)的自卸汽車大多沿側(cè)向或車梁卸貨，高度也固定。目前的自卸汽車難以將貨物卸到高處。因此可以設(shè)計一種6噸液壓連桿式自卸汽車，使車廂可以抬高到要求的高度后傾斜車廂卸貨。為達(dá)到此目標(biāo)，可以先舉升車廂使車廂翻轉(zhuǎn)實現(xiàn)卸載貨物，可以將車廂舉升到任意高度停止再翻轉(zhuǎn)車廂以實現(xiàn)自動卸貨的目的、設(shè)計條件和設(shè)計要求。，最大升程Smax見表。，以便于卸貨。車廂處于最大升程位置時，其后移量a有一定的要求，見表。為了實現(xiàn)車廂的穩(wěn)定舉升。，后廂門隨車廂傾斜而聯(lián)動打開；卸貨完畢，后廂門隨車廂恢復(fù)水平狀態(tài)而可靠關(guān)閉。6. 車廂底部與大梁間的空間要足夠大，可以安裝舉升和翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，后廂門打開機(jī)構(gòu)的安裝面要在車廂側(cè)面以內(nèi)。圖21 自卸汽車數(shù)據(jù)簡圖圖22 自卸汽車廂工作狀態(tài)圖數(shù)據(jù)表（單位：mm）方案號車廂尺寸（LWH）SmaxAWLtHdB3900200064018503504800300500 3 自卸汽車的控制系統(tǒng)設(shè)計 自卸汽車的主要總成 發(fā)動機(jī) 自卸汽車的行駛和傾卸機(jī)構(gòu)的運動需要發(fā)動機(jī)提供動力。目前往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)在自卸汽車上被大量采用。柴油機(jī)在礦用重型自卸汽車一般被采用。原因是柴油機(jī)的性能比較優(yōu)越，價錢比較低廉，對大噸位自卸汽車比較適合，特別是需要大動力的礦用自卸汽車。，選用柴油機(jī)作為發(fā)動機(jī)比較好。 傳動系傳統(tǒng)的機(jī)械傳動系統(tǒng)在普通自卸汽車上得到大量的應(yīng)用。 現(xiàn)代汽車懸架可分為應(yīng)用較廣的獨立懸架和應(yīng)用范圍相當(dāng)來說較窄的非獨立懸架。普通自卸汽車和噸位較小的礦用重型自卸汽車從實用性和價錢方面考慮，大多采用的懸架系統(tǒng)是由鋼板彈簧與筒式減震器組成。 轉(zhuǎn)向系在行駛過程中,汽車方向通?？偸遣粩喟l(fā)生變化的。行駛時，駕駛員根據(jù)路況和自身需要，改變汽車的行駛方向，或恢復(fù)汽車的行駛方向，這些操作都是通過轉(zhuǎn)向系來完成的。制動器通俗的說就是時汽車在行駛過程中可以停止下來的汽車部件?，F(xiàn)在，從應(yīng)用程度上講，摩擦式制動器當(dāng)為翹楚，它有鼓式和盤式之分。盤式制動器以其卓越的性能而深受汽車生產(chǎn)廠家信賴，因此在汽車上被大量地采用。因為提高其制動效能必須要加制動增力系統(tǒng)，這使得造價昂貴，故前盤后鼓式大量在低端車上得到應(yīng)用。副車架從字面上很容易引起誤解，但它不是真正的車架，其作為前后車橋的骨架和組成部分，起到的只是支承前后車橋的作用。“正車架”通過車橋、懸掛與副車架相連，起到作阻隔振動和噪聲的作用，以提高車廂的穩(wěn)定性。沒有副車架的傳統(tǒng)承載式車身其前后車橋的懸掛搖臂是零散的組件，不像有“副車架”的汽車那樣組裝在副車架上，形成總成。 傾卸機(jī)構(gòu)的作用是傾斜車廂到相應(yīng)角度后，使貨物在自身重力作用下卸出，然后車廂也在自身重力作用下恢復(fù)到水平位置。卸貨時，后廂門隨車廂傾斜聯(lián)動打開；卸貨完畢，后廂門隨車廂在重力作用下恢復(fù)到原來的水平位置而可靠關(guān)閉。傾卸機(jī)構(gòu)的組成很簡單，主要有車廂、液壓舉升系統(tǒng)（油泵、升降筒、控制閥、管路機(jī)油箱等）和廂板開合機(jī)構(gòu)三個部分。車廂的舉升和后移的實現(xiàn)方案有多種。采用連桿機(jī)構(gòu)來完成車廂的舉升和后移時，車廂底部與大梁間的空間要足夠大，以利于連桿機(jī)構(gòu)的安裝。并且連桿機(jī)構(gòu)要求簡單緊湊，具有優(yōu)越的可靠性，動力傳遞性。下面列舉出幾種方案及其特點，讀者可根據(jù)實際適當(dāng)選擇機(jī)構(gòu)。方案一：滑動直接舉升機(jī)構(gòu) 圖31 直接舉升機(jī)構(gòu)在上面的機(jī)構(gòu)簡圖中，在車廂底部固定了四個豎直的液壓缸，與這四個液壓缸相連的底座是滑移機(jī)構(gòu)，又有兩個水平的液壓缸與滑移基座相連。工作時，為了實現(xiàn)舉升動作，豎直液壓缸同時舉升，同時為了保持車廂的穩(wěn)定，車廂下的滑動副動作，同時水平液壓缸工作，帶動車廂退后，當(dāng)后車廂下的水平液壓缸伸出的長度與前車廂下的液壓缸不一樣，具體來說是后車廂小于前車廂時，車廂翻轉(zhuǎn)，卸貨功能得以實現(xiàn)。之后液壓缸回復(fù)到初始狀態(tài)，車廂也隨之復(fù)位下降。如此循環(huán)進(jìn)行相同的工作。這個方案在結(jié)構(gòu)上不繁雜，理論上不難實現(xiàn)。車廂后移量可以隨卸貨需要任意調(diào)節(jié)，卸貨方便，構(gòu)件種類單一，修理和維護(hù)方便。但在實際上，由于使用的液壓缸數(shù)目太多，液壓控制的精確度要求較高，設(shè)計困難很大。而且車廂的重力直接作用在液壓缸上，使得液壓系統(tǒng)的壓力升高，制造和維護(hù)成本昂貴。而且車廂下面空間較小，了限制車廂的舉升。方案二：剪式舉升機(jī)構(gòu)EDCBA圖32剪式舉升機(jī)構(gòu)該方案中鉸接于E點的AB和CD桿長度相等，C和Ｄ點是可以水平滑動的。當(dāng)液壓缸工作時，車廂可以升降或平移。Ａ和Ｂ點不同于C和D，是固定不動的，舉升機(jī)構(gòu)舉升車廂時，鉸點Ｅ被帶動向右移動，該機(jī)構(gòu)實現(xiàn)了在車廂舉升的同時車廂向后移動，卸貨較為簡便。這個機(jī)構(gòu)在結(jié)構(gòu)上不難實現(xiàn)、總體上來看也比較緊湊，能夠很好的將舉升和后移這兩種運動進(jìn)行處理，時期具有良好的受力狀況。但從實際角度觀察可知，車廂從水平位置開始舉升時由于很小的液壓缸和ＣＤ桿之間傳動角，需要較大的工作動力才可以實現(xiàn)，這會對液壓缸的工作產(chǎn)生不利的影響。舉升到一定高度的時候ＡＣ或ＢＤ兩點之間的距離變短，這對車廂的穩(wěn)定性不利，特別是再次翻轉(zhuǎn)車廂時車廂的不穩(wěn)表現(xiàn)得更加明顯。方案三、二級剪式舉升機(jī)構(gòu)DCAB圖33 二級剪式舉升機(jī)構(gòu)組成該機(jī)構(gòu)的桿件彼此鉸接而且長度相同； A端鉸接于水平滑塊，并以滑槽為導(dǎo)軌水平左右移動；C端固定鉸接在車體底部，B點鉸接在車廂底部的水平滑塊上，D點固定鉸接在車廂底部。當(dāng)液壓桿長度減小時，A點右移，車廂上升的同時也會后移；反之，車廂下降，同時車廂左移。該機(jī)構(gòu)是多級剪式舉升機(jī)構(gòu)，在理論上，車廂可以被其垂直地舉升到相當(dāng)高的高度，而且可以十分靈活的布置油缸作用點，機(jī)構(gòu)受力情況好，液壓缸移動距離短。但實際上因為機(jī)構(gòu)中桿件數(shù)目較多，在鉸接處桿件受力大，對桿件的強度要求較高。方案四、平行四邊形機(jī)構(gòu)CDBA圖34 平行四邊形舉升機(jī)構(gòu)該機(jī)構(gòu)利用了平行四邊形ABCD的不穩(wěn)定。液壓油缸工作時，由于四邊形的不穩(wěn)定性，桿AB被油缸驅(qū)動而繞A軸轉(zhuǎn)動，桿件的擺動就趨使車廂舉升和下降。該機(jī)構(gòu)理論上組裝不難，制造、組裝、維護(hù)費用低，操作容易。舉升和下降過程中車廂不會出現(xiàn)上下劇烈的擺動，穩(wěn)定性優(yōu)越，而且能夠?qū)崿F(xiàn)從較小的工作動力中得到較大的車廂上移量。但不足之處也很令人無奈，那就是車廂上移量變化時，后移量變化程度較大。車廂舉升到最大高度時，其后移量可能會達(dá)到令人難受的地步，此時相應(yīng)的桿AB、CD會很長，甚至長到實際中不能實現(xiàn)的狀態(tài)。方案五、雙平行四邊形雙杠舉升機(jī)構(gòu)圖35 雙平行四邊形雙缸舉升機(jī)構(gòu)該機(jī)構(gòu)是雙自由度結(jié)構(gòu)，需要兩個液壓缸來進(jìn)行控制。車廂的舉升和后移由兩個液壓缸配合控制后，可以很容易的實現(xiàn)，并且平行方案四中桿件過長的問題得到了很好的解決，該機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)緊湊，可以使液壓缸在較小行程時，就得到較大的車廂升程。但車廂后移量與舉升高度之間的關(guān)系并不是很明顯，而且雙油缸配合控制系統(tǒng)要求很高，經(jīng)濟(jì)性很低。方案六、雙平行四邊形聯(lián)動機(jī)構(gòu)圖36 雙平行四邊形聯(lián)動機(jī)構(gòu)該機(jī)構(gòu)從整體上看結(jié)構(gòu)還是很不錯的，車廂能夠水平地穩(wěn)定上升和下降，且是在上升過程中可以實現(xiàn)車廂的逐步后移；該機(jī)構(gòu)綜合了平行四邊形機(jī)構(gòu)和雙平行四邊形機(jī)構(gòu)的優(yōu)點，又同時最大限度地避免了平行四邊形機(jī)構(gòu)桿件過長和雙油缸機(jī)構(gòu)控制復(fù)雜的缺點；受力情況良好，機(jī)構(gòu)的使用壽命較長。缺點是相對來說較復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，使油缸承受的負(fù)載增加，也增加了液壓系統(tǒng)的壓力。 自卸汽車車廂的形狀有四種（見下圖37）：（1）平底三廂板開啟的（如圖a）；（2）船底型的I（如圖b）；（3）尾部上翹的燕尾形的（如圖c）；（4）全長上翹燕尾形的（如圖d）。礦用重型自卸汽車廣泛采用燕尾型車廂。由于自卸汽車（特別是礦用自卸汽車）與裝載機(jī)和電鏟配合工作，車廂的前部必須有保護(hù)駕駛室的防護(hù)板。 圖37車廂結(jié)構(gòu)型式 a 平底三開式 ； b 船底式 ； c、d燕尾式翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)可以實現(xiàn)車廂的翻轉(zhuǎn)，本次設(shè)計也利用連桿機(jī)構(gòu)來實現(xiàn)其功能。為了安裝的方便，車廂底部與大梁之間的空間要求足夠大。結(jié)構(gòu)盡量緊湊，可靠，動力傳遞性要好。由于翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和車廂舉升機(jī)構(gòu)需要相互結(jié)合使用才能實現(xiàn)自卸汽車的綜合功能，因此要考慮很多的因素，要將二者有機(jī)結(jié)合，統(tǒng)籌兼顧。下面列出幾種方案，讀者可根據(jù)需要選擇使用。方案一、雙油缸位錯翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)圖38雙油缸位錯翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)，從直接舉升機(jī)構(gòu)考慮，這個方案雖然還有很多的不完善之處，但是已經(jīng)能夠很好的將舉升和翻轉(zhuǎn)這兩個功能統(tǒng)籌結(jié)合，這對有效利用空間，簡化結(jié)構(gòu)是非常有利的。方案二、普通直推式翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)圖39 普通直推翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)這種機(jī)構(gòu)是油缸驅(qū)動的四桿機(jī)構(gòu)，現(xiàn)在在自卸汽車上應(yīng)用很廣，這正論證了這種機(jī)構(gòu)的使用價值。結(jié)構(gòu)在某種程度上來說使最簡單的，實現(xiàn)車廂翻轉(zhuǎn)的液壓油缸數(shù)目較前面?zhèn)€機(jī)構(gòu)是最少的，成本低廉。缺點是是油缸行程相對較大，但可以通過合理布局來避免行程較大的缺點。方案三、曲柄搖桿翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)圖310 曲柄搖桿翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)此方案有一定的創(chuàng)新，翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)是在曲柄搖桿機(jī)構(gòu)的基礎(chǔ)得到的，油缸作為動力裝置，只起提供車廂翻轉(zhuǎn)動力的作用，車廂隨油缸的勻速動作而發(fā)生不勻速的翻轉(zhuǎn)，方便性毋庸置疑。（或稱為鎖止機(jī)構(gòu)）自卸汽車卸貨廂板的打開或關(guān)閉可以通過開合機(jī)構(gòu)來控制，開合機(jī)構(gòu)的控制方式有手動控制和自動控制兩種。機(jī)械杠桿式廂板自動開合機(jī)構(gòu)在自卸汽車上被大量應(yīng)用。卸貨時，開合機(jī)構(gòu)隨車廂升起而打開，廂板被貨物的推力打開。卸完貨后，開合機(jī)構(gòu)隨車廂降落廂板合上而關(guān)閉。自卸汽車的生產(chǎn)運輸效率因自動開合機(jī)構(gòu)的應(yīng)用而得到顯著提高。下面列出幾種方案，讀者可根據(jù)需要選擇使用圖22中車廂翻轉(zhuǎn)時，廂門隨之打開，二者翻轉(zhuǎn)打開的角度相同。由此進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計。方案一、自開式機(jī)構(gòu)車廂311 自開式廂門打開機(jī)構(gòu)因為廂門隨車廂翻轉(zhuǎn)而打開時二者角度相同，所以廂門處于打開和關(guān)閉這兩種狀態(tài)時都豎直的，為了使之可以方便自由地打開，可以利用廂門自重來實現(xiàn)。卸貨時廂門打開廂門鎖止機(jī)構(gòu)，廂門隨車廂翻轉(zhuǎn)而利用廂門自重自由打開。卸貨完畢時，使用鎖止機(jī)構(gòu)鎖死廂門，可以可靠廂門關(guān)閉。該機(jī)構(gòu)思路簡單，容易設(shè)計。車廂底部空間可以被有效地利用，安裝維護(hù)都較方便。不足之處是車門開閉具有高度的自由性，車門打開角度與翻轉(zhuǎn)角度之間不能用精確的函數(shù)關(guān)系來表現(xiàn)。方案二、控制開合式機(jī)構(gòu)。車廂圖312 控制開合式廂門打開機(jī)構(gòu)該機(jī)構(gòu)實現(xiàn)廂門開合的方式是用控制桿控制廂門上面的鉸鏈來完成。當(dāng)恰當(dāng)?shù)穆?lián)系控制桿和車廂翻轉(zhuǎn)控制機(jī)構(gòu)，將二者統(tǒng)籌結(jié)合時，車廂翻轉(zhuǎn)和廂門打開的聯(lián)動控制可以被精確的實現(xiàn)。缺點是機(jī)構(gòu)安裝有一定的難度，車廂側(cè)面安裝類似的結(jié)構(gòu)還是比較恰當(dāng)?shù)?，此設(shè)計還有一個很明顯的不足，沒有預(yù)留車廂側(cè)面的空間，而且如果車廂底部安裝類似結(jié)構(gòu)，卸貨時會受到控制桿的干擾。 車廂的廢氣加熱在溫度較低的北方冬天，自卸汽車的使用和保養(yǎng)需要注意保暖，發(fā)動機(jī)、駕駛室、傳動系的儲油部位及液壓油箱等關(guān)鍵設(shè)備采取必要的加熱措施，是肯定不可缺少的，其次車廂也要進(jìn)行加熱處理，以避免貨物在運輸時被凍結(jié)在車廂底板和側(cè)板上，從而對運輸卸貨產(chǎn)生影響。為了節(jié)約資源和成本，減少不必要的浪費，對自卸車廂的加熱一般都是利用發(fā)動機(jī)排出的廢氣來完成。 液壓傾卸系統(tǒng)自卸汽車傾卸機(jī)構(gòu)的液壓系統(tǒng)大體上有獨立液壓和聚生轉(zhuǎn)向聯(lián)合液壓系統(tǒng)這兩類。車廂的液壓傾卸系統(tǒng)的組成部分很多，主要有液壓油泵、分配閥、升降筒和車廂舉升限位閥等。獨立液壓傾卸系統(tǒng)一般被普通自卸汽車和噸位較小的礦用自卸汽車所采用。如圖313 所示，是某種類型自卸汽車采用的獨立液壓傾卸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。 油液被油泵6從油箱2吸出后，首先進(jìn)行油液分配，通過分配閥11來實現(xiàn)?？刂崎y13的三種工作狀態(tài)（舉升、降落、中間）