一种卡车驾驶室液压翻转系统试验台的设计

王海鲜，王晓宁，王锋

（陕汽集团宝鸡华山工程车辆有限责任公司，陕西 宝鸡 721300）

一种卡车驾驶室液压翻转系统试验台的设计

王海鲜，王晓宁，王锋

（陕汽集团宝鸡华山工程车辆有限责任公司，陕西 宝鸡 721300）

一种卡车驾驶室液压翻转系统试验台，采用电气液压自动控制替代人工操作，高效省力，用于驾驶室液压翻转系统性能检测及耐久性试验。

驾驶室；液压翻转；性能检测；耐久性试验

KCLC NO.:U463.81Document Code:AArticle ID:1671-7988 (2017)03-36-03

前言

随着中型载货车在日常生活中的日益普遍，整车零部件质量等也在不断提升。一般中型载货车驾驶室翻转系统试验任务较多，试验需过重心升降300-500次。而中型载货车驾驶室重量均在500到800Kg左右。常规试验方法都是由3～4名试验工与技术员轮流工作，比较吃力，大约每升降5次就需要换人，这种人力翻转不仅费力，效率低，且不安全。本文所介绍的驾驶室翻转系统，主要针对利用扭杆的扭转力矩克服驾驶室的重力矩来实现驾驶室升降的中型载货车，其主要采用电气自动控制替代人工操作，高效省力，完全符合驾驶室液压翻转系统性能检测及耐久性试验能力的设计要求。既满足了试验要求，与同类设备相比，开发制作成本低廉，结构简单，操作简便。

1、驾驶室液压翻转系统试验台介绍

1.1 概述

目前，大部分轻型或中型车驾驶室的翻转均采用扭杆液压翻转机构，其结构如图1为某中型载货车驾驶室翻转机构翻转前示意图。驾驶室通过液压翻转油缸的伸缩使驾驶室绕其翻转轴有限度的旋转，来实现驾驶室的升降。图2为某中型载货车驾驶室翻转机构翻转后示意图。

图1 某中型载货车驾驶室翻转机构翻转前示意图

图2 某中型载货车驾驶室翻转机构翻转后示意图

1.2 设计与分析

液压翻转系统试验台的设计要求：顶身重量为500-800Kg,举升行程最大为350mm,翻转角度为0-53度。翻转采用电、气自动控制代替人工操作，来实现驾驶室的上升与下降，达到试验目的。

其过程如图3，为驾驶室翻转前后机构示意图。在图3中定义O点为驾驶室前翻转轴中心，K点为液压翻转油缸在车架上的固定点，Z点为液压翻转油缸在驾驶室底部的固定点，G点为驾驶室重心，θ为驾驶室翻转前倾斜角，θ+β为翻转后倾斜角。

设驾驶重力为T，则驾驶室绕翻转轴中心O点的力矩为T*L；

设翻转轴中心到翻转油缸的垂直距离为h,翻转油缸所承受的举升力为P，则翻转油缸绕翻转周中心O点的力矩为P*h；

根据驾驶室翻转前后力矩平衡原则，那么P*h=T*L，其中翻转油缸所作用的举升力通过杠杆控制。设气缸举升力为F，杠杆长度为X，则P*h=T*L=F*X，由此可得F=T*L/X，根据以上分析可选用合适的气缸。

图3 驾驶室翻转前后机构示意图

综上所述的分析要求，设计方案为：气源处理单元—电磁换向阀；电源—时间继电器—换向电磁阀；换向电磁阀—气缸—杠杆—液压举升油缸。

1.3 驾驶室液压翻转系统组成

本文所介绍驾驶室液压翻转系统试验台，模拟人力操作在液压举升缸作用下的举升过程，对驾驶室翻转机构液压举升缸进行零部件性能检测及耐久性试验。目前行业上驾驶室液压翻转系统性能检测及耐久性试验均采用电脑程序控制，系统较为复杂，开发及制作成本相对较高。

本文所介绍液压翻转系统试验台主要是由稳压电源、气源处理单元、循环时间继电器、电磁换向阀、计数传感器、计数器、气缸、杠杆、液压翻转油泵等组成的。用以保证驾驶室液压翻转系统性能检测及耐久性试验的进行。图4为驾驶室液压翻转系统的组成部分，且运转及翻转机构应保证驾驶室重心越过翻转轴时，在重心作用下继续翻转，必须平稳、缓慢、无冲击。

图4 翻转系统试验台的结构简图

1.4 驾驶室液压翻转系统控制策略

液压翻转系统试验台，其中，稳压电源将220V交流转换为24V直流；稳压电源连接循环时间继电器，循环时间继电器连接电磁换向阀；循环时间继电器定时通断控制电磁换向阀换向；电磁换向阀进气口连接气源，电磁换向阀出气口连接气缸进气口；气缸活塞杆为往复式运动，气缸活塞杆一端与杠杆一端转动连接；杠杆另一端连接液压翻转油泵，杠杆机构驱动液压翻转油泵泵油；液压翻转油泵驱动驾驶室升降翻转；气源与电磁换向阀之间通过气源处理单元进行连接；气缸的高度位置为可调节设置，还包括计数传感器、计数器，计数传感器连接计数器，计数传感器对驾驶室升降进行探测；驾驶室完成一个升降循环，计数传感器计数1次；电磁换向阀为二位四通换向阀。

系统运行时，稳压电源将220V交流转换为24V直流，直接给循环时间继电器供电，循环时间继电器通过定时通断控制电磁换向阀换向，电磁换向阀控制气缸往复运动，进而驱动杠杆机构使液压翻转油泵泵油，实现驾驶室的升降翻转运动；同时压缩空气经气源处理单元进入电磁换向阀，驱动气缸往复工作，其中气缸高度可调，以适应不同车型液压翻转油泵高度，而驾驶室每完成一个升降循环，计数传感器就会给计数器一个计数信号；系统通电后试验台自动运行，操作简单。

2、液压翻转系统在汽车上的应用

液压翻转系统试验台应用于卡车翻转架构寿命性能试验、翻转机构耐久性试验、翻转机构的泄露性试验等，电气自动控制替代人工操作，减轻工人劳动强度，高效省力的完成试验，可有力的保证试验的顺利完成。

例如：要求对驾驶室进行500次无规律过重心翻转，检测翻转油缸、翻转油泵的可靠性。每天对试验进行记录，如下表1。

A truck cab hydraulic flip the design of the system test bench

Wang Haixian, Wang Xiaoning, Wang Feng
（Baoji huashan construction automobile Co., Ltd, Shaan Xi Baoji 721300）

Turn the truck cab hydraulic system test bench,used electric hydraulic automatic control instead of manual operation,efficient energy saving ,applied to the bridge turn hydraulic system performance test and durability test.

The truck cab; hydraulic flip; performance test; durability test

U463.81

A

1671-7988 (2017)03-36-03

10.16638/j.cnki.1671-7988.2017.03.014

王海鲜（1990-），就职于陕汽集团宝鸡华山工程车辆有限责任公司，技术中心试制试验所。