车辆顶升装置的改进设计

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在向部队推广使用车辆顶升装置的过程中发现：某型特种车辆其每个车轮上都安装有能调节车体高度的油气悬挂缸，它不仅具有普通液压减振器缓冲减振的作用，更重要的是具有调节车体高度的作用，以满足车辆运输和行驶的要求。同时，在进行利用手动千斤顶加垫木将车辆顶起的试验时，随着车辆被顶起，而轮胎在很长-段距离内并不离地。通过分析得知：悬挂油缸由于自重及轮胎重量的原因，会带动活塞杆-直向外伸出直至极限位置，故这-段距离对于顶升装置而言是-段空行程，因此原有顶升装置 1 在其工作行程内不能完成该车辆的顶升，且承受载荷也不能满足要求。为此，本文对原有的顶升装置 进行了改进设计，以满足这-类车辆在封存和进行轮胎及其他部件维修更换时的顶升需求。

1 顶升装置的改进1.1 该车辆关键参数① 车辆全重为23 t(且载荷分配不均，左右载荷不对称)；② 正常时车底离地高度为400 mm；③ 在将车辆顶起直至轮胎完全脱离地面时，车底距地高度为850/nm。

由于被顶升车辆的相关参数均发生变化，为此，在原有顶升装置的基础上，做了以下改进设计。

1.2 油缸结构的改进设计对于顶升装置的关键执行部件--油缸，进行了全新的设计。主要体现在以下三方面。

(1)由单级缸变为三级伸缩缸 车底离地高度为400 mm，决定了油缸的安装尺寸不能超过此尺寸；将车辆完全顶起时车底离地高度为 850 mm，决定了油缸的工作行程超过 450 mm。基于这两点，单级缸不能满足要求，为此需要选用多级缸。两级单作用伸缩缸可满足这-要求，但存在着将车辆顶起用垫木支撑时，油缸无法缩回撤出的问题，为此，只能选用尺寸大单级行程较短的双作用三级伸缩缸。具体尺寸如下：油缸高度：385 mm；三级总提升行程：487 mm。

(2)油缸关键尺寸确定 根据车辆全重及载荷分配不均的情况，为安全起见，再考虑-定余量，确定每个油缸的承受载荷为 6.5 t。系统工作压力仍选用20 MPa，由此可计算出多级缸的第三级活塞直径：DxlO-3/4 x 6.5 x 103 X 10×10-：64.34(mm)，将计算结果进行圆整后，选定第三级活塞(即缸筒内径)为80 mm。根据多级缸的结构特点：前-级活塞缸的活塞是后-级活塞缸的缸筒，从活塞缸密封装置的安装尺寸以及旧能降低多级缸的重量的角度综合考虑，最后确定各级活塞的尺寸为：第二级活塞直径为110 mm，第-级活塞直径为 140 mmo油缸具体结构见图1所示。油缸外形图如图2所示。

(3)油缸的方便携行设计 双作用三级缸的质量达 50 kg，在使用过程中不方便携行，为此，在油缸底座圆周方向上对称安装了三个脚轮(如图3所示)，方便油缸的移动，而在油缸承受载荷时，脚轮弹簧受压，使收稿 日期 ：2012-06-21作者简介：韩翠娥(1976-)，女，河北井陉人，讲师，硕士，主要从事液压系统在线检测及故障诊断研究工作。

82 液压与气动 2013年第 1期图 3 油缸脚轮图油缸底座受力，而不会将载荷施加于脚轮上。

其他参数不变，如系统流量仍为 1.5 L/rain，电机功率为 0.75 kW。

1.3 控制回路的改进设计由于该车辆载荷分配不均，在试验中发现，如果使用原有回路 ，顶升过程中两侧运动严重不同步，负载轻的-侧油缸运动速度快，从而造成车体倾斜，存在严重的安全隐患。为此，必须考虑两个油缸的同步运动。如果采用分流集流阀实现两侧油缸负载相差较大时的速度同步，其同步精度可达 1% ～3%。但分流集流阀有-定的适用范围，低于公称流量过多时，分流精度将明显下降 J。而本系统流量为 1.5 L/rain，比较低，不适合采用分流集流阀。如果采用伺服阀或比例调速阀等实现同步动作，对于该系统而言太不经济。

该系统对同步精度要求不高，因此本着方便实用经济的原则，最终确定采用两缸单独控制的节流阀的同步回路。系统原理图如图4所示。

由图4可知，单向节流阀组 9左边-组分别控制两个油缸缩回过程中的回油阻力，右边-组分别控制两个油缸伸出过程中的回油阻力。这样根据两个油缸负载大小的不同分别调整节流阀开口的大续而调整油缸的运动速度，如在伸出过程中，若某侧油缸负载轻，则应调大其回油阻力，以和另-侧油缸基本保持同步。相反，在油缸缩回过程中，负载大的-侧油缸，其回油阻力应调的大些，防止在重力负载的作用下油缸快速缩回。

1.油箱 2.过滤器 3.主泵 4 电机 5.单向阀 6.溢流阔7 三位四通手动换向阀 8.液控单向阀 9.单向节流阀组l0.三级液压缸 11.压力表开关 12.手摇泵13.空气滤清器 14油标图4 改进后的车辆顶升装置原理图除此之外，由于油缸的工作行程加长，油箱的尺寸和小推车的尺寸也应相应加大，油箱为 18 L。泵和阀类元件的选择同原有顶升装置1 J。系统外形图如图5所示。

图 5 改进后的车辆顶升装置2 结论改进后的车辆顶升装置通过在部队试用，其顶升高度及油缸的同步性不仅能满足该型车辆顶升的需求，并且完全能替代原有顶升装置，具有很好的推广应用前景。