靜壓叉車的技術展望范文

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《機電技術雜志》2014年第二期

1國內外研究現(xiàn)狀與存在問題

國外對靜壓叉車的研究已經(jīng)較為成熟，并進入實用化階段。靜壓叉車的傳動系統(tǒng)雖有非常好的性能，但由于制造它需要非常高的制造精度和高質量的材料，目前國外也只有少數(shù)幾家知名企業(yè)能夠制造高質量靜壓傳動部件，如德國的林德、蔡特曼、利渤海爾等。而在物料搬運領域，目前也只有少數(shù)幾家企業(yè)能將靜壓傳動技術大規(guī)模地應用到叉車工業(yè)上。以德國林德靜壓叉車為例，從它誕生之日起，就憑著其優(yōu)異的特性，深受廣大客戶的喜愛，更成為叉車中的經(jīng)典。林德靜壓叉車除了一般靜壓叉車所具有的高可靠性、長壽命的特點外，還根據(jù)靜壓傳動系統(tǒng)的特點，設計出只需一種雙踏板（一個踏板控制前進、另一個控制后退）即能完成所有動作的簡單操作系統(tǒng)。踏板的行程決定了斜盤的角度和發(fā)動機的轉速，從而方便地控制傳動系統(tǒng)輸出的轉速和扭矩，而踩下不同的踏板則能快速切換行駛方向。另外林德靜壓叉車的控制精確程度是十分高的，它可以用車輪做訂書機的工作。林德靜壓叉車由于采用靜壓傳動系統(tǒng)，相比傳統(tǒng)叉車減少了離合器、差速器和變速箱等易損部件，大大降低維護成本。同時靜壓傳動系統(tǒng)的所有部件都處于封閉的油路里，所以當踏板處于松開狀態(tài)時泵沒有油流出。由于液體的不可壓縮性將迅速迫使馬達停止轉動，從而實現(xiàn)無磨損制動，不需要專門的制動機構，降低運行成本。可見林德靜壓叉車的性能是相當優(yōu)異的。在歐洲，排名第一的倉儲設備供應商德國永恒力集團也研發(fā)靜壓叉車。2012年春季推出的VFG540s-550s靜壓叉車再次完善了永恒力靜壓叉車系列，它將靜壓驅動技術、人體工學設計原理及安全操作系統(tǒng)完美融合到新型叉車的設計中，進一步實現(xiàn)了技術進步。

目前，我國大多數(shù)叉車制造企業(yè)尚未開展靜壓叉車這方面的研究，更談不上批量生產(chǎn)。國內的一些大學，如江蘇大學、第二炮兵工程學院、同濟大學、浙江工業(yè)大學、湖南工業(yè)大學、貴州工業(yè)大學等對靜壓傳動系統(tǒng)的性能、應用、建模等方面作了初步的研究。現(xiàn)在研究的主要問題存在以下幾個方面：1）柴油機與液壓泵功率匹配問題。在實際應用中靜壓傳動常出現(xiàn)柴油機與液壓泵功率不匹配的現(xiàn)象，除影響系統(tǒng)工作穩(wěn)定性，造成功率損失外，嚴重時更會造成發(fā)動機熄火，影響發(fā)動機壽命。2）系統(tǒng)的散熱問題。由于在傳動系統(tǒng)中，泵、馬達對液壓油黏度要求較高。如果系統(tǒng)散熱不好，造成油溫過高，將導致系統(tǒng)無法正常工作。3）叉車的控制問題。由于控制器信號的傳遞基本上是使用導線直接連接，給生產(chǎn)和維護帶來困難，同時也增加出故障的機率。

2發(fā)展趨勢

從國內外發(fā)展狀況來看，靜壓叉車有以下幾個發(fā)展趨勢。

2.1智能化電液比例控制電液比例控制在20世紀80年代就開始應用于工程機械。電液比例技術應用于叉車液壓控制系統(tǒng)，不但能省去復雜龐大的液壓信號傳遞管路，而且使叉車的動力系統(tǒng)控制更加靈活方便。隨著電子技術的發(fā)展，電液比例控制技術的“智能化”將進一步提高。這種智能化主要體現(xiàn)在以下幾個方面。第一，能夠自動監(jiān)測液壓信號及發(fā)動機參數(shù)，如油壓、發(fā)動機轉速等，并根據(jù)這些參數(shù)自動控制叉車的動力系統(tǒng)，使其一直運行在高效節(jié)能狀態(tài)；第二，實現(xiàn)叉車的半自動化操作，在降低駕駛員的操作熟練程度要求的同時，又能大大提高工作質量；第三，能夠自動進行故障診斷，顯示故障信息，這有便于叉車的日常維護。這些智能化功能的實現(xiàn)，顯著地提高了叉車的性能。2.2柴油機電噴控制目前，柴油機電噴控制技術主要應用于汽車行業(yè)，叉車系統(tǒng)中應用電噴柴油機還處于初始階段。在傳統(tǒng)的機械調速柴油機

上，轉速會對噴油提前角、噴油泵的循環(huán)供油量進行限制，以致柴油機性能很難進一步提高。柴油機運用電噴控制后，噴油提前角和噴油泵的循環(huán)供油量不再受轉速的限制，從而使叉車能夠一直工作在最佳狀態(tài)，并加快了響應速度。開發(fā)柴油機電噴控制器是提高靜壓叉車節(jié)能性的一個重要環(huán)節(jié)。

2.3泵-發(fā)動機功率匹配控制工程機械中，發(fā)動機通常按最大的工作載荷配置功率，而實際工作中，機器大部分時間只工作在部分負載工況，即發(fā)動機工作在低效率狀況，造成動力系統(tǒng)不匹配、能量浪費。借助電子控制技術，將進一步實現(xiàn)泵與發(fā)動機匹配控制的智能化、一體化。在這種控制中，控制器能根據(jù)不同工況，自動調整變量泵和發(fā)動機，使二者達到最佳匹配，在保證輸出功率滿足工作需要的同時，又降低了燃油消耗量。

2.4現(xiàn)場總線技術隨著叉車“智能化”程度的提高，各種傳感器和控制器將遍布叉車各處，這將導致叉車內部充斥各種的導線、接頭，使控制系統(tǒng)變得復雜，可靠性降低。應用現(xiàn)場總線技術將有效地解決這一問題，使控制系統(tǒng)具有結構簡單、體積小、可靠性高的優(yōu)點，同時具有更加強大的功能。目前，在行走機械領域，已經(jīng)有了這樣一種現(xiàn)場總線，稱為CAN總線。基于總線技術的叉車控制系統(tǒng)，能滿足叉車系統(tǒng)實時控制的需要，極大的提高控制信息的處理和傳輸速度。

3結束語

由于靜壓傳動技術的優(yōu)越性，在歐美國家受到高度重視，被廣泛的應用于工程機械上。近年來，隨著我國的工程機械對靜壓傳動裝置使用量的增多，人們越來越認識到靜壓傳動技術的重要性。因此，研究與開發(fā)靜壓叉車，有利于抓住市場先機，市場前景良好。

作者：俞建明單位：福建農(nóng)林大學機電工程學院