【《汽车自卸液压举升装置浅析的国内外文献综述》3700字】

XXXII汽车自卸液压举升装置研究的国内外文献综述自卸汽车是带有液压举升功能的载重汽车,其最先出现于工业起步较早的欧美部分国家，紧接着就是日本,前苏联等国家，而我国在这方面也有自己的研究成果，随着我国载重汽车类型的完善和市场的新需求,技术和设计上也对相关载重汽车也提出了特殊的要求，自上世纪80年代以来,我国的载重汽车类型和产品质量发展提速较快,尤其是载重自卸汽车[6]。在随着世界各国人民及消费者对自卸汽车的要求越来越高，需求越来越多元化的前提下，市场对于自卸汽车又提出了一些新的要求。在2012年，张红英[7]发现载重自卸汽车液压系统是由举升液压系统和转向液压系统组成,仅有某些车辆具有附加的液压制动系统和制动冷却系统,但是,许多问题也需要详细分析。使用和借鉴传统设计经验设计的液压系统,使自卸汽车的整体性无法得到改善。便使得世界上相关前沿企业在载重自卸车领域的研发活动与以前相比又增添了一些新的项目，目前自卸汽车的主要发展可以分为以下几个方面:(1)自卸汽车的轻量化载重自卸车主要用于运载不同类型的货物，根据用途不同，其结构形式也千差万别，但主要部件都大致相同，在工程建筑、工地和港口物流等场合,具有非常大的适用性[8].随着国家在环境保护的前提下，节能减排政策的实施对载重汽车的要求也变得十分严格，一方面为了响应国家号召，另一方面又迎合市场需求在确保载重汽车质量前提下，轻量化的设备显得尤为重要[9]。现阶段的统计下，日常使用较为广泛的载重汽车多为T式中举载重自卸汽车[10],即前推式，它具有举升力系数小、省力、油压特性好等特性，但是由于其液压举升系统的装配较为严格,相关配件的工艺性达不到标准,副车架和车箱底板骨架经常出现裂缝,前顶举升式自卸汽车结构简单,车厢底板与主车架上平面开合度满足性较高，车辆稳定性高,液压系统压力较小，底板骨架及副车架工艺性较好,故障率低,但前顶采用多级缸，其行程较大,造价相对较高,多在中重型自卸车上常见,尤其是长货箱自卸车[11]。由于长货箱自卸车副车架及货箱一般较长,为了满足现实使用要求,许多自卸车商家设计有缺陷和不足,使得产品质量不能够得到保障。周庆辉、刘李艳、沈明波在车架机构的研究中发现长货箱自卸车副车架存在相关问题，其中就包括结构设计不合理、浪费材料、强度分布不均等。随即进行分析，首先使用前处理器软件HyperMesh建立副车架模型，再使用求解器软件MSC.Nastran进行模拟和计算，最后用后处理器软件HyperView进行有限元强度、刚度、模态分析。结构优化后，将副车架的横梁和内衬梁材料进行替换，整车质量减轻142.6kg,整车及零部件的强度和刚度都得到了数据上的改善,弯曲刚度降低3.2%,扭转刚度降低6.1%[12]。车架机构如图1-2所示。图1-2车架机构自卸汽车进行轻量化的设计方案,是通过使用等强度设计法和有限元分析方法[13]。子卸车在专用车中份额较大，再工程使用上十分重要[14],欧洲发达国家自卸汽车的举升机构大多采用轻量化设计[15]，其主要体现在使用的材料上，与国内的钢材相比，他们更倾向于使用铝合金、塑料和高强度复合材料，其中铝合金的特点优势明显，具有造价低、质量轻、结构合理、耐腐蚀性好等显著优点。2016年在国内就有研究人员史琦、王德雁、汪学文等[16]对原有的自卸结构所存在的问题进行了讨论，提出了新的自卸机构及技术方案。众所周知，汽车的轻量化不仅有利于提高运输效率、降低运输成本，而且有利于减少能源的消耗。此外，箱体结构的优化设计，受力模型的优化结构设计都能大大减少自卸汽车的重量。(2)自卸车功能化在节能减排低碳环保观念日益深入人心的大背景下，自卸汽车的环保化越来越成为现在及未来发展的大趋势，换言之增加相应特殊功能来达到其他工具的使用。自卸汽车的环保化是指在汽车设计、生产、销售各个方面实现环保化、低碳化[17]。通过连杆组合式机构，来提高高位自卸车的举升的效率从而使运输效率得到改善在王玲燕、罗伟、刘丛志[18]2012年的研究中就早已提出。朱舜、何伟、孟祥玲等人在高位自卸车中提到了国内大多数的自卸汽车是通过车厢后板或者侧板来卸货，卸货高度相对固定和限制[19]。如果有特殊的需求，就只能采取其他办法。因此设计一种可调节卸载高度可调的载重汽车显得十分重要。(3)自卸汽车安全化和智能化安全是所有车辆在设计制造当中首先应该考虑的问题，而对于自卸汽车而言，其安全性除了一般车辆所共有的属性外，还包括运输货物途中和卸载货物时出现的安全事故，为了保证其安全性，现代自卸车更多的装载有自动报警嗡鸣器，红外线感应仪，卸货监控探头等来最大程度的保证车辆行驶的安全性。自卸车的工作环境较为恶劣，工人工作条件不佳，所以智能化也是自卸车及举升机构未来的发展方向之一。随着人们对于车辆要求的日益提高，人们对自卸汽车的要求也不会只在现有的基础上原地踏步。对此，国内国外的生产厂家已经开始开发新的车身外形及驾驶室的人性化设计，来迎合顾客的需求。其中驾驶室的人性化设计及数字化显示屏的应用已经出现在一些高端的自卸汽车上了。这样，使得车速表、转速表、水温表、油温表、行车电脑、胎压显示、保养提示系统、电子地图、自动导航系统、视听设备、空调系统、故障自诊断系统、运程报修系统等高端电子设备能够集成在一个小小的模块当中，并与主机的微电脑结合，使得自卸汽车的受力状况和行驶状况等数据流可以被电脑进行智能的分析和运算[20]。其中自动驾驶及自动卸载货物也是我国自卸汽车智能化的下一步研究方向。(4)标准化目前现存的载重自卸车的车企每个都有自己的设计特点，这在不同场景上适用较为广泛，但形色各异的相关配件造成了汽车后期的保养和维护又相对难度较大，甚至造成维护费用大于使用成本，随即也限制了相关产品的更迭，从长远来看不利于企业的发展。因此应该有一个标准化来应对使用要求。所以标准化便是市场和时代的产物，标准简而言之就是大家都公用的一套方案，应用到产品上便是模块化。在自卸车上，模块化主要是针对几个重要零部件，包括举升机构的形式、车厢、液压系统等。模块化标准下,既能满足市场要求，又能降低企业研发和制造成本，使用相对简单可靠的替换方案来达到不同要求。技术部门可以通过PDM平台进行标准化设计，也能提高设计效率[21]。从自卸车的发展情况来看，自卸车以及举升机构变得越来越智能化和模块化等，而这些方面的实现离不开控制系统的支持，不久的将来智能化将会再未来作为发展的重点对象。从目前来看，对于小吨位货车举升机构的设计研究与应用技术均比较成熟，但针对大吨位载重汽车举升机构的设计研究与生产技术则相对比较欠缺，随着一些矿山、建筑工地的路口相对相对恶劣，坡路多、路况差、运行速度低，导致举升机构的结构强度、油缸的密封性以及举升时间等存在一定的失效风险，再当前计算机辅助技术（CAD/CAE）的飞速发展下，给载重货车的相关设计和开发提供了新的思路[22]。针对举升机构的研究和设计目前不单纯依靠传统的经验设计，在设计前期，当确定总体方案后，采用三维建模软件对机构进行造型设计，模拟实际的结构和受力工况，首先进行运动仿真分析，模拟自卸举升动作时的不同角度来检查设计是否存在干涉、尺寸不合理以及是否存在行程死角等。其次采用有限元软件对三角臂、连杆等重要的受力机构进行结构强度、刚度以及动力学分析，根据分析结果采用相应的措施对其进行结构优化改善[23]。如国内某高校采用ADAMS建立了举升机构的动力学模型进行了举升机构的运动仿真，找出了因为连杆尺寸设计缺陷引起的干涉缺陷，并使用ABAQUS软件对举升机构的三角臂的结构强度和刚度进行了分析，在满足轻量化设计的前提下保证了结构的功能性和安全性要求[24]。因此通过前期的计算机辅助设计和仿真，能够有效的降低后期制造过程中的设计缺陷，在一定方面上显著降低了新车型的设计周期，后翻与侧翻货车举升机构如图1-3所示。 （a）后翻举升机构（b）侧翻举升机构图1-3两种形式的货车举升机构 参考文献[1]王旭.关于自卸车举升机构几种设计计算方法的分析与对比[A].河南省汽车工程学会.第十一届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C].河南省汽车工程学会:2014:3.[2]刘彦成.自卸车结构强度分析与试验研究[D].重庆大学,2014.[3]栗灿.基于虚拟样机的自卸车举升机构优化设计研究[D].重庆交通大学,2014.[4]王树凤,李华师.自卸车举升机构的仿真与优化设计[J].拖拉机与农用运输车,2009,(04):66-68.[5]王旭.自卸车T式举升机构的模拟分析及其动画制作[A].河南省汽车工程学会.第十三届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C].河南省汽车工程学会:,2016:2.[6]苑风霞,司志远.自卸汽车举升机构设计[J].赤峰学院学报(自然科学版）2014,30(09):89-81[7]张红英.自卸汽车液压控制系统的改进探究[J].液压与气动,2012(09):135-137.[8]向师欣,申晋宪,王铁,刘宝乾,陈澔利.工程自卸车刚柔耦合建模及空载板簧刚度优化[J].现代制造工程,2015(10):22-26.[9]徐元栋,王铁,谷丰收,陈峙,周驰.工程专用自卸车车架动态响应研究[J].机械科学与技术,2016,35(02):309-314.[10]曹芳芳,范元勋.关于连杆组合式举升机构优化设计数学模型的探讨[J].现代机械,2010(05):23-25.[11]孙旭.基于仿真的工程自卸车举升机构有限元优化设计[J].工程机械,2009,40(07):44-48+7-8.[12]周庆辉,刘李艳,沈明波.前举升式自卸汽车副车架轻量化优化设计[J].中国工程机械学报,2017,15(05):409-414.[13]王野,岳峰丽,徐勇,张士宏,张海霞,焦丙林.专用汽车底盘零件轻量化设计与优化[J].锻压技术,2015,40(12):150-154.[14]曲宪成.改革开放三十年自卸车飞高走远[J].专用汽车,2009(01):34-36.[15]吕明娟.2006欧洲自卸车精品展示[J].汽车与配件,2007(04):26-30.[16]史琦,吴德雁,汪学文.一种内翻式卸料系统车用车厢[J].机械工程师,2016(08):227-2