一特种货车液压系统设计

宋永兴，付 勇

(1.西安铁路职业技术学院，陕西 西安 710600;2.齐齐哈尔轨道交通装备有限责任公司，黑龙江 齐齐哈尔 161002)

1 概述

随着国家电力、冶金、化工、军事工业的飞跃发展，大型装备的需求与日俱增，随着经济的腾飞发展和大开发建设，中国铁路承担着日益增大的大型特种货物的运输。为落实科学发展观，走可持续发展、节能型企业的发展战略，国家 863计划引进超超临界机组技术，国内几家大型电机公司相继开发了热效率、发电煤耗和环保综合性能最高的燃煤发电厂机组—1000 MW发电机组。其中发电机定子自重约为 360 t(含装载加固重量)，现有铁路车辆无法满足运输需要。为提高铁路在大件货物运输市场的竞争力，某轨道交通装备有限责任公司设计、开发了适应运输 1000MW发电机定子运输专用凹底特种货车。

2 液压系统的设计

为便捷装卸货物，减少整备时间，该车采用全液压驱动的方式，所有动作的完成均由执行元件——液压油缸的伸、缩完成。液压系统的设计充分借鉴成熟结构，先进技术。液压系统原理如图 1所示，主要由管系、油缸、液压泵站组成，系统的额定工作压力为 35 MPa。采用手动比例控制方式。液压系统的动力源为柴油机。

2.1 原理介绍

系统采用定量柱塞泵，通过操作泵站内的手柄，输出流量也相应成比例变化，从而实现油缸伸、缩速度的无级控制。根据该车的功能的不同，分为旁承油缸油路系统、侧移油缸油路系统及导向油缸油路系统。

图1 液压系统原理图

2.2 油路介绍

1)旁承油缸油路系统

旁承油缸油路系统由旁承油缸、液压单向阀、截止阀相应的油路的 PSL阀组成。同侧纵向旁承油路须连通。

通过操作泵站内的旁承油路手柄，可实现旁承油缸的伸、缩。液控单向阀的作用使工作机构在任意位置停止后，关闭旁承油缸无杆腔油路的流通。旁承油路的额定工作压力为 8 MPa，重车运输前须在平直线调整压力，最佳调定压力为 0.5～2 MPa，因货物偏载等因素，其最大调定压力不得大于 4 MPa;空车调定压力须为 0.5～2 MPa。

在整车整备完毕后，须断开旁承油路与泵站之间的连接软管。

2)侧移油缸油路系统

侧移油缸油路系统由支撑油缸、液压锁及相应的油路的 PSL阀组成。

通过操作泵站内的相应操纵手柄，可实现侧移油缸的伸、缩。

液压锁的作用是使侧移油缸在任意位置停止后，关闭其 2个油路的流通，锁紧系统并避免在外力下伸、缩。

3)导向油缸油路系统

导向油缸油路系统由支撑油缸、液压锁及相应的油路的 PSL阀组成。

通过操作泵站室内的相应操纵手柄，可实现导向油缸的伸、缩。

液压锁的作用是使导向油缸在任意位置停止后，关闭导向油缸的 2个油路的流通，锁紧系统并避免导向油缸在外界影响下伸、缩。

4)手动泵油路

手动泵油路系统同上。在应急及调整旁承油路压力时使用手动泵，进一步提高系统的可靠性。

2.3 管系

采用卡套式无焊接管接头，钢管内部采用无氧化处理，从而保证了系统的清洁度。

2.4 油缸

液压油缸为该系统的执行元件，全车共 10个液压油缸，采用耐低温的进口密封件，能适应 -40℃～+70℃的环境温度。

1)旁承油缸

旁承油缸为单向油缸，全车共 4个。缸径和杆径分别为 φ220mm和 φ200mm，油缸行程 -30～+30mm。同侧的两个旁承油缸油路相连，利用密封液体内的静压力处处相等的原理，旁承油缸承受均衡载荷，减少车辆在过缓和曲线时车体所受的扭转力，从而改善凹底架的受力状态。

2)侧移油缸

侧移油缸为双向油缸，全车共 2个。缸体安装在大底架上，在使用侧移油缸时，活塞杆与大底架移动下心盘相连，通过油缸的伸、缩可推动移动心盘的左右滚移。油缸的缸径和杆径分别为 φ200mm和φ100mm，有效行程为 ±500mm。

3)导向油缸

导向油缸为双向油缸，全车共 4个。缸体安装在凹底架上，在使用导向油缸时，缸体插入大底架导向销座内起导向销的作用，除作为水平面内的回转中心外，同时能纵向位移。油缸的缸径和杆径分别为 φ150 mm和 φ100 mm。

2.5 液压泵站

液压泵站采用集成化设计，为封闭式结构，由柴油机、柱塞泵、液压阀、滤油器、不锈钢油箱等组合而成。为提高系统的可靠性，关键液压件如：柴油机、柱塞泵、电动机、比例多路阀均采用进口产品。

2.6 液压油

采用 15号航空液压油，适应我国幅员广阔、温差大的特点。

3 总结

(1)该车设有 3种(内 、中、外)液压导向装置，提高了适应铁路线路、装卸货物场地的能力。

(2)应用成熟的液压纵向连通旁承装置，有效改善车体的受力状态。

(3)关键液压元件选用进口产品，提高了系统的可靠性。

(4)采用成熟、先进的比例控制系统，实现了所有油缸动作的的无级控制。

该车充分借鉴既有特种货车的成熟结构，液压系统的设计更加合理，操作及维护保养更加人性化。该车的研制成功必将为我国重点工程的建设作出重要贡献。

[1] 雷天觉.新编液压工程手册[M].北京：北京理工大学出版社，1998.

[2] 成大先.机械设计手册[M].化学工业出版社，2002.