高空作业平台安全型车桥平衡控制系统研究

王军华 南艳君 浙江爱知工程机械有限公司

要想提高运输的整体效率，降低运输过程的成本，重型商用车具有吨位大、车身长、轴数多等设计条件且应用于工时长、轴荷偏频改变大、速较高及道路复杂多变的工况条件。采用单轴悬架易造成某轴轮胎对地附着力极小或极大之现象。前者可以让车辆操作的稳定性受到影响，同时也会导致行驶的安全性，后者产生过重轴荷对悬架、车桥及车轮疲劳可靠性或使用寿命形成负向影响。平衡悬架主要由钢板弹簧、钢板弹簧支座、中后桥及推力杆组成，应用于前述工况可提高重型商用车轮胎接地性，确保多种工况下两桥或多桥间载荷的均衡性。进一步的，平衡悬架亦为整车平顺稳定的关键部件，路面激励通过车轮、车桥、悬架传递至车架及驾驶室等簧上结构，作用于驾乘人员以及各系统零部件。良好的平衡悬架减振性能对乘员舒适性、货物安全性及部件可靠性具有重要意义。

一、高空作业车调平控制技术分析

高空作业是一种举升作业的装置，工作斗调平系统安全可靠、快速稳定是其核心需求。目前，典型的工作斗调平系统分为机械调平、静液压调平和电液控制调平三种。针对不同的作业高度、车型，三种调平方式各有优缺点。机械调平和静液压调平是目前中小米数高空作业车经常使用的技术方式，而作业高度在 28m以上的高空作业车须使用电液控制调平。大米数、快响应、大幅度是高空作业车重要的发展方向，其中电液控制调平技术是高空作业车工程领域必须掌握的核心技术。1）机械调平系统机械调平一般采用拉杆机械调平或链条机构调平，其机械调平结构复杂，多用于折叠臂类高空作业车或混合臂类高空作业车，其中拉杆机械调平成本低廉、较为可靠，但机构制造较复杂、重量较大，影响举高臂架的作业幅度范围。2）静压调平系统静液压调平采用双液压缸等容积静液压驱动控制，多用于 28m 以下伸缩臂类或折叠伸缩混合式臂体高空作业车，受双液压缸之间液压油可压缩性和软管弹性的限制，当管道长度超过临界值时，在臂架的举升过程中难以满足工作斗水平动态倾角小于 5°的标准要求。静液压调平技术一般应用在伸缩臂高空作业车中，通常只采用单组双缸组合等容积液压缸方案。等容积双液压缸主要技术原理为与变幅机构相连接的泵工作液压缸通过变幅运动压出液压油，高压油压入调平工作缸。因调平工作缸的缸筒杠杆尺寸与泵工作液压缸相同，故两缸的伸出与回缩长度对等，通过工作斗运动机构的仿形运动使工作斗变幅角度与臂体机构变幅角度保持一致，继而保证工作斗水平。

二、高空作业平台安全型车桥平衡控制系统

（一）建立车桥耦合系统力学模型

桥梁模型的构建，是车桥振动分析的主要研究方向，因为桥梁都是大跨度，为此，梁模型可以有效地提升桥梁结构的特点，也能用在车桥的振动计算中。车辆模型是计算车桥振动以及分析的重点工作。汽车是十分复杂的一种系统，不仅有车身，转向系统，还涉及弹簧等装置。其中还包含了各种线性以及非线性的弹簧装置，这些众多的因素都会让车桥耦合系统增加。

（二）摆动油缸比例调速稳定旋转

如果荷电子比例阀在接受控制器信号过程中，具体的位置在右侧，此时压力油就会从工作斗调平阀组进入。另一部分压力油流经卸荷电子比例阀至工作斗调平阀组回油口。摆动油缸负载较为稳定，摆动速度取决于流经卸荷电子比例阀至工作斗调平阀组回油口流量大小。因单向回油节流阀稳定回油节流背压使经常在小流量下工作的摆动油缸运动更平稳，从而实现摆动油缸比例调速稳定旋转。

三、结语

综合上述，本文分析了高空作业平台车轴平衡控制系统，通过安全角度传感器以及限位开关的方式，将高空作业平台保持在良好的操作模式以及存储模式下，其中安全控制器主要是用于逻辑判断，或者是信号处理以及执行。在存储模式下，整机运行时将打开轴平衡功能。在操作模式下，轴平衡功能关闭。在轴平衡控制油回路中增加了一个主控制阀，并使用压力传感器检测轴平衡阀和主控制阀的执行状态。与现有的液压被动轴平衡控制技术和仅采用单轴平衡阀控制方法的普通电控轴平衡相比，本文设计的安全型车桥平衡控制系统硬件和软件架构符合PL=d的设计要求，能够充分保证整车车桥平衡功能的操作安全性。