专用汽车模块化液压动力总成方案探析

摘要：随着现代经济的快速发展，我国专用汽车的品种、数量与日俱增，在市场中的种类超过500多种。专用汽车对于我国社会经济发展有着直接影响，但是在实际应用中发现，专用汽车上装作业受到底盘发动机转速及其性能的影响，总体作业效果不够理想，限制了其发展。因此，主要针对专用汽车模块化液压动力总成方案展开分析，并研究其应用价值与优势，从而为其发展提供有效依据。

关键词：专用汽车；模块化；液压动力；应用

中图分类号：U469.6 收稿日期：2023-05-25

DOI：10.19999/j.cnki.1004-0226.2023.09.016

1 前言

目前我国正处于快速发展阶段，工业机械化水平不断提升。专用汽车作为我国生产运输的重要工具，其相关技术已经逐步与国际水平接近，基本上能够满足国内生产需求，并且已经有部分车型开始出口，尤其是专用化、重型化、列车化载货汽车。例如，一汽、东风、红岩等集团都具有开发汽车底盘的能力，成为专用汽车行业中的领先者。但是专用汽车实际发展中还存在一些问题，需要结合现状，采取有效的改进措施，从而推动专用汽车的可持续发展。液压动力系统在能量冲放效率、功率密度、比功率等方面具有明显的优势，在工业领域得到广泛应用［1-2］。因此本文就专用汽车模块化液压动力总成方案展开探讨。

2 我国专用汽车发展现状

2.1 专用汽车的特点

专用汽车作为汽车行业的重要组成部分，具有种类多、生产批量小的特点，终端用户一般是根据专用汽车的应用场景、购买者的需求选择。专用汽车通常是在二类汽车底盘基础上加装所需要的部件构成的，也有一些专用车是在客车的基础上改造而来的，比较常见的有救护车、运钞车等。因此在专用汽车选择时，用户主要是以二类汽车底盘为依据，如图1所示。

进口二类汽车底盘中以三菱扶桑、五十铃、奔驰、沃尔沃等企业较为常见，而我国随着研发水平的提升，国内重型汽车厂家都拥有自主研发的底盘产品（图2），且与进口底盘的差距正在逐步减小。

2.2 专用汽车市场的需求

2014-2021年中国专用汽车的销量整体趋势向上，但增速波动变化平稳。2020年我国专用车零售市场销量为165.1万辆，同比增长24.98%，这主要是2020年4月之后，国内疫情逐步得到控制，企业复工复产，为拉动经济增长，中央及各地方政府纷纷加大基建投资力度，大量基建项目集中开工，专用汽车市场需求大幅增长。

3 专用汽车上装动力源及控制方式

3.1 专用汽车上装取力方式优缺点

专用汽车对于上装作业有着较大的需求，例如环卫车、搅拌车、消防车、起重车等类型的专用汽车，既需要有足够的动力，又要实现整车的快速转场，从而满足实际作业需求［3］。下面就专用汽车上装动力源及控制方式展开探讨。

a.底盘动力。底盘动力主要是源于底盘发动机、变速箱、分动箱，具有不同的优缺点和适用范围。例如底盘发动机取力，主要是以皮带轮为取力位置，具有力矩小的特点，可通过电磁离合器取力，常用于小型钩臂车［4］；底盘变速箱取力时，力矩较大，可满足一般专用汽车的要求，但是受到离合器的影响，无法连续作业，并且在取力作业时，很难挂挡，常用于搅拌车；分动箱取力时，速度稳定，输出扭矩大，挂挡对行车无影响，常用于洗扫车。

b.单独动力源。单独动力源适用于功率要求大且需要连续作业的专用汽车，比较常见的模式为副发动机、蓄电池、发电机+蓄电池模式，3种模式各有其优缺点。副发电机具有作业稳定的特点，但是油耗大且排放量大；蓄电池具有稳定性高且环境友好的优势，但是蓄电池储电量较小，续航无法满足实际作业要求；发电机+蓄电池模式虽然具有稳定作业、污染小的优势，但是长时间作业时，发电机发电量无法满足作业需求，并且需要增加大量电气设备，增加成本［5］。

3.2 专用汽车上装控制模式类型

目前专用汽车上装控制模式主要分为两种类型：a.手动控制。这种模式主要是通过各种手动操作装置如推拉锁、推拉杆来驱动上装设备，完成上装作业，这种方式操作简单，但是对于整车布置要求高，智能化水平较低［6］。b.独立电控。这种模式通常是采取PLC控制器，对控制单元进行独立控制，可以避免操作失误引起的各种风险事件，但是需要加装控制单元，可能无法实现对底盘的联合控制，导致专用汽车整体协调性较差。

4 专用汽车模块化液压动力总成方案

4.1 驻车作业时方案的应用

本次液压动力总成方案为：液压泵从底盘动力取力，采用总集成控制系统控制上装动力源，并根据上装作业的实际要求，选择合适的液压泵；在底盘发动机运行过程中，集成控制系统会调节液压泵的参数，从而确保上装作业的稳定性。例如在搅拌车中的应用，可以避免罐体转速受到发动机转速影响而改变的问题。该模式在驻车作业专用汽车中也有较好的应用效果，此类汽车驻车作业时，发动机转速控制在经济效益高的区域，调节液压泵排量，从而实现作业的稳定性，不但可以减少能耗，还可以保障作业的稳定性，减少环境污染［7］。

4.2 行车作业时方案的应用

副发动机控制上装作业时，由于底盘车架安装副发动机，具有单独的控制作用，底盘发动机仅为汽车运行提供动力，虽然有一定的优点，但是这会增加专用汽车的排放量，无法满足现代节能环保的要求。蓄电池主要是在底盘安装大容量电池，可通过电动机带动液压泵完成上装作业，但是蓄电池续航能力较低，也无法满足实际要求。副发动机+蓄电池控制模式，虽然具备上述两种控制方法的优势，但是电控单元多，建设成本高，也会影响用户的购买意愿［8］。对于一些清洁类车辆，例如高压清洗车、洗扫车，上装作业对功率需求大，并且需要行车作业，对于发动机转速有着较高的敏感度。因此在液压动力总成方案中，需要根据车型进行调整，也就是底盘发动机通过变速箱输出动力，在传动轴加装分动箱，可以满足实际作业要求。例如在上装作业时，传动轴不通过分动箱而直接传动；在行车作业时，分动箱可通过传动轴驱动底盘行走。发动机集成控制系统可以根据发动机转速的变化，调控液压泵排量，既能够确保行车稳定性的要求，也能够满足上装作业的要求，提高发动机的利用率。

5 结语

专用汽车产品需要面向市场需求，在新的市场需求导向，加速新产品开发。目前我国社会经济正朝着绿色经济发展，因此需要注重环境大方向的变化，加速专用汽车重型化、智能化、轻量化、环保化发展，从而把握市场发展机会，获得更好的发展。

参考文献：

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[2]路颜，高攀科，程光威，等.液压混合动力汽车自动怠速系统控制策略[J].液压与气动，2022，46（1）：169-177.

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[4]刘仁杰，田琳琳.液压技术在混合动力汽车节能方面的应用[J]. 时代汽车，2022（1）：46-47.

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[7]韦丽珍，王婧婧，王钢，等.基于混合动力汽车液压气动制动系统能量回收研究[J].中国工程机械学报，2020，18（5）：460-464+470.

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作者简介：

张莹，男，1990年生，助理工程师，研究方向为汽车检测技术。