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液壓全掛車液壓系統(tǒng)改造

文檔作者：劉愛云文檔來源：西安航空職業(yè)技術學院		點擊數：	更新時間： 2021年07月20日
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2013年7月
第41卷第14期
機床與液壓
MACHINE TO0L &amp;amp; HYDRAULICS
Ju1．2013
Vol_41 No．14
I)OI：10．3969／j．issn．1001—3881．2013．14．052
液壓全掛車液壓系統(tǒng)改造
劉愛云
(西安航空職業(yè)技術學院，陜西西安710089)
摘要：針對“SS900000型液壓全掛車”的液壓系統(tǒng)，在原有的手動控制液壓系統(tǒng)基礎上，利用電磁閥、PLC搭建自動
控制系統(tǒng)，并利用MCGS組態(tài)軟件實現實時監(jiān)控，方便了駕駛人員的操作。改造后的液壓全掛車運行安全性能得到了提
高，也使操作人員的勞動強度得到了很大程度的降低。
關鍵詞：液壓全掛車；液壓系統(tǒng)；改造
中圖分類號：U469．5 文獻標識碼：B 文章編號：1001—3881(2013)14—142—3
近幾年隨著我國經濟的持續(xù)高速發(fā)展，商品物資
運輸量的快速增加，以及對于商品的快速、安全、無
貨損的高要求，使得各地配套的基礎設施建設也得到
了大幅提高，物流業(yè)的發(fā)展達到了前所未有的規(guī)模。
對于一些運輸穩(wěn)定性要求比較高的大型或超大型設備
如變壓器、風力發(fā)電設備等，對支撐系統(tǒng)的響應要求
很高，要求車輛的震動級數為一級，這對運輸車輛的
減震和行駛性要求都比較高。要適應這種高精度的運
輸要求，全液壓掛車是最合適的運輸設 。由于它
主要用于重型、大型貨物的運輸，對于道路路面的要
求較高，同時對于路面的破壞能力較強。各地的路政
部門出于保護本地道路的目的，要收取較高的費用，
同時還要求不能夠對路面造成損壞，否則還要進行處
罰。在實際運輸過程中，全掛車在經過有瑕疵的路面
時，需要對每一個經過瑕疵路面的輪軸進行依次的卸
荷，來避免對道路的破壞和自身車體的損壞。而這個
工作一般是由專人來完成，當輪軸經過瑕疵地面的時
候，該工作人員依次手動進行輪軸的卸荷、加載?？?
以看出：現有的全掛車液壓懸掛系統(tǒng)是一套手動控制
系統(tǒng)，這對于提高運輸企業(yè)運輸生產率有一定的
限制。
1 液壓全掛車概述
液壓全掛車也稱為百噸車，它采用液壓平衡的獨
立懸掛、可全方位擺動的整體式車軸、機械液壓全輪
轉向、框架式承載平臺。為方便在運送大型超高物資
時能順利通過較低的橋梁及涵洞，其載貨臺高度也可
以進行高低調節(jié)(調節(jié)范圍在270 mm之間)；為實
現對于更重、更大貨物的運輸，它還可以進行縱拼、
橫拼 。目前來說，百噸車是公路運輸上百噸至幾百
噸的超重、超大、超長物資的理想運輸設備，對超
重、超大貨物的運輸具有高效、經濟、便捷的優(yōu)點。
1．1 液壓全掛車結構
重型多軸全掛車結構示意圖如圖1所示。
單體全掛車結構示意圖
1一車架 2一懸掛系統(tǒng) 3一輪軸系統(tǒng)
4一機械轉向系統(tǒng)5一轉向端梁 6一牽引桿
圖1 重型多軸全掛車結構示意圖
車架1是全掛車的框架式承載平臺，承受著復雜
的空間力系；懸掛系統(tǒng)2是全掛車的主要支撐裝置，
通過每個懸掛缸上的兩個截止閥的開關，實現貨臺的
升降；輪軸系統(tǒng)3是掛車的行走裝置，采用整體式車
軸，可實現全方位擺動，以適應路面的要求；機械轉
向系統(tǒng)4利用機械桿系將轉向端梁上轉向缸的轉向信
號傳遞給每個懸掛系統(tǒng)，最終使各軸的車輪都能按正
確的方向行駛；轉向端梁5是全掛車的轉向、操作部
件，全掛車支撐高度的調整和強制轉向的實現通過操
縱轉向端梁上的控制箱來完成的；牽引桿6是全掛車
的牽引連接裝置，牽引車的牽引力、轉向信號等通過
牽引桿傳遞給全掛車。
1．2 全掛車手動液壓系統(tǒng)的分析
全掛車通過液壓懸掛缸實現車軸的加載與卸載，
從而使得車體平穩(wěn)，并根據路面情況實現加載與卸
載，減少全掛車對路面的破壞。
一般情況下，以軸線多的單元作為整個掛車的頭
部，動力組應接人頭部的操縱箱。每節(jié)單元車沿大梁
收稿日期：2012—06—04
作者簡介：劉愛云(1979一)，女，碩士，講師，研究方向為機電一體化技術、CAD／CAM技術。E—mail：28246949@
第l4期 劉愛云：液壓全掛車液壓系統(tǒng)改造 ·143·
兩側布置有紅、黃、藍、灰、綠、黑、白、桔黃8種 與加載。原全掛車液壓系統(tǒng)見圖2。
顏色共9根硬管，由手動換向閥來控制軸壓力的卸載
圖2 原全掛車液壓系統(tǒng)
2 液壓系統(tǒng)改造方案
在液壓卸荷方面，前人已建立較完整的理論基
礎，并且在實踐方面也有著非常豐富的應用。作者的
主要目的就是對已有的全掛車懸掛系統(tǒng)的手動卸荷系
統(tǒng)進行改造，增加電磁閥控制，利用可編程控制器
(PLC)實現液壓系統(tǒng)控制，并且在駕駛室利用
MCGS組態(tài)軟件實現監(jiān)控 ，從而實現全掛車液壓懸
掛系統(tǒng)的自動控制，提高列車的操縱性、行駛的平順
性、安全性。圖3為改造系統(tǒng)模型。
廠 ]
壓力傳感器
操作按鈕
可編程序
控制器
電磁閥
指示燈
圖3 改造系統(tǒng)模型
2．1 設計要求
(1)對原有全掛車液壓系統(tǒng)進行改造，但不允
許過多改變原系統(tǒng)，在改造過程中必須遵守國家對于
液壓全掛車的相關行業(yè)規(guī)定；
(2)在全掛車液壓系統(tǒng)的改造中，不改變原系
統(tǒng)的三點支承分布情況；
(3)對原有系統(tǒng)的改造不可過大，改造過程中
必須考慮成本方面的問題，力求充分發(fā)揮原有液壓傳
動系統(tǒng)的優(yōu)點，設計出結構簡單、工作可靠、成本
低、效率高、操作簡單、維修方便的液壓傳動系統(tǒng)；
(4)要求改造后的系統(tǒng)噪聲低，并且由于全掛
車是大型工程機械，所以要求改造后的系統(tǒng)安全可靠
性高； 、
(5)要求當某軸線卸荷成功并通過障礙物后能
迅速使該軸線壓力回升到原有值；
(6)實現卸荷加載過程在駕駛室的動態(tài)監(jiān)控。
2．2 液壓系統(tǒng)改造總體方案
通過分析全掛車手動液壓控制系統(tǒng)，了解了全掛
車的加載與卸荷的工作原理以及每個軸線加載與卸荷
的過程。基于原有全掛車液壓系統(tǒng)，將原來系統(tǒng)的手
動換向閥作為備用，在以下幾個方面進行改造：
(1)在所有控制加載與卸荷三位六通手動換向
閥上并聯三位六通電磁換向閥；
(2)在所有的截止閥上并聯二位二通電磁換向
閥；
(3)在所有的軸上安裝壓力傳感器，利用壓力
傳感器檢測軸所承受的壓力，最終傳到駕駛室的每個
軸線對應的輸出顯示上，依據所規(guī)定的值進行對比，
選擇軸線加載與卸荷。規(guī)定值分別是：允許加載值、
允許卸荷值、平穩(wěn)值；
(4)在邊箱內的兩個截止閥上并聯兩個兩位三
通電磁換向閥。
3 基于PLC的全掛車液壓系統(tǒng)設計
3．1 PLC硬件選擇
依據對手動全掛車的分析，結合改造的液壓回
路，綜合多種因素，決定選擇西門子$7-200系列
CUP226的PLC。增加兩個數字量輸入擴展模塊
EM221(8路擴展輸入)，分別編號EM221(A)、
EM221(B)；選擇兩個數字量輸出擴展模塊EM222
(8路輸出)，分別編號為EM222(A)、EM222(B)。
為了實現壓力檢測，將壓力傳感器的電信號轉換
為數字量，選擇模擬量擴展模塊EM235(4路輸入／1

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