輪胎式運(yùn)梁車(chē)常見(jiàn)故障及其結(jié)構(gòu)研究

常晨曦

（中交二航局第二工程有限公司，重慶 400042）

在橋梁施工中，由預(yù)制場(chǎng)生產(chǎn)預(yù)制梁（整孔箱梁、節(jié)段箱梁、T 型梁），架橋機(jī)在前場(chǎng)架設(shè)預(yù)制梁，已然成為一種成熟的施工工藝，符合裝配式施工的產(chǎn)業(yè)趨勢(shì)。預(yù)制梁生產(chǎn)完畢，度過(guò)養(yǎng)護(hù)期之后，需要運(yùn)輸?shù)绞┕で皥?chǎng)，運(yùn)梁車(chē)是銜接后場(chǎng)生產(chǎn)與前場(chǎng)架設(shè)的重要關(guān)鍵設(shè)備。

1 運(yùn)梁車(chē)分類(lèi)

鐵路橋梁主要采用整孔箱梁運(yùn)輸，運(yùn)梁車(chē)一般采用輪胎式；公路橋梁多用到節(jié)段箱梁和T 型梁運(yùn)輸，運(yùn)梁車(chē)采用輪胎式和軌道式。輪胎式運(yùn)梁車(chē)為非標(biāo)特殊場(chǎng)內(nèi)運(yùn)輸車(chē)輛，由專(zhuān)業(yè)廠家參照重卡標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)制造，軌道式運(yùn)梁車(chē)多采用簡(jiǎn)易鋼結(jié)構(gòu)支架配合軌道輪、三合一驅(qū)動(dòng)（電機(jī)、減速機(jī)、制動(dòng)器）裝置自制。文章主要討論輪胎式運(yùn)梁車(chē)。

2 運(yùn)梁車(chē)常見(jiàn)故障

經(jīng)過(guò)工地現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際使用情況反饋，整體式輪胎運(yùn)梁車(chē)故障率普遍較高，有的甚至嚴(yán)重影響到了施工的安全和工效。

2.1 機(jī)械故障

運(yùn)梁車(chē)常見(jiàn)機(jī)械故障如表1 所示。

2.2 操控困難

根據(jù)各個(gè)項(xiàng)目反饋的問(wèn)題匯總，運(yùn)梁車(chē)除了存在的機(jī)械故障問(wèn)題之外，還普遍存在操縱困難問(wèn)題，甚至出現(xiàn)過(guò)持有A 證駕駛執(zhí)照的經(jīng)驗(yàn)豐富的司機(jī)接觸到運(yùn)梁車(chē)之后就表示難以駕馭的情況。這表明運(yùn)梁車(chē)的設(shè)計(jì)在人機(jī)工程學(xué)方面還有很大的提升空間，一些陳舊的技術(shù)工藝結(jié)構(gòu)應(yīng)被徹底擯棄，同時(shí)積極應(yīng)用新技術(shù)、新工藝。雖然采購(gòu)成本會(huì)有所提升，但是會(huì)提升企業(yè)形象、提高工效、保障安全。

表1 運(yùn)梁車(chē)常見(jiàn)技術(shù)故障

3 運(yùn)梁車(chē)結(jié)構(gòu)分析

總的來(lái)看，運(yùn)梁車(chē)采用的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)從重型卡車(chē)移植過(guò)來(lái)，大部分機(jī)械部件是通用的，只是在車(chē)身、駕駛室等方面有所區(qū)別。下面以某品牌的整體輪胎式120t 運(yùn)梁車(chē)為例進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。

3.1 總體布置

120t 運(yùn)梁車(chē)采用4 軸、雙向駕駛、底盤(pán)為2+2 布置方式，即2 橋轉(zhuǎn)向+2 橋驅(qū)動(dòng)，車(chē)身整體高度比卡車(chē)要低，如圖1 所示。

圖1 常見(jiàn)輪胎式運(yùn)梁車(chē)減速傳動(dòng)

3.2 發(fā)動(dòng)機(jī)

運(yùn)梁車(chē)要求低速大扭矩，一般采用水冷式四沖程柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。目前有兩種主要結(jié)構(gòu)的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)：傳統(tǒng)直列柱塞式和共軌高壓電噴式。共軌高壓是指高壓油泵、壓力傳感器和ECU 組成的閉環(huán)系統(tǒng)中，將噴射壓力的產(chǎn)生和噴射彼此完全分開(kāi)的一種供油方式，由高壓油泵把高壓燃油輸送到公共供油管，通過(guò)對(duì)公共供油管內(nèi)的油壓實(shí)現(xiàn)精確控制，使高壓油管壓力大小與發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)，可以大幅度減小柴油機(jī)供油壓力隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的變化，排放更符合環(huán)保的要求。

3.3 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)

運(yùn)梁車(chē)轉(zhuǎn)向系統(tǒng)類(lèi)似于裝載機(jī)，沒(méi)有機(jī)械轉(zhuǎn)向機(jī)，采用液壓油缸驅(qū)動(dòng)-鉸接轉(zhuǎn)向方式，屬于全液壓轉(zhuǎn)向方式。主要有普通全液壓轉(zhuǎn)向、同軸流量放大液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)和負(fù)荷傳感液壓轉(zhuǎn)向，其特點(diǎn)如表2 所示。

3.4 變速箱

傳統(tǒng)的機(jī)械變速箱因?yàn)槌杀镜木壒剩谳喬ナ竭\(yùn)梁車(chē)得到廣泛運(yùn)用，實(shí)際上隨著技術(shù)的進(jìn)步，有更多的新型產(chǎn)品可以選擇。變速箱的類(lèi)型及特點(diǎn)如表3 所示。

表2 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)分類(lèi)特點(diǎn)

表3 變速箱分類(lèi)特點(diǎn)

3.5 傳動(dòng)軸

傳動(dòng)軸在不同軸心的兩軸間，甚至在工作過(guò)程中相對(duì)位置不斷變化的兩軸間傳遞動(dòng)力，工作環(huán)境比較惡劣。臨界轉(zhuǎn)速是其一個(gè)重要參數(shù)，當(dāng)傳動(dòng)軸的轉(zhuǎn)速與它的彎曲振動(dòng)的固有頻率相同時(shí)，傳動(dòng)軸就會(huì)發(fā)生共振使傳動(dòng)軸有折斷的危險(xiǎn)。為減小傳動(dòng)軸斷裂的可能性，在傳動(dòng)軸長(zhǎng)度及連接萬(wàn)向節(jié)確定的情況下，需要盡可能提高傳動(dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速，也就是只能提高E/? 模量系數(shù)，而復(fù)合材料彎曲模量可高達(dá)100Gpa，因此碳纖維傳動(dòng)軸的應(yīng)用是一個(gè)發(fā)展方向。

3.6 軸間差速器

為了適應(yīng)各驅(qū)動(dòng)橋所處的不同路面情況，使各驅(qū)動(dòng)橋有可能具有不同的輸入角速度，可以在各驅(qū)動(dòng)橋之間裝設(shè)軸間差速器。軸間差速器類(lèi)型及特點(diǎn)如表4 所示。

表4 軸間差速器分類(lèi)特點(diǎn)

3.7 主減速器

主減速器集成在驅(qū)動(dòng)橋橋殼內(nèi)，接受傳動(dòng)軸傳遞過(guò)來(lái)的扭矩，通過(guò)主從動(dòng)錐形齒輪（俗稱(chēng)角齒、盆齒）改變旋轉(zhuǎn)方向，進(jìn)一步降速增扭，再傳遞給半軸。單級(jí)主減速器一般采用錐形齒輪和雙曲面齒輪作為嚙合副進(jìn)行傳動(dòng)。雙級(jí)主減速器第一級(jí)為錐形齒輪減速，第二級(jí)為普通斜齒輪減速，如果要實(shí)現(xiàn)比較大的傳動(dòng)比，將會(huì)大大增加驅(qū)動(dòng)橋的體積和重量，離地間隙變小，通過(guò)性變差。

3.8 輪邊減速器

運(yùn)梁車(chē)要求有較高的動(dòng)力性，而車(chē)速相對(duì)較低，因此其傳動(dòng)系的低擋總傳動(dòng)比很大。為了使變速器、分動(dòng)器、傳動(dòng)軸等總成不致因承受過(guò)大載荷及質(zhì)量過(guò)大，應(yīng)將傳動(dòng)系的傳動(dòng)比以盡可能大的比率分配給驅(qū)動(dòng)橋。而驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)比過(guò)大又會(huì)導(dǎo)致主減速器體積過(guò)大，離地間隙變小，通過(guò)性變差，因此又將傳動(dòng)比分?jǐn)偟杰?chē)輪上的輪邊減速器上。輪邊減速器類(lèi)型及特點(diǎn)如表5 所示。

表5 輪邊減速器分類(lèi)特點(diǎn)

3.9 制動(dòng)器

制動(dòng)器是汽車(chē)非常重要的安全件，它使行駛的汽車(chē)減速或停車(chē)，使下坡行駛的汽車(chē)的車(chē)速保持穩(wěn)定以及使已停駛的汽車(chē)在原地（包括在斜坡上）駐留不動(dòng)。此外，重型汽車(chē)還必須有應(yīng)急制動(dòng)器及輔助制動(dòng)器。制動(dòng)器類(lèi)型及特點(diǎn)如表6 所示。

表6 制動(dòng)器分類(lèi)特點(diǎn)

3.10 緩速器

《機(jī)動(dòng)車(chē)運(yùn)行安全技術(shù)條件》（GB 7258-2012）規(guī)定了車(chē)長(zhǎng)大于9m 的客車(chē)（對(duì)專(zhuān)用校車(chē)為車(chē)長(zhǎng)大于8m）、總質(zhì)量大于等于12000kg 的貨車(chē)、專(zhuān)項(xiàng)作業(yè)車(chē)、所有危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸車(chē)，應(yīng)該裝備緩速器或其他輔助制動(dòng)裝置。緩速器是一種輔助制動(dòng)系統(tǒng)，通過(guò)給傳動(dòng)軸是施加一個(gè)相反方向的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩從而使車(chē)輛減速，可以在長(zhǎng)下坡過(guò)程中大幅減少汽車(chē)剎車(chē)裝置的使用，從而避免因長(zhǎng)時(shí)間制動(dòng)引起制動(dòng)效果熱衰退剎車(chē)失靈的重大安全問(wèn)題，大大提升行車(chē)安全性，同時(shí)可以緩解司機(jī)緊張的情緒和駕駛疲勞強(qiáng)度。緩速器類(lèi)型及特點(diǎn)如表7 所示。

表7 緩速器分類(lèi)特點(diǎn)

并聯(lián)式液力緩速器占用空間小，在歐美的重卡上已經(jīng)得到普遍的應(yīng)用，加裝到運(yùn)梁車(chē)上、配合氣壓盤(pán)式制動(dòng)，反應(yīng)最突出的剎車(chē)問(wèn)題將會(huì)得到完全徹底完美解決。

3.11 懸掛系統(tǒng)

汽車(chē)懸架是連接車(chē)身與車(chē)橋的力傳動(dòng)部件總成，其主要作用是將來(lái)自路面的橫向、縱向和垂直方向的力以及力矩傳遞給車(chē)身使車(chē)輛能夠正常穩(wěn)定地運(yùn)行。懸掛類(lèi)型及特點(diǎn)如表8 所示。

表8 懸掛分類(lèi)特點(diǎn)

空氣懸掛在歐美卡車(chē)上基本上已經(jīng)是標(biāo)配，是橡膠懸掛的升級(jí)產(chǎn)品。目前國(guó)內(nèi)空氣懸掛車(chē)型多是精密儀器運(yùn)輸、煙草運(yùn)輸、?；\(yùn)輸、高價(jià)值玻璃陶瓷易碎品運(yùn)輸?shù)葘?duì)車(chē)輛的穩(wěn)定可靠性要求高的行業(yè)，正在逐漸普及到重卡上。結(jié)合運(yùn)梁車(chē)的實(shí)際工況，采用空氣懸掛是最優(yōu)的選擇。

4 結(jié)束語(yǔ)

傳統(tǒng)的輪胎式運(yùn)梁車(chē)因?yàn)槭艿匠杀镜南拗?，在配置上作了一定程度的妥協(xié)，但是在實(shí)際應(yīng)用中，用戶的體驗(yàn)并不好，故障頻出，工效低下，如果制造廠商能夠走優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)的線路，給用戶帶來(lái)更好的體驗(yàn)，相信良性循環(huán)會(huì)促進(jìn)產(chǎn)品更好的進(jìn)步。