蓄电池平衡重式叉车的结构特点比较
抚顺叉车总厂 张润林
蓄电池平衡重式叉车(以下简称电动叉车)是以直流电源(蓄电池)为动力的搬运车辆,具有使用方便、安全可靠、噪声小和无污染等特点,因此近年来在工厂、仓库、车站、机场和码头等各行业得到广泛的应用,电动叉车发展也很快。
据资料统计,1992年日本的电动叉车产量已超过其叉车总产量的1 3,德国和意大利等西欧一些国家,其电动叉车所占的比例可达一半左右。
电动叉车发展迅速主要表现在以下几个方面:国外一些主要的生产叉车厂家已实现了零部件专业化生产,加工精度高,生产自动化程度也提高了;流线形外观设计,使整体造型更加美观;采用新材料、新工艺,尤其应用了晶闸管控制器,使其使用性能得到很大改进,耐用性、可靠性和适用性得到了显著提高。
由于市场上销售的主要是以四支点(两个驱动前轮和两个转向后轮)电动叉车为主,因此本文也是针对四支点电动叉车的结构进行比较。
11车体
车体是电动叉车的主体结构之一,一般是用大于5mm厚钢板制成的抗扭硬壳式结构,其特点是无大梁,车体强度高,而且可以对车体内部所安装的零部件起保护作用。
蓄电池在车体上的布置有两种方式,即安置于前后桥之间或置于后桥之上。
第一种布置形式使整车重心低,稳定性好,但是其可利用空间限制了蓄电池的体积,这个问题对于起重量小于3t的电动叉车影响不大,而对于那些运行情况复杂,连续工作时间长,需要蓄电池容量大的大吨位电动叉车则不容易布置。
以同吨位电动叉车为例,德国ST I LL公司是将蓄电池布置在前后桥之间,其最大容量为6916k W・h,而意大利CA R ER公司是将蓄电池布置在后桥之上,其最大容量可达7618k W・h,蓄电池容量与前者比较高出10135%。
蓄电池布置在后桥之上的缺点是整车重心提高,降低了工作时的稳定性,叉车高度增加。
其优点是司机座位提高,使操作视野更开阔,尤其是搬运大体积货物时操作更方便,而且维修电动机和液压泵也更方便,因为拿起蓄电池和脚踏板,电动机和液压泵便一目了然,伸手可及。
目前,国内生产的电动叉车大多数是将蓄电池置于后桥之上。
21门架
目前,国内外电动叉车大部分已采用宽视野门架,两个起升液压缸布置在两侧,其具体位置有两种形式,一种是位于门架的后面,另一种是位于门架的外侧。
门架结构分为标准型、两节或三节型,国内产品起升高度一般在2～5m之间,以低于3m的居多;而在国外,起升高度一般为2～6m,对高于3m的需求量较多。
31驾驶室
由于大多数的电动叉车是用于室内,因此一般只安装起防护作用的护顶架来代替封闭的驾驶室。
在司机操作方面,以德国L I ND E公司的E20新型电动叉车为例,它是按人机工程学原理,开发了舒适的液压减振悬挂式座椅,能根据司机的身高和体重进行调整;双踏板加速系统的作用是当需要电动叉车改变行驶方向时,只要踩下前进或后退踏板即可实现换向;方向盘立柱的倾角可根据司机要求进行调节。
这些革新设计可大大地减轻司机劳动强度。
41驱动系统
电动叉车驱动系统分单电动机驱动和双电动机驱动,其布置方式为电动机轴与驱动桥呈丁字形或平行布置。
国外多数电动叉车是平行布置的,其结构紧凑,由两个独立的电动机驱动前轮,叉车牵引力大,加速和爬坡性能好,采用
电子差速系统替代机械差速系统,使用性能也得到了很大改善。
51液压系统
电动叉车的液压系统一般是采用单独电动机驱动齿轮泵,为其门架提升和倾斜提供液压动力。
目前国产的这种电动机没有调速功能,所以在启动后一直是高速运转,当需要的液量和压力改变时,多余的液量只能通过溢流阀流回油箱,造成了能量浪费。
而在国外的新型叉车上,则采用了先进的液压脉冲控制技术,即液压泵的脉冲控制器根据液压回路的反应,自动改变电动机转速,进而改变供油量,针对各液压回路的需要提供不同的油量,实现节约电能、无电压峰值、系统噪声低、元件磨损轻,提高了整车的工作可靠性和使用寿命。
61制动系统
一般的电动叉车制动系统都包括机械式停车制动和液压式行车制动两部分,停车制动采用手动,行车制动采用脚踏制动。
有的国外电动叉车在这两种制动系统中都装有主导真空升压机,以保证在任何时候都有足够的助动压力,既增加了制动安全性,又减轻了司机的劳动强度;也有都采用液压制动系统的。
在国外电动叉车上使用了晶闸管技术,从而使制动能量可再生,此能量再生产于电工制动过程,即当初次或者是轻轻踏下制动器时,牵引电动机则处于发电状态,将电能补送回蓄电池,只有在进一步制动时,才真正起液压制动作用。
这种现象发生在以下三种情况:当松开加速器的控制踏板时;踏下反向加速器的踏板时或踏下液压制动踏板的第一级制动状态时。
这种制动系统的优点是延长了蓄电池充电后的工作时间,维修简便,降低使用成本。
71转向系统
国内电动叉车的液压转向电动机在整个作业过程中一直是满负荷运转,造成了能量浪费,而且电动机和系统液压件磨损严重。
在国外的一些电动叉车上,其动力转向是通过方向盘立柱上的一个固态逻辑单元(也叫电子传感器)来控制电动机转速,使液压转向系统压力与转向力成正比。
当方向盘不动时,转向电动机则不工作。
此功能节约了能量,而且由于缩短了转向电动机的空转时间,因此减少了电动机和系统液压件磨损。
国外产品也有采用EPS(电力动力转向)速度传感动力转向系统的,系统中装有伺服制动和动力液压转向优先配给阀,动力转向系统使用的是门架提升电动机的动力,能自动选择转向所需的最佳力。
81电控及其故障诊断显示系统
随着电子技术的发展,电动叉车的电气控制也日趋完善,其发展大致经历了以下几个阶段:
(1)直接启动蓄电池,即无任何电气控制,仅靠复杂的机械调整或蓄电池陆续放电控制。
(2)通过电阻器启动,控制能量损失大。
(3)采用晶闸管控制器启动,使控制可靠性大大提高了,但这种控制电路比较复杂。
(4)双极晶体管控制使司机操纵更加简单,但对电路的可靠性要求比较高。
(5)场效应晶体管(即金属氧化物半导体场效应晶体管)的应用使门极驱动电流小,并联控制特性好,正向电压降较小,控制特性好,可靠性提高了。
通常晶闸管控制器的插座电压为1～115V,而场效应晶体管控制器的插座电压仅为0125V,因此后者工作效率更高,允许的最高速度更大,操作噪声更小,并设有软件自动保护、硬件自动保护和硬件自我诊断保护等安全措施。
由于采用了先进的半导体技术,国外现代化的电动叉车有很强的数字显示功能,如显示行车速度、蓄电池放电量、电解液液量和工作时间等,而且具有很强的故障诊断功能,如采用新型场效应晶体管控制的电动叉车可显示出启动程序有误、接触器粘合、加速器不工作或蓄电池电压不足等多种故障。
由于可以让维修人员及时地了解故障部位及其原因,这就方便了叉车的维护保养,也大大地延长了叉车的使用寿命。
(收稿日期:1998206201)。