900吨运梁车郭京波.docx
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900吨运梁车郭京波
900吨运梁车
1．总体布置…………………………………………………………………………1
2.车架结构…………………………………………………………………………1
3．驮梁台车…………………………………………………………………………2
4.液压悬挂…………………………………………………………………………2
5动力系统…………………………………………………………………………4
6．液压系统…………………………………………………………………………5
7．电气系统…………………………………………………………………………6
8．制动系统…………………………………………………………………………10
9．转向系统…………………………………………………………………………11
10．驾驶室…………………………………………………………………………12
11TLC900主要技术特点…………………………………………………………13
1．总体布置
整车由车架、枕梁、液压悬挂、动力系统、液压系统、电气系统、控制系统、制动系统、转向系统及驾驶室等部件组成。
TLC900运梁车发动机后置，车架主梁中置，2纵列16轴线；每轮轴2车轮，共64轮；5.5轴线驱动，共22轮。
轮胎采用上海双钱26.5R25无内胎充气轮胎，使接地面积增大从而使轮胎的接地压力尽可能地减小；采用液压悬挂、液压驱动、液压制动、电液转向，主要液压元件选用进口国际知名产品；控制系统采用现场总线控制模式，前后端设置相同配置的驾驶室，主要电气控制元件选用芬兰产品。
混凝土预制箱梁在运输过程中必须防止受扭，由于运梁车的液压悬挂采用分组串通，形成等腰三角形的三点支承，并且箱梁为对称截面，只要在装载时保证其几何中心与运梁车中心一致，便不会产生轴向扭矩。
喂梁时，支承由静定的三点转换成超静定的多点，大大增加了支撑稳定性，降低车架主梁的弯矩；同时由于是静止地从静定换成超静定，支承反力并没发生变化，因此仍能保持箱梁的受力状态。
2.车架结构
横梁主梁连接
主梁
车体由1根主梁和32根横梁组成，纵梁和横梁为箱型结构，采用低合金结构钢Q345C，具有强度高，承载力大的特点；每根横梁独立分段，主梁沿纵向分成3段，各分段采用高强度螺栓连接；主梁最大分段长12.6m，重33t。
通过高强螺栓与主梁在设置法兰位置连接，分解后的单元外形尺寸满足公路、铁路运输要求。
3．驮梁台车
车架通过驮梁台车与前固定支撑承托混凝土箱梁，前固定支撑置于前端横梁上。
驮梁台车设有8个钢轮，由电机驱动链轮带动钢轮沿车架纵梁上的钢轨移动，与架桥机实现同步动作。
运梁过程可以机械锁止，同时设置运行限位装置，防止驮梁台车冲出运梁车平台。
驮梁台车
4.液压悬挂
4.1系统构成
整车16轴线（5.5驱动轴线、10.5从动轴线）,每轴线包含2套悬挂共32套悬挂（共11驱动悬挂、21从动悬挂），每套悬挂包含2个轮胎（共22驱动轮、42从动轮）。
驱动轴线前5.5集中布置（靠近发动机一侧为后），提高整车动力性能。
4.2悬挂与车桥
驱动悬挂：
主要由回转轴承、悬挂体、驱动马达与减速机、轮胎轮辋构成。
从动悬挂：
主要由回转轴承、悬挂体、气动制动器、轮胎轮辋、轮毂构成。
悬挂轴采用摆动轴，自动适应横披的要求，亦可单点调平或者同步提升，保证每个悬挂承载基本相同。
当车辆行驶在路面纵向不规则时由轴负载液压油缸来补偿，实现车辆的水平行走，出现超差情况能自动报警、锁闭，提高了行驶中的安全性能。
驱动悬挂
4.3悬挂分组
I运梁工况
悬挂按照8－8（8）分组，实现三点支撑。
8－8（8）分组含义为，前端（无发动机端为前端）8轴线16悬挂油缸连通，形成一个支点。
后端8轴线每侧8个悬挂油缸连通各形成一个支点，最终形成运梁工况下三点支撑（A、B、C三个支点）。
分组情况如下图所示
I运梁工况
II喂梁工况
悬挂按照4（4）-4（4）-4（4）-4（4）分组，形成8点超静定支撑。
同时两端共4个液压支腿，构成稳定的支撑体系。
分组情况如下图所示。
II喂梁工况
5动力系统
5.1发动机
本车选用著名的道依茨BF8M1015CP发动机。
发动机具体参数如下：
5.1.1发动机型式：
水冷、涡轮增压中冷柴油机。
5.1.2型号规格及生产厂家：
BF8M1015CP道依茨
5.1.3额定输出功率（SAE标准）：
400KW
5.1.4功率储备系数:
1.35
5.1.5最大扭矩:
2.365KNm/1300rpm
5.1.6排量:
15.874L
5.1.7缸径x冲程:
132×145mm
5.1.8额定功率（SAE）时的油耗：
≤189g/kw.h
5.1.9蓄电池：
型号：
6-QA-210
数量：
单发动机4个（共8个，其中每2个串联成一组）
电压:
12V（串联后每组提供电压24V）
容量：
210×4＝840AH（24V电压）
5.1.10发电机：
28.5V×140A（各一）
5.1.11排放等级:
EuroⅡ
5.1.12燃油箱容量：
2×1200=2400L
5.1.13监测系统：
发动机机油压力、冷却液温度、冷却液液位、机油油位表
5.1.14重量：
1060Kg
5.2液压主泵及传动系统
每台发动机各自带动驱动油泵、工作油泵，三泵串联，通过联轴器直接联结到发动机飞轮端。
两台发动机带泵双泵合流为执行元件提供液压油，也可单泵独立工作。
6．液压系统
驱动系统为闭式静液压系统，电液比例控制。
工作液压系统为开式液压系统，采用恒功率＋负荷传感控制，把系统的外负荷的变化通过传感元件反馈到变量泵的变量控制系统，根据需要自动调节输出流量和工作压力，以使子系统处于最佳功效匹配状态。
工作液压系统包括液压悬挂系统、液压转向系统和液压支腿系统。
液压悬挂系统采用电液控制，可以实现分组升降和整体升降；液压转向系统为电液比例闭环控制，精确控制各轮组的转角；液压支腿系统为手动控制，结构简单，操作方便。
6.1液压系统安全措施
液压系统原理图见附件。
液压系统中在转向系统、升降系统、驱动系统、制动系统及支腿系统中设置了多个测试点位，满足检查所有油路的要求。
6.1.1牵引力分配及超速保护
这是多桥驱动的车辆在行驶过程中必须解决的关键问题之一。
设计中采用并联油路和数字差速的方法使各驱动轮的牵引力基本接近，并能有效地防止滑转。
每个驱动轮由一个变量液压马达经轮边减速器驱动，液压马达上安装有转速传感器。
所有液压马达并联连接，当液压马达排量相等时，输出扭矩也相等，各轮牵引力相等。
当某个车轮因附着力不够，发生打滑时，液压马达转速大大超过平均转速，计算机马上减小马达排量，减小输出扭矩，车轮的滚动阻力使马达减速直至达到容许转速范围内。
6.1.2管道防爆保护
这是多桥驱动的车辆在行驶过程中必须解决的关键问题之一，设计中采用管路加防爆安全阀进行管道防爆保护。
当管路爆裂时，防爆安全阀可以立即关闭爆裂的油路，进行管路更换后，可以使车辆正常行驶。
6.1.3系统冗余量大，在一个泵发生故障的情况下可以关闭该泵，可以使用一个泵工作。
此时，驱动力不变，速度减半。
6.1.4主要元件均选择国际知名品牌，安全可靠性高。
6.1.5多处设置手动截至阀，系统发生故障时可以关闭局部系统，不至于整机瘫痪。
6.1.6系统多处设置测试点，便于系统调试和故障诊断。
6.2液压系统工作压力
●驱动液压系统：
系统允许峰值压力：
450bar
运行最大工作压力：
320bar（最大坡度）
平整路面运行工作压力：
280bar
●工作液压系统：
系统允许峰值压力：
400bar
运行最大工作压力：
250bar
主要液压件清单
序号
名称
型号
1
液压泵
A4VG250+A11VLO190+A4VG125或HPV280+HPR210+HPV135
2
马达
A6VE80或51C080
3
减速器
GFT60或713C3B
4
液压锁
DRH4L
5
支腿多路阀
M4-12或PVG32
6
悬挂多路阀
M4-15或PVG32
7
梭阀
WV12－S
8
转向多路阀
M4-12或PVG32
9
液压油缸
10
油缸密封件
11
卡套式管接头
12
高压软管
13
冷却器
LHC-076-F-00-000
14
管路防爆阀
MFP3/4
15
溢流阀
1AR155
7．电气系统
7.1电气主要性能指标：
7.1.1电气电源：
电压：
24V
电源：
8个6-QA-210个蓄电池
2台28.5V×140A发电机
一台8kw独立柴油发电机供照明用。
7.1.2电气控制系统：
全车所有的动作，包括驱动、转向、升降等，均由一套基于现场总线（CAN-BUS）的PLC控制系统来实现。
控制原理见下图。
主要电气控制元件均选择芬兰进口工程机械专业产品，该器件经过实际应用考验，安全可靠，能适应露天、雨雪、灰尘、振动等运梁车野外作业的恶劣环境。
控制采用现场总线方式，其优点为：
★电缆布线简单，节点少，可靠性高，连接检查工作量小。
★容易进行故障诊断和运行状态记录，有利于实现状态维修。
★设置控制点方便，容易更改和增减。
7.2自动辅助驾驶系统
驾驶员可以根据需要选择是否自动驾驶，面板设置选择按钮。
自动辅助驾驶系统采用先进的视觉导航技术。
在运梁车前后各设置一部摄像头，在地面画出标志线。
电视画面采集后传送给驾驶室的辅助计算机，一方面在驾驶室的显示器上显示画面，以帮助驾驶员直观观察；另一方面由辅助计算机进行图象处理，分析得出运梁车的行驶路线偏差，以数值形式传送给整车控制系统并在液晶显示器上显示。
如果选择人工驾驶，则控制系统根据该偏差数据，给出正常行驶或告警信息，由驾驶员采取相应措施。
当偏差超过一定值时，车辆会自动减速甚至锁闭。
若选择自动驾驶功能时，系统可以将分析得到的行驶路线偏差转换成控制指令，通过对驱动、转向等工作的实时调节，控制车辆在预定的路线上行驶。
在已经启动自动辅助驾驶的情况下，驾驶员随时可以终止自动驾驶。
自动辅助驾驶系统的控制范围设定：
1）当偏差小于±60mm是允许的，系统默认。
2）当偏差在±60mm到±100mm时，系统给出警告提示；如果选择自动驾驶，车速会自动降低，并自动纠偏。
3）当偏差达到±100mm以上时，无论驾驶员是否选择自动驾驶，运梁车均自动停车。
上述设定可以根据工况或用户要求调整，只要修改程序参数设定即可。
车辆控制系统原理图
7.3故障报警与诊断系统
运梁车设置各种传感器，通过故障诊断软件实时监控系统运行情况，在某一系统出现故障时给出警告提示，根据面板报警灯、报警提示音及屏幕文字提示可以及时判断系统故障，对操作人员及时排除故障提供可靠依据。
7.3.1转向不到位将给出故障报警和故障点提示。
转角误差达到一定值时将自动停车；
7.3.2驱动轮转速异常将给出故障报警和故障点提示。
误差达到一定值时将自动停车；
7.3.3承载状态实时监测和显示。
当出现偏载时将给出报警和超载点提示。
偏载量达到一定值时将自动停车；
7.3.4车体水平度状态实时监测和显示。
当出现严重偏斜时将给出报警。
偏斜量达到一定值时将自动停车；
7.3.5行车系统在摄像头及传感器故障、精度不够及没有正确参考线的情况下如果选择自动驾驶会自动停车；
7.3.6在遥控系统传输故障情况下自动停车；
7.3.7发动机及液压系统故障给出明确的故障提示，故障级别达到停车要求时自动停车。
7.4驾驶系统
运梁车在车两端设置配置完全相同的双驾驶室，并配置了操作方便的遥控器。
正常行车工况下驾驶员在驾驶室内操作。
遥控系统使驾驶员可以离开驾驶室，在安全、便于观察和操作的位置对车辆进行遥控。
利用遥控器可以实现车辆的前进、后退、转向、制动、点动操作。
当遥控器超出控制距离或遥控系统出现故障时，控制系统会发出声音和灯光报警。
遥控器采用禹鼎公司生产的工业遥控器，遥控距离可达400米。
本车以驾驶室控制为主，也可以在驾驶室内使用遥控器进行操作。
在驾驶室内操作可以观看到丰富的显示信息，有利于全面了解车况。
但是在对准架桥机、狭窄路况、装卸桥梁等场合，为了保障驾驶员人身安全，或者为了便于更精确地控制车辆，也可以在车外使用遥控器操作。
遥控系统的接收端与PLC直接通过I/O触点连接，遥控器发出遥控指令直接作用到运梁车的控制系统上，这样遥控操作的实时性较好。
7.5定位和防撞系统
车辆前端安装了激光测距仪，精确地测量前方目标的距离，以便和架桥机实现精确对接，并能实现提前减速和制动控制，避免因误动作而与架桥机发生碰撞。
7.6电气系统主要外购件清单：
序号
部件名称
规格型号
制造商
1
CAN总线控制器
2024/2023
EPEC（芬兰）
2
显示器
2037
EPEC（芬兰）
3
转角传感器
RSA507
Linder（瑞士）
4
速度传感器
HDD2L32NA120
Rexroth（德）
5
多圈电位器
46HD
SAKAE（日本）
6
脚踏板电位器
120FCB-10
SAKAE（日本）
7
脚踏板
SAKAE（日本）
8
继电器、按钮等
OMRON
9
遥控器
禹鼎F21-60
禹鼎（台湾）
10
发动机控制器
Heinzmann（德）
11
压力传感器
511.954603542
HUBA（瑞士）
12
发动机油门驱动器
IMD3
SumJack（美）
8．制动系统
特大型运输车的制动系统，除了必须具有足够的制动力外还必须对制动减速度进行控制。
本车制动系统包括行车制动、驻车制动与紧急制动。
8.1行车制动主要通过控制驱动液压系统来实现。
当操作者释放车速脚踏板时，驱动泵（采用变量泵）排量逐步降低，车速也随之降低。
当脚踏板完全松开，变量泵排量为0，在液压阻尼的作用下，实现行车制动直至停车。
8.2驻车制动：
常闭式盘式制动器安装在驱动轮系的行星减速机内，行驶时依靠液压开启。
运梁车停车时，驱动泵排量降至0，液压阻尼使得系统减速直至停止；同时，驱动系统压力降为0，制动器卸压，在弹簧力的作用下与制动盘结合，实现驻车状态下制动。
8.3紧急制动：
紧急情况下，操作者首先抬脚释放行车控制脚踏板，驱动系统停止供油，液压阻尼使得系统减速；踩下刹车脚踏板，使压缩空气从储气罐通过控制阀直接供给隔膜式制动气室，系统快速减速并实现紧急制动。
9．转向系统
我司运梁车有连杆转向和独立转向两种转向形式的运梁车供客户选择。
第一种：
连杆转向运梁车
运梁车共有四组连杆机构来实现运梁车转向。
每组连杆机构包括多组悬挂轮组，每组连杆机构由一个液压油缸推动来实现整组转向。
连杆和悬挂转向板设计时，通过ADAMS软件模拟使得运梁车在八字和半八字转向时各组悬挂轮组最大可能地实现纯滚动，以减小轮胎磨损。
每组连杆机构装有一个角度传感器。
上层PLC按照运行模式和方向盘的指令，解析出各组连杆控制悬挂轮组的转角；下层控制器按照转角指令值控制转向系统，安装在转向系上的角度传感器实时测得当前转角，反馈给控制器，构成闭环控制，实现精确的转向控制。
连杆转向运梁车为运梁车的第一代产品，它能满足运梁、喂梁的基本要求，但转向时轮胎会因为非完全纯滚动而有磨损。
另外连杆转向运梁车不具有斜行功能，如果运梁车需适应较复杂路面要求时有不方便之处。
第二种：
独立转向运梁车
本车采用全轮独立转向，转向系统由比例阀控制转向油缸推动回转机构来实现。
每个悬挂轮组均由独立的液压比例阀控制并由独立的液压油缸推动。
转向液压系统为开式液压系统，采用恒功率＋负荷传感控制，把系统的外负荷的变化通过传感元件反馈到变量泵的变量控制系统，根据需要自动调节输出流量和工作压力，以使子系统处于最佳功效匹配状态。
每组悬挂轮组装有独立的角度传感器。
上层PLC按照运行模式和方向盘的指令，解析出各轮组转角；下层控制器按照转角指令值控制转向系统，安装在转向系上的角度传感器实时测得当前转角，反馈给控制器，构成闭环控制，实现精确的转向控制。
单轴转向精度为0.5度，并具有高的协同能力。
独立转向运梁车为运梁车的第二代产品，它能满足运梁、喂梁的各种工况要求，转向时轮胎为完全纯滚动，轮胎磨损小。
独立转向运梁车具有斜行、八字转向、半八字转向等多种转向模式，可适应各种复杂路况的要求。
9.1转向型式与主要参数
⏹转向形式：
独立转向模式或连杆转向模式
⏹单轮最大转角：
±30°
⏹最小转弯半径（八字转向）：
39.8m（外侧），26.3m（内侧）
转向模式示意图
9.2转向运行模式
独立转向运梁车整车可以实现直行、八字转向、半八字转向（端头一轴线不转向）、斜行、驻车转向等多种转向模式。
见上图。
连杆转向运梁车整车可以实现直行、八字转向、半八字转向（一端八轴线不转向）、驻车转向等多种转向模式。
9.3转向性能
转向油缸与悬挂油缸及支腿油缸共用一组工作泵，该组工作泵包括2个力士乐产A11V0190开式泵。
转向油缸为31.5MPa级高压油缸，全部采用进口PARKER密封，安全可靠性高、动力性能好，可以实现全负荷下转向。
液压油缸轴承全部采用免维护轴承，减少操作者劳动强度，提高工效。
单轴转向精度为0.5度。
多轴转向协调误差<±1度
10．驾驶室
10.1主要指标
驾驶室前方各视角都采用安全玻璃。
在驾驶室前方有挡风窗，在前方的两窗格上有专门的雨刷器，驾驶室内部有阳光挡板，右侧为窗户，左侧为单扇门，门上带有垂直可调的滑动窗。
通往驾驶室的梯子固定在左边。
驾驶室左右两端各有一个大的后视镜。
装有气压缓冲驾驶座，驾驶座带扶手并可以上下调节和靠背倾角调节。
驾驶室设置暖风系统和制冷空调系统，确保驾驶室内舒适性。
驾驶室内装有隔音设施，使得噪音标准≤65分贝。
驾驶室内设置CD机、照明灯等设备，提高操作人员的舒适性。
10.2主要仪器仪表
驾驶员在驾驶室中可以方便地完成运梁车的操控工作。
驾驶室里的控制面板上设置了驾驶员操作按钮：
★驾驶行车切换钮（共6档包括前进3档、后退2档和停止档）。
★行车控制脚踏板，用于按比例移动驾驶和行车制动。
★转向控制方向盘，用于控制车辆转向
★制动控制脚踏板
★发动机转速控制钮
驾驶室里安装了显示清晰的仪表：
★燃油表
★发动机转速表
★发动机水温表
★发动机油温表
★发动机油压表
★车速/里程表
★制动气压压力计
驾驶室里装有一个多功能显示系统，与PLC系统相连，监视车辆运行车况，为操作者快速提供信息及报警故障文字信息。
每个驾驶室里装有一个视频监视器，直接显示车辆前端和后端的视频画面，画面中包括路面上的对中基准线，便于驾驶者方便直观地判断车辆行驶跑偏状况。
驾驶室内设置有峰鸣报警装置及报警灯，当安全检测系统检测出操作故障后故障报警系统自行启动。
10.3驾驶室可旋转90°，以满足喂梁时吊梁位置的要求。
10.4两个驾驶室安装在台车两端，操作方式和配置一样。
某一时刻只有一个驾驶室具有控制权，以保证行车安全可靠。
11TLC900主要技术特点
●整车结构设计合理，车架、悬挂等关键结构件均经过了可靠性设计和有限元校核，尤其
悬挂总成已经进行了超载试验，安全可靠
●采用双动力系统，增大了系统冗余性。
即使一套系统出现故障，也能保证车辆顺利驶达
终点（驱动能力不变，速度降低一倍）。
●基于现场总线（CAN-BUS）的控制系统，保证了整车运行动作的协调可靠。
●具备承载力监测控制、转向协同控制、驱动防超速（防打滑）等功能。
●具有视频监视和基于图像识别的运行偏差监控系统，确保车辆运行的安全可靠，且能实
现自动驾驶。
●整车运行参数实时监控，具有超限报警和应急锁定功能，包括承载超限、转向误差超限、
整车跑偏等。
●车辆前端安装了激光测距仪，精确地测量前方目标的距离，以便和架桥机实现精确对接，
并能实现提前减速和制动控制，避免因误动作而与架桥机发生碰撞。
●系统具备故障检测和诊断功能，不仅能在故障出现时发出报警，而且能明确地给出故障
类型和故障部位的直观提示（显示在液晶显示器上），给查找和排除故障带来了极大便利，保障了工程效率。
●发动机、液压元件和控制元件等关键件全部采用进口一类品牌，以确保系统的高可靠性。
●悬挂支撑作为承载的关键部件，管路设计采用了管路加安全阀的配置，保证了即使在
管道爆裂的情况下，悬挂系统仍能正常工作，极大提高了运梁车的安全性。
●运梁车全套系统已通过德国知名专家的审核。
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