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內燃叉車的設計要點及技術發展趨勢

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內燃叉車的設計要點及技術發展趨勢

發布日期:2017-06-05 00:00 來源:http://www.marinflor.com 點擊:

 叉車作為一種搬運機械,是實現物流機械化作業,減輕工人搬運勞動強度,提高作業效率的主要工具。內燃叉車以內燃機為動力,其功率強勁、適用范圍廣。目前,在世界范圍內,內燃叉車的銷量占叉車銷量的60%左右(國內80%左右),國內叉車生產企業每年有10%以上的內燃叉車銷往歐、美等發達國家(2006年內燃叉車共銷售83 795臺,其中出口9 920臺),而且出口量逐年增加。但隨著歐盟各種指令的不斷頒布實施以及人們環保意識的日益增強,企業只有不斷地進行技術創新并同國際先進技術接軌,適時地將新產品推向市場,接受市場的考驗,并不斷地進行技術升級,才能立足國際市場。有鑒于此,現階段內燃叉車的設計不僅僅是要滿足功能要求,更需要在環保、人性化、安全性、可靠性和維護性能等多方面進行綜合考慮,體現“以人為本”的設計思想。  

  本文以安徽叉車集團公司技術中心Z新研制的合力G系列內燃平衡重式叉車為例,就內燃叉車的設計要點及技術發展趨勢,談談本人的幾點看法。 


1 綠色環保是內燃叉車設計追求的目標

  1.1 低公害發動機的選用及附件設計  

  內燃叉車是以發動機為動力,其排氣和噪聲污染環境,有害人類健康。采用低油耗、低排放、低噪聲、高效率的環保型發動機能大大降低對環境的污染。通過設計增加發動機尾氣催化、凈化裝置能有效地降低有害氣體和微粒的排放。目前,合力G系列內燃叉車的排放已達到歐盟EC和美國EPA第三階段排放法規要求。 

  1.2 降低整機振動與噪聲 

減振與降噪是當前內燃叉車設計中Z需要關注的問題。內燃叉車的振動及噪聲主要來源于:發動機的進排氣噪聲、振動及振動噪聲;車體零部件、工作裝置、液壓系統工作時產生的振動及噪聲。這些振動及噪聲一旦超過某一限值,就會危害操作人員及相關人員的身心健康。新頒布的22/44/EC振動指令及噪聲指令對這些數值進行了量化,振動:操作人員的振動加速度8 h暴露限制為1.15 m/s2;手—臂為5 m/s2;噪聲:8 h暴露噪聲聲壓級≤87 dB(A);瞬時脈沖噪聲聲壓級≤200 Pa或聲壓級≤140 dB(C)。合力G系列叉車通過優化發動機減振墊,在操縱系統和轉向橋等處增加減振塊,在工作裝置中設計上下緩沖裝置(上緩沖專利號:ZL 2006 2 0072067.7;下緩沖專利號:ZL 03220124.9),并配備懸浮式減振座椅,大大降低了整車振動;通過噪聲的頻譜分析,設計與發動機匹配的進氣消音器和排氣消聲器,并在車體周圍設計粘貼吸聲隔聲裝置,從而降低了整車噪聲。 

  1.3 液壓系統高效節能的設計 

  內燃叉車的高效節能是環境保護的重要一環,減少能源消耗即意味著減少對環境的污染。在叉車液壓系統的設計中,不但要實現其負載與調節功能,還要盡可能地利用能量,達到高效、可靠運行的目的。液壓系統的功率損失會使系統的總效率下降、油溫升高、油液變質,導致叉車發生故障。因此,設計液壓系統時必須多途徑地考慮降低系統的功率損失。合力G系列叉車通過優化液壓管路設計,降低管路的壓力損失;通過系統壓力的調整及負荷傳感技術的應用,進一步降低液壓系統的工作溫度。同等情況下的試驗表明,G系列叉車的液壓油溫能降低5~8 ℃,從而降低了發動機的燃油消耗。 

  1.4 環保型材料的利用 

  內燃叉車在各系統及部件設計中盡量采用能再生利用的材料和低環境負荷材料,所選用的材料盡量是可回收、易分解、能再生而且在加工和使用過程中對環境無害的材料,盡可能不使用含氯橡膠、樹脂及石棉的有害材料。特別是結構件的設計應盡可能采用比較容易裝配和分解的大模塊化結構和無毒材料,提高材料的再生率。合力G系列叉車通過對整車結構的優化設計,盡可能采用環保型材料,以前常用的石棉材料零部件現已全部采用無石棉制品。 

  1.5 外觀美學設計 

  近年來各大企業皆推出了外觀造型令人愉悅的新車型,體現了叉車造型轎車化的發展趨勢。流線型、大圓弧過渡加以明快協調的色彩搭配,使叉車的造型更加美觀大方。隨著計算機技術的發展,虛擬樣機設計、三維實體造型、快速成型等先進設計手段和先進制造技術的運用,叉車造型將越來越具有新意和特色。合力G系列叉車注重外觀美學和車身的流線型設計,達到車體與環境的諧和,給人以視覺上的美感(外觀設計專利號:ZL 2006 3 0080424.X)。 


2 運用人類功效學原理,注重人性化設計

  人性化設計是一種注重人性需求的設計,即在設計產品的過程中以人為本,了解人的需求,設計出尊重人、關懷人的產品,達到人機和諧。在叉車的設計過程中,通過運用人類功效學原理,優化叉車人機界面,使操縱簡便省力、迅速準確,充分發揮人機效能。隨著電子技術的發展與運用,叉車控制技術的電子化已成為當今叉車技術的發展趨勢,采用微機控制技術,實現了各種工況下自動判斷,使叉車始終能保持良好狀態,因此控制和操縱的人性化能大大提高作業的安全性和舒適性。合力G系列叉車通過采用動力制動系統(專利號:ZL 2006 2 0072063.9),利用齒輪泵所產生的高壓油作用于制動閥上,實施助力并產生制動力,大大減輕操作人員的腳踏板力;通過右置液壓操縱手柄,有效降低操作人員手臂的疲勞感;通過設計應用雙手柄轎車化組合開關,使駕駛人員的操作更加簡潔自如;通過門架和護頂架結構的優化設計,操作人員前方和上方的視野有了大幅度改善;應用人機工程學原理設計上下車踏板和駕駛空間,進一步增加司機的操作空間;通過設計應用發動機自動監控系統(專利號:ZL 2004 2 0024312.8),當發動機油壓過低、水溫過高時發動機能自動停機,以便告知用戶及時檢測并保護發動機。以上充分體現了合力G系列叉車“以人為本”的人性化設計思想。 


3 更加強調叉車的安全性

  保證駕駛員的安全一直是叉車設計人員重點考慮的問題。隨著叉車在各個領域中的廣泛使用,叉車安全問題日顯重要,產品的安全性已成為企業邁向國際市場的一道門檻。叉車在設計中已為駕駛操作人員提供了Z大的安全系數,并將叉車的損害風險減至Z小。近年來,國外各大企業對叉車的安全性作了深入研究,并相繼推出了安全性能良好的新產品。同時,電子技術的發展與運用,使叉車安全性研究向智能化方向發展。合力G系列叉車的安全性主要體現在如下方面:駕駛室由異型鋼護頂架通過四周鑲片形成(專利號:ZL 2006 2 072068.1),護頂架嚴格按照GB5143-85《高起升車輛護頂架技術要求和試驗方法》要求設計,進行安全性檢驗,采用鑲片式同時也保證了裝有駕駛室的叉車的安全性;停車制動裝置增加安全保護措施,手制動拉上后,即使扳動方向手柄,叉車也不會行走;門架管路系統配有安全裝置,即使管路破裂,貨物也不會突然掉落;所有高壓管路均遠離駕駛員隱藏布置,保證操作人員的安全;電氣系統全部采用安全性能良好的叉車線束和集成化電氣元件,防水防塵,提高安全性。 


4 結束語

  用戶的需求以及歐美等發達國家相關法規的不斷頒布實施推動了國內內燃叉車的發展。關于內燃叉車的設計要點及技術發展趨勢,除以上幾點外,在提高系統可靠性設計方面,還應盡量運用高可靠性的成熟技術和借用經市場考驗后的成熟系列零部件以延長各關鍵系統或零件的使用壽命,減少更換次數;在提高可維護性方面,側重拆裝簡單化,部件組合化,加油集中化,檢查監控化,改善部件的易接近性,盡可能減少需維修的項目,以降低使用和維護成本。所有這些都將成為今后內燃叉車設計和技術發展的方向。


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