| 國內(nèi)外電動叉車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及分析 |
| 發(fā)布者：changjin 發(fā)布時間：2012/08/14 閱讀：8274 次 |
電動平衡叉車是以直流電源（電瓶）為動力的裝卸及搬運(yùn)車輛。據(jù)國外資料統(tǒng)計(jì)，日本1992年電動叉車產(chǎn)量就已經(jīng)超過了叉車總量的1/3。在德國、意大利等一些西歐國家，電動叉車所占的比例達(dá)到50%左右。電動叉車的迅速發(fā)展主要得益于各生產(chǎn)廠家的不斷進(jìn)步。產(chǎn)品外形大多采用了流線型設(shè)計(jì)，造型更加美觀。主要生產(chǎn)廠家實(shí)現(xiàn)了規(guī)模生產(chǎn)和零部件專業(yè)化生產(chǎn)和裝配流水線作業(yè)。加工精度、自動化程度都提高了。在新材料、新工藝方面，最重要的體現(xiàn)是晶體管控制器（SCR和MOS管）應(yīng)用。它的出現(xiàn)使電動叉車的使用性能得到很大的提高，從總體上說，電動叉車的耐用性、可靠性和適用性都得到顯著提高，完全可以與內(nèi)燃機(jī)叉車相抗衡。
本文主要評述市場上銷量較大的四支點(diǎn)電動平衡叉車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及發(fā)展。
1 車體
車體是叉車的主體結(jié)構(gòu)，一般都是由5mm以上鋼板制成，其特點(diǎn)是無大梁，車體強(qiáng)度高，可承受重載。
就電瓶在叉車車體上的放置位置而言，有兩種不同的制造技術(shù)。即電瓶安置于前后橋之間或后橋之上。
這兩種技術(shù)代表了叉車設(shè)計(jì)的兩種最優(yōu)選擇，且各有優(yōu)缺點(diǎn)，穩(wěn)定性好，但是車體內(nèi)的可利用空間較小，因此限制了電瓶的容量，這對于載重量不超過3t的叉車并不突出，但對于那些運(yùn)動情況復(fù)雜，8h工作時間內(nèi)電瓶容量要求高的大噸位叉車就變得嚴(yán)重了。
采用大容量電瓶，以延長電動叉車的持續(xù)工作時間，從而擴(kuò)大電動叉車的使用范圍，這是各叉車制造商共同追求的目標(biāo)。
例如，STILL公司的R60/40系統(tǒng)叉車，由于采用了第一種技術(shù)，其最大的電瓶容量為80V，870A.h;69.6kW.h,而CARER公司的R40叉車由于采用第二種技術(shù)，電瓶容量達(dá)到960A.h;76.8kW.h（高出了10.35%）。在LINDE公司采用第一種技術(shù)的E40系列叉車上可安裝電瓶的最大容量為735A.h,58.8kW.h。同樣規(guī)格的CARER公司叉車，由于采用了第二種技術(shù)，可安裝電瓶的最大容量增加30.6%。
第二種情況，當(dāng)電瓶布置在叉車后橋上時，叉車的重心提高了，整機(jī)穩(wěn)定性受到影響，由于叉車的高度增加，司機(jī)的座位提高，因而司機(jī)在操作時視野更開闊，特別是搬運(yùn)體積大的貨物時就更適用了。當(dāng)電瓶安置在后橋上，電機(jī)和液壓泵的維修更方便，因?yàn)椴鹱唠娖亢湍_踏板后，電機(jī)和液壓泵便一目了然。
目前，國內(nèi)企業(yè)生產(chǎn)的電動叉車，大多采用的是第二種技術(shù)，而國外企業(yè)則兩種情況都有。
2 門架
目前，國內(nèi)外電動叉車大部分已經(jīng)采用寬視野門架，起升液壓缸由中間放置改為兩側(cè)放置。液壓缸的放置位置有兩種：一種是液壓缸位于門架后面，如撫順叉車廠和TOYOTA的電動叉車；另一種是液壓缸位于門架外測，如南京華瑞電動叉車和BALKANCAR叉車。CARER公司的R40/45系列電動叉車的液壓缸位于門架外側(cè)，R50/60/70系列叉車的液壓缸則位于門架后面。
門架一般分為標(biāo)準(zhǔn)型、兩節(jié)型或三節(jié)型。國內(nèi)叉車的起升高度一般在2~5m之間，且以3m及3m以下的居多，而國外電動叉車的起升高度一般在2~6m之間，由于倉庫的立體化程度高，因此起升高度3m以上，電動叉車的需求量比國內(nèi)高得多。
3 駕駛室
由于多數(shù)電動叉車用于室內(nèi)搬運(yùn)，因此一般沒有封閉的駕駛室，只安裝起防護(hù)作用的護(hù)頂架。世界上比較先進(jìn)的電動叉車，如：LINDE的E20新型叉車駕駛室，按先進(jìn)的人機(jī)工程學(xué)原理開發(fā)研制，采用舒適的液壓減振懸掛式座椅，能夠根據(jù)駕駛員的身高和體重進(jìn)行調(diào)整。雙踏板加速系統(tǒng)在叉車改變行駛方向時無需轉(zhuǎn)向，方向盤立柱的傾角可根據(jù)駕駛員的要求進(jìn)行調(diào)節(jié)。中心液壓操縱桿集門架的升降和前后于一體。所以這些新設(shè)計(jì)都大大地減輕了駕駛員的勞動強(qiáng)度。
4 驅(qū)動系統(tǒng)
驅(qū)動系統(tǒng)是電動叉車的關(guān)鍵部件之一。各種叉車在驅(qū)動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)上存在很大的差別，有單電機(jī)布置形式上也存在差別，如國內(nèi)撫順產(chǎn)的叉車，其電機(jī)軸與驅(qū)動橋?yàn)槎∽中徒Y(jié)構(gòu)，而國外TOYOTA和BALKANCAR叉車的驅(qū)動電機(jī)軸與驅(qū)動橋卻是布置的，結(jié)構(gòu)緊湊。LINDE的E20電動叉車和CARER的P50叉車的前輪驅(qū)動是由兩個獨(dú)立的電機(jī)來完成的，電機(jī)與驅(qū)動軸平行放置，結(jié)構(gòu)緊湊。由于是雙電機(jī)驅(qū)動，加速和爬坡性能好，牽引力大，采用了電子整速系統(tǒng)，替代原來的機(jī)械差速系統(tǒng)，使用性得到了很大的提高。
5 液壓系統(tǒng)
電動叉車一般都采用單獨(dú)的電機(jī)，帶動齒輪泵，從而為其門架工作系統(tǒng)的提升和傾斜提供液壓動力。目前國產(chǎn)叉車，由于沒有實(shí)現(xiàn)液壓電機(jī)的調(diào)速，液壓電機(jī)在啟動后，只能高速轉(zhuǎn)動，不會隨著功能和壓力的改變而自動調(diào)節(jié)，多余的流量只能通過溢流閥流回油箱，造成能量浪費(fèi)。國外新型叉車，如LINDE的E20電動叉車，采用了先進(jìn)的液壓脈沖控制技術(shù)，液壓泵脈沖控制器能夠根據(jù)液壓回路的反應(yīng)，自動平衡電機(jī)速度與用油量，從而節(jié)約電能，這種控制的優(yōu)點(diǎn)是電源利用率高，無電壓峰值，液壓系統(tǒng)的噪聲低，液壓元件的磨損也低，從而大大地提高了整車的可靠性和使用壽命。
6 制動系統(tǒng)
一般的電動叉車主要采用機(jī)械式停車制動和液壓式行車制動。停車采用手制動，行車采用腳制動。
NISSAN公司BX系列電動叉車制動系統(tǒng)裝有一個主導(dǎo)真空增壓器，可保證任何時候都有足夠的主動壓力，既增加了制動的安全性，又減輕了駕駛員的勞動強(qiáng)度。
CARER電動叉車采用液壓制動系統(tǒng)。膨脹型制動有外部控制，并采用動力輔助制動（與動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的動力形式相同）。
SCR 和MOS管的使用，使電瓶叉車的制動能量再生成為可能。能量再生過程也就是一個電子制動過程，電子制動在以下三種情況下產(chǎn)生：
（1）松開加速器控制踏板時。
（2）踏下反向的加速器踏板時。
（3）踏下液壓制動踏板的第一級時。
對于LINDE的E20和CARER的P50電動叉車，當(dāng)初次或者輕輕踏下制動器時，牽引電機(jī)將變成一臺發(fā)電機(jī)，將電能補(bǔ)送回電瓶，而不象一般叉車制動時將能量白白地浪費(fèi)掉。只有在進(jìn)一步制動時，液壓制動才真正起作用。這種制動系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是延長了每次充電后的工作時間，減少了制動系及傳動元件的磨損，也減少了維修的停工時間，因而降低了使用成本。
7 轉(zhuǎn)向系統(tǒng)
平衡叉車都采用后輪轉(zhuǎn)向，且工作范圍小，轉(zhuǎn)向運(yùn)動頻繁。如果采用機(jī)械轉(zhuǎn)向，則駕駛員的工作強(qiáng)度會很高。如果采用液壓動力轉(zhuǎn)向，則勞動強(qiáng)度會大大降低。因此，現(xiàn)在市場上銷售的叉車基本上實(shí)現(xiàn)了動力轉(zhuǎn)向。國內(nèi)電瓶叉車的液壓轉(zhuǎn)向一般是轉(zhuǎn)向電機(jī)在叉車工作過程中不停地滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，因此造成了不必要的能量浪費(fèi)，以及電機(jī)和液壓減的磨損。但是，LINDE 和NISSAN等公司的電瓶叉車，其動力轉(zhuǎn)向則更進(jìn)了一步，即通過方向盤不動時，則轉(zhuǎn)向電機(jī)不工作。此功能不但節(jié)約能量，還延長了再次充電后的可工作時間，縮短了轉(zhuǎn)向電機(jī)的空轉(zhuǎn)時間，因此也減少了電機(jī)和液壓泵的磨損。
日本小松公司的電瓶叉車采用EPS速度傳感器動力轉(zhuǎn)向。該系統(tǒng)是“負(fù)荷感應(yīng)型”轉(zhuǎn)向，帶有一個伺服制動和動力液壓轉(zhuǎn)向型優(yōu)先配給閥。動力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)使用提升電機(jī)的動力，能自動選擇轉(zhuǎn)向所需的最佳力。
8 電控及其自我診斷和液晶顯示系統(tǒng)
電氣控制是顯示電動叉車技術(shù)水平的一個重要因素。因此，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，電瓶叉車的電控也日趨完善。電動機(jī)控制器的發(fā)展主要經(jīng)歷了以下幾個階段：
（1）電池直接啟動，僅靠復(fù)雜的調(diào)整或電池的放電控制。
（2）電阻器啟動�？刂颇芰繐p失大，只可有限地分解速度。
（3）晶閘管控制器（也叫可控硅控制器）控制。
晶體管控制使可靠性大大提高。
（4）雙極晶體管控制。與晶閘管相比，使用更加簡單，但是電路的可靠性要求比較高。
（5）MOS場效應(yīng)管（即金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)管）控制。門極驅(qū)動電流小，并聯(lián)控制特性好，正向電壓降較小，開關(guān)損失降低，MOS場效應(yīng)管比雙極晶體管的控制特性更好。由于減少了元器件，并采用全封閉裝置，可靠性大大提高。通常SCR（可控硅）控制器的插座電壓為1~1.5V，而MOS場效應(yīng)管控制器的插座電壓0.25V。MOS管場效應(yīng)管的工作效率更高，允許的最高速度更大，操作噪聲更小，保護(hù)措施更強(qiáng)，所以的用戶電源都有防短路保護(hù)裝置，并且具有獨(dú)特的三項(xiàng)安全保護(hù)措施，即軟件自動保護(hù)措施，硬件自動保護(hù)和硬件自我診斷保護(hù)。
晶體管斬波器在叉車上的成功應(yīng)用，除了實(shí)現(xiàn)無級調(diào)速和再生性制動外，還增加了自我故障診斷和液晶數(shù)字顯示功能。
日本小松公司電動叉車裝有液晶顯示控制器，用各種符號作代表，具有可讀性。指示器對可能出現(xiàn)的錯誤向駕駛員發(fā)出警報(bào)，包括松開和鎖定停車制動器，安全空擋聯(lián)鎖裝置和電瓶的過量放電，顯示出各種數(shù)據(jù)包括電瓶放電量，電解液量，工作時間和行駛速度等，可以隨時向駕駛員報(bào)告可能出現(xiàn)的故障，大大方便了叉車的維護(hù)與保養(yǎng)。同時，可以向駕駛員提供行駛速度和叉車載重量等參數(shù)，也為駕駛員的科學(xué)操作提供了依據(jù)，從而延長叉車的使用壽命。
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