朱啟賢

摘要：以Fliegl公司的推卸式自卸車為例，解析平推式自卸車技術(shù)路線中的第三種——推卸式系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理，以及典型的代表產(chǎn)品。

推卸式系統(tǒng){Push-Off systems}

采用地板步進式系統(tǒng)和地板活動式系統(tǒng)的自卸車產(chǎn)品，包括現(xiàn)有的舉升式自卸車產(chǎn)品，面對牧草或者生活垃圾等松散物料運輸時，會因為運輸這類輕拋物料的自重極為有限，則顯得“有勁使不上”。但是，若采用推卸式系統(tǒng)，則可以完美地將壓縮物料和運輸物料合二為一，成為松散物料運輸客戶的最佳選擇。

推卸式系統(tǒng)（push-off systems），是將自卸車廂體的前圍板做成活動推板式，在前部油缸的水平推力作用下朝著車廂后部移動，將車廂內(nèi)的物料推卸出去，實現(xiàn)卸載物料的功能。如果在裝載物料過程中啟動推卸功能，而車廂的后門處于關(guān)閉狀態(tài)時，物料則會被壓縮，可以讓推卸式自卸車一次運輸更多壓縮后的貨物。

相比較于前兩類平推式產(chǎn)品，推卸式自卸車具有以下特有的技術(shù)優(yōu)勢而得到越來越多的用戶偏愛，逐漸有后來者居上的趨勢。

a.結(jié)構(gòu)非常簡單，沒有復雜的驅(qū)動傳動裝置，產(chǎn)品成本低廉，性價比高。

b.沒有太多的精密配合結(jié)構(gòu)和易損件，一般情況下很少出故障，可靠性很高。

c.整個系統(tǒng)全部裝配在外表面，維修拆卸很方便，液壓件均為市場上的常見規(guī)格，購買方便，維修保養(yǎng)非常省事。

d.可以對松散貨物進行壓縮，一般能夠達到50%以上的壓縮量，極大地提高了運輸量。

e.可以在尾部掛接多種設(shè)備，實現(xiàn)多種功能，如螺旋輸送機、撒布機、輸送帶，等等。

推卸式系統(tǒng)由于具備壓縮的特有功能，目前在發(fā)達國家的農(nóng)業(yè)運輸領(lǐng)域處于壟斷地位，并且可以掛載多種農(nóng)用器具，實現(xiàn)多種農(nóng)場作業(yè)（如圖1），制造該產(chǎn)品的有Fliegl、Bmi、Chieftain等數(shù)十家國際企業(yè)。

推卸式系統(tǒng)，目前主要有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種是采用三根單節(jié)油缸串聯(lián)組成的推卸式系統(tǒng)，主要用于長度10m以內(nèi)的推卸式自卸車，特別是在底盤改裝的自卸車上應(yīng)用更為廣泛。另一種是采用單根多節(jié)油缸組成的推卸式系統(tǒng)，主要用于車廂較長的推卸式自卸車，隨著多節(jié)油缸可靠性的提高和成本的降低，目前全系列產(chǎn)品都有了它的身影。

1.三根單節(jié)油缸串聯(lián)組成的推卸式系統(tǒng)

采用三根單節(jié)油缸組成的推卸式系統(tǒng)，需要前半部分車廂底板朝后移動，結(jié)構(gòu)上略微復雜，但是液壓系統(tǒng)的可靠性更好，產(chǎn)生的推力也更大。

下面我們以Fliegl公司的產(chǎn)品為例，簡單地了解一下由三根單節(jié)油缸組成的推卸式系統(tǒng)的主要工作原理和結(jié)構(gòu)。

由于車廂的空間和長度有限，采用單根油缸時，不可能一次性直接將所有貨物推出，因此經(jīng)過長期的優(yōu)化設(shè)計后，F(xiàn)liegl公司最終選定了三根油缸串聯(lián)的結(jié)構(gòu)形式（如圖2），這種配置也成為了大部分公司推卸式系統(tǒng)的標準配置。

圖2所示的三根油缸，從下往上可依次編號為油缸一、油缸二和油缸三，其中油缸二和油缸三是聯(lián)體缸，可以共用進/回油管，拉桿伸出的方向相反，缸體長度和行程大約只有油缸一的一半，總行程為車廂內(nèi)部可推卸長度的一半。

采用此種結(jié)構(gòu)的平推式自卸車，車廂底板平均分為前后兩部分，前半部分活動底板的下表面和后半部分固定底板的上表面平齊，整個卸貨過程分為以下兩個步驟（如圖3）：

第一步是油缸一伸長，推動前半部分活動底板和前圍板一起后移，也就是圖示黑色部分整體向車尾方向后移，當前半部分活動底板和后半部分固定底板完全重合時，油缸一達到最大行程。

第二步是油缸二和油缸三伸長，推動前圍板朝后移動，最終前圍板到達車廂的最尾端，將所有的貨物推卸出去，完成卸貨過程。

Fliegl公司生產(chǎn)的推卸式自卸車品種極為豐富，擁有幾十種不同用途和不同長度的產(chǎn)品，筆者在此只列舉銷量最大的農(nóng)用推卸式全掛自卸車的一個產(chǎn)品型譜（如表1）。

下面將以Fliegl公司的推卸式自卸車為例，了解一下由三根油缸組成的推卸式系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)，特別是其中的一些關(guān)鍵設(shè)計點值得注意。

在圖2所示的三根油缸中，油缸一需要將前活動底板完全推到車廂的后部，整個行程需要達到半個車廂的長度，所以油缸一的外形尺寸很長，為了防止裝卸的重物砸壞油缸以及防塵防水，還需要在油缸一的外部布置保護罩，保護罩的后端不能超出前活動底板的后端，以防止密封及強度出現(xiàn)問題。

油缸一的保護罩同時又充當了前推板的下滑道，加上油缸一的上部垂直布置著油缸二和油缸三，為了節(jié)約空間，油缸一的保護罩一般選擇平頂結(jié)構(gòu)，如圖4所示。

如圖4所示，為了減少油缸二和油缸三超出車廂前端長度的問題，以避免和主車部件發(fā)生干涉，故油缸二和油缸三的部分長度，需要超出前推板的后部。為了防止運輸物品殘留在保護罩上，油缸二和油缸三保護罩的上部做成了圖4所示的斜坡狀，也可以設(shè)計成尖角等不易殘留物品的形狀。

在圖4中，我們還可以看到，前部活動底板比后部固定底板要高出一個臺階，并且使用了斜坡設(shè)計過渡，這樣讓車廂內(nèi)部顯得更為平坦和美觀，同時也讓底板間的密封效果更佳。

圖5所示的是三根油缸完全推卸時的狀態(tài)照片，從圖中可以看出，為了解決油管伸縮問題，在油缸二和油缸三旁配備了一個滾筒，專門釋放油管，也可以設(shè)置多層打開的折疊架，將油管固定在折疊架上。

推卸式自卸車卸貨時，為保證前推板一直平行移動，以保持最佳的密封效果和推卸效果，防止因為受力不均勻，推板產(chǎn)生傾斜情況，車廂內(nèi)部的上端需要設(shè)置專門的導向滑道結(jié)構(gòu)，如圖6所示。

在圖6中我們可以看到，前推板和車廂接觸的三面全部安裝了密封膠條，可以讓平推式自卸車運輸泥土、砂石等顆粒較小的物體，甚至可以運輸熱態(tài)瀝青，配合攤鋪機一起對道路進行施工，如圖7所示。

2.單根多節(jié)油缸組成的推卸式系統(tǒng)

采用單根多節(jié)油缸組成的推卸式系統(tǒng)，由于較長的推卸距離容易對油缸產(chǎn)生側(cè)向力，會導致油缸拉桿和筒壁產(chǎn)生異常磨損，然而車廂的密封性能更優(yōu)于三根單節(jié)油缸組成的推卸式系統(tǒng)，且結(jié)構(gòu)更為簡單。

隨著單根多節(jié)油缸的產(chǎn)品質(zhì)量越來越高，成本也越來越低，單根多節(jié)油缸推卸式系統(tǒng)的應(yīng)用也越來越多，并逐漸有取代三根單節(jié)油缸串聯(lián)系統(tǒng)的跡象。

特別是單根多節(jié)油缸閉合后的長度非常短，布置起來非常方便，同時不需要有活動底板結(jié)構(gòu)，車廂結(jié)構(gòu)也因此簡單到了極致，這兩大優(yōu)點讓企業(yè)在研發(fā)推卸式自卸車時，也越來越多地考慮采用單根多節(jié)油缸組成的推卸式系統(tǒng)。

由于單根多節(jié)油缸組成的推卸式系統(tǒng)非常簡單，筆者在此僅提出兩個需要注意的兩個問題：一是當車廂過長時，在多節(jié)油缸上必須增加中間穩(wěn)定架（如圖8），防止油缸受到側(cè)向力造成拉桿和缸壁偏磨，導致油缸出現(xiàn)漏油等致命問題；二是必須考慮好導向滑道和相應(yīng)的密封問題，保證推板行進過程中不會出現(xiàn)偏移，同時也要防止長行程下，密封件和廂體摩擦較大，容易發(fā)熱變形，導致密封失效等問題，圖9所示的分塊式長厚體密封結(jié)構(gòu)，可以作為我們設(shè)計同類產(chǎn)品時的一個參考。

推卸式自卸車，以其獨特的壓縮功能，簡單可靠的結(jié)構(gòu)，多功能的選裝搭配，逐漸展現(xiàn)出了后來者居上的姿態(tài)，從農(nóng)用市場一統(tǒng)天下后，逐漸進入到多種貨物的運輸領(lǐng)域，繼而在垃圾運輸、礦用運輸（如圖10）等領(lǐng)域嶄露頭角，并且不斷地向其他物品運輸領(lǐng)域擴張，得到了越來越多的企業(yè)和客戶的認可。

綜述

在此回顧前兩期與此文所講述的三種世界主流平推式自卸車的技術(shù)路線方案，即地板步進式系統(tǒng)（walking-floorsystems）、地板活動式系統(tǒng)（moving-floorsystems）和推卸式系統(tǒng)（Push-Offsystems），主要是介紹了它們的工作原理和大致結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)在筆者根據(jù)這三類產(chǎn)品的特點，并結(jié)合國內(nèi)的現(xiàn)狀，簡單概括一下最適合我國所應(yīng)用的平推式自卸車的技術(shù)路線方案。

地板步進式系統(tǒng)，可以說是歐美先進技術(shù)的集大成者，采用了自動化的液電控制設(shè)計，為此專門開發(fā)出一套驅(qū)動控制系統(tǒng)，并且依托先進的加工工藝水平，開發(fā)出大量需要高精度配合的配件，完全超出了國內(nèi)現(xiàn)有產(chǎn)品的制造水平。即使國內(nèi)能夠加工出這些配件，也需要投入大量的模具費用，才能開發(fā)出適應(yīng)不同物品運輸?shù)呐浼?，所需費用極為高昂。因此，地板步進式系統(tǒng)只能作為一個先進的技術(shù)產(chǎn)品榜樣，值得國內(nèi)企業(yè)學習提高，但不適合引進開發(fā)，即使有客戶需求，也只適合采用進口核心配件的方式進行生產(chǎn)。

地板活動式系統(tǒng)，主要是滾筒式自卸車產(chǎn)品，同樣也需要開發(fā)傳送系統(tǒng)所需要的配件，雖然成本不算太高，但是可靠性仍需要經(jīng)歷長時間的使用驗證，特別是傳送帶的密封問題，筆者認為這屬先天性的結(jié)構(gòu)缺陷，就像舉升式自卸車容易導致翻車一樣，暫時無法徹底解決這一問題，但是該系統(tǒng)具有裝卸貨的雙重功能，具有一定的產(chǎn)品優(yōu)勢。目前國內(nèi)已經(jīng)有企業(yè)開發(fā)了這一產(chǎn)品（如圖11），相關(guān)的配件全部是從國外進口，價格暫時偏高。因此，地板活動式系統(tǒng)可以作為國內(nèi)企業(yè)的一個開發(fā)參考，進行部分關(guān)鍵配件的國產(chǎn)化，特別是在需要自動裝貨的領(lǐng)域內(nèi)使用。

推卸式系統(tǒng)，筆者認為這是適合中國國情最好的技術(shù)路線方案，無論是三根單節(jié)油缸串聯(lián)組成的推卸式系統(tǒng)，還是單根多節(jié)油缸組成的推卸式系統(tǒng)，在國內(nèi)全部都有成熟的配件產(chǎn)品，特別是整個系統(tǒng)不需要開發(fā)任何的模具，產(chǎn)品的開發(fā)成本非常低廉。

目前一套行程在10m以上的多節(jié)缸推卸式系統(tǒng)包括控制閥在內(nèi)，國產(chǎn)化的價格不超過5萬元，同時不需要安裝穩(wěn)定架、轉(zhuǎn)軸等傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)，降低了產(chǎn)品的成本，性價比非常高。

然而，10m以上的推卸式自卸車產(chǎn)品，由于大行程多節(jié)油缸生產(chǎn)的難度較大，能夠制造的企業(yè)較少，目前產(chǎn)品的制造成本略高于舉升式自卸車產(chǎn)品，差價在2萬元左右；而1Om以內(nèi)的自卸車產(chǎn)品，多節(jié)油缸的制造難度大大降低，生產(chǎn)企業(yè)也較多，產(chǎn)品的成本不會高于舉升式自卸車，如果采用三根單節(jié)油缸串聯(lián)組成的推卸式系統(tǒng)，產(chǎn)品的成本將遠低于目前舉升式自卸車產(chǎn)品。

以上兩款三根單節(jié)油缸和單根多節(jié)油缸，目前國內(nèi)配套企業(yè)都已經(jīng)開始小批量生產(chǎn)，但是市場售價比舉升式自卸車高出太多，甚至超出10萬元以上，嚴重阻礙了推卸式自卸車產(chǎn)品的大規(guī)模推廣應(yīng)用，讓客戶望而生畏，無法接受這樣的價格。

另外，影響平推式自卸車應(yīng)用的最大難題是，至今沒有任何平推式自卸車產(chǎn)品的國家標準規(guī)范，生產(chǎn)企業(yè)無法取得相應(yīng)的公告準入，目前銷售的產(chǎn)品大部分都是場內(nèi)用車，或者是違規(guī)套牌。

這一切讓平推式自卸車的市場應(yīng)用處于極為尷尬的境地，正規(guī)企業(yè)生產(chǎn)出該類產(chǎn)品進入國內(nèi)市場銷售就是違反國家法規(guī)，而客戶又有著強烈的需求。

面對著國際上大規(guī)模應(yīng)用平推式自卸車的發(fā)展勢頭，再回過頭來看看國內(nèi)舉升式自卸車層出不窮的翻車事故，更為安全的平推式自卸車產(chǎn)品究竟還需要等到多久才能在國內(nèi)合法上路呢？