摘 要：設(shè)計(jì)適用于鐵路局機(jī)務(wù)段車輛段、機(jī)客車主機(jī)廠，對(duì)車輛進(jìn)行轉(zhuǎn)廠檢修保養(yǎng)、調(diào)車用的150噸牽引車，該車軸距短，整車長(zhǎng)度小，轉(zhuǎn)彎半徑小，上下道靈活，裝配四種車鉤，各型車鉤360°旋轉(zhuǎn)，車鉤高度可在500-1800mm內(nèi)自由調(diào)節(jié)，可牽引動(dòng)車、客車和地鐵車輛。

關(guān)鍵詞：牽引車；導(dǎo)向；車鉤；液壓

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.17.212

1 引言

該車用于牽引1435mm軌距的動(dòng)車、客車和地鐵車輛，在3噸叉車底盤基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)，利用底盤車輛的液壓控制系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)車鉤500-1800mm可調(diào)高度的要求，利用底盤長(zhǎng)度較小的條件，實(shí)現(xiàn)牽引一輛車輛通過(guò)走臺(tái)的要求，整車占用空間小，調(diào)車轉(zhuǎn)廠檢修方便靈活。

2 總體使用條件和技術(shù)參數(shù)

2.1 使用條件

2.2 主要技術(shù)參數(shù)（見(jiàn)表1）

3 主要設(shè)計(jì)部類及各系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.1 主要設(shè)計(jì)部類

叉車底盤：發(fā)動(dòng)機(jī)、升降機(jī)構(gòu)系統(tǒng)、傳動(dòng)系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)、操縱系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)、燃油系統(tǒng)、電氣系統(tǒng)。導(dǎo)向系統(tǒng)：導(dǎo)向油缸、導(dǎo)向框架、輪軸組成等。車鉤裝置組成：15號(hào)鉤、半自動(dòng)車鉤、半永久車鉤、牽引桿、旋轉(zhuǎn)裝置、車鉤安裝座組成。液壓系統(tǒng)：液壓油管、接頭、液壓鎖等。

3.2 各系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

3.2.1 叉車底盤技術(shù)要求

整車設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)先進(jìn)，性能優(yōu)越，并且質(zhì)量可靠，符合人機(jī)工程學(xué)，同時(shí)駕駛操作舒適、靈活。（1）發(fā)動(dòng)機(jī)：為整車提供動(dòng)力，其額定功率滿足45/2500 kW/rpm的要求。（2）升降機(jī)構(gòu)系統(tǒng)：安裝在驅(qū)動(dòng)橋上，通過(guò)工作油箱供給起升油缸及傾斜油缸的液壓油達(dá)到起升與傾斜的目的。主要由門架、鏈條、滑輪、起升油缸和傾斜油缸等組成。（3）傳動(dòng)系統(tǒng)：將原動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)與扭矩加以一定的變化后傳動(dòng)給驅(qū)動(dòng)車輪，使之產(chǎn)生必要的牽引力。此車采用液力機(jī)械式傳動(dòng)系統(tǒng)，主要由液力變矩器。變速器、驅(qū)動(dòng)橋等組成。（4）冷卻系統(tǒng)：主要是降低叉車發(fā)動(dòng)機(jī)的熱量，主要由散熱器、風(fēng)扇、水泵、進(jìn)水管、出水管、節(jié)溫器、回水管、水溫傳感器和水溫表等組成。（5）轉(zhuǎn)向系統(tǒng)：是控制叉車的行駛方向或保持叉車直線行駛，其主要由方向盤、全液壓轉(zhuǎn)向器、高壓油管、轉(zhuǎn)向油缸組成。操作要輕便，加在方向盤上的力要小，轉(zhuǎn)向動(dòng)作要靈敏；拆裝、調(diào)正、維修要方便。（6）制動(dòng)系統(tǒng)：是叉車安全行駛和順利進(jìn)行作業(yè)必不可少的系統(tǒng)。其應(yīng)有兩套制動(dòng)裝置，一套為行車制動(dòng)裝置，它是由駕駛員通過(guò)操縱腳踏板來(lái)實(shí)現(xiàn)，可以使叉車在行駛中減速直至停止。另一套為停車制動(dòng)裝置，是用于坡道駐車，保證駕駛員離開(kāi)叉車時(shí)也能可靠的停車。（7）操縱系統(tǒng)：主要包括行車制動(dòng)操縱、手制動(dòng)操縱、離合器操縱、油門操縱、換擋操縱、熄火操縱、起動(dòng)器操縱、分配器操縱。其中分配器操縱為四片閥，一個(gè)升降操縱、一個(gè)傾斜操縱、一個(gè)前導(dǎo)向操縱和一個(gè)后導(dǎo)向操縱。（8）液壓系統(tǒng)：主要由油泵、多路閥、高、低壓油管和接頭組成，保證了轉(zhuǎn)向系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)和導(dǎo)向裝置的正常工作。（9）燃油系統(tǒng)：只要由燃油表、燃油箱、燃油濾清器組成。（10）電氣系統(tǒng)：主要由燈、儀表、開(kāi)關(guān)、蓄電池、起動(dòng)機(jī)、傳感器、線束等組成，它們由起動(dòng)回路，供、充電回路，照明回路構(gòu)成一個(gè)完整的系統(tǒng)。

3.2.2 導(dǎo)向系統(tǒng)

主要由油缸、輪軸、導(dǎo)向輪、彈簧和安裝座組成。其中導(dǎo)向輪有足夠的強(qiáng)度保證車輛在各種工況正常運(yùn)行，應(yīng)有較好的減震、緩沖性能，以減少不良線路對(duì)車輛鐵路行使帶來(lái)的不良影響。

3.2.3 車鉤裝置

該車安裝4種車鉤，分別為15型車鉤、半永久牽引桿（與半永久車鉤連掛）、歐洲沙庫(kù)型車鉤（與半自動(dòng)車鉤連掛）、掛板式連接器。這4種車鉤安裝于同一轉(zhuǎn)臺(tái)上，分布于轉(zhuǎn)臺(tái)的四個(gè)方向，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)可將4個(gè)車鉤中的任一個(gè)置于前方供連掛（接）使用。

旋轉(zhuǎn)臺(tái)裝置能長(zhǎng)期承受公鐵車牽引載荷；轉(zhuǎn)動(dòng)部設(shè)有防塵結(jié)構(gòu)，以保持持久轉(zhuǎn)動(dòng)靈活性和傳遞載荷的可靠性；旋轉(zhuǎn)臺(tái)設(shè)鎖定裝置，以備不用時(shí)鎖定。

3.2.4 導(dǎo)向液壓系統(tǒng)

該車導(dǎo)向液壓系統(tǒng)是控制牽引車前后導(dǎo)向升降的液壓裝置，其主要由齒輪泵、單向閥、多路閥（溢流閥、換向閥）、液控單向閥、油缸、油箱及管路組成。其原理如圖1所示。

4 整車結(jié)構(gòu)及粘著力計(jì)算

4.1 整車結(jié)構(gòu)

該車主要由叉車底盤、液壓系統(tǒng)、導(dǎo)向系統(tǒng)和車鉤裝置組成，其結(jié)構(gòu)如圖2所示。

4.2 粘著力計(jì)算

（1）粘著力計(jì)算公式 Fμ=μ·Pu（kN），式中 Fμ—粘著力，kN；μ—粘著系數(shù)；Pu—粘著重量，kN。其中：μ與V應(yīng)為函數(shù)關(guān)系，但因缺乏資料，只能用估算值來(lái)確定，取其平均值0.6來(lái)確定速度V=0時(shí)的最大粘著力，隨著速度增加，粘著力應(yīng)遞減。

Pu=6.4-6.4×30%（t）=4.48（t）=43.9（kN）

Fμ=μ·Pu=43.9×0.6=26.34（kN）

（2）阻力計(jì)算。a）起動(dòng)阻力Fq：Fq=〔（G1+G）·I+G1·ωq′+G·ωq″〕·0.00981（kN）。式中：ωq′—鐵公車單位起動(dòng)阻力，一般取5N/kN（參照機(jī)車）；ωq″—貨車單位起動(dòng)阻力，ωq″=3.5 N/kN；I—計(jì)算坡度，0‰；G1—鐵公車整備重量，G1=6.4t；G—牽引貨車重量，150t。代入公式計(jì)算得：Fq=5.56KN。b）運(yùn)行阻力Fc。Fc=〔G1·（I+ωq′）+G·（I+ωq″）〕·0.00981（kN）。式中：ωq′—鐵公車運(yùn)行基本阻力。選ωq′=2.37+0.0101V+0.000306V2 （N/kN）。ωq″—貨車運(yùn)行基本阻力。選ωq″=0.92+0.0048V+0.000125V2 （N/kN）、

運(yùn)行阻力計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。

結(jié)果：該牽引車在平直道干燥軌道啟動(dòng)牽引力26.34KN，最大啟動(dòng)阻力5.56KN.

5 結(jié)論

該車是公司根據(jù)市場(chǎng)需求和客戶要求在叉車底盤上設(shè)計(jì)的牽引車，牽引力滿足牽引150頓載荷的要求，車輛安全可靠，整車性能穩(wěn)定，該車成功設(shè)計(jì)為今后新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

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