常熟华东汽车有限公司 王 泓 徐 渊

　　【摘要】以华东牌CSZ3090SE型普通自卸车为例，着重分析了油缸推力与举升角之间的变化关系，并运用Microsoft Excel计算并绘制出推力与举升角的关系曲线。

　　关键词：自卸车 推力 举升角

　　1. 概述

　　自卸汽车依靠其自身油缸的推力，使装有货物的货箱绕其OO转轴旋转一定角度，顺利卸下货物，从而大大节省人力物力，深受广大用户欢迎。以华东牌CSZ3090SE型自卸车为例（液压油缸型号为：YG-100/640），来分析液压油缸的推力与举升角的变化情况（即F=f（θ）的关系）。该车型的结构简图如（图1）

　　图 片

　　下面分析该车型的油缸推力与举升角之间的关系：

　　O为后翻转轴中心点，为了分析的直观性，这里把X轴的正方向定为向左，Y轴的正方向定为向上。以O为原点，过O点的水平方向为X轴、垂直方向为Y轴，把上图简化如下

　　图 片

　　G为货物及车箱重量，AB为油缸初始位置（即θ；0时），AC为油缸活塞最大伸长位置(即θ=θmax时)，ACl为油缸任意伸长位置（∠ClOB=θ为任意举升角，且0≤θ≤9max）。当YG-100／640型油缸活塞运行至下极限点时，AB理论最小距离为146mm。从油缸的最大承载要求和底盘的具体情况可以设计A、B、O三点的具体位置，这里就不再详述，直接采用以往的成熟设计结果作为己知条件，即；

　　OC=OCl=OB=780mm； OA=829mm； AB=146mm；

　　BC=油缸的安装矩寓十油缸的行程=138+640=778mm； α0=3.2o：α1=9.8o；θmax二47.9 o

　　2. 分析与计算

　　2-1理论依据

　　根据力学知识，油缸推力F方向始终沿着BC方向，并且是变化的。在△AOCl中，面积S=1/2·ACl·OHl= 1/2·OA·ClH2=1/2·OA·OCl·sin（α1+θ），OHl和C1H2是△AOC1的高，其中OHl为F的力臂。

　　故OH1=OA·OC1·sin（α1+θ）/AC1

　　=829*780*sin（α1+θ）／（146+x）； （1） x为油缸活塞伸出的长度， 0≤x≤640；

　　为了简化分析①假定车厢货物的重量和分布不随车厢的举升而变化②假定自卸汽车在倾倒货物时匀速翻转，dθ／dt=0，则由∑M（O）=0有：

　　F．d—G·（L/2一后翻转轴中心至货箱后端的距离）·cos(θ+α1+α0)=0；

　　所以F=G·(L/2—后翻转轴中心至货箱后端的距离)·cos(θ+α1+α0)/d (2)

　　式中：d=OH1，L为货箱长度。结合（1）、（2）式有：

　　F=G·(L／2一后翻转轴中心至货箱后端的距离)·cos(θ+α1+α0)·(146+x)／829*780*sin（α1+θ）

　　=K·(146+x)·cos(θ+α1+α0)/sin（α1+θ） (4)

　　其中K=G·（L/2一后翻转轴中心至货箱后端的距离）／829·780是一常数

　　2-2分析计算

　　上述（4）式中；α1、α0、K为常数，仅x、θ为变量，考虑到在△AOCl中，有：

　　ACl 2=OA2+OCl 2—2·OA·OCl·cos（θ+α1），

　　即 (146+x)=[8292+[-7802—2*829*780*cos（θ+α1）]1/2， (5)

　　因此

　　F=K·[1295641—1293240· cos（θ+α1）]1/2·cos(θ+α1+α0) /sin（α1+θ） （6）

　　自卸汽车举升角θ。在0o~47.9 o之间变化时，液压油缸推力F将按照（6）式所确定规律变化。现利用Microsoft Excel进行数据处理并绘制出推力与举升角的关系曲线，以寻求F=f（θ）变化规律。

　　2-3输出结果

　　2-3-1 F／K= F=f（θ）及△F/F0=（F0-F）/ F0／100=g（θ）之间变化情况：

　　2-3-2 F／K= F=f（θ）之间关系曲线

　　图 片

　　2-3-3推力下降百分比△F／F0= g（θ）之间关系曲线：

　　图 片

　　3. 结论

　　从图2和图3关系曲线可知，当举长角θ=0上升到θmax=47.9 o时，F=f（θ）关系曲线呈递减趋势，液压油缸推力Fmax逐渐降低至Fmin，降幅达成35.89%。这就是本文要探讨的F=f（θ）变化规律。