一种滩涂作业车辆气动换挡操纵机构.pdf

设计研 究 汽 实用 技术 AUTOMOBILE APPLIED TECHNOL0GY 2 0 1 4 年 第 1 0 期 2Ol4 N0．1O 一 种滩涂作业车辆气动换挡操纵机构 吴炜 ，路长国 ，张翠霞 ，陈明 1 ． 南通职业大学，江苏 南通 2 2 6 0 0 7 ；2 ． 南通市中等专业学校，江苏 南通 2 2 6 0 1 1 摘 要本文针对滩涂作业车辆行驶阻力大和换挡操纵距离远造成的换挡困难现象，设计了一种可远距离操控的气 动换挡操纵机构。根据实测选档及挂档作用力，设计了一种由通用气缸和电磁阀组成的远距离换挡操纵机构，经实 车试验后解决了上述难题。 关键词 滩涂作业车辆；气动i换挡机构 中图分类号U 4 6 1 ． 2 文献标识码A文章编号 1 6 7 1 7 9 8 8 2 0 1 4 1 0 7 0 0 2 On e k i nd o f t i da l s h i ft wo r k ve hi c l e pne uma t i c c o n t r o l me c h a ni s m W u W e i ， L u Ch a n gg uo ， Zh a ng Cu i xi a 2 ，Ch e n M i ng 1 ． Na n t o n g V o c a t i o n a l Co l l e g e ， J i a n g s u Na n t o n g 2 2 6 0 0 7 ； 2 ． Na n ton g s p e c i a l i z e d s e c o n d a r y s c h o o l ， J i a n g s u Na n t o n g 2 2 6 01 1 Ab s t r a c t I n t h i s p a p e r , the v e h i c l e d r a g l a r g e s h o a l s j o b s a n d s h i f t the s h i ft d i s t a n c e mani p u l a t i o n d i f fi c u l t i e s c a u s e d b y the p h e n o me n o n ， a k i n d o f r e mo t e c o n t r o l c a n b e o p e r a t e d p n e u ma t i c s h i ft me c h an i s m． Ac c o r d ing t o the me a s e d f o r c e g e ar s e l e c t o r a n d h a n g i n g fil e s d e s i g n e d r e mo t e c o n t r o l me c h a n i s m o f a s h i ft b y the g e n e r a l c o mp o s i t i o n o f the c y l i n d e r an d s o l e n o i d v a l v e ， a f t e r t h e r e a l v e h i c l e t e s t t o s o l v e the a b o v e p r o b l e ms ． k e y wo r d s Be a c h wo r k v e h i c l e s P n e u m a t i c ； S h i f t i n g m e c ha n i s m CL C N O． U 4 6 1 ． 2 Do c u me n t C o d e A A r t i c l e I D 1 6 7 1 - 7 9 8 8 r 2 0 1 4 1 0 - 7 0 0 2 序言 1 、气缸换挡回路 滩涂作业车辆是沿海滩涂养殖业的一种通用作业平台。 由于沿海滩涂特殊的土壤特性及地貌特点，车辆在砂土和粘 土混合的滩涂上行驶时阻力很大。而且根据作业需要，驾驶 室需要在不同水位下及时调整高度。 由于驾驶室高度的变化， 使得换挡操控距离不断变化，驾驶室换挡杆到变速器变档机 构需使用软连接，造成换挡时操纵变档杆阻力大，换挡操作 时间长 。因此 ，在中低速行驶换挡过程中 ，由于地面阻力大 、 操纵距离远，往往会出现换挡困难而停滞不前。 本文根据上述现象，结合换挡过程，设计了一种气动换 挡操纵机构，经过计算选用了一种性价比高的通用气缸，解 决了上述问题 本机构可为同类车辆的相关问题提供一种切 实可行的解决方案。 作者简介 吴炜， 硕士研究生， 就职于南通职业大学机械工程学院， 研究方 向特种 车辆设 计。 1 ． 1手动变速器档位 手动变速器档位如图 1 所示。选用四个气缸，分两组， 分别控制左右和前后运动。当一个气缸先向左运动， 到位后， 另一个气缸向前运动即可， 每次换新档位前都回到空挡位置。 V I 2 4 R 图 1 档位示意图 1 ． 2气动换挡动作程序和工作顺序 气动换挡动作程序和工作顺序如图 2所示。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 7 1 汽车实用技术 2 0 1 4 年第1 0 期 4山尽 B o 选档向左换挡向前 回空位向后 回空位向右 a 一 ～ 一 一 。 1 2 3 4 b 图 2 a ． 动作程序 图b ． 工作顺序图 1 ． 3气动换挡 一 D线图的方格 图 气动换挡x_ D线图的方格图如图 3所示。 l 2 3 4 X - D 表达式 Al B1 A O B O L 1 al A1 al b 1 B 1 2 b l B 1 b l B 1 a O A0 3 a O AO - a O h O b O B O 4 b O B o b O B 0 图 3 气动换挡 X D线图 1 ． 4 换挡原理 气缸换挡原理图如图 4所示。采用两单杆气缸背靠背并 装作为选档用气缸组，目的是确保换挡前变档杆处于空挡位 置 图 1所示 。 若采用双出杆气缸不能保证每次复位时换挡 杆的位置在空挡。另一组与选档相同作为挂档用。 图 4 气路工作原理图 1 ． 5气路分析 以 1 档至 5 档、倒档顺序换挡为例，各个档位的电磁阀 及气缸的动作过程如下 1 1档1号电磁阀左位得电，压缩空气进入 1号气缸 左腔，由于选档气缸组左杆固定，缸桶左移，到位后 4号电 磁阀右位得电，4号气缸左腔充气，气缸杆前移，挂入 1档。 2 2档换 2档前，4号电磁阀左位得电，4号气缸右腔 充气，气缸杆后移，1号电磁阀右位得电，压缩空气进入 1 号气缸右腔，1号气缸右腔充气，缸桶右移。所有气缸和电 磁阀回到初始设置状态。 1号电磁阀左位得电，压缩空气进入 l号气缸左腔，缸 桶左移，到位后 3号电磁阀左位得电，3号气缸左腔充气， 缸桶后移 ，挂入 2档 。 3 3档 换 3档前 ， 4号电磁 阀右位 得电，4号气缸左腔 充气，气缸杆前移，1号电磁阀右位得电，压缩空气进入 1 号气缸右腔，1号气缸右腔充气，缸桶右移。所有气缸和电 磁阀回到初始设置状态 。 4号电磁阀右位得电，4号气缸左腔充气，气缸杆前移， 挂入 3档 。 4 4档4号电磁阀左位得电，4号气缸右腔充气，气缸 杆后移 ，所有气缸和 电磁 阀回到初始 设置状态 。 3号 电磁 阀左位得 电，3号气缸左腔充气 ，缸桶后移，挂 入 4档。 5 5档3号电磁阀右位得电，3号气缸右腔充气，缸桶 前移，所有气缸和电磁阀回到初始设置状态。 2号电磁阀右位得电，2号气缸左腔充气，气缸杆右移， 到位后 4号电磁阀右位得电，4号气缸左腔充气，气缸杆前 移，挂入 5 档。 6 倒档4号电磁阀左位得电，4号气缸右腔充气，气 缸杆后移，到位后 2号电磁阀左位得电，2号气缸右腔充气， 气缸杆左移。所有气缸和电磁阀回到初始设置状态。 2号电磁 阀右位 得电，2号气缸左腔充气 ，气缸 杆右移 ， 到位 后 3号气缸左腔充气，缸桶后移 ，挂入倒档 。 2、结论 以上气缸的连接方式解决了采用双出杆气缸不能保证空 挡位置的问题，使得换挡得以实现，且采用的都是通用气缸 和电磁阀，结构简单、安装方便、易于维护，经过试验验证 是可行的，提高了滩涂 作业的效率 。 参考文献 [ 1 】左建 民． 液压与气压传动【 】 ． 北京 机械工业出版社， 1 9 9 9 ． 【 2 】刘欣 ，孙斌 ，方加宝． 电控气 动换挡系统 中位移 与压力关系 的研 究f J 1 ．汽车 零部件 ，2 0 1 0 1 0 6 2 ． 6 3 ． 【 3 】张德川 ，董 明堂 ，李强 ，迟峰． Z L I O 0型装载 机气 动换挡系统【 J 】 _ 工程机械 ，2 0 0 0 1 2 7 - 8 ． 【 4 ]李海峰． 气动助力器在重型汽车变速箱换挡机 构中的应用【 J 】 _科技 情报开发与经济 ，2 0 0 5 0 5 2 9 5 ． 2 9 6 ． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m