國內(nèi)外電動叉車的結(jié)構(gòu)特點及安全應(yīng)用分析

國內(nèi)外電動叉車的結(jié)構(gòu)特點及安全應(yīng)用分析電動平衡叉車是以直流電源（電瓶）為動力的裝卸及搬運車輛。據(jù)國外資料統(tǒng)計，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到50%左右。電動叉車的快速進展主要得益于各生產(chǎn)廠家的不斷進步。產(chǎn)品形狀大多采納了流線型設(shè)計，造型更加美觀。主要生產(chǎn)廠家實現(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)是晶體管掌握器（SCR和MOS管）應(yīng)用。它的消失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、牢靠性和適用性都得到顯著提高，完全可以與內(nèi)燃機叉車相抗衡。本文主要評述市場上銷量較大的四支點電動平衡叉車的結(jié)構(gòu)特點及進展。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，其特點是無大梁，車體強度高，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)計的兩種最優(yōu)選擇，且各有優(yōu)缺點，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，但對于那些運動狀況簡單，8h工作時間內(nèi)電瓶容量要求高的大噸位叉車就變得嚴峻了。采納大容量電瓶，以延長電動叉車的持續(xù)工作時間，從而擴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，由于采納了第一種技術(shù)，其最大的電瓶容量為80V，870A.h;69.6kW.h,而CARER公司的R40叉車由于采納其次種技術(shù)，電瓶容量達0A.h;76.8kW.h（高出了10.35%）。在LINDE公司采納第一種技術(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，由于采納了其次種技術(shù)，可安裝電瓶的最大容量增加30.6%。其次種狀況，當(dāng)電瓶布置在叉車后橋上時，叉車的重心提高了，整機穩(wěn)定性受到影響，由于叉車的高度增加，司機的座位提高，因而司機在操作時視野更開闊，特殊是搬運體積大的貨物時就更適用了。當(dāng)電瓶安置在后橋上，電機和液壓泵的修理更便利，由于拆走電瓶和腳踏板后，電機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，大多采納的是其次種技術(shù)，而國外企業(yè)則兩種狀況都有。2門架目前，國內(nèi)外電動叉車大部分已經(jīng)采納寬視野門架，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)叉車的起上升度一般在2~5m之間，且以3m及3m以下的居多，而國外電動叉車的起上升度一般在2~6m之間，由于倉庫的立體化程度高，因此起上升度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，因此一般沒有封閉的駕駛室，只安裝起防護作用的護頂架。世界上比較先進的電動叉車，如：LINDE的E20新型叉車駕駛室，按先進的人機工程學(xué)原理開發(fā)研制，采納舒適的液壓減振懸掛式座椅，能夠依據(jù)駕駛員的身高和體重進行調(diào)整。雙踏板加速系統(tǒng)在叉車轉(zhuǎn)變行駛方向時無需轉(zhuǎn)向，方向盤立柱的傾角可依據(jù)駕駛員的要求進行調(diào)整。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)計都大大地減輕了駕駛員的勞動強度。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，有單電機布置形式上也存在差別，如國內(nèi)撫順產(chǎn)的叉車，其電機軸與驅(qū)動橋為丁字型結(jié)構(gòu)，而國外TOYOTA和BALKANCAR叉車的驅(qū)動電機軸與驅(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)動是由兩個獨立的電機來完成的，電機與驅(qū)動軸平行放置，結(jié)構(gòu)緊湊。由于是雙電機驅(qū)動，加速和爬坡性能好，牽引力大，采納了電子整速系統(tǒng)，替代原來的機械差速系統(tǒng)，使用性得到了很大的提高。5液壓系統(tǒng)電動叉車一般都采納單獨的電機，帶動齒輪泵，從而為其門架工作系統(tǒng)的提升和傾斜供應(yīng)液壓動力。目前國產(chǎn)叉車，由于沒有實現(xiàn)液壓電機的調(diào)速，液壓電機在啟動后，只能高速轉(zhuǎn)動，不會隨著功能和壓力的轉(zhuǎn)變而自動調(diào)整，多余的流量只能通過溢流閥流回油箱，造成能量鋪張。國外新型叉車，如LINDE的E20電動叉車，采納了先進的液壓脈沖掌握技術(shù)，液壓泵脈沖掌握器能夠依據(jù)液壓回路的反應(yīng)，自動平衡電機速度與用油量，從而節(jié)省電能，這種掌握的優(yōu)點是電源利用率高，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牢靠性和使用壽命。6制動系統(tǒng)一般的電動叉車主要采納機械式停車制動和液壓式行車制動。停車采納手制動，行車采納腳制動。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，既增加了制動的平安性，又減輕了駕駛員的勞動強度。CARER電動叉車采納液壓制動系統(tǒng)。膨脹型制動有外部掌握，并采納動力幫助制動（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。對于LINDE的E20和CARER的P50電動叉車，當(dāng)時次或者輕輕踏下制動器時，牽引電機將變成一臺發(fā)電機，將電能補送回電瓶，而不象一般叉車制動時將能量白白地鋪張掉。只有在進一步制動時，液壓制動才真正起作用。這種制動系統(tǒng)的優(yōu)點是延長了每次充電后的工作時間，削減了制動系及傳動元件的磨損，也削減了修理的停工時間，因而降低了使用成本。7轉(zhuǎn)向系統(tǒng)平衡叉車都采納后輪轉(zhuǎn)向，且工作范圍小，轉(zhuǎn)向運動頻繁。假如采納機械轉(zhuǎn)向，則駕駛員的工作強度會很高。假如采納液壓動力轉(zhuǎn)向，則勞動強度會大大降低。因此，現(xiàn)在市場上銷售的叉車基本上實現(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)向電機在叉車工作過程中不停地滿負荷運轉(zhuǎn)，因此造成了不必要的能量鋪張，以及電機和液壓減的磨損。但是，LINDE和NISSAN等公司的電瓶叉車，其動力轉(zhuǎn)向則更進了一步，即通過方向盤不動時，則轉(zhuǎn)向電機不工作。此功能不但節(jié)省能量，還延長了再次充電后的可工作時間，縮短了轉(zhuǎn)向電機的空轉(zhuǎn)時間，因此也削減了電機和液壓泵的磨損。日本小松公司的電瓶叉車采納EPS速度傳感器動力轉(zhuǎn)向。該系統(tǒng)是“負荷感應(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)電氣掌握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)的進展，電瓶叉車的電控也日趨完善。電動機掌握器的進展主要經(jīng)受了以下幾個階段：（1）電池直接啟動，僅靠簡單的調(diào)整或電池的放電掌握。（2）電阻器啟動。掌握能量損失大，只可有限地分解速度。（3）晶閘管掌握器（也叫可控硅掌握器）掌握。晶體管掌握使牢靠性大大提高。（4）雙極晶體管掌握。與晶閘管相比，使用更加簡潔，但是電路的牢靠性要求比較高。（5）MOS場效應(yīng)管（即金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)管）掌握。門極驅(qū)動電流小，并聯(lián)掌握特性好，正向電壓降較小，開關(guān)損失降低，MOS場效應(yīng)管比雙極晶體管的掌握特性更好。由于削減了元器件，并采納全封閉裝置，牢靠性大大提高。通常SCR（可控硅）掌握器的插座電壓為1~1.5V，而MOS場效應(yīng)管掌握器的插座電壓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，愛護措施更強，所以的用戶電源都有防短路愛護裝置，并且具有獨特的三項平安愛護措施，即軟件自動愛護措施，硬件自動愛護和硬件自我診斷愛護。晶體管斬波器在叉車上的勝利應(yīng)用，除了實現(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掌握器，用各種符號作代表