由于叉车在结构与工作上的特殊性,对发动机有一些特殊的要求,在选用时需要注意。
(1)转速与转矩 叉车的车速较低,一般最大车速不超过20km/h,这是以前的情况,目前的车速有的超过了20km/h。为了便于传动系统的设计,需要选用低速大转矩的发动机。叉车的稳定性差,尤其在转向的时候,如果车速太高容易引起侧翻;另外底盘采用刚性悬架,没有越野能力,也不允许车速太高,往往需要发动机加装限速器。安装限速器后会影响发动机功率,选择发动机时要注意。所选用发动机的转速与叉车传动系统的速比、车轮半径、液力变矩器的特性(有变矩器时)等都要配合好,而且功率、转速、转矩三者都要合适才行。
图3-34 不同发动机特性对比
不同发动机特性对比如图3-34所示。
(2)额定功率 叉车的工作比较繁重,负载率比较高,要按1h功率来选发动机。对比一下:汽车按15min功率选发动机,拖拉机按12h功率选发动机,发电设备按持续功率选发动机。各种标定功率若未直接给出,可按逐级折减到上一级的90%近似换算。内燃机的标定功率类似于电动机的工作制,反映一种热容量和热平衡的过程。表3-10为四种标定功率。
表3-10 四种标定功率
由于叉车的车速低,发动机后置,结构又非常紧凑,在一定程度上妨碍了发动机的散热,这些因素在选择发动机功率时也需要考虑。另外,对于动力转向的叉车来说,还要考虑这部分经常性的动力消耗。具体的功率计算见总体设计。
(3)散热问题 由于叉车的结构特点,决定了发动机是后置的,应该采用排风扇。由于叉车的车速低、结构紧凑、发动机后置,影响发动机散热。发动机一般位于驾驶员座位下方,一些减振、隔热设施也会影响发动机散热。改善叉车发动机散热的措施有:提高风扇转速、增加风扇叶片、加大叶片扭角、选用散热能力强的散热器(水箱)。
(4)液压泵传动 叉车门架的起升和倾斜采用液压缸推动,发动机除了驱动叉车行驶外还要带动液压系统的液压泵。解决液压泵传动问题有以下几种方案:(www.xing528.com)
1)低速齿轮泵加液压泵减速器。在原发动机起动爪(对应发动机曲轴)的位置带动一个速比为1.3~1.5的液压泵减速器,减速器输出侧的高速轴(与输入同轴)做出一个新的起动爪,低速部分带动常规的低速齿轮泵。这是传统的解决方案,现在已不常见。
2)高速齿轮泵直连。选用高速齿轮泵,直接在发动机起动爪处连接,省去一个液压泵减速器。
3)发动机带泵。与配套的发动机厂协商,在发动机的适当部位带泵。
4)变矩器带泵。液力传动的叉车可选用带泵的液力变矩器。
几种液压泵传动方案如图3-35所示。
图3-35 几种液压泵传动方案
(5)其他问题 在选择汽油机还是柴油机时,往往从经济方面考虑,一般中起重量和大起重量叉车多选用柴油发动机。汽油机轻巧、易起动(压缩比低:7~8)、噪声振动较小、油费高、转速高。可使用液压石油气,有利于减轻污染,延长发动机寿命,用于中小功率的场合。柴油机笨重、难起动(压缩比大:20)、噪声振动较大、油费低、转速适中,用于大功率的场合。
当对噪声控制得较严时,需要选用效果较好的消声器,但效果越好的消声器其功率损失也越大,如轿车消声器的效果好则功率损失大,拖拉机消声器的消声效果差但功率损失小。具有共振消声和催化除污染的消声器能够较好地解决这个矛盾,只是成本较高。当对污染的控制较严格时,可考虑使用液化石油气(发动机为汽油机)。当对污染控制极其严格时,如用于食品冷库,则只能采用蓄电池叉车。
由于叉车生产的批量较小(轿车年产几百万辆,目前已年产千万辆,叉车年产几十万台),在选择时会得不到发动机配套厂家的重视,缺少专用的发动机,可供选择的品种规格少,选择余地小。往往只能借用一些汽车或工程机械用的发动机,这时需要特别重视传动系统的设计或选用,通过合理的参数匹配,使其适应叉车的特殊工况。借用汽车发动机的优点是价格低、质量好、货源和配件有保证,缺点是转速太高、风扇要改、挂泵不方便。若研制叉车专用的发动机,则研制费用高,在试制阶段生产批量比较小的时候往往工艺不过关,影响发动机的质量。若选用进口发动机,其价格往往接近叉车整车价格的一半。
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