高位自卸汽車改裝設計

1、摘要去年以來，我國專用車市場取得較好的經營業(yè)績，全國 395 家改裝車企業(yè)改裝汽車 23.06 萬輛，銷售 23.05 萬輛。自卸汽車 27125輛，占總量的 11.76。隨著國內基礎設施 建設需要不斷增加，自卸車產量近年來一直保持較高產銷量，在專用車綜合產量中保持第 一位置，但在種類、型式、材料運用方面與國外還有一定的差距。本文首先對自卸車的設計特點以及國內外發(fā)展現狀做了相關的概述。接著，從車廂的 設計、舉升機構的設計、取力器的設計等方面進行了 EQ3090 自卸車的總體設計，并對主 車副車架進行了改裝與設計。對整個 EQ3090 自卸車的外廓尺寸、輪距與軸距尺寸、前懸 后懸以及整車的裝載質

2、量、整備質量、總質量和軸載質量進行了相關的計算與設計。關鍵字： 自卸汽車 總體布置設計 副車架 軸載質量 舉升機構AbstractSince last year, our country Special Purpose Vehicle industry is in the boom, with 395 car refit enterprise all around the country refitting 230.6 thousand cars, selling 230.5 thousand. auto unload vehicle the 27125 car, account for 11

3、.76% of total deal. along with the development of local foundation facilities, in recent years auto unload vehicle yield has been keeping in higher production & sales, remains in the first place in Special Purpose Vehicle production. However, in aspects of category, pattern, material application

4、, compared with foreign countries there is still a long way to go.In this paper, firstly, I made a general about the auto unload vehicle design and its development domestic and abroad. Then, at the point of compartment, rising organization etc, I started the design of the EQ3090 auto unload vehicle.

5、 Also, I refit and designed the vice-car stalk.To whole EQ3090 the lading quantity, reorganization quantity, measure, tread, wheelbase, forward suspension behind， proceeded the related calculation and design.Key words: auto unload vehicle total arrangement vice-car stalk raising organization1 概述1.1

6、專用汽車設計特點專用汽車與普通汽車的區(qū)別主要是改裝了具有專用功能的上裝部分，能完成某些特殊 的運輸和作業(yè)功能。因此在設計上，除了要滿足基本型汽車的性能要求外，還要滿足專用 功能的要求，這就形成了其自身特點，概括如下：1) 專用汽車設計多選用定型的基本型汽車底盤進行改裝設計 這首先就需要了解國內外汽車產品，特別是貨車產品的生產情況、底盤規(guī)格、供貨渠 道、銷售價格及相關資料等。然后根據所設計的專用汽車的功能和性能指標要求，在功率 匹配、動力輸出、傳動方式、外形尺寸、軸載質量、購置成本等方面進行分析比較，優(yōu)選 出一種基本型汽車底盤作為專用汽車改裝設計的底盤。能否選到一種好的汽車底盤，是能 否設計出一

7、種好的專用汽車的前提。對于不能直接采用二類底盤或三類底盤進行改裝的專用汽車，也應盡量選用定型的汽 車總成和部件進行設計，以縮短產品的開發(fā)周期和提高產品的可靠性。2) 專用汽車設計的主要工作是總體布置和專用工作裝置匹配 設計時既要保證專用功能滿足其性能要求，也要考慮汽車底盤的基本性能不受到影 響。在必要時，可適當降低汽車底盤的某些性能指標，以滿足實現某些專用工作裝置性能 的要求。3) 針對專用汽車品種多、批量少的生產持點專用汽車設計應考慮產品的系列化， 以便根據不同用戶的需要而能很快的進行產品變型 圖 1 1 為菜廠牽引車、半掛車和全掛車系列型譜。對專用汽車零部件的設計，應按 “三化”的要求進行

8、，最大限度地選用標難件，或選用已經定型產品的零部件，盡量減少 自制件。4) 對專用汽車自制件的設計，應遵循單件或小批量的生產持點工的可能性。5) 對專用汽車工作裝置中的某些核心部件和總成，如各種水泵、油泵、氣泵、空壓 機及各種閥等，要從專業(yè)生產廠家中優(yōu)選 因專用汽車專項作業(yè)性能的好壞，主要決定干 這些部件的性能和可靠性。6) 在普通汽車底盤上改裝的專用汽車，底盤受載情況可能與原設計不同，因此要對 一些重要的總成結構件進行強度校核。7) 專用汽車設計應滿足有關機動車輛公路交通安全法規(guī)的要求 對于某些特殊車 輛，如重型半掛車、油田修井車、機場寬體客車等，應作為特定作業(yè)環(huán)境的特種車輛來處 理。8)

9、某些專用汽車可能會在很惡劣的環(huán)境下工作，其使用條件復雜，要了解和掌握國 家及行業(yè)相應的規(guī)范和標準， 使專用汽車有良好的適應性， 工作可靠， 是要設安全性裝置。綜上所述，專用汽車的設計有其自身的特點和要求， 既要滿足汽車設計的一般要求 同 時又要獲得好的專用性能。 這就要求汽車和專用工作裝置合理匹配， 構成一個協(xié)調的整體， 使汽車的基本性能和專用功能都得到充分發(fā)揮。由于專用汽車種類繁多、結構復雜、使用面廣、開發(fā)期短等待點，所以專用汽車設計 人員既要具備汽車設計的知識相能力向時也要掌握專用汽車各種不同工作裝置的原理與 設計計算。此外專用汽車設計人員還需要對用戶的要求，市場動態(tài)有充分的了解，這樣設

10、計的產品才能在性能上先進，在市場上適銷對路，在使用上滿足用戶的要求。1.2國內專用車發(fā)展現狀我國專用車市場“蛋糕”將越做越大。去年以來，我國專用車市場取得較好的經營業(yè) 績，全國395家改裝車企業(yè)改裝汽車23.06萬輛，銷售23.05萬輛?？蛙嚫难b量最大，共 改裝103492萬輛，占總量的44.88% ;載貨汽車44870輛，占總量的19.46% ;自卸汽車 27125輛，占總量的11.76% ;廂式、罐式等專用車銷售 40966輛，占總量的17.77%。今 年18月份，各類專用車銷售均有較大增幅，樂觀估計今年全年專用車產銷將達 30萬輛。通過數字來看，去年一年銷售專用車達 23萬輛，結合我國道

11、路、經濟等實際情況，應 該說數量還是比較可觀的。但是問題就在于395家改裝企業(yè)才生產23萬輛?？梢钥闯?，我國汽車改裝企業(yè)和汽車制造一樣，存在著規(guī)模小、技術落后、生產點過多等問題。從改裝車生產分布地區(qū)來看，也存在較大不均衡性。江蘇、河北、安徽、河南等8個省去年產量之和約占總產量的75%，其他21個省僅占總產量的25%。地域的不均衡性也 顯示出專用車市場前景看好。目前，我國改裝車市場最大銷售量約 25萬輛左右，改裝量最大的除了客車外，主要有 廂式車、罐式車、自卸車等主要車型。但是總體來看，這些專用車均存在技術附加值低、 工藝較落后等問題。從品種來看，我國改裝車品種較少，僅有400多個品種。那么，未

12、來改裝車市場到底是什么市場呢？肯定地說，應該向多品種、高、精、尖方向發(fā)展。這種發(fā)展方向除了我國公路條件改善外，還和我國公路貨物運輸市場息息相關。目前，我國公路貨運市場的主體依然是以個體戶為主，公路貨運甚至還談不上物流管理，具有運 輸成本高、隨意性大、服務沒有保證等特點。隨著我國加入世界貿易組織，這種格局將要 逐步被打破。我國汽車工業(yè)保護期只有五年，但是公路貨運市場卻可以向外資開放?？鐕?物流公司正虎視眈眈盯著中國公路貨運這塊大市場。這場戰(zhàn)斗誰是贏者，不言自明。集團 化貨運市場對卡車的個性化要求將越來越高，同時需求數量也將越來越大。可以毫不夸張 地說，未來的卡車發(fā)展方向將是專用車。美國等發(fā)達國家

13、專用車市場十分巨大，專用車具有品種多、技術含金量高等特點。就 專用車品種而言，美國就有5000多個品種，甚至很多專用車已經被 E化，裝有電腦、衛(wèi) 星導航等系統(tǒng)。確切地說，我國專用車市場最終是向多品種、高精尖的方向發(fā)展。尤其是 隨著我國公路運輸主體的逐漸變化，將加快產品結構的變化和技術的升級。1.3自卸車概述自卸汽車是利用本車發(fā)動機動力驅動液壓舉升機構，將其車廂傾斜一定角度卸貨，并 依靠車廂自重使其復位的專用汽車。自卸汽車按其用途可分為兩大類：一類屬非公路運輸用的重型和超重型（裝載質量在20t以上）自卸汽車。主要承擔大型礦山、水利工地等運輸任務，通常是與挖掘機配套使用。 這類汽車也稱為礦用自卸汽

14、車。它的長度、寬度、高度以及軸荷等不受公路法規(guī)的限制， 但它只能在礦山、工地上使用。另一類用于公路運輸用的輕、中、重型（裝載質量在220t）普通自卸汽車。它主要承擔砂石、泥土、煤炭等松散貨物運輸，通常是與裝載機配套使 用。某些自卸汽車是針對專門用途設計的，故又稱專用自卸汽車。如：擺臂式自裝卸汽車、 自裝卸垃圾汽車等。圖1-1為普通自卸汽車的結構組成。普通自卸汽車技裝載質量 me分為：輕型自卸汽車1.5t、中型自卸汽車3.5豈譏：8t和重型自卸汽車 me & ;按運載貨物傾卸方向分為：后傾式、側傾式、三 面傾式和底卸式自卸汽車；按車廂欄板結構分為：欄板一面開啟式、欄板三面開啟式和簸 箕式

15、（即無后欄板）自卸汽車。隨著國內基礎設施建設需要不斷增加，自卸車產量近年來一直保持較高產銷量，在專 用車綜合產量中保持第一位置，但在種類、型式、材料運用方面與國外還有一定的差距。 自卸汽車繼續(xù)快速增長，銷量超過載貨汽車上升到第一位。主要原因是固定資產投資強勁 增長，巨大的投資規(guī)模奠定了自卸車市場需求基礎；自卸汽車品種增加，不僅適應和滿足 施工需求，同時向運輸市場發(fā)展；牽引汽車保持較快發(fā)展，已成為長距離公路運輸的主力 車型。圖1-1普通自卸汽車結構組成1-液壓傾卸操縱裝置；2-傾卸機構；3-液壓油缸；4-拉桿；5-車廂；6-后鉸鏈支座；7-安全撐桿；8-郵箱；9-油泵；10-傳動軸；11-取力器

16、2總體布置設計2.1專用汽車總體布置原則專用汽車總體布置的任務是正確選定整車參數，合理布置工作裝置和附件。使取力裝 置、專用工作裝置、其它附件與所選定的汽車底盤構成相互協(xié)調和匹配的整體，達到設計 任務書所提出的整車基本性能和專用性能的要求。在進行總體布置時應按照以下原則：1）盡量避免對汽車底盤各總成位置的變動因為一些總成部件位置的變動，不僅會增加成本，而且也可能影響到整車性能。但有 時為了滿足專用工作裝置的性能要求，也需要作一些改動，如截短原汽車底盤的后懸、燃 油箱和備胎架的位置作適當調整等。但改變的原則是不影響整車性能。2）應滿足專用工作裝置性能的要求，使專用功能得到充分發(fā)揮例如氣卸散裝水泥

17、罐式汽車的專用功能是利用壓縮空氣使水泥流態(tài)化后，通過管道將 水泥輸送到具有一定高度和水平距離的水泥庫中。氣卸水泥的主要性能指標是水泥剩余率 或?；衣?，為了降低這一指標，可將罐體布置成與水平線成一定角度，如圖2-1所示。但這樣布置會使整車質心提高，減少了側傾穩(wěn)定角，因此也可以水平布置。所以在進行總布 置時，要從多方面綜合考慮。圖2-1斜臥式粉罐汽車總體布置1-裝料口； 2-排氣閥；3-空氣壓縮機；4-慮氣器；5-安全閥；6-進氣閥；7-二次噴嘴閥；8- 壓力表；9-卸料口； 10-調速器操縱桿；11-卸料軟管；12-進氣管道3）裝載質量、軸載質量分配等參數的估算和校核為適應汽車底盤或總成件的承載

18、能力和整車性能要求，在總布置初步完成后應對某些 參數其中最主要涉及的是裝載質量的確定和軸載質量的分配進行估算和校核，這些參數對 整車性能有很大影響。若不滿足要求應修改總體布置方案。4）應避免工作裝置的布置對車架造成集中載荷例如在圖2-2混凝土攪拌運輸車的布置方案中，圖（a）的布置形成了明顯的集中載荷， 而在圖（b）的布置中、由于采用了具有足夠剛性的副車架，因而可將這種集中載荷轉化成均 布載荷，有利于改善主車架縱梁的強度和壽命。£b)圖2-2主車架縱梁載荷狀態(tài)比較5）應盡量減少專用汽車的整車整備質量，提高裝載質量由于專用汽車工作裝置的增加，使得專用汽車的整備質量比同類底盤的普通貨車要增

19、 加。據統(tǒng)計，一般自卸車要增加耗材 5%10%, 般罐式車要增加耗材15%25%,因 此，減少整備質量，充分利用底盤的裝載質量，增大質量利用系數，是專用汽車改裝設計 過程個要追求的主要指標之一。6）應符合有關法規(guī)的要求例如對整車的長、寬、高、后懸等尺寸在相關法規(guī)中部有明確的規(guī)定，一定不能超出 標準的要求。2.2車廂的設計自卸汽車車廂的結構形式車廂是用于裝載和傾卸貨物。它一般是由前欄板、左右側欄板，圖2-3為典型的底板橫剖面呈矩形的后傾式車廂結構。為避免裝載時物料下落碰壞駕駛室頂孟，通常車廂前欄 板加做向上前方延伸的防護擋板。車廂底板固定在車廂底架之上。車廂的側欄板、前后欄 板外側面通常布置有加

20、強筋。后傾式車廂廣泛用于輕、中和重型自卸汽車。它的左右側欄板固定，后欄板左右兩端 上部與側欄板餃接，后欄板借此即可開啟或關閉。圖2-3車廂結構圖1-車廂總成；2-后欄板；3、4-鉸鏈座；5-車廂鉸支座；6-側欄板；7-防護擋板；8-底板側傾式及三面傾卸式車廂欄板與底板為直角，如圖2-4所示。其欄板開啟、關閉的鉸接軸為上置式，開啟時，欄板呈自由懸垂狀，多用于有側傾要求的中型自卸汽車。礦用白卸汽車和重型自卸汽車的車廂多采用簸箕式，以方便裝載，傾卸礦石、砂石等。 有的簸箕式車廂采用雙層底板結構，以增加底板的強度和剛度，并可減輕自重。簸箕式車 廂如圖2-5所示。圖2-4側頃式及三面傾卸式車廂圖2-5簸

21、箕式車廂本文設計的EQ3090是承擔市區(qū)或市郊短途運輸的普通自卸汽車，沒有側傾要求，故 米用后傾式車廂。車廂的設計規(guī)范及尺寸確定將全金屬焊接車廂設計成等剛度體車廂是自卸汽車設計的重點但是很難既能保證高強度又能保證輕量化。就整車而言，可以看成由車輪、前軸、后橋殼、懸架、車架、車廂及其橡膠緩沖塊等 不同剛度單元組合而成的彈性體，受力時，將按照各自的剛度產生各自的變形，其變形量 與剛度成反比，吸收的能量與剛度成正比。車廂剛度，無論是彎曲剛度還是扭轉剛度，都會增加車架的相應剛度，兩者的剛度是 相輔相成、互相補償的。當汽車前后左右車輪處于高差較大的路面，車架扭曲較大時，車 廂應該有一定的扭轉隨動性。如果

22、車相的扭轉剛度過大，當車架扭轉到一定程度時，車廂前支承緩沖塊相應的一側壓到極限位置，車廂縱梁的另一側可能離開緩沖塊，車廂前端的 一大部分重量轉移到一側的車架縱梁上，縱梁可能超載損壞。如果車廂扭轉剛度過小，能 與車架扭轉隨動，當車架產生較大扭曲時，車廂可能因變形過大而早期損壞。全金屬焊接等剛度車廂設計的規(guī)范化的定量的設計計算方法并不是很完善，根據一些 經驗，可以知道一些設汁規(guī)范和經驗數據：1) 車廂底板和側梁斷面應小些，布置應密集，這樣易于形成等剛度。自卸汽車的車 架斷面系數也應比同級噸位的貨車車架大一倍。2) 對于兩軸載質為10t的車廂，車架按1.5t整體重物從Im高處落人車廂的沖擊負荷 進行

23、計算，車廂底板厚度應不小于10mm，其選材強度等級大于60kg級。5t自卸汽車的車 廂底板厚度應不小于6mm,本文所設計的EQ3090自卸車，其額定載荷為4.5t，故其車廂 底板厚度取6mm。車廂的內部形狀應為簸箕形，底板前窄后寬，單邊角度1°1.5°橫端面下窄上寬，單邊角度1°1.5°這樣，當車廂傾卸時，貨物不易在車廂內卡住，易于傾卸。由此，確定出EQ3090車廂的尺寸如表2-1:表2-1EQ3090車廂主要尺寸長(mm)寬(mm)高(mm)底板厚(mm)365022948006側板厚(mm)底板傾斜角度(° )側板傾斜角度(° )

24、6112.3舉升機構的設計舉升機構形式的選擇舉升機構分為兩大類：直推式和連桿組合式，它們均采用液體壓力作為舉升動力直推式舉升機構利用液壓油缸直接舉升車廂傾卸。該機構布置簡單、結構緊湊、舉升 效率高。但由于液壓油缸工作行程長，故一般要求采用單作用的2級或3級伸縮式套筒油缸。按油缸布置位置不同，直推式舉升機構可分為前置和后置(也稱中置)兩種，如圖2-6所 示。前置式油缸支在車廂前部，油缸的舉升力較小，油缸行程較大，一般用于重型自卸汽車上, 油缸則通常采用多級伸縮油缸。，后置式油缸支在車廂中部，油缸行程較小，油缸的舉升力較 大，多采用雙缸雙柱式油缸。在相同舉升載荷條件下，前置式需要的舉升力較小，舉升

25、時車 廂橫向剛度大，但油缸活塞的工作行程長；后置式的情況則與前置式的相反。圖2-6直推式舉升機構的布置(a)前置式；(b)后置式常用的連桿組合式舉升機構布置有兩種：油缸前推式（又稱T式）和油缸后推式（又稱D式），如圖2-7所示。圖2-7連桿組合式舉升機構（a）油缸前推式；（b）油缸后推式 1-鉸支座；2-車廂；3-油缸；4-三角臂 直推式和連桿組合式舉升機構的綜合比較見表2-2：表2-2直推式與連桿組合式舉升機構的綜合比較類別 項目、直推式桿系傾卸式結構布置簡便，易于布置比較復雜系統(tǒng)質量較小較大建造高度較低較咼油缸加工工藝多級缸，加工精度高，工藝性差單級缸，制造簡便，工藝性好油壓特性較差較好系

26、統(tǒng)密封性密封環(huán)節(jié)多，易滲漏，密封性差密封環(huán)節(jié)少，不易滲漏，密封 性好工作壽命磨損大，易損壞，工作壽命短不易磨損，工作壽命長制造成本較高較低系統(tǒng)傾卸穩(wěn)定性較差較好系統(tǒng)耐沖性較好較差直推式舉升機構結構簡單，較易于設計。但由于是油缸直接頂起車廂，為了達到一定的舉 升角度,往往需采用多級油缸，而為了提高整車的穩(wěn)定性，又常采用雙油缸結構。這樣易導致 油缸泄漏或雙缸不同步，進而造成車廂舉升受力不均。目前，該類舉升機構主要用于重型自 卸汽車。連桿組合式舉升機構利用三角形連桿機構的放大特性，減小了油缸行程，同時還能借助于連桿系的橫向跨距來加強卸貨時的穩(wěn)定性，只需采用單級單缸的油缸型式就可滿足要求。 因此，該類

27、舉升機構制造工藝相對簡單，在生產實際中獲得了廣泛應用。油缸前推式舉升機 構適用于中、重型自卸汽車；油缸后推式適用于中、輕型自卸汽車。綜上所述，對于EQ3090自卸車，本文選用油缸后推式舉升機構。該種舉升機構通過 三角板于車廂底板相連推動車廂，啟動性能較好，并能承受較大的偏置載荷；舉升支店在 車廂中心附近，車廂受力狀況較好。圖2-8后推連桿組合舉升機構原理232最大舉升角的確定確定車廂最大舉升角的依據是傾卸貨物的安息角。常見貨物的安息角如表2-3所列表2-3常見貨物的安患角物料煤焦炭鐵礦石細砂安息角27° 45°50°40° 45°30°

28、; 45°物料粗砂石灰石粘土水泥安息角50°40° 45°50°40° 50°設計的車廂最大舉升角-max必須大于貨物安息角，以保證把車廂內的貨物卸凈。此外，在最大舉升角珀ax。時，車廂后欄板與地面須保持一定的間距H，如圖2-9所示。為了避免車廂傾卸時與底盤縱梁后端發(fā)生運動干涉， 故圖2-9中的厶L必須大于零。設計時，自卸 汽車車廂最大舉升角可在50°60°之間選取。對于EQ3090自卸車，這里定其最大舉升角 為 55°。圖2-9自卸汽車后傾最大舉升角的確定2.4取力器的設計除了少量專用汽車的工

29、作裝置因考慮工作可靠相符殊的要求而配備專門動力驅動外 （例如部分冷藏汽車的機械制冷系統(tǒng)），絕大多數專用汽車上的專用設備都是以汽車底盤自 身的發(fā)動機為動力源，經過取力器，用來驅動齒輪液壓泵、真空泵、柱塞泵、輕質油液壓 泵、自吸液壓泵、水泵、空氣壓縮機等，從而為自卸車、加油車、牛奶車、垃圾車、吸污 車、隨車起重車、高空作業(yè)車、散裝水泥車、攔板起重運輸車等諸多專用汽車配套使用。 因此，取力器在專用汽車的設計和制造方面顯得尤為重要。根據取力器相對于汽車底盤變速器的位置，取力器的取力方式可分為前置、中置和后 置三種基本型式，每一種基本形式又包括若干種具體的結構，如下所列。p發(fā)動機前端取力 前置式J發(fā)動機

30、后端取力 夾鉗式取力變速器上蓋取力 取力器取力方式中置式變速器側蓋取力變速器后端蓋取力4后置式分動器取力后式傳動軸取力其中，變速器側蓋取力，由于在設計變速器時已考慮了動力輸出，因而一般在變速器 左側和右側都留有標準的取力接口，也有專門生產與之配套的取力器的廠家，這種取力器 較為常用，故本課題中，為了便于設計，節(jié)約成本，同時也考慮到大批量生產，采用變速 器側蓋取力方式。圖2-10變速器側蓋取力器1-氣缸；2-活塞；3、4-0型封圈；5-活塞桿；6-彈簧；7我叉；8-滑動齒輪；9-接合齒輪；10-油封；11-輸出軸；12-滾針軸承；13-中間齒輪；14-外殼；15-定位銷；16-十字軸；17、21

31、-傳動軸；18-泵架；19-彈性柱銷聯(lián)軸節(jié)；20-液壓泵；22-連接套筒2.5功率和比功率計算2.5.1功率平衡計算專用汽車在行駛過程中所需的驅動功率 Pt按下式計算:丄測CDvmax3600 max 76140 max式中ma整車總質量 kg ；f滾動阻力系數;汽車底盤傳動系的機械效率;Cd 空氣阻力系數；Ad整車迎風面積 m2 ；Vmax最高車速 km/h ；Po 專用工作裝置在車輛行駛中從汽車底盤所取的功率kW ；0專用工作裝置的機械效率。若考慮發(fā)動機功率有一定的儲備，則需要給發(fā)動機確定一定的負荷率，其范圍一般在 75%90%。當外載負荷變化大，或車輛行駛所需的功率估算不準確時，應取下限

32、值，即 0.75;當外載負荷變化小，或所需的功率估算較準確時，取上限值，即0.90, 般負荷率不大于0.90。這樣可計算出專用汽車發(fā)動機所需要的總功率P為：PPtkW（0.75 0.90比功率計算所謂汽車的比功率Pd是指單位汽車總質量的發(fā)動機功率，若不計風阻，其計算式有巳二 p； makW kg據統(tǒng)計，專用汽車（含汽車列車）比功率的大致范圍是：maY5 103kgPd 0.015 0.021kW kgma _5 103kgPd -0.0075 0.011kW kgma>19 103kg Pd =0.00478 0.007 kW.'kg目前，隨著公路條件的改善，車輛運輸速度的提高，

33、比功率有增加的趨勢。例如有的國家規(guī)定，對于大客車、貨車（專用車）及汽車列車，其比功率不能低于 0.006kWfkg，以防 止車輛的動力性不足，阻礙車流。經 Matlab 編程可以得到以下結果：P= 99.3947 kW ； Pd 二 0.01080965 kW kg3 底盤車架的改裝3.1 底盤的選擇目前改裝專用汽車選用的底盤主要是二類或三類汽車底盤，也有為某些專用汽車設 計的專用底盤。汽車底盤的選擇或設計專用底盤主要根據專用汽車的類型、用途、裝載質 量、使用條件、專用汽車的性能指標、專用設備或裝置的外形尺寸、動力匹配等來決定。目前我國對于常規(guī)的廂式車、罐式車、自卸車等通常是采用二類汽車底盤改

34、裝設汁。 這是目前專用汽車設計中選用底盤型式最多的一種。所謂二類汽車底盤，即在基本型整車 的基礎上。去掉貨箱。在改裝設計的總布置時，在沒有貨箱的汽車底盤上，加裝所需的工 作裝置或特種車身。采用二類汽車底盤進行改裝設計工作的重點是整車總體布置和工作裝 置設計。在設計時若嚴格控制了整車總質量、軸載質量分配、質心高度位置等，則基本上 能保持原車型的主要性能。但是，還要對改裝后的整車重新作出性能分析和計算。對客車、客貨兩用車、廂式貨車等則通常采用三類汽車底盤改裝設計。所謂三類汽車 底盤，般是在基本型車的基礎上，去掉貨箱和駕駛室。近年來，我國乘用車發(fā)展很快， 對乘用車使用性能的要求也在不斷提高，再用原來

35、的三類汽車底盤改裝的客車已越來越不 受歡迎。因此，各類專用客車底盤應運而生。這些專用客車底盤的基本特點是利用基本型 總成，按客車性能要求更新進行整車布置， 更新設計懸架系統(tǒng)。 這種底盤不僅在質心位置、 整車性能特別是平順性方面有很大的變化，而且在傳動系統(tǒng)和動力匹配、以及制動系統(tǒng)等 總成方面也有較大的改裝設計。目前在用普通汽車底盤作改裝設計時把更換了發(fā)動機的底盤，如將汽油發(fā)動機改換 成柴油發(fā)動機亦當作三類底盤處理。無論選用二類或三類汽車底盤，很難完全滿足某些專用汽車的性能要求。例如用普通 汽車底盤改裝廂式貨車、存在質心過高，軸荷分配不合理的問題；改裝消防車，首先是底 盤車速就達不到要求；改裝客廂

36、式專用車，存在平順性差的問題。因此，可以這樣說，若 要使我國的專用汽車上質量、上檔次，一定要開發(fā)出一些具有特點的專用汽車底盤。在專用汽車底盤或總成選型方面，一般應滿足下述要求：1) 適用性對貨運車用的總成應適應貨運要求，保證貨運安全無損；對乘用車用的總成應適于乘 客的需要達到乘座安全舒適； 對各種專用改裝車的總成應適于專用汽車特殊功能的要求， 并以此為主要目標進行改裝選型設計，例如各種取力器的輸出接口等。2) 可靠性 所選用的各總成工作應可靠，出現故障的幾率少，零部件要有足夠的強度和壽命，且 同一車型各總成零部件的壽命應趨于均衡。3) 先進性所選用的底盤或總成應使整車在動力性、經濟性、制動性、

37、操縱穩(wěn)定性、行駛平順 性及通過性等基本性能指標和功能方面達到同類車型的先進水平。而且在專用性能上要滿 足國家或行業(yè)標準的要求。4) 方便性 所選用的各總成要便于安裝、檢查、保養(yǎng)和維修。處理好結構緊湊與裝配調試空間合 理的矛盾。在選用專用汽車底盤時，除了上述因素外，還有以下兩個很重要的方面：一是 汽車底盤價格，它是專用汽車購置成本小很大約部分，一定要考慮到用戶可以接受。這也 涉及到專用汽車產品能否很快地占有市場、企業(yè)能否增加效益等問題。二是汽車底盤供貨 要有來源，要同生產汽車底盤的主機廠有明確的協(xié)議或合同，無論汽車底盤滯銷或緊俏， 一定要按時將底盤供貨。本文設計的EQ3090自卸車是在EQ109

38、0的基礎上改裝而成，故其底盤選用EQ1090的 底盤。3.2主車架的改裝主車架是汽車底盤上各總成及專用工作裝置安裝的基礎，改裝時受到的影響最大，因 此，要特別引起注意。主車架的鉆孔和焊接主車架是受載荷很大的部件，除承受整車靜載荷外，還要受到車輛行駛時的動載荷， 為了保持主車架的強度和剛度，原則上不允許在主車架縱梁上鉆孔和焊接，應盡量使用車 架上原有的孔。如果安裝專用設備或其它附件，不得不在車架上鉆孔或焊接時應避免在 高應力區(qū)鉆孔或焊接。主車架縱梁的高應力區(qū)在軸距之間縱梁的下冀面和后懸的上冀面 處。因為這些部位縱梁應力較大，鉆孔容易產生應力集中。對于主車架縱梁高應力區(qū)以外的其余地方需要鉆孔或焊接

39、時，應注意以下事項：1）盡量減小孔徑，增加孔間距離，對鉆孔的位置和孔徑規(guī)范，應滿足圖3-1和表3-1的要求。尺寸車型重型 車中型 車輕型 車孔間距/mmA>70>60>50B>50>40>30C 1>50>40>30孔徑/mm<15<13<11表1-3主車架鉆孔的尺寸要求圖3-1主車架鉆孔的孔徑 和孔間距2）在縱梁翼面高應力區(qū)外的其它部位鉆孔，只能在中心處鉆一個孔，如圖3-1所示3）在縱梁的邊、角區(qū)域亦禁止鉆孔或焊接，如圖3-2、圖3-3所示的區(qū)域即為不允許鉆孔和焊接加的部位。因為在這些部位進行鉆孔或焊接，極易引起車架早期

40、開裂。圖3-2主車架縱梁禁止鉆孔區(qū)4）嚴禁將車架縱梁或橫梁的男面加工成缺口形狀。本課題中由于主車架與副車架之間的連接選用止推連接板形式，故主車架不用考慮鉆 孔，只需考慮焊接的位置得當。主車架的加長設計因專用汽車法布置的需要，對主車架有時要進行加長。例如廂式零擔貨物運輸車和輕 泡貨物運輸車，若用普通汽車底盤改裝.則需要將軸距加大，改裝長貨廂來提高運輸效率, 此時要將車架在其中部斷開后再加長。也有將車架后懸部分加長的改裝設計。車架加長部分應盡量采用與原車架縱梁尺寸規(guī)格一樣、性能相同的材料。車架的加長 部分與車架的連接一般采用焊接。首先在縱梁腹板處，按與縱梁軸線成夾角45?；?0c的方向把縱梁斷開，

41、然后把切口斷面加工成坡口形狀，如圖3-4所示。最后將加部分與車架縱梁對接起來。為了獲得v型焊縫對接接頭的最佳強度，防止焊縫起點出現焊接缺陷， 應朱用引弧焊法或退弧焊法。焊接時應根據縱梁的材料選擇合適的焊條型號、直徑及焊接 規(guī)范?？刹捎檬止る姽潞富驓怏w保護焊，并選用磁性焊條，保證在高載荷、變形和振動的 情況下的焊接強度。圖3-4縱梁的坡口形狀主車架加強板的設計1）設主車架縱梁加強板的條件主車架改裝時，為了減少車架縱梁的局部應力?；蛘邽榱耸管嚰芗娱L后仍能滿足強度 和剛度的要求，對裝載質量增加；軸距和總長發(fā)生變化，使車架采用中部拼接或尾部加長 時；為了使車架高應力區(qū)（危險斷面）滿足強度和剛度的要求，

42、同時又使車架在某一區(qū)間的 截面尺寸變化不致太大，這些情況，常常在車架縱梁上采用加強板。2）加強板的形狀加強板的截面形狀推薦選用L型，其厚度應不小 于車架厚度的40%。L型加強板的冀面應貼合在 車架縱梁翼面受拉伸的一邊。加強板的端頭形狀 應逐步過渡，如切成小于45°的斜角，或在端頭 中部開光滑槽，如圖3-5所示。3）加強板的布置加強板布置的合理，可以有效地減少車架的應 力。若布置不合理，則可能使車架產生應力集中。 為了避免應力集中，加強板的端頭位置不應在剛 度變化部位和集中載荷作用的地方。例如，應使 加強板的端頭和副車架的端頭充分重疊一部分 或使二者相互離開足夠的距離，如圖 3-6所示

43、。4）加強板的控制加強板和主車架的固定最好采用鉚接。加強 板末端和鉚釘孔之間的最小距離為 25mm，鉚釘 的間距為70150 mm。當鉚接有困難時，可在 加強板上加工孔塞焊于縱梁膠板上，塞焊孔直徑 為2030 mm，塞焊孔與加強板端部的最小距離 為25mm,孔間距為100170 mm。圖3-5加強板的湍頭形狀1-主車架縱梁；2-加強板圖3-6加強板的合理布置1-加強板；2-主車架縱梁；3-副 車架3.3副車架的設計在專用汽車設計時，為了改善主車架的承載情況，避免集中載荷，同時也為了不破壞 主車架的結構，一般多采用副車架（副梁）過渡。本車在工作中受較大的彎曲應力。因此, 本車副車架縱梁采用兩根抗

44、彎性能較好的平直槽行梁，材料為 16M nReL。在增加副車架的同時，為了避免由于副車架剛度的急劇變化而引起主車架上的應力集 中，所以對副車架的形狀、安裝位置及與主車架的連接方式都有一定的要求。副車架的截面形狀及尺寸專用汽車副車架的截面形狀一般和主車架縱梁的截面形狀相同，多采用如圖3-7所示的槽形結構，其截面形狀尺寸取決于專用汽車的種類及其承受載荷的大小。對于隨車起重 運輸車的副車架來說，在安裝起重裝置的范圍內，應按如圖3-8和圖3-9所示的方式用一塊腹板將副車架截面封閉起來，以提高副車架的抗扭和抗彎能力。圖3-8加強后的副車架截面形狀1-副車架；2-腹板圖3-7副車架的截面形狀圖3-9加強腹

45、板的位置參照國內外總質量相近車型的副車架縱梁端面尺寸，確定副車架縱梁端面尺寸為100、80、6mm。加強板的布置車架中部（液壓舉升機構位置）所受彎曲、扭曲最大，因此在這一區(qū)域應加加強板，考慮 到零件的工藝性，由于下翼板所受彎曲應力較大，因此，加強板緊貼下翼板，為了避免下 翼板由于鉆孔而導致抗彎強度下降，除與后加強板重疊部位，該加強板主要與腹板連接。在縱梁上加上加強板，加強板端頭區(qū)域車架容易產生集中應力。為了降低應力集中， 加強板端頭形狀有三種設計方式，見圖 3-10。圖3-10加強板的三種設計方式 本副車架為了批量生產時工藝簡單，采用了圖 3-10 (b)角型的端頭形狀。副車架的前端形狀及安裝位置此處省略NNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNNN字。纟士審I五結束語時間流逝如箭！三個月的畢業(yè)設計眼看就要結束了，這三個月的時間，是我大學成長 的一個飛躍。在這期間，我不斷的汲取知識，消化知識。設計過程中，我經常遇到這樣那 樣的困難，這也讓我發(fā)現自己理論知識的貧瘠和理論聯(lián)系實踐能力