新型無框架車輛運(yùn)輸車設(shè)計(jì)方案

1、新型無框架車輛運(yùn)輸車設(shè)計(jì)-汽車新型無框架車輛運(yùn)輸車設(shè)計(jì)王智1張后亮21 安徽開樂專用車輛股份有限公司安徽阜陽2360002 海沃機(jī)械(中國(guó))有限公司江蘇揚(yáng)州712000摘要：為滿足商品車道路運(yùn)輸?shù)男枨螅_發(fā)出一種可牽引中置軸的單車 車輛運(yùn)輸車。介紹了該單車車輛運(yùn)輸車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并進(jìn)行了應(yīng)力分析及裝載試驗(yàn)。關(guān)鍵詞 ：車輛運(yùn)輸車無框架液壓操作應(yīng)力分析中圖分類號(hào)：U469.6+91.07 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1004-0226(2016)05-0100-03第一作者王智，男，1983年生，助理工程師，現(xiàn)從事車輛運(yùn)輸車產(chǎn)品 設(shè)計(jì)工作。1前言新版GB 1589道路車輛外廓尺寸、軸荷及質(zhì)量限值即將實(shí)

2、施，將會(huì)給我國(guó)的物流行業(yè)帶來根本性的變化， 特別是商品車運(yùn)輸業(yè)。中置軸車輛運(yùn)輸車 相比傳統(tǒng)的車輛運(yùn)輸車具有如下幾個(gè)特點(diǎn)：一是油耗低，傳統(tǒng)車型的牽引車功率 約為320kW，中置軸則只需210 kW ;二是裝載量大，標(biāo)準(zhǔn)的車輛運(yùn)輸車裝載 量為6輛，中置軸裝載量為810輛；三是勞務(wù)成本低，傳統(tǒng)車型駕駛員必須 具有Al駕照且需要另配一人協(xié)助，中置軸車輛則僅需要Bl駕照并可以單人操作。中置軸列車和傳統(tǒng)車輛的投入相差不大，均在50萬元左右。結(jié)合國(guó)內(nèi)現(xiàn)行的法 規(guī)政策以及實(shí)際使用的需求，在通過對(duì)外國(guó)車輛運(yùn)輸車先進(jìn)的技術(shù)形式、 設(shè)計(jì)理 念、加工工藝等方面的消化和吸收，依據(jù)國(guó)內(nèi)的載貨底盤的實(shí)際狀況，提出了一 款單

3、車車輛運(yùn)輸車設(shè)計(jì)方案。2結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及試驗(yàn)該款單車運(yùn)輸車可裝載小型轎車 5輛或中型轎車4輛，裝載高度在4.2 m 以下，能滿足新版GB 1589法規(guī)要求，外形如圖1所示。11 Ml*« 1.M蟲柱該款單車車輛運(yùn)輸車是在二類載貨底盤的基礎(chǔ)上加裝車架結(jié)構(gòu)，包括能 提供液壓動(dòng)力的載貨車底盤和上層大跳板，在底盤的前端左右側(cè)分別加裝固定立 柱，在兩個(gè)立柱內(nèi)部分別安裝有舉升油缸一， 上層大跳板的前端分別與兩個(gè)舉升 油缸一的活塞桿的上端轉(zhuǎn)動(dòng)連接，底盤后端還轉(zhuǎn)動(dòng)連接有下層跳板的一端，立柱 內(nèi)油缸的活塞桿與下層跳板的底面固定連接，在下層跳板的內(nèi)部安裝有油缸二， 油缸二的活塞桿連接至上車跳板的一端，上車跳板

4、在油缸的作用下從下層跳板的 后端做往復(fù)伸縮運(yùn)動(dòng)，在底盤的后端與上層大跳板的后端之間連接有活動(dòng)立柱， 在底盤的后端還安裝有油缸三，油缸三的活塞桿與活動(dòng)立柱連接，在支撐板的上 端前側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)連接有前活動(dòng)踏板，在支撐板上還安裝有手動(dòng)泵及油缸， 手動(dòng)泵及油 缸四的活塞桿均與前活動(dòng)踏板的下側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)連接， 活動(dòng)跳板的前端與前活動(dòng)踏板的 后側(cè)部位轉(zhuǎn)動(dòng)連接，活動(dòng)跳板的后端與油缸的活塞桿轉(zhuǎn)動(dòng)連接， 油缸五安裝在支撐板上，在上層大跳板上還分別轉(zhuǎn)動(dòng)連接有活動(dòng)踏板一和活動(dòng)踏板二，活動(dòng)踏板 一與活動(dòng)踏板二之間的距離大于待運(yùn)輸車輛的長(zhǎng)度，活動(dòng)踏板一的后端和活動(dòng)踏 板二的后端分別連接油缸六和油缸七的活塞桿，油缸六和油缸七分別安裝

5、在上層 大跳板的側(cè)面。轎車裝載實(shí)現(xiàn)方式為：?jiǎn)?dòng)底盤車輛，轉(zhuǎn)怠速擋，使取力器能輸出動(dòng)力， 通過操縱多路閥手柄通過油缸調(diào)整下層飛機(jī)跳、上層大踏板至圖2狀態(tài)；通過下 層飛機(jī)跳內(nèi)油缸使上車跳板伸出，將活動(dòng)小跳板搭在上車跳板上調(diào)整至合適的角 度，啟動(dòng)轎車，將轎車沿斜坡移動(dòng)至上層大踏板上， 并按圖3所示狀態(tài)用捆綁帶 及阻擋器前后限位固定，并調(diào)整上層油缸，使上層車輛之間留有足夠的間隙， 操 作多路閥將大踏板舉升至最高狀態(tài)，將轎車沿活動(dòng)小跳板及下層飛機(jī)跳板移動(dòng)到 下層位置并加以固定，再將活動(dòng)小跳板收回，把載有轎車下層飛機(jī)跳升高，并調(diào) 整固定立柱內(nèi)、活動(dòng)立柱處油缸，使上層踏板下落，上、下層車輛之間留有安全 間隙

6、即可，檢查各裝載的商品車輛，確保整車安全，底盤熄火，即完成裝載。卸 車則是裝車的逆過程，在此不再贅述。2 辜烘在設(shè)計(jì)過程中為解決桁架結(jié)構(gòu)復(fù)雜、液壓油缸同步及安全防護(hù)等問題，對(duì)整車架構(gòu)進(jìn)行CAE分析及路試試驗(yàn)。2.1桁架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單目前車輛運(yùn)輸半掛車、車輛運(yùn)輸單車的結(jié)構(gòu)均采用框架結(jié)構(gòu)。由于裝運(yùn) 轎車時(shí)受車寬限制，駕駛員無法正常開門下車或靠門角度過小， 車門與車輛運(yùn)輸 車廂體間隙較小，易存在剮蹭等質(zhì)損風(fēng)險(xiǎn)。該單車結(jié)構(gòu)采用無框架結(jié)構(gòu)，可以避 免剮蹭等質(zhì)損風(fēng)險(xiǎn)，并能減輕整車自重，節(jié)能減排效果明顯。2.2液壓同步及安全防護(hù)通過與發(fā)動(dòng)機(jī)相連的取力器帶動(dòng)液壓油箱上的齒輪泵為整個(gè)液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力，壓力極值為16

7、MPa。液壓油進(jìn)入八聯(lián)多路閥后，通過液壓油管經(jīng)平 衡閥進(jìn)入液壓鎖，最后進(jìn)入各成組液壓油缸；這樣不僅能減少液壓油缸內(nèi)泄漏， 也可以提高成組油缸左右同步精準(zhǔn)度；由于下層飛機(jī)跳內(nèi)的單只油缸，只保證上 車跳板的進(jìn)出，故不需要加裝平衡閥及液壓鎖。該車的液壓原理簡(jiǎn)圖如圖4所示。4液壓系統(tǒng)不可能完全避免液壓油的泄漏。這主要是液壓油缸由于磨損或液壓油品質(zhì)問題等原因，泄漏無法避免。為防止因液壓油滲漏引起踏板偏斜、 滑 落，需要增加結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，提高運(yùn)載過程中的安全性，在液壓油缸處加裝了機(jī) 械保險(xiǎn)裝置，如圖5(a)所示。為了保證在任何狀況下駕駛室均能夠正常翻轉(zhuǎn)， 在 駕駛室上的前踏板油缸上加裝了手動(dòng)液壓泵，確保在

8、無動(dòng)力的狀態(tài)下，也能對(duì)底 盤進(jìn)行保養(yǎng)檢修，如圖5(b)、5(c)所示。2.3整車分析及實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案完成后，對(duì)整車建立 CAE分析模型，并按設(shè)計(jì)載荷的2 .0倍 靜力加載，按型材材質(zhì)為 Q345A、板材材質(zhì)為Q345B進(jìn)行分析，從而得到： 整車最大位移量為14.7 mm，位置在上層踏板的中段（如圖 6）,小于理論彎曲 回彈量26.4 mm，符合設(shè)計(jì)要求。靜載最大應(yīng)力點(diǎn)為大踏板前段連接處及前橫梁，最大應(yīng)力為94.5 MPa，遠(yuǎn)小于選用材質(zhì)的屈服強(qiáng)度345 MPa，符合設(shè)計(jì)要求，如圖7所示。弟亠7曲曲再騎護(hù)悴結(jié)合CAE整車分析結(jié)果，模擬滿載時(shí)的質(zhì)心位置及高度，按設(shè)計(jì)承載能力的2.0倍進(jìn)行配重，整車總質(zhì)量約28 t，在省級(jí)公路及鄉(xiāng)村道路上以 60 km/h 的速度進(jìn)行實(shí)車道路試驗(yàn)，并監(jiān)測(cè)關(guān)鍵位置的應(yīng)力變化，如圖8所示。勻速行駛 時(shí)，波形平緩，高速通過坑洼路段時(shí)，應(yīng)力變化明顯。經(jīng)過應(yīng)力計(jì)算，應(yīng)力值小于所選材質(zhì)的屈服強(qiáng)度 345MPa。由