(完整word版)浅谈半挂车设计要点(转)
- 格式:docx
- 大小:143.69 KB
- 文档页数:11
****汽车公司半挂车产品设计规范手册第一版2015年4月半挂车产品设计规范目的:为规范设计、总结经验、提高效率、保证设计质量,根据相关国家标准、行业标准特制定常规半挂车设计规范,为设计提供参考依据。
适用范围:东润所生产的栏板半挂车、仓栏半挂车、厢式半挂车。
1.总体设计原则产品符合国家、行业相关标准法规要求,本公司有特殊规定的按本公司要求执行。
结构设计合理,注重产品安全性。
轴荷分配、重心布置、主挂高度差等主要参数符合公司相关规定。
产品工艺性好,方便制造和安装。
注重经济性,合理选用材料。
注重外观,要求外观美观大方。
考虑产品零部件的系列化、通用性。
2、整车方案制定时需注意事项整车外形尺寸及轴距、前后悬尽量符合公告,用户特殊要求除外,对于不符合公告之处,及时告知用户,让用户予以确认。
轴荷分配合理,整车性能应满足客户要求。
轴荷分配及主挂匹配性根据牵引车驱动形式及挂车确定轴荷分配及主挂匹配性半挂车轴荷分配比例及主挂匹配性要求关键部位设计(1)整车主要承力部位设计要安全、合理。
1)半挂车主要承力部位:牵引装置处、支承装置处、悬架部位处。
特别对于甩挂运输车辆,要特别注意这几个部位的强度问题。
2)对主要承力部位的设计原则:以保证使用安全为主要原则,根据车辆吨位配置不同,对易出现应力集中或强度较弱的部位进行局部或整体加强,分散应力,增加强度,且符合车辆尽量轻量化原则。
(2)轮胎跳动空间车架的边梁与轮胎间要留有足够的轮胎跳动空间,跳动空间不足时,在板簧中心正上方的下翼板上要加装限位块。
常用轮胎跳动空间:跳动空间130;跳动空间150.(3)关键承力部位所选用配件及材料要与车辆吨位配置相匹配。
车厢结构形式(1)栏板车车厢结构形式车箱由前栏板、箱板、立柱组成。
前栏板分东岳标准型及仿华骏型。
箱板开启方式分上下开启式、左右开启式。
三轴半挂车分11开门、13开门。
立柱分内插盒式和外插盒式。
(2)仓栏车车厢结构形式车箱由前挡板、箱板、花栏、立柱组成。
半挂车车架开裂问题及优化设计半挂车作为重型货运车辆的一种,曾经出现过车架开裂的安全问题,这一问题给行车安全带来了隐患,也引发了公众对半挂车质量和安全性的质疑。
针对这一问题,厂家和研发人员一直都在进行改进和优化设计,以确保半挂车在使用过程中的安全性和稳定性。
本文将就半挂车车架开裂问题及优化设计展开探讨。
让我们来了解一下半挂车车架开裂问题的背景。
半挂车是一种由拖车和挂车组成的货车,主要用于长途货运和大型货物运输。
在日常使用中,半挂车需要承受巨大的荷载和复杂的路况,因此车架结构的稳定性和耐久性是至关重要的。
而在一些情况下,一些半挂车的车架出现了裂纹和断裂的情况,引发了安全隐患。
造成半挂车车架开裂的原因有很多,首先是由于材料和工艺的问题。
一些半挂车制造商为了降低成本,选用了质量不符合标准的材料或采用了不当的焊接工艺,导致了车架的强度和韧性不足。
其次是设计问题,一些半挂车的车架结构设计不合理,存在应力集中和疲劳断裂的问题。
还有使用和维护问题,一些半挂车在使用过程中没有按照规定进行维护和保养,导致了车架的损坏和开裂。
针对半挂车车架开裂的问题,厂家和研发人员进行了一系列的优化设计。
首先是材料和工艺的改进,采用高强度和高韧性的钢材,加强焊接工艺和质量控制,确保车架的强度和耐久性。
其次是结构设计的改进,减少应力集中区域,增加车架的受力面积,提高抗疲劳断裂能力。
最后是使用和维护的改进,加强对半挂车的日常使用和维护培训,确保车辆在使用过程中受到正确的保养和维护。
除了以上的技术改进,一些厂家还加强了对半挂车的质量监控和检测,确保每辆车都符合相关的技术标准和安全要求。
一些半挂车制造商还建立了完善的售后服务体系,对于出现问题的车辆进行了紧急召回和维修,以确保车辆的安全和可靠性。
半挂车车架开裂问题是一个复杂的系统工程问题,需要厂家、设计师、工程师、生产工人和使用者共同努力,才能够得到有效的解决。
值得注意的是,车架开裂问题的优化设计应该从技术、管理和服务多方面进行着手,才能够真正地提升半挂车的安全性和稳定性。
浅谈半挂车“瘦身”设计作者:文 / 苏卫锋王锟付宏卫来源:《时代汽车》 2020年第15期苏卫锋王锟付宏卫大运汽车股份有限公司山西省运城市 044000摘要:随着国家对治超力度的不断加大,“计重收费”的大环境下,半挂车轻量化也越来越受到重视和关注,“减重”成为当下专用汽车研究的热点之一。
通过优化车辆结构设计、应用新材料,尽可能降低车辆重量,达到减重、降耗、节能环保、安全的目的。
本文为轻量化半挂车设计者提供了参考,可减少设计中问题的发生,提高产品的合理性。
关键词:半挂车轻量化高强度钢复合材料减重设计Brief Discussion about “Slim-down” Design of TrailerSu Weifeng,Wang Kun,Fu HongweiAbstract:With the increase of China’s control of the oversize trailer, under the environment of "weighing and charging", the lightweight of trailer is gaining more and more attention and focus, and "weight reduction" has become one of the hot topics in the research of special purpose vehicles. Through the optimization of vehicle structure design, and the application of new materials, vehicle weight is reduced as far as possible, so as to achieve the purposes of weight reduction, reduction of consumption, energy conservation, environmental protection, and safety. This paper provides a reference for designers of lightweight trailer, which can reduce the problems in design and improve the rationality of the product.Key words:trailer, lightweight, high - strength steel, composite material, weight reduction design1 引言在公路运输中,半挂车有其他运输方式所不具备的灵活、安全、简便的优势,已经发展成为我国重要的物流运输模式。
半挂牵引车的车身结构与载荷平衡分析半挂牵引车是一种常见的交通工具,它通常用于运输重型货物。
在设计半挂牵引车时,车身结构与载荷平衡是非常重要的因素。
本文将对半挂牵引车的车身结构和载荷平衡进行分析。
首先,让我们来了解半挂牵引车的车身结构。
半挂牵引车主要由牵引车头和挂车组成。
牵引车头是负责牵引和驾驶的部分,挂车则是负责承载货物的部分。
半挂牵引车的车身结构在保证牵引能力的同时,也要考虑到整车的稳定性和安全性。
为了确保半挂牵引车具有良好的稳定性,车身结构要具备一定的刚度和强度。
常见的半挂牵引车车身结构包括钢骨架结构和铝合金结构。
钢骨架结构具有较好的刚度和强度,能够承受重型货物的载荷。
而铝合金结构则具有较低的重量,能够减少车辆的自重,提高燃油经济性。
此外,半挂牵引车还需要考虑到车身的悬挂系统。
悬挂系统对于保证整车的平稳运行和减少对货物的震动起着重要的作用。
常见的悬挂系统包括钢板弹簧悬挂系统和气囊悬挂系统。
钢板弹簧悬挂系统具有较好的承载能力和稳定性,适用于运输重型货物。
气囊悬挂系统则能够提供更好的行驶舒适性和减震效果,适用于对货物有较高要求的运输。
除了车身结构,半挂牵引车的载荷平衡也是非常重要的。
良好的载荷平衡能够提高整车的稳定性和操控性。
在装载货物时,应注意将重量合理地分布在半挂牵引车的前后轮组上,以确保车辆的平衡。
重点区域的重心高度应控制在合适的范围内,避免重力对车辆的影响。
在进行载荷平衡分析时,需要考虑到半挂牵引车的空载和满载情况。
在空载情况下,半挂牵引车的车身重心较前端,导致前轴负荷较大。
而在满载情况下,货物的重心会对车辆产生较大的影响。
因此,合理地安排货物的摆放位置和重心高度至关重要。
为了确保半挂牵引车的载荷平衡,还需对安装在车体上的设备和附件进行合理布局。
例如,燃料箱、备胎等重要设备应合理分布在车身上,以平衡车辆的整体重心。
为了进一步增强半挂牵引车的稳定性和载荷平衡,一些高级技术也被引入到半挂牵引车的设计中。
半挂车车架开裂问题及优化设计半挂车是一种很常见的货运车辆,通常由牵引车和半挂车组成,半挂车车架是半挂车的关键部件之一,它是承载整个车身和货物重量的支撑结构。
一些半挂车车架存在开裂问题,造成了安全隐患。
急需对半挂车车架进行优化设计,提高其承载能力和安全性。
一、半挂车车架开裂问题半挂车车架开裂问题可能出现在多个部位,包括连接撑杆处、焊缝处和车架横梁等位置。
主要原因有以下几点:1. 材料选择不当:部分半挂车车架的材料可能不符合强度要求,导致车架在承载重量时发生开裂。
2. 焊接质量不良:焊接是制作车架的关键工艺,如果焊接质量不合格,会造成焊缝开裂,进而导致整个车架开裂。
3. 车架设计不合理:一些半挂车车架设计不合理,导致在承受载重时出现应力集中,从而加剧了车架开裂的可能性。
以上问题严重影响了半挂车的运输安全和使用寿命,因此亟需进行优化设计和改进。
二、半挂车车架优化设计为了解决半挂车车架开裂问题,需要对车架材料、焊接工艺和设计结构进行优化,提高半挂车车架的承载能力和安全性。
1. 材料优化选择:选择高强度、高韧性的材料制作车架,确保其在承载重量时不易发生开裂。
对车架材料进行严格的质量检测,确保材料符合设计要求。
2. 焊接工艺改进:优化焊接工艺,采用先进的焊接设备和工艺,提高焊接质量,确保焊缝牢固,不易开裂。
3. 结构设计优化:对半挂车车架的结构进行优化设计,增加支撑点,减少应力集中,提高整体承载能力。
可以采用优化的设计方案,如采用圆形截面来减少应力集中,避免车架开裂的发生。
通过以上优化设计,可以有效提高半挂车车架的承载能力和安全性,降低开裂的风险,提高半挂车的使用寿命和安全性。
半挂车车架的优化设计不仅对提高半挂车的运输安全和使用寿命具有重要意义,还对整个货运行业具有积极影响。
具体表现在以下几个方面:2. 降低维修成本:半挂车车架优化设计后,可以减少车架开裂和损坏的可能性,降低了维修成本和维修频率。
3. 提高运输效率:半挂车车架承载能力提升后,可以增加装载量,提高了运输效率和运输收益。
半挂车通用技术条件半挂车是一种重要的运输工具,广泛应用于物流、货运和运输行业。
为了确保半挂车的安全、高效和可靠运行,必须满足一系列通用技术条件。
本文将从设计要求、制造标准、安全性能和环保要求等方面,对半挂车的通用技术条件进行详细阐述。
一、设计要求1.载荷能力:半挂车必须具备足够的载荷能力,以满足不同货物的运输需求。
设计时应考虑挂车的结构强度、轴重分配和悬挂系统等因素,确保挂车在不同路况和载荷条件下的稳定性和可靠性。
2.适应性:半挂车必须具备良好的道路适应性,能够适应不同等级公路、城市道路及乡村道路的行驶需求。
设计时需考虑轮胎规格、悬挂系统、离地高度等因素,以确保挂车在各种路况下的通过性和舒适性。
3.空气动力学性能:为了减少空气阻力,提高行驶效率,降低油耗,半挂车的设计应注重空气动力学性能。
通过优化车身形状、降低车身高度、使用流线型部件等措施,可有效降低风阻系数,提高挂车的经济性和行驶稳定性。
4.便于维修:半挂车的设计应便于维修和保养,以延长使用寿命和降低运营成本。
例如,采用模块化设计、标准化接口、易于更换的零部件等,可简化维修流程,提高维修效率。
二、制造标准1.材料选用:半挂车的制造材料应符合相关标准,如钢材、铝材、橡胶等。
材料应具有足够的强度和耐腐蚀性,以满足挂车的使用寿命和安全性能要求。
2.制造工艺:半挂车的制造过程应符合相关工艺规范和质量管理体系要求,确保产品质量的一致性和可靠性。
例如,焊接工艺、涂装工艺、装配工艺等应严格控制,避免出现质量缺陷。
3.检测与试验:制造过程中应对半挂车进行各项检测和试验,以确保其性能和质量符合要求。
例如,对车身结构进行强度测试、对制动系统进行性能测试、对电气系统进行安全性能测试等。
三、安全性能1.制动系统:半挂车必须配备可靠的制动系统,包括行车制动、驻车制动和应急制动等。
制动系统应具有足够的制动力矩和稳定性,以保证在紧急情况下能够迅速停车并避免事故发生。
2.灯光与信号装置:半挂车必须配备齐全的灯光与信号装置,如转向灯、刹车灯、示廓灯等。
半挂牵引车牵引座强度设计及整车稳定性分析首先,半挂牵引车的牵引座强度设计是保证车辆在牵引过程中能够承受牵引力的重要因素。
牵引座的强度设计需要考虑到座椅和连接结构的强度。
座椅轴向和横向的承载能力是牵引座强度设计的关键指标,需要满足相关标准和规定。
连接结构的设计也需要考虑到受力情况,包括连接杆、螺栓和焊接等部分的强度要求。
通过使用合适的材料和结构设计,可以保证牵引座在牵引过程中不会出现破裂和变形的现象,保证牵引过程的安全性和稳定性。
其次,半挂牵引车的整车稳定性分析是评估车辆在行驶过程中的稳定性和操控性的重要手段。
整车稳定性分析需要考虑到车辆的横向和纵向稳定性。
横向稳定性分析主要关注车辆的侧倾角和侧滑角,需要通过合适的悬挂系统和稳定杆设计来提高车辆的横向稳定性。
纵向稳定性分析主要关注车辆的加速度和刹车性能,需要保证车辆在加速和制动过程中不会出现飞车或打滑的现象。
通过合适的刹车系统和悬挂系统设计,可以提高车辆的纵向稳定性。
同时,对于整车稳定性分析,还需要考虑到车辆的负载状况。
不同的负载状况会对车辆的稳定性产生不同的影响,需要通过动力学模拟和实际测试等手段来评估和优化车辆的稳定性。
此外,还需要考虑到车辆的重心高度和车身刚度等因素对整车稳定性的影响,并采取相应的措施来提高车辆的稳定性。
综上所述,半挂牵引车的牵引座强度设计和整车稳定性分析是保证车辆安全和性能的关键环节。
通过合适的设计和分析手段,可以提高牵引座的强度和车辆的稳定性,确保车辆在牵引过程中的安全性和稳定性。
这将为半挂牵引车的设计和制造提供指导和参考。
半挂车主要结构范文半挂车是一种货车,与传统的货车不同,它是由两部分组成的,即牵引车和挂车。
牵引车是一种专门用于牵引挂车的车辆,而挂车则是用于运输货物的车辆。
半挂车的主要结构如下:1.车架:车架是半挂车的骨架,由前后梁、侧梁、转向环和支撑梁等部分组成。
车架的主要作用是支撑整车的荷载,并将车身各个部分连接在一起,以确保整个车辆的稳定性和安全性。
2.轮胎和轮轴:半挂车通常有多个轮胎和轮轴,以增加车辆的承载能力和稳定性。
轮胎通过与地面的摩擦产生牵引力,将车辆推动前进。
而轮轴则将牵引力传递给车架,使车辆能够承受荷载并保持平衡。
3.转向系统:半挂车的转向系统由转向环、悬挂装置和转向机构组成。
转向环负责转向轮胎,通过悬挂装置和转向机构的配合,实现车辆的转弯和转向功能。
转向系统的设计和性能直接影响半挂车的操控性和驾驶员的操作体验。
4.车厢和货箱:半挂车的车厢和货箱是用于运输货物的部分。
通常有不同类型的货箱可供选择,如平板货箱、箱式货箱、冷藏货箱等。
车厢和货箱的设计应考虑货物的尺寸、重量和特殊需求,以保证货物在运输过程中的安全和完整。
5.制动系统:制动系统是半挂车的重要组成部分,主要包括制动踏板、制动器和制动管路等。
制动系统的设计和性能直接关系到车辆的制动效果和行驶安全。
半挂车通常采用气压制动系统,当驾驶员踩下制动踏板时,制动器会对车辆的轮轴施加制动力,使车辆减速或停车。
6.照明和电气系统:半挂车的照明和电气系统用于为车辆提供照明和电力供应。
照明系统包括前照灯、尾灯、转向灯等,用于提供足够的照明,以确保驾驶员和其他道路用户的安全。
电气系统则包括电池、发电机、线路和开关等,用于为车辆的电子设备供电,如车载电脑、收音机等。
7.安全装置:半挂车上还配备了各种安全装置,以确保驾驶员和其他道路使用者的安全。
例如,安全带、防抱死制动系统、稳定控制系统等,都可以提高车辆的行驶稳定性和安全性。
总结起来,半挂车的主要结构包括车架、轮胎和轮轴、转向系统、车厢和货箱、制动系统、照明和电气系统,以及安全装置等。
《装备维修技术》2021年第15期骨架式集装箱运输半挂车的设计要点研究李文龙(安徽华兴车辆有限公司,安徽 阜阳 236000)摘 要:随着我国科技的不断发展,集装箱运输半挂车也在不断地改善和优化。
在我国经济快速发展的同时,快递行业的兴起推动了集装箱运输车的发展。
一个良好的骨架式集装运输半挂车应具有成本低、运输效率高、容量大、牢固等特点。
本文主要通过尺寸设计、力学分析、材料选择、结构设计等方面来设计骨架式集装半挂车。
关键词:骨架式;运输;半挂车;设计要点1 骨架式集装箱运输半挂车的特点1.1材料牢固且成本低运输半挂车所用材料需要具有牢固、成本廉价的特点。
这样既节省了商家的成本,又可以增加运输车的销量。
但不可仅选用廉价的材料而忽视了产品的质量。
1.2容量大骨架式集装箱运输半挂车主要用于运输大型货物,且国内快递发达,往往运输车的运输里程也比较高。
一次性装有较多的货物意味着运输车效率的提高。
2 骨架式集装箱运输半挂车的设计2.1高度设计国家标准规定,4km为运输半挂车的最大高度,也就是说,所有的运输车辆的高度应小于4km。
骨架式集装箱运输半挂车集装箱的高度直接影响着运输车的高度。
这里以40英尺的集装箱为例,40英尺的集装箱为40英尺高,8英尺长,8英尺宽。
为了不使集装箱的高度之和等于或大于车厢的内高度,所以确定集装箱为鹅颈型。
考虑到实际制造过程中会产生一定的误差,梁高设计为136毫米,运输车的高度设计约为1.2米。
解决了集装箱与车厢的不配合问题,且符合国家标准。
2.2骨架式集装箱运输半挂车的各部位配合设计骨架式集装箱运输半挂车是一个整体,整体的运转离不开各个部位的良好配合。
如果一个部位配合不当,就会使运输半挂车产生严重的问题。
首先设计各个部分之间的距离,如果距离过小,就会产生配件之间的磨损,距离过大,则会造成材料的浪费。
牵引车的间隙半径应长出半挂车前回转半径160毫米左右。
半挂车的间隙半径应大于牵引车的后回转半径约80毫米。
半挂车的设计要点与注意事项——挂车系列文章之二
袁光涛
【期刊名称】《商用汽车》
【年(卷),期】2009(000)006
【摘要】随着我国现代化进程的不断加快,干线公路和高速公路网的形成,公路
运输逐渐成为我国客货运输的主要方式,使公路交通真正起到综合运输的基础作用、枢纽作用和干线公路运输的大动脉作用。
为了提高效率、降低成本,货运车辆的大型化、列车化也越来越受到社会的重视,已成为公路运输的主要方式之一。
近几年,半挂车市场红极一时,大量半挂车生产企业也应运而生、应运而盛。
据统计,我国2007年半挂车统计产量为11万7137辆,同比增长31.8%,可以说半挂车运
输是今后道路运输的发展趋势之一,市场前景非常看好。
【总页数】3页(P108-110)
【作者】袁光涛
【作者单位】张家口大地专用汽车制造有限责任公司
【正文语种】中文
【相关文献】
1.科技型中小企业融资实务系列文章之二撰写商业计划书的注意事项
2.行算《半挂车支承装置基本参数系列》和《半挂车支承装置通用技术条件》...
3.骨架式集装箱运输半挂车的设计要点
4.侧翻半挂车结构设计及注意事项研究
5.科技型中小企业
融资实务系列文章之二——撰写商业计划书的注意事项
因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
浅谈半挂车设计要点摘要:介绍了半挂车在设计过程中需注意的一些问题,为设计半挂车提供了参考,减少了设计中问题的发生, 提高了产品的合理性。
关键词:半挂车产品设计注意事项1 前言近些年,随着我国高速公路的快速发展,公路运输已成为货物运输的一种重要方式,公路运输具有铁路、水路等运输方式不可比拟的优越性,既可以实现门到门的直达运输,又可以实现甩挂运输、提高车辆的周转率。
因而半挂汽车列车运输方式已相当普及并逐渐成为主要的货物运输方式。
据统计,我国2007年半挂车产量为117137辆[1],同比增长为31.8 %,占专用汽车产量的16.5 %(注:2007 年,我国专用汽车产量为711887 辆), 可以说半挂车运输是今后的发展趋势,市场前景非常看好。
半挂车虽然在专用车中技术含量较低,部分生产厂家“照葫芦画瓢” ,一味去仿制,并不明白其设计的真正目的,这样制造出的产品有的太“单薄” ,用户拉不了几次货,半挂车就会“塌腰”严重的会发生大梁断裂的事故;有的厂家设计的半挂车“粗大笨重”,费油费车,严重浪费资源;有的用户在正常使用中却会发生“吃胎”或爬坡吃力的情况,这既会给用户带来误工等经济损失,增加用户的使用成本,也会给生产厂家造成大量赔偿的发生。
鉴于以上情况,笔者根据设计经验,认为半挂车在设计时首先要调查用户的最大装载量、装载货物的类型、道路条件、使用环境,做到按需开发;另外还需注意以下事项:前悬及轴荷、轴距及轮距、纵梁强度设计、轻量化设计、承载面高度、牵引车与半挂车相接合后半挂车的前后高度差。
只有综合考虑以上问题,合理进行布置设计,才能设计出让用户满意的产品。
2.前悬及轴荷2.1 前悬设计半挂车,首先要根据牵引车的前回转半径确定半挂车的前悬(见图1 )。
在确定半挂车前悬时,要考虑在坑洼地带行驶时半挂车的前部不得与牵引车车架相碰,转弯时半挂车前部不得与牵引车驾驶室的后壁或备胎架相碰,其前间隙尺寸(见图2)应≥70mm,在保证上述要求的前提下,前悬应越大越好,因为前悬大,牵引车与半挂车之间的间隙就小,行车中,风阻就小,这样可节省燃油,降低用户使用成本。
前悬与牵引车有关,有的牵引车驾驶室为尖头,有的为平头,有的尖头还带卧铺,另外牵引车的驱动形式也不同,因此设计半挂车前悬应结合牵引车综合考虑,表 1 为几种牵引车相配半挂车的常用前悬值:图1图2表1 几种牵引车相配半挂车的常用前悬值2.2 轴荷半挂车的轴荷是指牵引销支承处和半挂车车轴上的承载质量。
半挂车的轴荷分配比例,一般是根据轮胎磨损均匀,半挂汽车列车主要性能以及牵引车与半挂车的布置形式来确定。
在已知半挂车的装载质量和初估半挂车各部件的整备质量后,就可对半挂车的轴荷分配进行计算。
将已知各部件的质量和装载质量对牵引座支承点或后轮轴支承点取矩,就可求得半挂车空载时及满载时的轴荷分配。
当轴荷计算出来后,首先校核牵引销处载荷是否符合牵引车牵引座允许载荷,然后校核轮轴载荷是否超载。
如果不能满足上述要求,则应调整轴距,即牵引销至半挂车轮轴中心的距离,直到满足要求为止。
表2 为半挂车单轴/ 并装轴最大允许轴荷的最大限值。
表2 半挂车单轴/并装轴最大允许轴荷的最大限值注:(1)安装名义断面宽度超过400(公制系列)或13.00 (英制系列)轮胎的车轴,其最大允许轴荷不得超过规定的各轮胎负荷之各,且最大限值为10000 kg ;(2) 装备空气悬架时最大允许轴荷的最大限值为11500 kg ;3.轴距及轮距半挂车的轴距和轮距在很大程度上决定着半挂汽车列车的宽度、通过性、稳定性和其他一些使用性能。
半挂车轴距的确定要考虑前后轴荷的合理分配和车架的受力均匀以及整个半挂汽车列车的通过性能(如转向的灵活性等),过分地加长轴距会使半挂汽车列车转弯半径加大,影响转向性能。
但若轴距过短,则会带来一系列问题,如:车箱的长度不足或后悬过长,半挂汽车列车行驶的纵摆和横摆较大;半挂汽车列车制动或上坡时质量转移也大,致使半挂汽车列车操纵性和稳定性变坏。
因此,在确定轴距时,要综合考虑各方面的要求,在保证主要性能和轴荷分配等方面符合要求的前提下把轴距尽量设计得短一些为好[2]。
当载荷均匀分布时,一般半挂车车架长度与轴距的比值在1.4 -1.6 范围内。
半挂车的轮距通常与牵引车一致,并尽可能选用现有的车轴系列。
4.纵梁强度设计在“计重收费”的大环境下,超载已成为历史,因此在相同载质量的前提下,谁的车越轻,谁的车就越好卖,但减重也有前提,那就是安全系数不能太低,要能保证正常使用。
设计半挂车主要是车架的安全强度,而半挂车纵梁是车架中的主要承载件,半挂车纵梁截面一般为工字形,通过对纵梁上下翼板的厚度和宽度、腹板的厚度和高度进行优化设计,可以达到纵梁自重一定,而承载能力最大的效果。
半挂车纵梁也可采用热轧汽车大梁专用H型低合金高强钢,既能减轻自重,又能缩短加工制造周期,降低生产制造成本。
根据经验法则,半挂车车架安全系数一般设计为3-6 ,设计时可根据用户的使用条件及货物类型来确定,如运输煤炭等匀质货物或较平坦路面时,安全系数取小些,运输卷板或工程机械等集中载荷或路况较差时,安全系数应取大些。
5.轻量化设计 3 车辆的轻量化已成为大家重点关注的问题,欧洲还曾经有人提出过“为减轻1g 自重而努力”的口号,随着国内用户运营理念的逐渐成熟,用户的购车意向由以前的“超载型”转为“轻型车” 。
很明显,车辆的自重越小,车辆的有效装载质量也就越大,用户的使用成本也就越低。
因此半挂车轻量化设计将成为今后半挂车设计师们研究的方向。
实现轻量化主要有以下途径:5.1 采用新材料高强度钢板可以制造半挂车车架、车厢、悬架,根据经验法则,应用高强度钢板的车辆重量可以减轻25%~30%,通常能减轻28%。
比如,平常使用的10mm厚普通钢板如果换成高强度钢板,则只需要7mm厚的材料即可,此时的重量将减少30%。
拿13m的半挂车来说,重量约可降低28%左右,但如果设计得更科学,自重还可以更轻。
罐式半挂车可用铝合金材料做罐体,既减轻车辆本身自重,又提高了罐体的抗腐蚀能力。
厢式半挂车厢体材料可采用铝合金,车厢结构件和附件也可采用铝合金型材制成,不仅自重轻,而且还可以回收再利用。
国内有的厂家将半挂车车架全部用铝合金制造,大大减轻了半挂车自重。
厢式半挂车底板通常用3mm的压纹钢板,它的重量约为25.6 kg/m 2,如果选用芬欧汇川公司的产品-WISA 胶合板作车辆底板的话,同等承载强度的21mm 胶合板,其重量为14.3 kg/m 2,按2.4 米宽,13米长的半挂车计算,使用WISA板后,底板部分的重量可以减轻352kg,这就意味着相同的车可以多装352kg 的货物,按每年行驶15 万公里,每吨公里0.3 元计算,一辆车每年可以多创造15840 元的价值,对于一个拥有几百辆车的车队来说,就是一个不小的数字,这也是为什么在欧洲许多物流公司都很熟悉和喜欢使用WISA胶合板。
5.2 车架的优化设计随着电子计算机的飞速发展,在大多数结构设计中广泛采用了有限元法。
因此,采用有限元法进行车架优化设计,既可在设计初期,保证结构的合理化和轻量化,又有利于提高产品的质量和缩短新车投产周期。
在半挂车设计工作的计算验证中,有很多软件可以利用,如:MSC、Nastran 、ASKA、ANSYS等,可利用这些软件进行有限元分析,优化设计。
5.3 选用轻质零部件在第62 届德国汉诺威国际商用车展上欧洲最大的车轴生产企业BPW 公司,在展会上推出了全新的车轴系统(ECOEDIS)E,这个系统把车轴、悬挂和EBS融合在一起,自身重量减轻,维修更简单,方便[4]。
半挂车板簧通常为等截面钢板板簧,为减轻半挂车的悬架重量,提高半挂车的行驶平顺性,国内已有半挂车生产企业开始使用少片变截面钢板弹簧。
全钢丝载重汽车子午线无内胎的轮胎(简称真空胎),在国外已大量采用,国内由于价格高的原因,采用的速度较缓慢。
真空胎除了具有安全性好、节油等独特优势外,最重要的是真空胎重量轻。
此外,选用密封性好、重量轻、高强度的塑料工具箱取代钢板焊接的工具箱,车轮(钢圈)由钢制改用锻造铝合金材料,挡泥板材料用软质纤维布和塑料搭配等同样能够有效降低车辆自重。
6.承载面高度在保证半挂车通过性的前提下,承载面应越低越好,承载面低主要有以下优点,首先半挂车承载面低,相应满载货物时重心就低,行车中侧向稳定性好,转弯时不易侧翻,提高了汽车列车的安全性;其次,承载面低,相应半挂车外形高就小,行车中风阻小,可节省燃油。
另外,承载面低,可减轻装卸人员的劳动强度,提高装卸效率。
半挂车设计师们在设计时,可根据运输货物的类型,将货台设计为平货台(见图3)、阶梯型货台(见图4)、凹梁型货台(见图5),也有的厂家将车架设计为整体承载式,降低了半挂车鹅颈处高度,从而降低了承载面。
在第62 届德国汉诺威国际商用车展上考格尔公司推出的凤凰系列厢式半挂车将鹅颈部分材料由过去的钢板和铝合金板变为全部使用碳纤维,鹅颈部分的厚度由90mm变为50mm,降低了半挂车鹅颈处高度,从而降低了承载面[ 4]。
但须注意,降低半挂车承载面时,要考虑轮胎与车架上方的边梁、底板、缆绳钩等钢制件距离,若该尺寸太小,半挂车满载或在崎岖不平的路面上行驶时,由于动负荷的作用以及悬架总成中平衡梁的上下摆动,轮胎与其上方的钢制件容易相碰,造成轮胎刮伤。
设计时,须使轮胎与其上方的钢制件保持100mm-150mm的间隙,以保证行车中轮胎的跳动图3图4图57.牵引车与半挂车相接合后半挂车的前后高度差在用户确定牵引车型号的情况下,设计人员应根据满载时牵引车鞍座上平面离地高度来确定半挂车的承载面高度,半挂车的承载面高度主要由纵梁前后高度、悬架总成的高度、轮胎的型号来确定,通常半挂车的纵梁前后高度在设计车架时已确定,而轮胎型号与所选车轴及轴荷有关系,所 以设计时可通过调节悬架总成中各钢板支架高度来调节半挂车的承载面 高度。
但在设计过程中,由于牵引车新车型较多,牵引车厂家所提供的公 告参数并没有牵引车鞍座上平面离地高度,而车主也不能提供该参数,因 此半挂车厂家在设计时,只能靠一些经验去估计牵引车鞍座上平面离地高 度,这样牵引车与半挂车相接合后容易出现前低后高的不正常现象或前高 后低超限的情况,另外不同的设计者对半挂车的前后高度差尺寸大小也认 识不一,完全靠个人经验去设计,这都会致使在运输货物时,半挂车各轴 轴荷不均匀,在制动时各轴制动不同步,轴荷轻的车轴提前制动并抱死, 造成该轴轮胎胎面定点磨损或快速磨损。
当半挂车在空载状态下高速行驶 时,这种情况更为明显。
鉴于上述情况,设计时要求在牵引车与半挂车相 接合后,在水平路段成直线状态时,半挂车应前高后低,前后高度差 ( 见 图 6) 的大小应根据主车的前后板簧刚度和半挂车的板簧刚度来确定, 考虑 在满载制动时货物前冲及重心向前转移等因素,因此应保证在满载时半挂 车前比后高 10mm -40mm 。