半掛車設(shè)計(jì)中重要參數(shù)確定與選擇

周鴻瑕 呂劍

【摘 要】研究以及優(yōu)化半掛車設(shè)計(jì)參數(shù)，以此充分滿足半掛車在各類不同使用條件以及工況的基本要求，是半掛車研究以及設(shè)計(jì)人員重要的研究?jī)?nèi)容。但是，有關(guān)半掛車設(shè)計(jì)的專門研究有待提升。因此，本文對(duì)半掛車設(shè)計(jì)過(guò)程中需要考慮的幾個(gè)重要參數(shù)進(jìn)行了確定和選擇，結(jié)合筆者實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)，提出了自己的一些經(jīng)驗(yàn)以及建議，以此為研究半掛車設(shè)計(jì)的工作技術(shù)人員提供一定的參考和借鑒。

【關(guān)鍵詞】半掛車；重要參數(shù)；確定；選擇

近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，國(guó)家對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項(xiàng)目的大力投資，在各種機(jī)械化施工中，半掛車的需求量越來(lái)越大，半掛車的應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣。根據(jù)2016年我國(guó)汽車市場(chǎng)相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示，2016年國(guó)內(nèi)半掛車市場(chǎng)迎來(lái)了一次新的增長(zhǎng)高峰期，數(shù)據(jù)顯示重型半掛車在2016年一季度的銷量為1.2萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)4.6%，中型半掛車銷量為0.2萬(wàn)輛，同比增長(zhǎng)49.5%，輕型半掛車銷量1.7萬(wàn)輛，同比提升42.5%。根據(jù)中國(guó)汽車協(xié)會(huì)相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2015至2017年，我國(guó)半掛車的銷售量連續(xù)三年持續(xù)增長(zhǎng)，由此可見隨著政府對(duì)國(guó)內(nèi)基建投資力度加大且審批速度加快，房地產(chǎn)市場(chǎng)在國(guó)家政策的大力扶持下繼續(xù)升溫，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)工程項(xiàng)目和房地產(chǎn)項(xiàng)目的大面積開工，各類建筑材料與垃圾的運(yùn)送需求量也在大幅提升，從而促進(jìn)了半掛車市場(chǎng)需求量的提升，伴隨著半掛車持續(xù)增長(zhǎng)的需求量，設(shè)計(jì)性能優(yōu)良的半掛車便成為各生產(chǎn)商的當(dāng)務(wù)之急。因此，本文對(duì)半掛車設(shè)計(jì)過(guò)程中需要考慮的幾個(gè)重要參數(shù)進(jìn)行了確定和選擇，結(jié)合筆者實(shí)際的工作經(jīng)驗(yàn)，提出了自己的一些經(jīng)驗(yàn)以及建議，以此為研究半掛車設(shè)計(jì)的工作技術(shù)人員提供一定的參考和借鑒。

一、半掛車概述

半掛車是車軸置于車輛重心（當(dāng)車輛均勻受載時(shí)）后面，并且裝有可將水平或垂直力傳遞到牽引車的聯(lián)結(jié)裝置的掛車。常見的半掛車分類：自卸式半掛車、低平板半掛車、集裝箱半掛車、罐式半掛車、廂式半掛車等等。半掛車以其裝載量大、運(yùn)輸成本低及具有甩掛運(yùn)輸、區(qū)段運(yùn)輸、滾裝運(yùn)輸?shù)葍?yōu)點(diǎn)，已成為公路運(yùn)輸?shù)闹匾囆?。與“單體式”汽車相比，半掛車更能夠提高公路運(yùn)輸?shù)木C合經(jīng)濟(jì)效益。運(yùn)輸效率可提高30-50%，成本降低30-40%，油耗下降20-30%。更重要的是，半掛車的使用，還能對(duì)我國(guó)物流的組織形式起到一定程度的促進(jìn)作用。

二、軸距以及輪距的確定以及選擇

半掛車軸距以及輪距的尺寸直接影響著汽車的外輪廓尺寸、通過(guò)性、總質(zhì)量以及行駛穩(wěn)定性以及其他性能。

軸距的增加將進(jìn)一步提高了汽車行駛的穩(wěn)定性，然而，過(guò)分的加長(zhǎng)軸距，讓汽車行駛的最小轉(zhuǎn)彎直徑會(huì)加大，進(jìn)而降低了機(jī)動(dòng)性，并且車架受力狀況往往會(huì)變差。如果軸距變短，半掛車總長(zhǎng)就會(huì)變短，最小轉(zhuǎn)彎直徑以及縱向的通過(guò)半徑也會(huì)變小，然而軸距太短，半掛車行駛的穩(wěn)定性就會(huì)變差，當(dāng)汽車在上坡或者制動(dòng)的時(shí)候，質(zhì)量轉(zhuǎn)移就會(huì)變大。這個(gè)時(shí)候，在對(duì)軸距進(jìn)行確定的時(shí)候，需要綜合對(duì)各個(gè)方面的因素進(jìn)行充分的考慮。在設(shè)計(jì)的時(shí)候，不但要充分考慮前后軸的載質(zhì)量合理分配，車架受力需要均勻和整車整體的布置要求，同時(shí)還需要對(duì)汽車列車以最小轉(zhuǎn)彎直徑轉(zhuǎn)向的時(shí)候進(jìn)行考慮，確保汽車列車能夠穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向。在轉(zhuǎn)向的初始時(shí)期，讓半掛車后輪以及前輪的輪跡相對(duì)偏移量達(dá)到最小。半掛車軸距是牽引銷到后軸中心的距離。按照筆者多年的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)和國(guó)內(nèi)外對(duì)半掛車技術(shù)參數(shù)有關(guān)資料。通常取車架長(zhǎng)度以及半掛車軸距比為1.3到1.6范圍之內(nèi)比較科學(xué)。

軸距越大，橫向的穩(wěn)定性就越好。懸架角剛度也就會(huì)越大，然而輪距太大，機(jī)動(dòng)性能就會(huì)變差。因此，輪距的寬度大多是按照使用的要求來(lái)進(jìn)行確定。通常情況下，半掛車輪距大多和牽引車輪距一樣，以此降低汽車列車在比較松軟的路面中的滾動(dòng)阻力。

目前，國(guó)內(nèi)外現(xiàn)在使用的半掛車的軸距大多取值范圍在7000到10000mm范圍之內(nèi)。輪距一般統(tǒng)一取值為1820mm，比較少的使用2240mm，大多使用的品牌為SAF、KIF等車軸的總成。

三、前懸以及后懸的確定和選擇

前懸和后懸確定，需要確保在均勻載荷的時(shí)候，半掛車各軸載質(zhì)量的科學(xué)分配。除此之外，前后懸還將影響汽車列車的行駛穩(wěn)定性以及通過(guò)性。對(duì)前懸以及后懸進(jìn)行選擇的時(shí)候，基本原則為希望在均勻載荷的時(shí)候，后軸軸載質(zhì)量需要稍微大于前軸軸載質(zhì)量，主要考慮制動(dòng)的時(shí)候，前軸不致于由于質(zhì)量轉(zhuǎn)移而超載，并且讓前軸轉(zhuǎn)向輕便。半掛車前后懸確定，還將直接受牽引銷至半掛車后軸中心距離影響，需要按照牽引座處負(fù)荷和后軸負(fù)荷科學(xué)分配前后懸的尺寸。一般情況下，這兩處負(fù)荷分配為4：6或者3：7。在對(duì)前懸進(jìn)行確定的時(shí)候，需要確保車輛轉(zhuǎn)向過(guò)程當(dāng)中半掛車前部不能夠和備胎架或者司機(jī)室后壁進(jìn)行干涉，同時(shí)和后壁之間保持150-250mm間距。同時(shí)，還需要考慮汽車在坡道行駛的過(guò)程中，確保半掛車前俯角比坡度角大。

四、軸載質(zhì)量分配的確定和選擇

在已知半掛車的裝載重量和初估半掛車各部件的整備質(zhì)量后，就可以對(duì)半掛車的軸載質(zhì)量進(jìn)行計(jì)算。將已知半掛車各個(gè)部件質(zhì)量及裝載質(zhì)量對(duì)車架作用假設(shè)為均勻載荷，對(duì)牽引座的支撐點(diǎn)或者后軸中心支撐點(diǎn)來(lái)取矩，就能夠求取半掛車的軸載質(zhì)量分配。

當(dāng)軸載質(zhì)量被計(jì)算出來(lái)之后，首先需要查驗(yàn)牽引銷位置載荷是不是符合牽引車鞍座位置的允許載荷，接著還要檢查后軸載荷是不是超載，還要檢查輪胎載荷是否超載。如果它們有一者不能夠滿足要求就需要對(duì)軸距進(jìn)行調(diào)整，一直到滿足要求為止。

拖掛運(yùn)輸實(shí)際使用情況下，有可能讓一輛半掛車會(huì)在不同的時(shí)間以及地點(diǎn)內(nèi)利用4*2或者6*4的牽引車進(jìn)行牽引。在此類狀況下，為了讓鞍座載質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)的分配，可以在同一輛半掛車的車架中設(shè)有兩個(gè)牽引銷的安裝孔，在必要的時(shí)候，對(duì)牽引銷安裝的位置進(jìn)行改變，進(jìn)而對(duì)前懸值進(jìn)行改變，以此實(shí)現(xiàn)對(duì)牽引座載荷進(jìn)行調(diào)節(jié)的目的。

五、結(jié)束語(yǔ)

我們掌握了半掛車設(shè)計(jì)當(dāng)中上述的幾個(gè)重要的技術(shù)參數(shù)的確定方法以及原則之后，就能正確對(duì)上述幾個(gè)參數(shù)進(jìn)行選擇。這樣，一輛半掛車的成功設(shè)計(jì)就已經(jīng)完成的一多半。由于各種半掛車發(fā)展到現(xiàn)在，其基本結(jié)構(gòu)已經(jīng)形成了比較成熟的構(gòu)造模式，例如懸掛系統(tǒng)、升降系統(tǒng)、制動(dòng)系統(tǒng)以及電氣燈光系統(tǒng)等等。僅僅需要按照適用載荷以及工況條件對(duì)車架結(jié)構(gòu)進(jìn)行一些計(jì)算以及改進(jìn)變動(dòng)就能夠完成結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，進(jìn)而一輛半掛車設(shè)計(jì)就會(huì)基本的完成。所以，充分掌握上述幾個(gè)重要參數(shù)的優(yōu)化確定以及選擇，對(duì)完成一項(xiàng)成功的半掛車設(shè)計(jì)工作變的尤為重要。

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