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      軸線模塊半掛車大件裝載位置確定方法及使用要點(diǎn)

      2023-06-11 15:29:42張強(qiáng)
      時(shí)代汽車 2023年10期

      張強(qiáng)

      摘 要:本文對(duì)配車設(shè)計(jì)較為復(fù)雜的軸線模塊半掛車,以尼古拉MDE車型為例,詳細(xì)的介紹了液壓鵝頸仰臥油缸與軸線模塊前部部分軸線懸掛串聯(lián)時(shí),鵝頸施加在五輪鞍座上的力與串聯(lián)的軸線軸壓的比值關(guān)系。通過算例詳細(xì)介紹了如何利用此比值關(guān)系確定大件裝載位置的方法。介紹了軸線模塊半掛車使用要點(diǎn)。

      關(guān)鍵詞:軸線模塊半掛車 液壓鵝頸 混合單點(diǎn)支撐組 五輪鞍座 前、后臺(tái)車 轉(zhuǎn)向閉鎖軸

      1 引言

      通過本文學(xué)習(xí)可助力初涉大件運(yùn)輸行業(yè)的工程技術(shù)人員盡快掌握軸線模塊半掛車大件配車設(shè)計(jì)及使用等相關(guān)知識(shí)。

      2 鵝頸仰臥油缸與前部軸線串聯(lián)時(shí)五輪鞍座負(fù)載與串聯(lián)軸線軸壓比值關(guān)系

      以尼古拉MDE車型液壓鵝頸為例,如圖1a所示,其主體為上、下兩個(gè)鉸接的構(gòu)件,兩構(gòu)件間縱向有一只大推力的仰臥油缸(有的車型平行安裝2只),組成穩(wěn)定的三聯(lián)桿機(jī)構(gòu),通過仰臥油缸的伸縮,鵝頸與軸線模塊可同步升降。下部構(gòu)件上部有4個(gè)仰臥油缸安裝孔位,這4個(gè)安裝孔位決定了鵝頸對(duì)牽引車五輪鞍座施加的負(fù)荷大小,如圖1b所示。

      軸線模塊半掛車只能組成3點(diǎn)支撐,鵝頸轉(zhuǎn)盤可單獨(dú)作為單點(diǎn)支撐組,見圖2a,也可通過仰臥油缸與串聯(lián)的前部軸線模塊部分軸線懸掛共同組成混合單點(diǎn)支撐組,見圖2b和c。

      如果鵝頸轉(zhuǎn)盤獨(dú)立單點(diǎn),可直接查圖1b,通過看表壓得到施加在五輪鞍座上的負(fù)荷大小。如果為混合單點(diǎn)支撐組,則還需要查圖3“軸線油壓與軸壓關(guān)系”圖,從而得到五輪鞍座負(fù)載與單點(diǎn)支撐組內(nèi)軸線軸壓之間的比值大小,通過此比值可通過求空間平行力系中心的方法計(jì)算確定混合單點(diǎn)支撐組中合成支撐點(diǎn)的位置。

      由圖3可知,相同油壓不同內(nèi)徑的懸掛缸承載能力不同。

      表1為通過查圖1b和圖3計(jì)算得到的混合單點(diǎn)支撐組液壓鵝頸不同安裝孔位五輪鞍座負(fù)載與軸線軸壓比值關(guān)系。

      3 載貨位置確定方法

      以尼古拉MDE前3軸、后4軸中間加6軸距長度連接平臺(tái)半掛車為例介紹大件載貨位置確定方法。車型示意圖如圖4:

      已知:牽引車自重及重心位置;半掛車各組成部分的自重及重心位置;軸線懸掛油缸內(nèi)徑為φ130,仰臥油缸連接在①孔位,據(jù)表1,鵝頸負(fù)載為前臺(tái)車軸壓的1.5倍。

      求解:100噸大件裝載位置。

      第一步:牽引車自重載荷分配(圖5)

      第二步:半掛車自重軸載分配

      1)半掛車自重力系簡(jiǎn)化(圖6)

      半掛車自重=0.3+4.7+9.6+7.8+12.5=36.1t

      半掛車自重重心位置=(0.3×19310+4.7×18575+9.6×14725+7.8×7750+12.5×0-1.2×3400)/36.1=8056mm

      2)半掛車自重軸載分配

      由力平衡列出:

      1.5N1'+3N1'+4N2'=36.1t

      R1'+2R2'=1.5N1'

      由力矩平衡列出:

      1.5N1'×20625+3N1'×14725=36.1×8056

      2R2'×4190=1.5N1'×(4190-375)

      由以上各式得到:

      N1'=3.872t,N2'=4.669t,R1'=0.520t,R2'=2.644t

      第三步:大件裝載位置及重量分配

      考慮牽引車中后橋限定軸壓13噸,軸線模塊車限定平均軸壓18噸、最大軸壓小于20噸,因此限定鵝頸對(duì)五輪鞍座最大壓載21噸,則混合單點(diǎn)前臺(tái)車軸壓限定為14噸。

      先按前臺(tái)車軸壓限定值14噸計(jì)算前臺(tái)車每軸承載的大件重量N1":

      N1"=14-N1'=14-3.872=10.128t

      由力矩平衡列出:

      1.5N1"×20625+3N1"×14725=80×L

      2R2"×4190=1.5N1"×3815

      由力平衡列出:

      1.5N1"+3N1"+4N2"=100

      R1"+2R2"=1.5N1〞

      由以上各式得出大件重量軸載分配及大件裝載位置:

      N1"=10.128t,N2"=13.606t,R1"=1.360t,R2"=6.916t,L=7607mm(裝載位置)

      第四步:半掛車組軸載校核

      牽引車前橋總軸壓:R1總=5.90+0.520+1.360=7.780t(合格)

      牽引車中后橋總軸壓:R2總=2.45+2.644+6.916=12.010t﹤13t(合格)

      前臺(tái)車各軸線總軸壓:N1總=3.872+10.128=14.000t(合格)

      后臺(tái)車各軸線總軸壓:N2總=4.669+13.606=18.275t≈18t且﹤20t(合格)

      如上述軸壓不滿足要求或大件不能按計(jì)算確定的裝車位置裝車或按計(jì)算位置裝車運(yùn)行穩(wěn)定性不滿足要求,需要調(diào)整大件裝車位置或進(jìn)行重新進(jìn)行配車設(shè)計(jì),調(diào)整后的參數(shù)計(jì)算可參考上列。

      4 軸線模塊半掛車使用要點(diǎn)

      (1)注意液壓鵝頸與半掛牽引車的匹配問題。一是牽引車的五輪鞍座原則上必須使用雙自由度鞍座;二是五輪鞍座高度一定要與鵝頸可調(diào)整高度范圍相匹配。

      (2)注意防止五輪鞍座超載或負(fù)載過低的問題。在設(shè)計(jì)運(yùn)輸方案時(shí),需要根據(jù)車型、大件重量、重心和裝載位置以及道路條件等綜合考慮并進(jìn)行計(jì)算校核。一要保證五輪鞍座負(fù)載不超過半掛牽引車的承載能力,二要保證五輪鞍座上的負(fù)載滿足道路最大爬坡能力。

      (3)注意軸線數(shù)量有一定限制的問題。全部為軸線模塊時(shí),軸線數(shù)量控制在最少6軸線、最多18軸線為宜。加入連接貨臺(tái),有前臺(tái)車時(shí),最少軸線為2+2軸線配置,貨臺(tái)總長度小于25米為宜。加入連接貨臺(tái),無前臺(tái)車時(shí),后部最少軸線為2軸線,貨臺(tái)總長度也為小于25米為宜。貨臺(tái)總長度是指自鵝頸連接接口算起,至車尾轉(zhuǎn)向端梁接口間的總長度。

      (4)注意車速與軸壓和輪胎氣壓的匹配問題。車速需根據(jù)配車軸壓和輪胎氣壓進(jìn)行控制。

      (5)轉(zhuǎn)向閉鎖軸設(shè)置問題

      例題1

      已知:尼古拉MDE半掛車由4、5軸線模塊組成并使用最大轉(zhuǎn)向角45°的轉(zhuǎn)向端梁。

      求解:使用作圖法確定轉(zhuǎn)向閉鎖軸位置及最小轉(zhuǎn)彎半徑r

      方法:首先繪制車型的等比例平面圖;沿尾軸內(nèi)側(cè)懸掛旋轉(zhuǎn)中心畫45°夾角的AB直線,沿鵝頸牽引銷中心畫出55°夾角的CD直線,兩條直線的交點(diǎn)E就是理論轉(zhuǎn)彎中心;沿E點(diǎn)繪制車輛中線的EF垂線,距EF最近的軸線就是實(shí)際閉鎖軸;沿實(shí)際閉鎖軸繪制垂線并與AB、CD各有一個(gè)交點(diǎn),兩個(gè)交點(diǎn)的遠(yuǎn)點(diǎn)O到車板的距離就是該車型的最小轉(zhuǎn)彎半徑r。

      例題2

      已知:尼古拉MDE半掛車由3、4軸線模塊中間加裝4軸距長度連接平臺(tái)組成,并使用最大轉(zhuǎn)向角55°的轉(zhuǎn)向端梁和7孔位轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)板。

      求解:使用作圖法確定虛擬轉(zhuǎn)向閉鎖軸及每軸的轉(zhuǎn)向連接孔位

      方法:首先繪制車型的等比例平面圖;沿尾軸內(nèi)側(cè)懸掛旋轉(zhuǎn)中心、鵝頸牽引銷中心各畫55°夾角的直線,兩條直線的交點(diǎn)為理論虛擬轉(zhuǎn)向中心O;沿O點(diǎn)繪制車輛中線的垂線就是虛擬轉(zhuǎn)向閉鎖軸。沿每條軸線的內(nèi)側(cè)懸掛中心繪制到O點(diǎn)的直線,測(cè)量每條直線的夾角,通過查車型轉(zhuǎn)向調(diào)節(jié)板的轉(zhuǎn)向角速查表數(shù)值與測(cè)量值進(jìn)行比對(duì),最接近的孔位即為連接孔位。

      5 結(jié)語

      軸線模塊半掛車配車設(shè)計(jì)對(duì)初涉大件運(yùn)輸行業(yè)的工程技術(shù)人員來說難度較大,通過本文學(xué)習(xí)可使其較為便捷的掌握軸線模塊半掛車配車設(shè)計(jì)知識(shí)及車輛使用注意事項(xiàng)。

      參考文獻(xiàn):

      [1]CCAM MDE technical manual[Z].NICOLAS.

      [2]Suspension MDE 14/17[Z].NICOLAS

      [3]超限運(yùn)輸車輛行駛公路管理規(guī)定(交通運(yùn)輸部令2016年第62號(hào))[S].中華人名共和國交通運(yùn)輸部,2016-08-19.

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