专用汽车概念及总体设计

第一节 专用汽车的定义 第二节 专用汽车的分类 第三节 专用汽车的功用 第四节 中国汽车产品型号编制规则 第一章 绪论 国内：专用汽车是指装有专用设备、具备专 用功能、用于承担专门运输任务或专项作 业的汽车。 GB/T 17350-1998 专用汽车专用半挂车的术 语和代号。 国外：一种在许多特征上不同于基本型车辆 或经过特殊改装之后，才能用于运输货物 或人员的车辆，以及只用于完成特定任务 的车辆。 第一节 专用汽车的定义 国标 GB/T150892001对汽车作如表 1-1所示的分类。 表 1-1 汽车的分类（ GB/T150892001） 第二节 专用汽车的分类 国标 GB T 3730.1 2001将汽车 分为乘用车和商用车 。 乘用车 是指在设计和技术特性上主要用于载运乘 客及其随身行李和或临时物品的汽车，包括驾 驶员座位在内最多不超过 9个座位。它也可以牵引 一辆挂车。 商用车 是指在设计和技术特性上用于运送人员及 其随身行李和货物的汽车，并且可以牵引挂车。 商用车又有客车、半挂牵引车、货车之分，商用 客车的座位数包括驾驶员座位在内一般超过 9座， 当座位数不超过 16座时，称之为小型客车。 乘用车 商用车 专用汽车的分类 按用途分类 运输型专用汽车 和 作业型专用汽车； 按基本结构分类 厢式汽车、罐式汽车、自卸汽车、起重举升汽车、仓栅式 汽车、特种汽车等六大类； (定义 ) （汽车列车是最重要的专用车辆，为什么没有列入？） 按服务对象分类 商业服务、环卫环保、建筑作业、农牧副渔、石油地质、 机场作业、医药卫生、公安消防、林业运输、普通专用 等 十大类。专用汽车结构分类见表 1-2。 二 、 自卸车 自卸车 半挂车 洒水车 油罐车 粉粒物料车 厢式车 混凝土搅拌车 汽车起重机 清障车 一、作用 1、专用汽车可提高汽车运输效率、降低运输成本 2、 专用汽车能保证货物运输质量，减少货差与货损 3、 专用汽车可节约包装，缩短装卸时间，减少劳动 消耗 4、 专用汽车可提高货物运输的安全性，减少环境污染 5、 专用汽车可扩展汽车的功能，促进汽车工业的发展 第三节 专用汽车的功用 二 、国外专用车辆发展状况 1 生产组织形式 （ 1）大型汽车制造厂设立分厂或子公司生产 专用车辆；比如奔驰生产救护车和消防车。 （ 2）专用汽车改装厂，选用大型汽车制造厂 生产的底盘，在底盘基础上根据用户需要 进行改装。 （ 3）专用底盘和车辆制造厂，专门生产起重 车，高空作业车，混凝土泵车等不能使用 一般货车底盘的车辆底盘。 （ 4）非汽车公司。 2 国外专用车企业特点 （ 1）多品种，小批量； （ 2）厂家多，规模小，附加值大 （ 3）零部件生产专业化 三 、专用车辆发展趋势 1往 “ 大 ” ：典型：鼓励发展甩挂，多轴重型 车 2往 “ 小 ” ：生活用车，环卫用车，医疗用车， 市政用车，邮政用车，食品保鲜车 3专用性极强 机场除冰液撒布车 高速公路激光检测车 沥青摊铺车 1988年标准 口 用汉语拼音字母表示； O用阿拉伯数字表示； 口 用汉语拼音或阿拉伯数字表示均可 第四节 中国汽车产品型号编制规则 口 用汉语拼音字母表示 ; O用阿拉伯数字表 示；口 用汉语拼音或阿拉伯数字表示均可。 (1)企业名称代号 :位于产品型号的第一部分，用代表企业名称的两 个或三个汉语拼音字母表示。 (2)车辆类别代号 :位于产品型号的第二部分，用一位阿拉伯数字表 示，按表 1-4规定。 车辆类别代号 （ 3）专用汽车分类代号 用反映车辆结构和用途特征的 3个汉语拼音字 母表示。第一个是专用汽车结构特征代号； 后两个是专用汽车用途特征代号。 厢式 汽车 罐式 汽车 专用 自卸 汽车 特种 结构 汽车 起重 举升 汽车 仓栅 式汽 车 X G Z T J C CAl091： 中国第一汽车制造厂生产的第二代载 货汽车，总质量为 9310kg。 EQ2080： 中国第二汽车制造厂生产的越野汽 车，越野时总质量为 7720kg。 SH3600： 中国上海重型汽车厂生产的第一代 自卸汽车，总质量为 59583kg。 JG5090XBW： 中国济南汽车改装厂生产的第一 代保温汽车，采用 EQ1090汽车底盘改装。 TJ6481： 中国天津客车厂生产的第二代车长为 4750mm的客车。 概述（自习） 第一节 总体布置 第二节 底盘选用与改装设计 第三节 主要参数的确定 第四节 专用汽车副车架 第二章 专用汽车的总体设计 一 总体布置概念 1任务 正确选定整车参数，合理布置工作装置和 附件，使取力装置、专用工作装置、其他附 件与所选定的汽车底盘构成相互协调和匹配 的整体，以获得较好的整车基本性能和专用 性能。 第一节 总体布置 2 总体布置内容 总体布置包括专用装置的布置，取力装置 和传动装置的布置，以及汽车底盘上需改 装部件的布置。 3 总体布置原则 1）有利于专用功能的发挥 2）满足汽车底盘性能的要求 3）满足法规的要求 4）减少对汽车底盘各总成的改动 5）避免专用装置布置时对车架造成的载荷集中 6）应该尽量减少专用汽车的整车质量，提高装 载质量 气卸散装水泥罐车利用压缩空气使水泥粉料流态化，通过 管道将其输送到一定高度和水平距离，卸料时间和剩余率是 其主要专用性能指标。 第二节 底盘选用与改装设计 1专用汽车底盘的选型 汽车底盘的选择或设计专用底盘主要根据专用汽车的 类型、用途、装载质量、使用条件、专用汽车的性能 指标、专用设备或装置的外形尺寸、动力匹配等来决 定。 常规的厢式车、罐式车、自卸车等通常是采用二类汽 车底盘改装设计。 二类汽车底盘 ，即在基本型整车的基础上，去掉货 箱。 采用二类汽车底盘进行改装设计工作的重点是整车总 体布置和工作装置设计。 设计时若严格控制了整车总质量、轴载质量分配、质 心高度位置等，则基本上能保持原车型的主要性能。 对客车、客货两用车、厢式货车等则通常采 用三类汽车底盘改装设计。所谓 三类汽车底 盘 ，一般是在基本型车的基础上，去掉货箱 和驾驶室。 专用客车底盘的基本特点是利用基本型总成， 按客车性能要求重新进行整车布置，重新设 计悬架系统。 要使我国的专用汽车上质量、上档次，一定 要开发出一些具有特点的专用汽车底盘。 在专用汽车底盘或总成选型方面，一般 应满足下述要求 ： 1）适用性 对货运车用的总成应适应货运要求，保证货运安全无损；对 乘用车用的总成应适于乘客的需要，达到乘座安全舒适；对 各种专用改装车的总成应适于专用汽车特殊功能的要求，并 以此为主要目标进行改装选型设计，例如各种取力器的输出接口等。 2）可靠性 所选用的各总成工作应可靠，出现故障的机率少，零部件要 有足够的强度和寿命，且同一车型各总成零部件的寿命应趋于均衡。 3）先进性 先进性等基本性能指标和功能方面达到同类车型的先进水平。 而且在专用性能上要满足国家或行业标准的要求。 4）方便性 所选用的各总成要便于安装、检查、保养和维修。处理好结 构紧凑与装配调试空间合理的矛盾。 2.专用汽车的功率平衡和比功率 (1)专用汽车的功率平衡计算 专用汽车在行驶过程中所需的驱动功率 P。按下式计算： 考虑发动机功率一定的储备： (2)比功率计算 所谓汽车的比功率是指单位汽车总质量的发动机功率，若 不计风阻，其计算式有 据统计，专用汽车 (含汽车列车 )比功率的大致范围是： 有的国家规定，对于大客车、货车 (专用车 )及汽车列车， 其比功率不能低于 0 006 kw kg，以防止车辆的动力 性不足，阻碍车流。 3 总体布置的原则 (1)尽量避免对汽车底盘各总成位置的变动 (2)应满足专用工作装置性能的要求，使专用功 能得到充分发挥 (3)装载质量、轴载质量分配等参数的估算和校核 (4)应避免工作装置的布置对车架造成集中载荷 (5)应尽量减少专用汽车的整车整备质量，提高装载质量 (6)应符合有关法规的要求例如对整车的长、宽、高、后悬等尺寸 在相关法规中都有明确的规定，一定不能超出标准的要求。 第三节 主要参数的确定 整车总体参数包括尺寸参数和质量参数两大部分。 1尺寸参数 （ 1）外廓尺寸 外廓尺寸即指整车的长、宽、高，由所选的汽车底盘及工作 装置确定，但最大尺寸要满足法规要求。 我国国标 “ 汽车外廓尺寸的界限 ” 中，明确规定： 车辆高不超过 4 m； 车辆宽 (不包括后视镜 )不超过 2 5 m； 外开窗、后视镜等突出部分距车身不超过 250 mm； 车辆长：货车不超过 12 m，半挂汽车列车不超过 16 5 m， 全挂汽车列车不超过 20 m。 对于超重型或其它一些特种车辆，属于非公路运输车辆，不在 此规定的限制之内。 2轴距 轴距影响到 : 车辆总长 最小转向直径 纵向通过半径或纵向通过角 轴荷分配和质量转移系数， 车辆的操纵稳定性和行驶平顺性。 同普通货车相比，自卸汽车要求轴距变短，轻泡货物运输车则要求轴距加长。 3轮距 轮距影响到 : 车辆总宽 横向通过半径 转向时的通道宽度 车辆的横向稳定性。 轮距要与车宽相适应。对汽车列车，要求挂车轮距和牵引车轮距一致。 4）前、后悬 汽车的前、后悬直接涉及到汽车的接近角和离去角，一般要求 都在 25 以上，至少不小于 20 。 前悬应满足车辆接近角和轴荷分配的要求。 前悬与驾驶室、发动机、转向器、前保险杠等总成布置有关。 后悬应满足车辆离去角和轴荷分配的要求， 后悬还要满足有关标准的规定，即对于客车和全封闭厢式车辆， 后悬不得超出轴距的 0 65倍；对于其它车辆，后悬不得超出轴 距的 0 55倍，但最长不得超出 3 5 m。 在实际改装过程中，后悬变动比较多。 例如对于自卸车，一般要将所选的普通汽车底盘的后悬变 短，而对于有些罐式和厢式汽车，则要将后悬加长。 2质量参数 （ 1） 装载质量 对装载质量，要考虑以下两方面： 1)用途和使用条件 对于货流大，运距长的运输，则宜采用大吨位车辆，以便于提高 生产率、降低运输成本； 对于货流多变、运距短的运输，则宜采用中、小吨位车辆。 2)合理分级 在装载吨位级别上，要分布合理，以利于专用车产品 的系列化、通用化和标准化。 对于同一底盘，在设计时应尽量提高装载质量。 （ 2） 整备质量 所谓整备质量是指专用汽车带有 全部工作装置 及底盘所有的 附属设备 ， 加满油和 水 ，但 未载人和载货 时的整车质量。 整备质量对运输型专用汽车的动力性和经济性有很大影响。 从设计原则上讲，应减少整备质量，尽量采用轻质金属材料和非金属材料， 减少原材料消耗，降低制造成本。 整备质量在设计时要受到一些条件的制约，如车辆使用的公路条件、原材料 质量、制造工艺水平等，这些方面都需要综合考虑。 （ 3）总质量 所谓总质量是指专用汽车装备齐全，满载 (规定值 )货物 及乘员时的质量。其计算式 ： 对于作业型专用汽车，如起重举升车、高空作业车等，总质量主要由 改装后的汽车底盘质量和专用工作装置质量确定，无需考虑装载质量。 为了部分弥补专用汽车装载质量的下降，可采用原车底盘允许的最大 总质量，合理地利用原车底盘的超载能力。一般最大允许可超过原车型 总质量的 5左右。 （ 4）轴载质量 最大轴载质量是专用汽车在公路行驶时使用受限制的一个技术参数， 也是公路和桥梁设计载荷标准的依据。 轴载质量的限值轴载质量 (轴荷 )的限定值是确定车辆总质量 确定的依据。 在欧洲，多数国家采用的单轴 (双胎 )轴荷限值为 11 000 kg或 11 500kg， 法国、西班牙等国采用 13 000 kg的限值。这就限定了两轴车 辆 (前轴单胎，后轴双胎 )的最大允许总质量分别为 17 000 kg、 18 000 kg和 19 000 kg；三轴车辆 (前轴单胎，中、后轴双胎 ) 的最大允许总质量分别为 26 000 kg和 32 000 kg。 在我国 JT 70188 公路工程技术标准 中对不同总质量汽 车的轴载质量作了明确规定 (表 12)。 最大轴载质量的选定除了要符合公路法规外，还要满足轮胎的负荷能力 5轴载质量的分配原则 所谓 轴载质量分配 是指车辆某一轴的承载质量占整车总质量 的百分比，应分空载和满载两种工况考虑。 改装后的专用汽车轴载质量分配应 尽量和原车型靠近 。 对于单车在满载条件下，长头车的前轴质量应达到 25，平头 车的前轴质量应达到 30；对于半挂汽车列车，在空载时，鞍式 牵引车驱动桥轴载质量至少应达到汽车列车总质量的 25。 在确定轴载质量分配时，还应 满足以下原则 ： 轮胎磨损均匀。例如对于 4 2型单胎车辆，前、后轴应各占 1 2，对于 4 2型后胎车辆，前轴应占 l 3，而后轴应占 2 3。 允许轴载质量的限制。如前所述，允许轴载质量有相应的限 值及系列标准。 轮胎负荷系数。所谓轮胎负荷系数是指轮胎所受到的静负荷 与轮胎额定负荷之比，一般取 0.9 1。 操纵稳定性。要求改装后的专用汽车在各种工况下，应具有 一定的不足转向。 质心位置。 在横向，应使左、右车轮的承载质量分配均等，其最大偏差不得大于 3 4。 在纵向，要满足前面提到的轴载质量分配条件。 在高度位置，应使质心尽可能低。从车辆行驶稳定性考虑，质心高度应满足以下条件： 在 GB 725887机动车运行安全技术条件中，明确规定了普通汽车的侧倾稳 定角 35 1.2.3 底盘改装部件的布置 基准线 ：在图纸上进行底盘改装部件 (如发动机、传动轴、制 动系、转向梯形等 )布置之前，要确定基准线，一般以底盘车 架的上平面线作为高度基准，以前轮中心线作为纵向基准，以 汽车中心线 (纵向对称平面 )作为横向基准。 1发动机的布置 以三类汽车底盘改装专用汽车时，有更换发动机的可能，这时 要对发动机作重新布置，其布置原则为： 应使整车质心在横向尽量落在纵向对称垂直平面内。 尽量降低发动机的位置，以便于传动系的布置和降低整车的 质心高度。但要注意保证适当的地隙及和转向拉杆等杆件间的 运动间隙。 曲轴中心线与车架上平面必要时可有一定的倾角，一般取 1 4，以减少万向节传动的夹角。 发动机维修保养方便。 2传动轴的布置 对于需要变动轴距的车辆，要对传动轴作重新布置，在布置时要 特别注意以下两点： 1)满载静止时，两传动轴的夹角不大于 3 4，过大的传动轴夹角， 会使传动效率降低，磨损加快。 2)若轴距加大后，传动轴要加长，此时要计算传动轴的临界转速： 中间传动轴 中间支承。 当轴距改变后，专用汽车的转向性能也受到影响，其理论转向 梯形特性曲线 (理论的内、外轮转角关系 )与实际转向梯形特性曲 线 (实际的内、外轮转角关系 )会产生较大偏差，因此，也应进行 校核，必要时对转向梯形的结构参数作相应调整。 3制动系统的布置 制动系统对专用汽车的安全性有重大影响，因此在对汽车底盘的行车制动、驻车制动和辅 助制动系统作某些改装时，应注意以下事项： （ 1）管路的布置 在增加制动管路时，采用与底盘相同制动管或软管、管夹、管螺纹等连接件。 制动管与其它运动件之间应留有足够的自由空间，避免造成干涉，避免制动软 管与金属件的相互摩擦造成的损坏，必要时应增加防护装置 （ 2）储气筒的布置 储气筒的布置必须便于检查和 排水。 在某些厢式专用汽车上，储气 筒排水开关上需要多装一个控 制操纵开关，如图所示，操纵 杆尽可能安装成水平位置，以 利于排水开关的操作。 当排水开关至车身裙部之间的 距离大于 300 mm时，应设中间 支承。 （ 3）附加耗气装置的布置 当专用工作装置或其操纵控制机构需要气源时： 可以从底盘制动系统的储气筒或气路中直接取气，但需耗气量 计算。 一般允许一次取 1 1 5 L的压缩空气， 若附加耗气装置是在汽车非行驶状态下使用，则可允许耗 气量提高到 2 L。 对于耗气量大，工作压力又高的耗气装置，须附加辅助储气筒， 其容量视需要而定。 辅助储气筒与底盘行车制动系统储气筒连接，通常用一个 止回溢流阀与前桥制动回路连接。这样一旦辅助储气筒失效 产生压降时，可使行车制动系统储气筒内的压力仍保持尽可 能高的数值。 4电器装置的布置 （ 1）附加耗电装置的电源 当专用工作装置的驱动系统或控制系统需要电源时，可直接接上底盘电路， 但此时应校核底盘所装用的发电机、蓄电池的功率和容量是否足够，必要时 应相应地增大。 例如当栏板起重运输车采用电动起重栏板时，则需选用功率较大的发电机和 容量较大的蓄电池，或附加专用蓄电池。 （ 2）电器装置的接地 专用汽车所用电器均是负极接地 (搭铁 )。 对于加油或运油这样的油罐车，要有疏导静电措施。在加油或供油的专用工 作装置 (油罐、管路、附件等 )与车架及地面管道之间都要有导线或导体相连， 并通过金属链条或专用导电橡胶板条接地。 （ 3）导线的布置 当需要延长导线时，应尽量采用与底盘上型号相同、颜色相同的导线， 通过插接件或接线柱相连。 当导线穿过车架纵横梁时，应有保护装置。 导线的固定管夹的间距应在 200 800 mm之间。 5其它附件的布置 （ 1）消声器 对消声器作重新布置时要考虑其安全性。 例如油罐车禁止将消声器及排气口安放到车厢下部，必须安放在前保险杠的 下面。此时还要注意消声器对车辆接近角的影响。 （ 2）燃油箱 燃油箱是汽车底盘改装中经常被移动位置或改装的部件之一。 当专用汽车需要加装副油箱时，应尽量使用车架上已有的安装孔位。布置时 应使主、副油箱的底部处于同一水平面，并且安装位置尽可能靠近主油箱， 同时还要注意避免偏载。 燃油箱和燃油管的布置尽可能避开排气管，距排气管的距离应在 300 mm以上。 若布置困难，则应在燃油箱和排气管之间加装隔热板。 （ 3）备胎架 备胎架也是底盘中经常改装的部件，在布置时要注意以下事项： 1)若只设单个备胎架，则应注意将备胎架布置在车辆前进方向的右侧。 2)汽车列车一般应设 2个备胎架。 （ 4）后保险杠 对某些专用车，如油罐车、液化气罐车等，一定要设置后保险杠。 在布置后保险杆时应满足以下要求： 后保险杆以车辆中心对称平面对称安装，其长度略小于车辆总宽， 但不得小于罐体的外径，一般取后保险杠的长度 (在车辆的宽度方向 ) 为： b(0 80 0 85)B 式中 B车辆总宽 (mm)。 后保险杠伸出罐体后端的水平距离应不小于 100 mm。 在车辆空载状态下，后保险杠下缘的离地高度应不大于 700 mm。 不影响灯光及牌照显示，并应尽量保证车辆最大离去角。 在对后保险杆的强度或其断面的几何尺寸作计算时，其计算载荷 F 按有关推荐的经验公式： F=5mag 式中 g重力加速度； ma 汽车总质量； （ 5）防护装置 防护装置又称护栏，有侧护栏和后护栏， 我国从 1991年开始要求安装护栏，它属于一种人身安全防护装 置，防止人摔倒在车辆前后轮之间，以及防止小型车辆从后部嵌 入大车的下方。 防护装置的安装尺寸要求，详见 GB 11567-89“汽车下部防护装 置 ” 。 护栏一般都用圆形管材制作，在安装时，要注意排气管口不要 对准侧护栏管口。 （ 6）阀门箱及泵箱 在一些专用汽车上所用到的阀门箱及泵箱一般设置在车辆前、 后轴之间。 布置时，要特别注意对车辆最小离地间隙及纵向通过角的影响。 1.2.4 取力器的布置 少量专用汽车的工作装置因考虑工作可靠和特殊的要求而配备专门动力驱 动外 (例如部分冷藏汽车的机械制冷系统 )， 绝大多数专用汽车上的专用设备都是以汽车底盘自身的发动机为动力源， 经过取力器，用来驱动齿轮液压泵、真空泵、柱塞泵、轻质油液压泵、自吸 液压泵、水泵、空气压缩机等，从而为自卸车、加油车、牛奶车、垃圾车、 吸污车、随车起重车、高空作业车、散装水泥车、拦板起重运输车等诸多专 用汽车配套使用。 取力器在专用汽车的设计和制造方面显得尤为重要。 根据取力器相对于汽 车底盘变速器的位置， 取力器的取力方式可分 为前置、中置和后置三 种基本型式，每一种基 本形式又包括若干种具 体的结构，如下所列。 1前置式 （ 1）发动机前端取力 发动机前端取力是一种常用的型式，一般都是由正时齿轮室或由 风扇、水泵的皮带轮输出，例如气刹制动系统中的气泵，某些专 用工作装置所用的液压马达等。 由于该方式的取力器到专用装置的距离较长，且需要转换传动方 向，若采用机械传动其结构就很复杂，因此一般采用液压传动。 例如：长头式汽车底盘改装的大型混凝土搅拌运输车。 （ 2）发动机后端取力 发动机后端取力一般都是在飞轮处。如图是一种飞轮取力的布置方案，在飞 轮前端的齿轮，通过中间轴齿轮传动取力器齿轮，从而驱动取力器的输出轴。 这种取力方式的优点是不受主离合器控制，但因改变了曲轴末端的结构，对 于平衡会有一些影响。这种布置在机场消防车上有所应用。 3夹钳式取力器 图为夹钳式取力器独立总成结构图，安装在主离合器和变速器之间。 由图中可以看出：原变速器中的第一轴被取力器中的长柄齿轮轴和连齿轴所代 替。安装时，长柄齿轮轴 7支承在发动机飞轮中心，而连齿轴 9则作为改装后的 变速器第一轴。这种取力方式在消防车上应用较多。 2中置式 （ 1）变速器上盖取力 这种布置方案是改制原变速器的上盖，将取力器叠置于变速器之上，用一个 惰轮和变速器 的第一轴输入齿轮常啮合，再由该惰轮将动力传给取力器的输 出轴，如图所示。 和前述的几种取力 器一样，这种取力 器同样有与发动机 同转速输出的特点， 因而适合于需要有 高转速输入的工作 装置。 （ 2）变速器侧盖取力 变速器侧盖取力又可分为左侧盖取力和右侧盖取力。 由于在设计变速器时已考虑了动力输出，因而一般在变速器左侧和右侧都留 有标准的取力接口，也有专门生产与之配套的取力器厂家，因此这种取力器 较常用。 但这种取力形式一般都是从变速器的中间轴上的齿轮取力，因而在传动路线 上经过了变速器一对常啮合齿轮的减速，所以取力器输出轴的转速总是低于 发动机转速。 （ 3）变速器后端盖取力 图为某种变速器后端盖取力器。动力由变速器输出轴取出。 3后置式 （ 1）分动器取力 对于有分动器的汽车底盘，可用这种取力方式，如混凝土搅拌运输车。 从取力器到专用工作装置之间的动力传递可由机械传动或液力传动完成。机械传动的 主要部件是万向节和传动轴，设计时应保证传动轴两端万向节的夹角 a相等，并尽量 减小夹角 a。 机械传动结构简单、传动可靠、制 造和使用成本低、使用和维修方便。 液力传动的主要部件是液压泵和液 压马达，其主要特点是动力传递布 置容易、操纵方便、可实现无级变 速和长距离传递、且能吸收冲击载 荷。 （ 2）传动轴取力 传动轴取力是将取力器作成独立总成，设置于传动轴之间。 图为其中的一种结构形式。 1.3 专用汽车底盘车架的改装设计 1.3.1 主车架的改装 主车架是汽车底盘上各总成及专用工作装置安装的 基础，改装时受到的影响最大，因此，要特别引起注意。 1主车架的钻孔和焊接 主车架是受载荷很大的部件，除承受整车静载荷外， 还要受到车辆行驶时的动载荷，为了保持主车架的 强度和刚度，原则上不允许在主车架纵梁上钻孔和焊接，应尽量使用车架上原有的孔。 如果安装专用设备或其它附件，不得不在车架上钻 孔或焊接时，应避免在高应力区钻孔或焊接。主车 架纵梁的高应力区在轴距之间纵梁的下翼面和后悬 的上翼面处。因为这些部位纵梁应力较大，钻孔容易产生应力集中。 对于主车架纵梁高应力区以外的其余地方需要钻孔或焊接时 ， 应注意以下事项： 尽量减小孔径，增加孔间距离，对钻孔的位置和孔径规范， 应满足图 15和表 3的要求。 在纵梁翼面高应力区外的其它部位钻孔，只能在中心处钻一 个孔 在纵梁的边、角区域亦禁止钻孔或焊接，如图 16、图 17所示 的区域即为不允许钻孔和焊接加工的部位。因为在这些部位进 行钻孔或焊接，极易引起车架早期开裂。 严禁将车架纵梁或横梁的翼面加工成缺口形状。 2主车架的加长设计 因专用汽车总布置的需要，对主车架有时要进行加长。例如厢式零担货物运 输车和轻泡货物运输车，若用普通汽车底盘改装，则需要将轴距加大，改装长 货厢来提高运输效率，此时要将车架在其中部断开后再加长。也有将车架后悬 部分加长的改装设计。 车架加长部分应尽量采用与原车架纵梁尺寸规格一样、性能相同的材料。车 架的加长部分与车架的连接一般采用焊接。首先在纵梁腹板处，按与纵梁轴线 成夹角 45或 90度的方向把纵梁断开，然后把切口断面加工成坡口形状，如图 18 所示。最后将加长部分与车架纵梁对接起来。 为了获得 V型焊缝对接接头的最佳强度，防止焊缝起点出现焊接缺陷，应采用 引弧焊法或退弧焊法。 焊接时应根据纵梁的材料选 择纵梁内侧合适的焊条型号、 直径及焊接规范。可采用手工 电弧焊或气体保护焊，并选用 磁性焊条，保证在高载荷、变 形和振动的情况下的焊接强度。 3主车架加强板的设计 （ 1）设置车架纵梁加强板的条件 主车架改装时，为了减少车架纵梁的局部应力，或者 为了使车架加长后仍能满足强度和刚度的要求，对 下述情况，常常在车架纵梁上采用加强板。 装载质量增加； 轴距和总长发生变化，使车架采用中部拼接或尾部 加长时； 为了使车架高应力区 (危险断面 )满足强度和刚度的 要求，同时又使车架在某一区间的截面尺寸变化不 致太大。 （ 2）加强板的形状 加强板的截面形状推荐选用 L型，其厚度应不小于车架厚度的 40。 L型加强板的翼面应贴合在车架纵梁翼面受拉伸的一边。 加强板的端头形状应逐步过渡，如切成小于 45。的斜角，或在端头中部开 光滑槽，如图 19所示。 （ 3）加强板的布置 加强板布置的合理，可以有效地减少车架的应力。若布置不合理，则可能 使车架产生应力集中。为了避免应力集中，加强板的端头位置不应在刚度变 化部位和集中载荷作用的地方。 例如，应使加强板的端头和副车架的端头充分重叠一部分或使二者相互离 开足够的距离，如图 20所示。 另外，加强板的端头要与车架纵横梁的相交处以及诸如悬架弹簧的支座处 错开一定距离。若车架纵梁内外侧有加强板，则二者也要错开。 （ 4）加强板的连接 加强板和主车架的固定最好采用铆接。 加强板末端和铆钉孔之间的最小距离为 25 mm，铆钉的间距为 70 150 mm。 当铆接有困难时，可在加强板上加工孔塞焊于纵梁腹板上，塞焊孔直径 20 30 mm，塞焊孔与加强板端部的最小距离为 25 mm，孔间距为 100 170 mm。 图 21为斯泰尔 91系列重 型车车架末端加长超过 200 mm时，所用的两块 加强板的结构和尺寸。 加强板和主车架纵梁腹 板的固定采用圆孔塞焊 和角焊，但只能焊接在 主车架纵梁的腹板上。 加强板两端头以及距两 端头 10 mm的区间内严禁 焊接。 1.3.2副车架的设计 在专用汽车设计时，为了改善主车架的承载情况，避免集中载荷，同时也为了 不破坏主车架的结构，一般多采用副车架 (副梁 )过渡。 在增加副车架的同时，为了避免由 于副车架刚度的急剧变化而引起主车 架上的应力集中，所以对副车架的形 状、安装位置及与主车架的连接方式 都有一定的要求。 1副车架的截面形状及尺寸 专用汽车副车架的截面形状一般和主 车架纵梁的截面形状相同，多采用如 图 22所示的槽形结构，其截面形状尺 寸取决于专用汽车的种类及其承受载 荷的大小 对于随车起重运输车的副车架来说，在安装起重装置的范围内， 应按如图 23和图 24所示的方式用一块腹板将副车架截面封闭起 来，以提高副车架的抗扭和抗弯能力。 2副车架的前端形状及安装位置 为了避免由于副车架截面高度尺寸的突然变化而引起主车架纵 梁的应力集中，副车架的前端形状应采用逐步过渡的方式。 例如采用如图 25所示的三种过渡方式。 如果加工上述形状困难时，可以采用如图 26所示的副车架前端 简易形状，此时斜面尺寸较大。 副车架在汽车底盘上布置时，其前端应尽可能地往驾驶室后围 靠近。 图 27为某散装水泥运输车 的罐体、副车架相对于汽 车底盘的安装位置。在满 足轴荷分配的前提下，其 中 A不宜过大，留足空压 机的位置即可； B为副车 架的前端离主车架拱形横 梁的距离，一般在 100 mm 之内； C为固定副车架的 前面第一个 U型螺栓距拱 形横梁的距离，一般控制 在 500 800 mm的范围内。 3副车架与主车架的连接 副车架与主车架的连接常采用如下几种形式。 （ 1）止推连接板 图 28是斯泰尔重型专用汽车所采用的止推连接板的结构形状及其安装方式。 连接板上端通过焊接与副车架固定，而下端则利用螺栓与主车架纵梁腹板 相连接。止推板的优点在于可以承受较大的水平载荷，防止副车架与主车 架纵梁产生相对水平位移。相邻两个推止推连接板之间的距离在 500 1 000 mm范围内。 （ 2）连接支架 连接支架由相互独立的上、下托架组成，上、下托架均通过螺 栓分别与副车架和主车架纵梁的腹板相固定，然后再用螺栓将 上、下托架相连接，见图 129所示。由于上、下托架之间留有 间隙，因此连接支架所能承受的水平载荷较小，所以连接支架 应和止推连接板配合使用。一般布置是在后悬架前支座前用连 接支架连接，在后悬架前支座后用止推连接板连接。 （ 3） U型夹紧螺栓 当选用其它连接装置有困难时，可采用 U型夹紧螺栓。但在车 架受扭转载荷最大的范围内不允许采用 U型螺栓。当采用 U型螺 栓固定时，为防止主车架纵梁翼面变形，应在其内侧衬以木块， 但在消声器附近，必须使用角铁等作内衬。 课后习题 1、专用汽车产品型号的规则 2、说出下列产品型号的含义 SH5090GSN 、 JG5090XLC、 JHK5142GJY 本章要点： 1掌握专用车辆型号规则 2 掌握专用车辆总体布置内容与原则