自卸車底盤設計特點分析

桑璟如

（東風汽車有限公司 東風商用車技術中心，武漢 430056）

隨著國民經濟持續良好地發展，尤其是國家對基礎設施建設投入的逐年加大，使得各類自卸車近年來呈現出爆發式發展。根據中國汽車工業協會自卸車統計數據顯示［1］，2011年上半年自卸車累計銷量為242 387輛。自卸車一般由于其使用路況和工況較差，且裝載質量較大，需要車輛具有良好的動力性、承載性、可靠性、路況和環境適應性、改裝適應性等，對底盤的性能要求具有一定的特殊性，其底盤設計具有自身的特點。近年來隨著國家治理超載力度的加大，節能減排的政策影響，以及區域銷售的特點日益突出，自卸車既要進一步提高對各種惡劣環境的適應能力，又要對保護公路和環境做出積極貢獻，在設計開發中出現分類化特點，出現了如輕量化自卸車底盤、公路型自卸車、工地型自卸車等細分類型，自卸車底盤設計也呈現出一些新的特點。

1 良好的動力性是自卸車的基本性能需求

自卸車多用于運輸土石方、砂石料、煤炭、礦石等，主要行駛于二級以下公路或非公路地區，如工地、礦區、山區及丘陵地帶，地形條件多為長坡、陡坡、多彎，由于運輸物質質量大，路況較差，需要車輛具有良好的動力性，以適應爬坡、重載的需要。這類車型的常用車速都在40～60 km/h（等級道路）或10～30 km/h（礦區），最高車速 70～90 km/h 左右。

大豆在開花期對外界不良的環境抵抗力較弱，此時噴施化學農藥，易使花蕾脫落，降低產量。因此，對于病蟲害的防治應以農業防治為主，提早防治。嚴格控制噴藥濃度，噴藥時間必須在下午五時以后進行。

1.1 發動機低速扭矩對動力性的影響

自卸車的運行工況對車輛的動力傳動系統提出了較高的要求，由于重載、路況差，且發動機經常運行于低轉速區，要求發動機最大扭矩滿足動力匹配需求，最大扭矩范圍較寬，并且低速扭矩大，以適應重載低速爬坡的動力需求，并以充足的后備功率適應路況差的要求。

通過對某款自卸車匹配兩種性能不同的發動機，來分析發動機低速性能對整車動力性影響。其中，發動機A在1 000 r/min時扭矩為580 Nm，發動機B在1 000 r/min時扭矩為650 Nm，兩款發動機最大扭矩相當，匹配兩款發動機的變速箱和后橋速比相同。由圖1分析表明：當發動機轉速為1 000 r/min，變速器為二擋時，匹配發動機B的爬坡能力優于A；二擋起步加速至50 km/h時，匹配發動機A的加速時間長于發動機B，說明發動機B的加速能力優于A。匹配整車的低速段動力性B機明顯優于A機。

3.企業要結合自身的實際，逐漸搭建起科學、有效的文化溝通機制，使企業文化成為員工的一種習慣。任何企業都無法避免文化的沖突和摩擦現象，畢竟企業的主體是人，不同的人在思想上存在著差異性，這就使得在交流的過程中，不可避免地會出現摩擦與碰撞現象，所以就應該建設起一個極為暢通的文化交流通道，當員工之間存在著相關矛盾，或者對企業存在著看法與建議時，就要通過及時溝通和了解，將這些影響企業文化的負面情緒及時地予以“消化”，從而維護企業自身的穩定性。當然企業也要重視做好企業的文化建設工作，通過設置專門的崗位，并且給予一些資金上的支持，以便于開展文化建設工作。

1.2 變速箱及離合器總成對動力性的影響

由于使用工況較惡劣，反應離合器傳遞發動機最大扭矩的可靠程度的離合器后備系數是自卸車離合器有別于同等總質量的載貨汽車和其它車型的關鍵參數。如果后備系數選擇過小，不能可靠地傳動發動機的最大扭矩，由于自卸車重載起步沖擊較大，容易造成離合器打滑燒蝕等故障；如果后備系數選擇過大，則不能有效防止傳動系過載，并且易造成操縱沉重。據相關離合器廠家推薦的離合器后備系數如下：自卸車 2.2～3.0，中、重型貨車 1.7～2.1。

為提高車輛的動力性和經濟性，使得車輛在低速重載時具有高動力性，空載回程時具有較高車速，變速器速比范圍要求漸寬，變速箱趨向多擋化，目前市場上4×2工程車已用到8或9擋箱。變速箱速比的選擇方面，一般來說，從滿足動力性和最高車速的設計要求考慮，用于較差路面和使用工況下的自卸車，宜采用直接擋變速箱；用于路面較好地區，為提高最高車速，可采用超速擋變速箱，而直接擋變速箱最高擋傳動效率高，可提高車輛燃油經濟性，故如果可以采用較小速比的后橋，來達到提高最高車速的目的，采用直接擋變速箱也是不錯的選擇［2］。

某車型由8擋箱升級9擋箱的整車動力性、經濟性分析見圖2，匹配9擋變速器的爬坡能力、百公里油耗均優于8擋變速器，說明采用9擋變速器后整車動力性和經濟性均得到改善。

1.3 動力性提升對后橋的影響

取力器的布置空間（見圖4）是自卸車底盤必須要考慮的問題，由于一般是變速箱取力，常見問題是消聲器如果布置在車架下翼面，如果與取力器布置在同側，容易與取力器布置發生矛盾，這需要在設計時注意消聲器的布置走向，盡量避免和取力器布置在同一側。現在有些變速箱開發出兩側都可安裝取力器的結構形式，較好地適應了不同發動機及消聲器的布置需要。也有采用箱式消聲器布置在車架外側來避讓取力器布置空間問題。有時為解決取力器布置空間的問題，采用排氣管路橫跨車架的方式，將消聲器布置到車架另一側，該設計的問題是排氣管路往往位置較低，影響通過性，而且管路拐彎增多，排氣阻力增大。

自卸車由于重載、山區及惡劣的使用工況，制動頻繁使用，為避免制動鼓過熱、制動衰退現象發生，用戶在自卸車上加裝淋水器為制動鼓降溫的情況非常普遍（見圖4）。淋水器的布置需要在底盤側部占據較大空間，需要底盤其他部件布置得比較緊湊。而由于自卸車中舉式舉升機構的位置占據了車架中部的一些空間，儲氣筒往往需要布置在車架外側，加上油箱、蓄電池等，軸距以內的車架外側空間較為有限，所以短軸距車型的淋水器布置空間比較緊張。

2 良好的承載性

車箱箱長與底盤軸距匹配是否合理會對軸荷產生一定影響，并影響整車性能。如果車箱長度過長，重心過度后移，上坡時容易造成翹頭，且前軸負荷過輕，引起轉向發漂，甚至失去轉向帶來危險，質心后移也容易形成過度轉向，操縱穩定性變差，帶來安全隱患，所以對于一定軸距和后懸的底盤，車箱改裝的長度不是可以隨意增加的。如果箱長匹配過短，底盤改裝空間就沒有得到充分利用，有時也會造成空車重心較靠前而產生一些問題，比如在濕泥坡道路面上，由于濕土路面附著系數較低及空車后軸荷較小帶來后軸附著力不足，無法克服坡道阻力，發生空車上坡驅動輪打滑的問題。

車架作為車輛的主要承載體，要求具有良好的強度，車架設計常通過增加縱梁斷面高度、增加材料厚度來加強強度，多采用雙層縱梁形式，有的在車架高應力區增加加強板。

輪胎通過增加尺寸、層級、氣壓來提高負荷能力。輪胎尺寸的增加往往會增加布置上的困難，車輪輪跳空間、輪胎與板簧間隙、后輪處整車外寬尺寸限制，都是需要考慮和關注的問題。一些用于山區的車輛，由于經常在彎道上行駛，重載、路況差加劇了后橋殼的變形，出現懸架U型螺栓和后輪胎單邊距離近的問題，甚至發生刮破輪胎的問題。在重載車型上采用鑄鋼橋殼代替沖焊橋殼，提高橋殼的剛性，有利于減少橋殼發生變形以及相應問題。

備胎的布置也要考慮是否影響改裝，備胎如果布置在車架側面，往往會占據淋水器的布置空間，所以現在一些自卸車常將備胎布置在底盤后懸處。將備胎布置在底盤后懸處，需要校核車箱舉升時車箱是否與備胎干涉，或者備胎是否影響貨物的傾卸，一些后懸較短的自卸車，如 6×4、8×4自卸車，往往后懸處無布置備胎的空間，而將備胎安裝在車箱前板前（與前頂舉升油缸并排布置），這對于備胎的裝卸使用不是很方便。

3 良好的路況適應性和環境適應性

3.1 路況適應性

由于自卸車行駛路面較差，需要車輛具有良好的通過性，即要求車輛具有一定的接近角、離去角、最小離地間隙、縱向和橫向通過半徑，整車布置時需要使上述指標得到保證。路面飛濺的石子容易擊打水箱及風扇，造成水箱和風扇的破損，所以在布置時希望水箱和風扇具有較大的離地間隙，而水箱和風扇的抬高往往容易受地板高度的限制。為避免石子擊打造成的損傷，通常在水箱前方增加防護欄。水箱及防護欄的布置容易影響車輛接近角和最小離地間隙，需要布置時注意。對油箱、消聲器、貯氣筒等容易影響離地間隙和車輛縱向通過半徑的部件布置也應加以注意。

輪減橋由于橋殼尺寸小，有助于增大車輛最小離地間隙和橫向通過半徑，在路況差的地區具有更好的通過性。輪減橋的輪間差速鎖可以充分利用左右驅動車輪的附著力，保證轉矩在驅動車輪間的不等分配以提高抗滑能力，提高汽車牽引力，提高車輛在惡劣路面上的通過性。

對于不同路面和使用要求，應選擇相應的輪胎花紋。對于工地或混合路面，可采用橫向花紋或混合花紋，提高輪胎的附著力和抗磨損能力；對于主要用于公路運輸的自卸車，可選擇縱向花紋，以減小滾動阻力，降低油耗［3］。如果選擇不當，比如采用橫向花紋輪胎的自卸車用于良好路面運輸使用時，由于車速較高，可能會出現輪胎花紋異常磨損的問題（見圖3）。對于經常運營在良好路面上的公路型自卸車，更適宜采用子午線輪胎，適合車速較高的使用工況，并且其滾動阻力小，可降低油耗。

隨著車輛載荷的增加，車輛配置向大馬力發動機、多驅動軸發展，但是由于地形條件的限制，在多彎的山路和丘陵地區又需要轉向直徑小、機動性較好的4×2車型，兩軸車與三軸車底盤相比，成本相對較低，結構相對簡單，相應降低故障率及提高可靠性。由于自卸車的路況較差，振動加劇，對零部件可靠性要求較高。

3.2 環境適應性

目前中型自卸車采用中頂舉升方式較多，中頂舉升方式的舉升機構會占用底盤中部的布置空間，要求車架橫梁在布置時需要校核舉升機構的布置空間。部分橫梁需要低于車架上平面布置，這樣有利于降低車箱副梁高度及降低整車重心高度，提高行駛穩定性。前頂的舉升穩定性較好，超載可靠性好，多用于箱長5 500 mm以上的車型，它對底盤的布置要求相對較少，但是布置前頂會使車箱后移300mm左右，質心會略后移。舉升方式性能對比見表1。

阿東看著他，呆了幾秒，仿佛想了想，又將母親的棉衣拿了出來。阿東說：“好，我們讓姆媽穿暖和一點。你拿到外面，找個太陽大的地方曬一下。”

在工地多灰的工作環境里，往往要求進氣系統帶有廢氣引射功能，可延長空濾使用壽命，避免發動機過早磨損，并且提高維護方便性。

4 改裝適應性

自卸車底盤由于其專用性質，需要在設計時考慮上裝的布置需求和用戶使用需求，做出相應調整。

4.1 取力器、淋水器的布置空間

由于超載及路況較差，為使車輛具有良好的動力性，匹配傳動系統時后橋輸出扭矩往往用到極限，容易造成后橋的損壞。隨著變速箱擋位的增多，速比范圍加寬，后橋輸出扭矩逐步放大，后橋動力輸出負擔加大，而如果迫于成本和競爭的壓力，不考慮后橋容量問題，往往帶來傳動系統匹配的矛盾，為后期的齒輪打齒故障埋下隱患。

根據重量法分析，本實驗中烏拉爾甘草總黃酮粗提物的質量分數為3%，與文獻中報道總黃酮的質量分數3.585%相比略微偏低[9]。采用外標法測得到所提甘草總黃酮中芹糖甘草苷、甘草苷、柚皮苷、甘草素、槲皮素、甘草查耳酮A和光甘草定的質量分數分別為27.06、19.43、1.65、2.51、0.21、13.85、23.27 mg/g，其中，甘草苷的量約為1.9%，而文獻中報道的甘草單煎液中甘草苷的量為0.76%[14]，表明本實驗提取方法可取，且經過萃取后黃酮類化合物得到了有效的富集。

另一方面，自卸車運行在較差路面上（如土路、砂石路面），其滾動阻力系數較大，相對于良好路面來說大大增加了車輛的滾動阻力，起步時要求短時間內增大驅動力以克服道路阻力，對后橋齒輪的沖擊加大，這也加劇了后橋齒輪的損壞情況發生。市場上曾發生用于裝載挖沙的車輛起步時發生后橋打齒的情況，該工況提高了對車輛低速動力性及齒輪強度的要求。

4.2 底盤部件的布置對上裝的影響

底盤駕駛室后圍處的部件如空濾、進排氣系統管路等的布置，要求為車箱的布置留出盡可能多的空間，使得車箱布置可以盡量向前，這對于提高車架可利用長度、滿足用戶的箱長要求以及軸荷合理分配都是有好處的。

蒸發法的原理是從液態轉化為氣態，利用產生的熱能將液體蒸發，最后再回收冷卻水蒸汽的方法，此種方法的優勢是得到的淡水水質較好。目前，海水脫鹽淡化技術經過發展演化的蒸發法脫鹽技術被廣泛應用于工業生產中[15]。多效蒸餾法是一項20世紀中期重要的脫鹽技術，雖然工藝比較成熟并且運行穩定，然而存在一些問題如能耗高、設備易腐蝕結垢等缺點[16]。20世紀70年代末,以色列研發了低溫多效蒸餾技術，有效緩解了多效蒸餾法的缺點[17]。利用多效蒸餾法可以獲得較大的產水量，但是高效率也代表著更高的單位產水量的成本和投資費用。郭衛平[18]研究表明，對于成分復雜以及污染性強的污染物，不適合用膜法脫鹽處理。

4.3 車箱舉升方式

自卸車由于車輛工作環境較普通車輛惡劣，道路條件差，車輛經常處于重載甚至超載狀態，發動機經常在低速、全功率、大扭矩工況下工作，經常處于大負載工況，故對散熱性能要求較高，通常設計時通過加大散熱器面積或風扇直徑來增大散熱性能，但是這容易受到布置空間的限制。

表1 舉升方式性能對比

4.4 箱長與軸距的匹配

自卸汽車經常存在超載現象，而且路況較差，對車輛承載系統提出了更高的要求。為解決市場上經常發生的鋼板彈簧斷裂現象，加強承載能力，板簧設計時通常通過增加片數、增加單片厚度和寬度來增加板簧的強度，這同時也意味著板簧剛度的增加，對整車平順性的影響是不利的。為滿足對整車平順性的需求，以及空間尺寸的限制，板簧的增強不可能是無限制的。

2016年末，河北省100%的村通電,12.04%的村通天然氣，100%的村通電話，84.45%的村安裝了有線電視，94.05%的村通寬帶互聯網，54.56%的村有電子商務配送站點，農民生活質量有了明顯提升。根據第三次全國農業普查數據，截至2016年，河北省機電井數量87.84萬眼，排灌站1.98萬個，對農業發展起到了更好的保障作用。

5 地區及功能適應性

由于不同區域和用戶對自卸車的使用要求不同，如山區和平原地區，及主要用于公路運輸或工地運輸的車輛，對自卸車設計提出了適應不同區域和用途的設計需求，如對承載系統區分出輕量化和重載型，對動力系統區分低速動力型和高速經濟型。

一方面，對于一些平原地區市場或主要用于公路運輸的車輛，路面相對較好，多為等級公路，要求車輛輕量化、低油耗、車速較高，最高車速可達90～100 km/h。車輛對動力性要求相對較低，經濟性要求相對提高。根據法規要求，商用汽車的總質量受到限制，減輕整備質量就意味著可以提高裝載質量，即增加了載質量利用系數。汽車質量減輕，意味著燃油消耗的降低，有利于提高運輸效率、降低運輸成本。由于這些地區對超載限制較嚴，底盤和上裝都需要輕量化設計，車箱的邊板、底板料厚都可以適當減薄，底盤的承載系統如車架、板簧可以進行輕量化設計。高強度鋼板大梁、鋁合金材料油箱得以應用，零部件在保證強度和剛度滿足使用要求的前提下，采用CAE分析手段優化結構，采用輕量化設計。

公共圖書館的人才需求量僅次于本科院校圖書館。公共圖書館招聘信息共有185條，占所有招聘信息的36．7%。近年來，國家層面上，隨著免費開放政策的推行以及《公共圖書館建設用地標準》等文件的實施，公共圖書館的硬件條件取得了較大發展。地方層面上，地方政府及有關部門積極探索總分館模式建設，努力克服區縣一級圖書館財政保障不足的困境，出現了嶺南模式、嘉興模式等。在人才需求方面，與本科院校圖書館相比，公共圖書館具有法人代表資格，獨立性更大，因此公共圖書館的招聘更加規范、多元、靈活。

另一方面，對于主要用于工地及短途運輸或用于山區市場的車輛，屬于重載型，路況較差，對動力性要求較高，最高車速一般70～80 km/h。通過性要求相對較高，承載系統要求堅固耐用。車架、板簧等承載系統需要加強型設計，車箱料厚也相應增加。

同樣的車輛，用途不同，裝載物質不同，也帶來承載的很大差異，如運煤的車輛相對較輕，而沙石會重一些，如果是礦石特別是鐵礦石，重量會大大增加。如西北運煤市場需要輕量化車型，而用于砂石料運輸對車輛的承載系統會有加強的要求。比如同樣對于5500 mm×2300 mm×800 mm（長×寬×高）的車箱，運輸貨物不同，其貨物質量差異較大，見表2。

面對國內外食品安全面臨的緊迫形勢及國家食品安全戰略政策導向，培養高水平食品質量與安全專業人才是國家和社會對高校人才培養的基本要求。在這樣的大背景下，課程團隊對“食品安全控制技術”課程的內容體系及教學模式進行了積極的探索與實踐，構建了以食品全產業鏈安全危害與控制措施為主線的課程內容體系，提出了以案例教學、分組討論、理論教學及實驗教學和實踐教學相結合、綜合考評為標志的教學模式，且成效顯著。最后，結合近3年的教學實踐，提出了適應性教材的迫切需要，以期提高“食品安全控制技術”課程教學的質量與效果，培養出高水平的專業人才，為切實保障食品質量與安全作出貢獻。

表2 不同貨物質量差異

6 人性化設計

近年來，隨著技術進步和用戶對工作環境的改善要求，低成本的自卸車配置也在不斷提升，新一代自卸車在舒適性、使用便利性方面取得了很大進步，人性化設計得到更多體現。美觀大氣的車身造型、流線型儀表，駕駛室人體工程學設計，配備空調，令工作環境更為舒適；浮動式駕駛室、氣囊減振式座椅，改善乘坐舒適性；可翻式前罩，CAN總線組合儀表，電動車窗、中控/電動門鎖，油箱鎖、點火鎖、車門鎖，三鎖合一，電動后視鏡等，為使用和維護帶來更多便利。

7 結束語

隨著自卸車銷售區域的增多，以及地域、用途、用戶需求的不同，市場需求進一步細分，如主要用于公路運輸的自卸車與主要用于工地的自卸車底盤，以及用于平原地區和山區的自卸車底盤的設計需求明顯不同。對于差異化需求應有差異化設計，不能一種配置打遍天下。對于某地區用戶反映的問題要全面考慮其使用區域、使用特點，是否具有普遍性和代表性，根據區域特點合理開發和銷售車型，逐步豐富產品系列，盡量避免因車輛使用不合理帶來的賠償。隨著技術的不斷進步和發展，模塊化、集成化、輕量化、人性化、環保化、智能化設計理念的逐步應用，自卸車設計也必將不斷呈現出新的特點，在車輛的可靠性、工況適應性、安全性、舒適性等技術提升上不斷前行。

［1］中國汽車工業協會.2011年1-6月自卸車市場分析［R］.2011.

［2］黃松,史建鵬.越野汽車動力總成匹配仿真研究［J］.汽車科技：2008(5)15-17.

［3］ 劉惟信.汽車設計［M］.北京：清華大學出版社，2001.