淺談專用車車廂的輕量化設計

呂桂林 黃建祥 陳煒鑫 林卡 鄒明霞

摘 要： 現有的專用車車廂為了保持結構的穩固性，通常會采用鋼鐵構造，框架和廂體板皆采用鋼板制成，首先將各個梁焊接成框架，再把廂體板焊接在框架上組成封閉的車廂廂體。這種車廂重量較大，加工復雜，抗腐蝕差，運輸時所消耗的燃料也較多，不符合節能環保的需求。本文介紹了專用車車廂輕量化設計理念，并詳細介紹了實現方法，使車廂重量大幅降低的同時，具備耐磨和防腐蝕能力。

關鍵詞： 專用車；車廂；鋁合金；應急電源

1.引言

隨著社會的發展進步，各類專用車已經應用到各行各業中。目前專用車主要是在載貨類底盤車上安放車廂，再在車廂內放置不同的設備組成具有不同使用功能的專用車，如：救援車、應急電源車、餐車等。然而，現有的專用車生產廠家改裝實力不盡相同，車廂多數是按傳統工藝生產，主要是采用鋼材焊接而成[1]。這種車廂除了外表粗糙、工藝繁瑣、維修性差以外，還具有笨重、易受腐蝕等缺點，在使用同等類別底盤車的情況下，車廂越重，說明能承載的設備就越輕或越少，這樣就降低了專用車的性能。綜上，目前迫切需要對專用車車廂進行改進設計，降低車廂自重，使之與國家倡導的節能環保及資源重復利用的要求相符。

2.設計理念

為了實現車廂減重，首先需要尋找到能替代鋼板的材料。鋁材具有質量輕，抗腐蝕性能好等優點，在各行業中逐漸替代鋼材來制作各類產品。而鋁合金除具備以上優點外，某些標準牌號的性能甚至能超過優質鋼，具有更好的導電、導熱和抗腐蝕性，目前已在工業上廣泛使用。因此使用鋁合金板材代替鋼材來制作專用車車廂是較為可行的方案。由此，本文著重介紹一種鋁合金車廂，與傳統車廂相比，具有自重輕，抗腐蝕，易于維修等優點。

3.具體實施情況

車廂整體（見圖1所示）采用裝配式設計，由立柱組成六面框體，前后側板分別用鉚釘固定在前后框體上，采用鉚接代替焊接，可在保證強度要求的同時，具備更好的外觀質量。左右門板（見圖2所示）均采用可開合連接，由兩個單開門的面板構成，通過鉸鏈與左右框體相連接，同時具備可方便開合的鎖扣，因此，通過打開左右門板，可方便地對車廂內設備進行維修。

廂體的前后側板采用內外雙層空腔鋁型材，在內側板受到撞擊損傷后不會影響到外側板；同時在內外雙層填充聚氨酯泡沫材料，因此在保證更高強度的同時具有更好的隔音隔熱效果[2]。

上橫梁可采用上拱形結構，頂板可選用質地輕但是拉伸強度好的玻璃鋼板，同時具有更好的耐腐蝕性、絕緣等優點。上拱形結構的最高處拱高不應大20mm，以保障玻璃鋼板能完全貼合在上橫梁上，同時玻璃鋼板鉚接在上橫梁上，此設計能保證在下雨時，雨水能順著玻璃鋼板滑下，避免車廂頂部出現積水。車廂底板由于需要具備一定的承重能力，因此可將其焊接在底部橫梁上。

在材料選用上，整體均采用擠壓的輕型鋁合金型材，可大幅降低車身自重，使汽車可以節省更多的動力，降低油耗；另一方面由于鋁合金易于回收和再造，因此也大大降低了重新加工成本，更加節能環保。同時，由于鋁的表面易與空氣中氧氣發生反應，可在廂體四周形成一層牢固的三氧化二鋁保護膜，這樣就能在一定程度上保護廂體不受腐蝕，相比于傳統的鋼板廂體，節省了防腐噴漆的時間和材料成本。

4.結語

綜上所述， 本文采用鋁合金型材替代鋼材，對現有專用車車廂進行改進設計，改進后的車廂能充分發揮鋁合金的結構和特點優勢，使車廂具備輕量化、易維修和防腐蝕的特點，從而進一步減少車輛的能耗，節約能源的同時增強車輛的續航能力，因此具有廣闊的應用前景。

參考文獻

[1] 邱加亮.輕量化鋁型材在車廂上的應用優勢及發展趨勢[J].科技展望，2015，25（16）：145.

[2] 文孝霞，杜子學，康中文，孫澤波.指揮車全鋁合金廂體骨架優化設計[J].重慶交通大學學報（自然科學版），2010，29（06）：992-996.