中置軸轎運車底盤設(shè)計淺析

趙雷，劉成武，王偉，李澤林，王野

（陜西重型汽車有限公司，陜西 西安 710200）

1 引言

近些年，我國乘用車產(chǎn)量增長較快，帶動了我國汽車物流運輸行業(yè)的發(fā)展，整車物流運輸模式主要有公路、鐵路、水運三種模式，其中公路運輸占據(jù)絕對比例。

隨著GB1589-2016 的發(fā)布和實施、以及國家相關(guān)部門開展的轎運車市場治理，原有商品車運輸市場普遍采用的雙排、飛機板、單排超長半掛轎運車等違規(guī)行為得到了逐步根除，行業(yè)邁向了規(guī)范運營的新階段。

中置軸轎運車屬于GB1589 標(biāo)準(zhǔn)中新增加的車型，中置軸轎運車總長22mm，較常規(guī)半掛車17.1m 長4.9m，可水平多裝載2 臺商品車，中置軸轎運車可運輸中大型乘用車8-9輛，中小型乘用車9-10 輛。由于中置軸具有裝載大、效率高、轉(zhuǎn)彎性能好等優(yōu)點，可以預(yù)測，中置軸轎運車將成為車輛運輸行業(yè)中長途運輸?shù)闹髁鬈囆汀１疚母鶕?jù)筆者設(shè)計經(jīng)驗，對中置軸轎運車設(shè)計要點進行討論。

2 中置軸轎運車介紹

中置軸車輛運輸汽車列車主要由兩部分組成：車輛運輸貨車（前車）與中置軸掛車，前車與掛車之間通過牽引裝置連接。主車長限值12m，掛車限值12 米，列車限值22 米，裝備有裝運和固定車輛的貨臺及供車輛上下的跳板，專門為運輸乘用車，如圖1 示。

圖1 中置軸車輛運輸車裝車示意圖

3 中置軸轎運車設(shè)計要點

3.1 承載分析

中置軸轎運車，工況為中長途干線運輸，年行駛10-15萬公里，路況較好，80%為高速公路。

綜合國內(nèi)主流底盤企業(yè)以及掛車企業(yè)，中置軸轎運車各部分質(zhì)量參數(shù)如表1 示，國內(nèi)典型暢銷的車型外擴以及質(zhì)量參數(shù)見表2。

表1 主流廠家質(zhì)量參數(shù)

表2 典型暢銷車型外形及質(zhì)量參數(shù)

國內(nèi)中置軸轎運車的組合模式主要有兩種：2 軸主車+2軸掛車，3 軸主車+2 軸掛車，根據(jù)裝載車輛的樣式，計算承載（如表3），其中A 級車按1.3t 自重，B 級車1.7t 自重，C級車1.8t 自重，中置軸轎運車汽車列車滿載約30t-34t。

表3 中置軸轎車運車裝載重量計算

3.2 軸距確定

軸距為汽車的重要性能參數(shù)，影響車輛的外觀、軸荷分布，也影響到車輛的機動性、操控穩(wěn)定性等。為提高中置軸的安全性，中置軸前車的裝載量一般大于等于掛車裝載量，中置軸底盤的軸距一般較常規(guī)車型長。

GB1589 規(guī)定車輛運輸車長度最大為12m，汽車及掛車的后懸均應(yīng)該小于或等于3500mm，如圖1 示，以2 軸轎運車為例，軸距d=總長L-前懸L1-后懸L2，對于3 軸車軸距d為其總軸距。

在底盤品牌一定、平臺一定情況下，前懸一般為定值，為使車輛兼顧裝載空間與較好的通過性（轉(zhuǎn)彎半徑小），后懸取最大值3.5m，從而初步確定軸距，軸距最終確定受企業(yè)軸距規(guī)劃、上裝結(jié)構(gòu)形式、裝載車輛等綜合確定。

圖2

3.3 動力匹配

GB/T 26774 要求車輛運輸車，比功率≮5.4kw/t，最高車速≥90km/h。營運貨車安全技術(shù)條件JT/T 1178.2 要求牽引車輛與掛車的比功率滿足表4 要求。

表4 比功率限值

3.3.1 發(fā)動機馬力選擇

汽車的比功率為發(fā)動機機最大靜功率與最大設(shè)計總質(zhì)量的比值。

以某6×2 中置軸轎運車為例，主車最大總質(zhì)量21t，可牽引18t 中置軸掛車，根據(jù)JT/T 1178.2，該車比功率≥4.3+46/（21+18）=5.48kw/t，根據(jù)GB/T 26774 比功率≥5.4kw/t，二者取大值5.48KW/t，則發(fā)動機最大凈功率P=5.48*（21+18）=213.72kw。

3.3.2 車速匹配

合理的車速匹配，可以在滿足使用要求的前提下，取得良好的燃油經(jīng)濟性與運輸效率。GB26774 要求，車輛運輸車最高車速≥90km/h，由于轎運車貨值高，對安全性要求高，根據(jù)國內(nèi)客戶使用情況，中置軸滿載常用車速70-80km/h，集團客戶對車速要求嚴格，個人客戶常用車速有超過90km/h空車運行情況。動力匹配時應(yīng)該使車輛在常用車速運行下，發(fā)動機處于經(jīng)濟轉(zhuǎn)速區(qū)間從而提高車輛的燃油消耗率。

3.4 高度要求

3.4.1 低高度駕駛室設(shè)計

高度為轎運車關(guān)鍵指標(biāo)，為裝載效率，轎運車駕駛室頂部經(jīng)常會裝載一輛小轎車。如圖2，裝載高度H 由H1、H2、H3 三個高度決定：H1：底盤高度 ，H2：駕駛室頂?shù)窖b車平臺距離，H3：乘用車高度。H3 與H2 基本為定值，為降低高度，底盤需采用低高度設(shè)計，越低越好，目前按裝載高度4.2m，行業(yè)主流為2600-2750mm,為保證裝載高度、以及低重心安全考慮，駕駛室高度宜越低越好，底盤具體設(shè)計可從以下幾個方面考慮：

（1）駕駛室：駕駛室宜采用專用駕駛室，平頂或削頂駕駛室，國外部分中置軸駕駛室后端有斜切形式，以便降低底盤高度。

（2）車輪：輪胎在滿足承載的前提下，采用直徑較小的無內(nèi)胎子午線輪胎，315/60R22.5、275/70R22.5、295/60R22.5等。

（3）懸架宜采用少片簧懸架或空氣懸架，同時前軸可做特殊設(shè)計，以便與懸架匹配時，提供較低的輪心高。

3.4.2 低車架高度設(shè)計

如圖3，車輛后部裝車后高度H 由H1、H2、H3 三個高度決定，H1 裝載平臺離地高度；H2 轎車高度：A 級車朗逸按1460 計；H3 兩車之間的間隙，按最小間隙100mm。

圖3 轎運車裝車示意

由于轎運車上裝平臺低，可近似認為H1 與底盤車架上平面平齊。以法定的裝載高度4m，理論計算，H1=4000-2×H2-H3=4000-2×1460-100=980mm，故裝載A 級車要求轎運車在滿載狀態(tài)下車架上平面離地≤980mm，若裝載B 級或C級車，要求更低。因此為滿足合規(guī)裝載同時低重心安全性方面考慮，底盤設(shè)計后應(yīng)越低越好，可從懸架、輪胎、車橋、車架高度等方面考慮優(yōu)化。

圖4 裝載示意圖

3.5 上裝驅(qū)力裝置

轎運車為駐車作業(yè)，需要底盤提供上裝各部件的動力來源，轎運輸車大多采用底盤變速器取力，根據(jù)經(jīng)驗，取力器輸出扭矩≥40N.m 即可滿足要求，為方便連接，目前國內(nèi)多采用花鍵輸出，同時底盤布置時，預(yù)留液壓油箱安裝空間。

3.6 底盤布置要求

良好的改裝便利性，可提高改裝效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量，底盤設(shè)計時，應(yīng)考慮上裝的布置以及轎運車的特殊需求。

3.6.1 車架兩側(cè)附件

橫梁、閥類件等低于車架上平面，轎運車上裝副車架高度較小，底盤安裝附件低于車架，避免與上裝干涉，同時便于降低轎運車裝車高度。

3.6.2 底盤預(yù)留液壓油箱安裝空間

500-600mm，在布置允許情況下盡量預(yù)留空間加大，方便終端用戶加裝水箱、工具箱等。

3.6.3 底盤搭好上裝后

改裝廠借用底盤自帶的尾燈，尾燈安裝在上裝上，因此底盤尾燈線束應(yīng)加長。

3.6.4 備胎安裝在驅(qū)動軸前

方便操作，容易拆卸，備胎裝在尾部會與掛車牽引桿干涉。

3.6.5 中置軸轎運車路況較好

GB26774 要求離地間隙≮150mm，考慮到偶然的惡劣路況，如進出停車場、上高速等，建議間隙可適當(dāng)放大一點，以提供良好的通過性。

3.6.5 底盤尾部預(yù)留與中置軸掛車匹配的氣路

電路、ABS 接口。

3.7 其他

隨著技術(shù)發(fā)展以及對安全考慮，預(yù)計將有更多的安全裝置將應(yīng)用在轎運車上面，如EBS、胎壓監(jiān)測、疲勞駕駛、車道偏離等，將對車輛的智能化和安全將提出更高要求。

4 結(jié)語

本文從整車總布置角度出發(fā)，對中置軸轎運車從行業(yè)法規(guī)、使用工況、設(shè)計關(guān)注點等進行了分析總結(jié)，對于中置軸轎運車的設(shè)計具有一定的參考指導(dǎo)意義。