自卸车底盘设计特点分析

桑璟如

（东风汽车有限公司 东风商用车技术中心，武汉 430056）

随着国民经济持续良好地发展，尤其是国家对基础设施建设投入的逐年加大，使得各类自卸车近年来呈现出爆发式发展。根据中国汽车工业协会自卸车统计数据显示［1］，2011年上半年自卸车累计销量为242 387辆。自卸车一般由于其使用路况和工况较差，且装载质量较大，需要车辆具有良好的动力性、承载性、可靠性、路况和环境适应性、改装适应性等，对底盘的性能要求具有一定的特殊性，其底盘设计具有自身的特点。近年来随着国家治理超载力度的加大，节能减排的政策影响，以及区域销售的特点日益突出，自卸车既要进一步提高对各种恶劣环境的适应能力，又要对保护公路和环境做出积极贡献，在设计开发中出现分类化特点，出现了如轻量化自卸车底盘、公路型自卸车、工地型自卸车等细分类型，自卸车底盘设计也呈现出一些新的特点。

1 良好的动力性是自卸车的基本性能需求

自卸车多用于运输土石方、砂石料、煤炭、矿石等，主要行驶于二级以下公路或非公路地区，如工地、矿区、山区及丘陵地带，地形条件多为长坡、陡坡、多弯，由于运输物质质量大，路况较差，需要车辆具有良好的动力性，以适应爬坡、重载的需要。这类车型的常用车速都在40～60 km/h（等级道路）或10～30 km/h（矿区），最高车速 70～90 km/h 左右。

大豆在开花期对外界不良的环境抵抗力较弱，此时喷施化学农药，易使花蕾脱落，降低产量。因此，对于病虫害的防治应以农业防治为主，提早防治。严格控制喷药浓度，喷药时间必须在下午五时以后进行。

1.1 发动机低速扭矩对动力性的影响

自卸车的运行工况对车辆的动力传动系统提出了较高的要求，由于重载、路况差，且发动机经常运行于低转速区，要求发动机最大扭矩满足动力匹配需求，最大扭矩范围较宽，并且低速扭矩大，以适应重载低速爬坡的动力需求，并以充足的后备功率适应路况差的要求。

通过对某款自卸车匹配两种性能不同的发动机，来分析发动机低速性能对整车动力性影响。其中，发动机A在1 000 r/min时扭矩为580 Nm，发动机B在1 000 r/min时扭矩为650 Nm，两款发动机最大扭矩相当，匹配两款发动机的变速箱和后桥速比相同。由图1分析表明：当发动机转速为1 000 r/min，变速器为二挡时，匹配发动机B的爬坡能力优于A；二挡起步加速至50 km/h时，匹配发动机A的加速时间长于发动机B，说明发动机B的加速能力优于A。匹配整车的低速段动力性B机明显优于A机。

3.企业要结合自身的实际，逐渐搭建起科学、有效的文化沟通机制，使企业文化成为员工的一种习惯。任何企业都无法避免文化的冲突和摩擦现象，毕竟企业的主体是人，不同的人在思想上存在着差异性，这就使得在交流的过程中，不可避免地会出现摩擦与碰撞现象，所以就应该建设起一个极为畅通的文化交流通道，当员工之间存在着相关矛盾，或者对企业存在着看法与建议时，就要通过及时沟通和了解，将这些影响企业文化的负面情绪及时地予以“消化”，从而维护企业自身的稳定性。当然企业也要重视做好企业的文化建设工作，通过设置专门的岗位，并且给予一些资金上的支持，以便于开展文化建设工作。

1.2 变速箱及离合器总成对动力性的影响

由于使用工况较恶劣，反应离合器传递发动机最大扭矩的可靠程度的离合器后备系数是自卸车离合器有别于同等总质量的载货汽车和其它车型的关键参数。如果后备系数选择过小，不能可靠地传动发动机的最大扭矩，由于自卸车重载起步冲击较大，容易造成离合器打滑烧蚀等故障；如果后备系数选择过大，则不能有效防止传动系过载，并且易造成操纵沉重。据相关离合器厂家推荐的离合器后备系数如下：自卸车 2.2～3.0，中、重型货车 1.7～2.1。

为提高车辆的动力性和经济性，使得车辆在低速重载时具有高动力性，空载回程时具有较高车速，变速器速比范围要求渐宽，变速箱趋向多挡化，目前市场上4×2工程车已用到8或9挡箱。变速箱速比的选择方面，一般来说，从满足动力性和最高车速的设计要求考虑，用于较差路面和使用工况下的自卸车，宜采用直接挡变速箱；用于路面较好地区，为提高最高车速，可采用超速挡变速箱，而直接挡变速箱最高挡传动效率高，可提高车辆燃油经济性，故如果可以采用较小速比的后桥，来达到提高最高车速的目的，采用直接挡变速箱也是不错的选择［2］。

某车型由8挡箱升级9挡箱的整车动力性、经济性分析见图2，匹配9挡变速器的爬坡能力、百公里油耗均优于8挡变速器，说明采用9挡变速器后整车动力性和经济性均得到改善。

1.3 动力性提升对后桥的影响

取力器的布置空间（见图4）是自卸车底盘必须要考虑的问题，由于一般是变速箱取力，常见问题是消声器如果布置在车架下翼面，如果与取力器布置在同侧，容易与取力器布置发生矛盾，这需要在设计时注意消声器的布置走向，尽量避免和取力器布置在同一侧。现在有些变速箱开发出两侧都可安装取力器的结构形式，较好地适应了不同发动机及消声器的布置需要。也有采用箱式消声器布置在车架外侧来避让取力器布置空间问题。有时为解决取力器布置空间的问题，采用排气管路横跨车架的方式，将消声器布置到车架另一侧，该设计的问题是排气管路往往位置较低，影响通过性，而且管路拐弯增多，排气阻力增大。

自卸车由于重载、山区及恶劣的使用工况，制动频繁使用，为避免制动鼓过热、制动衰退现象发生，用户在自卸车上加装淋水器为制动鼓降温的情况非常普遍（见图4）。淋水器的布置需要在底盘侧部占据较大空间，需要底盘其他部件布置得比较紧凑。而由于自卸车中举式举升机构的位置占据了车架中部的一些空间，储气筒往往需要布置在车架外侧，加上油箱、蓄电池等，轴距以内的车架外侧空间较为有限，所以短轴距车型的淋水器布置空间比较紧张。

2 良好的承载性

车箱箱长与底盘轴距匹配是否合理会对轴荷产生一定影响，并影响整车性能。如果车箱长度过长，重心过度后移，上坡时容易造成翘头，且前轴负荷过轻，引起转向发漂，甚至失去转向带来危险，质心后移也容易形成过度转向，操纵稳定性变差，带来安全隐患，所以对于一定轴距和后悬的底盘，车箱改装的长度不是可以随意增加的。如果箱长匹配过短，底盘改装空间就没有得到充分利用，有时也会造成空车重心较靠前而产生一些问题，比如在湿泥坡道路面上，由于湿土路面附着系数较低及空车后轴荷较小带来后轴附着力不足，无法克服坡道阻力，发生空车上坡驱动轮打滑的问题。

车架作为车辆的主要承载体，要求具有良好的强度，车架设计常通过增加纵梁断面高度、增加材料厚度来加强强度，多采用双层纵梁形式，有的在车架高应力区增加加强板。

轮胎通过增加尺寸、层级、气压来提高负荷能力。轮胎尺寸的增加往往会增加布置上的困难，车轮轮跳空间、轮胎与板簧间隙、后轮处整车外宽尺寸限制，都是需要考虑和关注的问题。一些用于山区的车辆，由于经常在弯道上行驶，重载、路况差加剧了后桥壳的变形，出现悬架U型螺栓和后轮胎单边距离近的问题，甚至发生刮破轮胎的问题。在重载车型上采用铸钢桥壳代替冲焊桥壳，提高桥壳的刚性，有利于减少桥壳发生变形以及相应问题。

备胎的布置也要考虑是否影响改装，备胎如果布置在车架侧面，往往会占据淋水器的布置空间，所以现在一些自卸车常将备胎布置在底盘后悬处。将备胎布置在底盘后悬处，需要校核车箱举升时车箱是否与备胎干涉，或者备胎是否影响货物的倾卸，一些后悬较短的自卸车，如 6×4、8×4自卸车，往往后悬处无布置备胎的空间，而将备胎安装在车箱前板前（与前顶举升油缸并排布置），这对于备胎的装卸使用不是很方便。

3 良好的路况适应性和环境适应性

3.1 路况适应性

由于自卸车行驶路面较差，需要车辆具有良好的通过性，即要求车辆具有一定的接近角、离去角、最小离地间隙、纵向和横向通过半径，整车布置时需要使上述指标得到保证。路面飞溅的石子容易击打水箱及风扇，造成水箱和风扇的破损，所以在布置时希望水箱和风扇具有较大的离地间隙，而水箱和风扇的抬高往往容易受地板高度的限制。为避免石子击打造成的损伤，通常在水箱前方增加防护栏。水箱及防护栏的布置容易影响车辆接近角和最小离地间隙，需要布置时注意。对油箱、消声器、贮气筒等容易影响离地间隙和车辆纵向通过半径的部件布置也应加以注意。

轮减桥由于桥壳尺寸小，有助于增大车辆最小离地间隙和横向通过半径，在路况差的地区具有更好的通过性。轮减桥的轮间差速锁可以充分利用左右驱动车轮的附着力，保证转矩在驱动车轮间的不等分配以提高抗滑能力，提高汽车牵引力，提高车辆在恶劣路面上的通过性。

对于不同路面和使用要求，应选择相应的轮胎花纹。对于工地或混合路面，可采用横向花纹或混合花纹，提高轮胎的附着力和抗磨损能力；对于主要用于公路运输的自卸车，可选择纵向花纹，以减小滚动阻力，降低油耗［3］。如果选择不当，比如采用横向花纹轮胎的自卸车用于良好路面运输使用时，由于车速较高，可能会出现轮胎花纹异常磨损的问题（见图3）。对于经常运营在良好路面上的公路型自卸车，更适宜采用子午线轮胎，适合车速较高的使用工况，并且其滚动阻力小，可降低油耗。

随着车辆载荷的增加，车辆配置向大马力发动机、多驱动轴发展，但是由于地形条件的限制，在多弯的山路和丘陵地区又需要转向直径小、机动性较好的4×2车型，两轴车与三轴车底盘相比，成本相对较低，结构相对简单，相应降低故障率及提高可靠性。由于自卸车的路况较差，振动加剧，对零部件可靠性要求较高。

3.2 环境适应性

目前中型自卸车采用中顶举升方式较多，中顶举升方式的举升机构会占用底盘中部的布置空间，要求车架横梁在布置时需要校核举升机构的布置空间。部分横梁需要低于车架上平面布置，这样有利于降低车箱副梁高度及降低整车重心高度，提高行驶稳定性。前顶的举升稳定性较好，超载可靠性好，多用于箱长5 500 mm以上的车型，它对底盘的布置要求相对较少，但是布置前顶会使车箱后移300mm左右，质心会略后移。举升方式性能对比见表1。

阿东看着他，呆了几秒，仿佛想了想，又将母亲的棉衣拿了出来。阿东说：“好，我们让姆妈穿暖和一点。你拿到外面，找个太阳大的地方晒一下。”

在工地多灰的工作环境里，往往要求进气系统带有废气引射功能，可延长空滤使用寿命，避免发动机过早磨损，并且提高维护方便性。

4 改装适应性

自卸车底盘由于其专用性质，需要在设计时考虑上装的布置需求和用户使用需求，做出相应调整。

4.1 取力器、淋水器的布置空间

由于超载及路况较差，为使车辆具有良好的动力性，匹配传动系统时后桥输出扭矩往往用到极限，容易造成后桥的损坏。随着变速箱挡位的增多，速比范围加宽，后桥输出扭矩逐步放大，后桥动力输出负担加大，而如果迫于成本和竞争的压力，不考虑后桥容量问题，往往带来传动系统匹配的矛盾，为后期的齿轮打齿故障埋下隐患。

根据重量法分析，本实验中乌拉尔甘草总黄酮粗提物的质量分数为3%，与文献中报道总黄酮的质量分数3.585%相比略微偏低[9]。采用外标法测得到所提甘草总黄酮中芹糖甘草苷、甘草苷、柚皮苷、甘草素、槲皮素、甘草查耳酮A和光甘草定的质量分数分别为27.06、19.43、1.65、2.51、0.21、13.85、23.27 mg/g，其中，甘草苷的量约为1.9%，而文献中报道的甘草单煎液中甘草苷的量为0.76%[14]，表明本实验提取方法可取，且经过萃取后黄酮类化合物得到了有效的富集。

另一方面，自卸车运行在较差路面上（如土路、砂石路面），其滚动阻力系数较大，相对于良好路面来说大大增加了车辆的滚动阻力，起步时要求短时间内增大驱动力以克服道路阻力，对后桥齿轮的冲击加大，这也加剧了后桥齿轮的损坏情况发生。市场上曾发生用于装载挖沙的车辆起步时发生后桥打齿的情况，该工况提高了对车辆低速动力性及齿轮强度的要求。

4.2 底盘部件的布置对上装的影响

底盘驾驶室后围处的部件如空滤、进排气系统管路等的布置，要求为车箱的布置留出尽可能多的空间，使得车箱布置可以尽量向前，这对于提高车架可利用长度、满足用户的箱长要求以及轴荷合理分配都是有好处的。

蒸发法的原理是从液态转化为气态，利用产生的热能将液体蒸发，最后再回收冷却水蒸汽的方法，此种方法的优势是得到的淡水水质较好。目前，海水脱盐淡化技术经过发展演化的蒸发法脱盐技术被广泛应用于工业生产中[15]。多效蒸馏法是一项20世纪中期重要的脱盐技术，虽然工艺比较成熟并且运行稳定，然而存在一些问题如能耗高、设备易腐蚀结垢等缺点[16]。20世纪70年代末,以色列研发了低温多效蒸馏技术，有效缓解了多效蒸馏法的缺点[17]。利用多效蒸馏法可以获得较大的产水量，但是高效率也代表着更高的单位产水量的成本和投资费用。郭卫平[18]研究表明，对于成分复杂以及污染性强的污染物，不适合用膜法脱盐处理。

4.3 车箱举升方式

自卸车由于车辆工作环境较普通车辆恶劣，道路条件差，车辆经常处于重载甚至超载状态，发动机经常在低速、全功率、大扭矩工况下工作，经常处于大负载工况，故对散热性能要求较高，通常设计时通过加大散热器面积或风扇直径来增大散热性能，但是这容易受到布置空间的限制。

表1 举升方式性能对比

4.4 箱长与轴距的匹配

自卸汽车经常存在超载现象，而且路况较差，对车辆承载系统提出了更高的要求。为解决市场上经常发生的钢板弹簧断裂现象，加强承载能力，板簧设计时通常通过增加片数、增加单片厚度和宽度来增加板簧的强度，这同时也意味着板簧刚度的增加，对整车平顺性的影响是不利的。为满足对整车平顺性的需求，以及空间尺寸的限制，板簧的增强不可能是无限制的。

2016年末，河北省100%的村通电,12.04%的村通天然气，100%的村通电话，84.45%的村安装了有线电视，94.05%的村通宽带互联网，54.56%的村有电子商务配送站点，农民生活质量有了明显提升。根据第三次全国农业普查数据，截至2016年，河北省机电井数量87.84万眼，排灌站1.98万个，对农业发展起到了更好的保障作用。

5 地区及功能适应性

由于不同区域和用户对自卸车的使用要求不同，如山区和平原地区，及主要用于公路运输或工地运输的车辆，对自卸车设计提出了适应不同区域和用途的设计需求，如对承载系统区分出轻量化和重载型，对动力系统区分低速动力型和高速经济型。

一方面，对于一些平原地区市场或主要用于公路运输的车辆，路面相对较好，多为等级公路，要求车辆轻量化、低油耗、车速较高，最高车速可达90～100 km/h。车辆对动力性要求相对较低，经济性要求相对提高。根据法规要求，商用汽车的总质量受到限制，减轻整备质量就意味着可以提高装载质量，即增加了载质量利用系数。汽车质量减轻，意味着燃油消耗的降低，有利于提高运输效率、降低运输成本。由于这些地区对超载限制较严，底盘和上装都需要轻量化设计，车箱的边板、底板料厚都可以适当减薄，底盘的承载系统如车架、板簧可以进行轻量化设计。高强度钢板大梁、铝合金材料油箱得以应用，零部件在保证强度和刚度满足使用要求的前提下，采用CAE分析手段优化结构，采用轻量化设计。

公共图书馆的人才需求量仅次于本科院校图书馆。公共图书馆招聘信息共有185条，占所有招聘信息的36．7%。近年来，国家层面上，随着免费开放政策的推行以及《公共图书馆建设用地标准》等文件的实施，公共图书馆的硬件条件取得了较大发展。地方层面上，地方政府及有关部门积极探索总分馆模式建设，努力克服区县一级图书馆财政保障不足的困境，出现了岭南模式、嘉兴模式等。在人才需求方面，与本科院校图书馆相比，公共图书馆具有法人代表资格，独立性更大，因此公共图书馆的招聘更加规范、多元、灵活。

另一方面，对于主要用于工地及短途运输或用于山区市场的车辆，属于重载型，路况较差，对动力性要求较高，最高车速一般70～80 km/h。通过性要求相对较高，承载系统要求坚固耐用。车架、板簧等承载系统需要加强型设计，车箱料厚也相应增加。

同样的车辆，用途不同，装载物质不同，也带来承载的很大差异，如运煤的车辆相对较轻，而沙石会重一些，如果是矿石特别是铁矿石，重量会大大增加。如西北运煤市场需要轻量化车型，而用于砂石料运输对车辆的承载系统会有加强的要求。比如同样对于5500 mm×2300 mm×800 mm（长×宽×高）的车箱，运输货物不同，其货物质量差异较大，见表2。

面对国内外食品安全面临的紧迫形势及国家食品安全战略政策导向，培养高水平食品质量与安全专业人才是国家和社会对高校人才培养的基本要求。在这样的大背景下，课程团队对“食品安全控制技术”课程的内容体系及教学模式进行了积极的探索与实践，构建了以食品全产业链安全危害与控制措施为主线的课程内容体系，提出了以案例教学、分组讨论、理论教学及实验教学和实践教学相结合、综合考评为标志的教学模式，且成效显著。最后，结合近3年的教学实践，提出了适应性教材的迫切需要，以期提高“食品安全控制技术”课程教学的质量与效果，培养出高水平的专业人才，为切实保障食品质量与安全作出贡献。

表2 不同货物质量差异

6 人性化设计

近年来，随着技术进步和用户对工作环境的改善要求，低成本的自卸车配置也在不断提升，新一代自卸车在舒适性、使用便利性方面取得了很大进步，人性化设计得到更多体现。美观大气的车身造型、流线型仪表，驾驶室人体工程学设计，配备空调，令工作环境更为舒适；浮动式驾驶室、气囊减振式座椅，改善乘坐舒适性；可翻式前罩，CAN总线组合仪表，电动车窗、中控/电动门锁，油箱锁、点火锁、车门锁，三锁合一，电动后视镜等，为使用和维护带来更多便利。

7 结束语

随着自卸车销售区域的增多，以及地域、用途、用户需求的不同，市场需求进一步细分，如主要用于公路运输的自卸车与主要用于工地的自卸车底盘，以及用于平原地区和山区的自卸车底盘的设计需求明显不同。对于差异化需求应有差异化设计，不能一种配置打遍天下。对于某地区用户反映的问题要全面考虑其使用区域、使用特点，是否具有普遍性和代表性，根据区域特点合理开发和销售车型，逐步丰富产品系列，尽量避免因车辆使用不合理带来的赔偿。随着技术的不断进步和发展，模块化、集成化、轻量化、人性化、环保化、智能化设计理念的逐步应用，自卸车设计也必将不断呈现出新的特点，在车辆的可靠性、工况适应性、安全性、舒适性等技术提升上不断前行。

［1］中国汽车工业协会.2011年1-6月自卸车市场分析［R］.2011.

［2］黄松,史建鹏.越野汽车动力总成匹配仿真研究［J］.汽车科技：2008(5)15-17.

［3］ 刘惟信.汽车设计［M］.北京：清华大学出版社，2001.