车厢之相

文_宋喜秀

车厢之相

文_宋喜秀

自卸车车厢犹如花儿开放：有的含羞封闭，有的宽阔敞亮；有的3面翻，就地取向；有的一车双厢，并蒂成双。千姿百态的车厢之相，不断丰富着自卸车车厢的功能性。

车厢是自卸车上装的主体，特别是全金属焊接结构的车厢，既担当作业任务，又扮演形象大使，其结构形式、断面形状、刚度、韧性直接影响自卸车的经济性、安全性、生产效率和节能减排效能。

自卸车按运载货物性质可分为2类：一类是为“铁公基”(铁路、公路基本建设)及房地产工程建设服务的工程类自卸车，主要运输建筑物料及建筑垃圾；一类是为工农业生产及城乡居民生活服务的物流类自卸车，主要运输生产生活物资、工业废品及生活垃圾。

按车厢卸货方式分类，可分为后翻、侧翻、2面翻、3面翻等多种翻转形式，其中3面翻又有一车双厢3面翻和举一翻三2种翻转模式。

1 外形之型

1.1 矩形车厢

长方体结构的矩形车厢，外形酷似火柴盒。因为生产工艺简单，空间布局简洁，能够提高载质量，长期以来备受青睐。

矩形车厢由前后左右4块厢板及车厢底板拼焊而成。根据车厢开门数量的不同，有单开门、双开门、3开门、4开门、5开门、门中门等多种构造形式。为了方便开门，门与门之间都设计有类似于门框的立柱、横梁等结构。

矩形车厢也有先天不足：2个直角底角容易滞留夹杂货物，成为藏污纳垢的死角；两个侧厢板的面积过大时，还容易因“涨肚”而偏心偏载，从而形成侧翻隐患；还有加开小门、加装高边的，导致底板不堪重负而断裂等。

1.2 U形车厢

为了克服矩形车厢的局限性，U形ω形车厢应运而生。

U形车厢有圆角形截面与多边形截面2种基本形式。根据加强筋设置位置的不同，又有外置加强筋与内置加强筋2种结构形式。

由于U形车厢总体结构简单流畅，边角无死角，且大多采用高强度板冲压成型，所以具有强度更高、自质量更轻、卸货更彻底、货物重心更容易居中等突出优势。U形车厢与矩形车厢相比，不足之处在于直角变圆角，容积变小；造型无立柱，加高困难；受运输市场道路收费高、装载不规范等多种因素影响，自卸车尤其是工程自卸车为了增加载质量，倒逼车厢轻量化。在汽车发动机额定功率下，车辆总质量有限值：车厢越做越大、板料越用越厚、自质量越来越重，反而影响了载质量，因此车主主观上有轻量化的需求；客观上又有节能减排的环保呼声推波助澜。所以，车厢、车辆轻量化成大势所趋。

要想使车厢轻量化，有2种方式：一种是强度换厚度：车厢的结构形式不变，用高强度钢板代替低强度钢板从而降低材料厚度。另一种是优化车厢结构和高强度钢板并举的办法——U形车厢结构，在减少底部横向加强筋数量和直接降低车厢质量的同时，又用高强度板材替代低强度板材，降低车厢自质量。

1.3 ω形车厢

大ω形自卸车车厢由前厢板、L型侧边板、中间加强筋、后部加强筋、纵梁、横梁、ω形底板、连接板等构件组成。ω形底板两边分别与L型侧边板焊接连接，下部焊接有2根平行的纵梁；凸型横梁布局在2根纵梁与ω形底板形成的凸型空间上，横梁上部凸面与ω形底板贴合，两端与2根纵梁之间均为T型接头焊接；两侧边板上部、中部分别有横梁及中间加强筋予以加固；两侧边板后端分别焊接有后部加强筋。

中间ω形底板与两侧边板拼装结合后，从厢体横截面看，其结构为中间弧形凸起、两侧凹下的一个大ω造型，所以被称为大ω形车厢。大ω形车厢的中间凸弧形底板结构与车厢的失效模式高度契合，所以能够增强底板的抗冲击能力，延长车厢的使用寿命。大ω形车厢的美中不足之处是底板结构复杂，生产成本相对较高。

小ω形车厢的底板与两侧边板均由模压成型的ω形高强度钢板拼焊而成，从而取代了纵横交错的各种加强筋。二者相比，小ω形车厢的轻量化幅度更高，制造成本也更低一些。

1.4 车厢变形的基本原则

车厢变形，万变不离其宗，主要有以下4项基本原则。

首先，刚度相当。自卸车是由车轮、车厢、车架、悬架等多个刚度单元组成的弹性体。从整体角度而言，各个刚度单元的刚度应该基本相等，整车应该是一个等刚度体，才能使整车效能最大化。如果车厢任意“蛮拼”，车辆整体将溃不成军，车轮、车架、悬架问题不断，都将加重车主的使用成本，使其得不偿失。

其次，刚柔相济。材料力学原理表明，刚度和变形量成反比。车厢底板厚度已经达到10 mm～14 mm，不规范装载载荷、不规则路面颠簸等反复冲击造成的断底板、断纵梁的现象仍层出不穷。

再次，适可而止。平心而论，如今的车厢强度已经远远超过QC/T 29058—1992《载货汽车车箱技术条件》的规定标准，“超人”们应该适可而止。从车辆的全生命周期来讲，给底板刚度、纵梁韧性都留出余地的标载运输才是最佳选择。

最后，优化美化。有人认为，轿车如爱人，且行且珍惜；卡车如仆人，活该让它透支。其实不然，对于爱人爱车爱生活的现代人来说，结构优化、造型优美是选择产品的重要考量。

表1 3种车厢特性比较

2 厢底之喜

自卸车货厢底部也暗藏玄机，看看有哪些“压厢底”的细节带给我们新的惊喜。

2.1 一举两得，废气再利用

我国北方寒冷地区冬季运载货物时，诸如铁粉、粘土等粘性稍大的货物很容易与车厢底板冻结在一起，出现自卸车卸不干净货物的问题，于是就有了底板加热式保暖车厢。

率先面世的是对底板纵梁和横梁进行加热的梁腔通气加热方案。该技术首先将车厢底板的纵梁和横梁的梁腔打通，然后将梁腔形成的管道串入汽车发动机的排气尾段之中。利用尾气的余热对梁腔加热，进而通过金属导热效应将整个车厢底板加热。由于这种加热方案保留了车厢单底板的基本结构，所以被称之为单层底板加热式车厢。

与单层底板加热方案对应的是双层底板加热式车厢。双层底板加热式车厢包括上底板、下底板。底板横梁、底板纵梁分别与下底板联接，侧厢板分别与前后厢板及上下底板联接，形成中空的船底式密封夹层；夹层末端设有排气口，前端设有进气孔；夹层空间设计有交错布置的挡风横梁，使夹层形成迷宫式通气道。双层底板加热方案解决了单层底板加热式车厢存在的底板加热不均匀、加热效果不理想的问题。

底板加热式保暖车厢不仅提高了能源利用率，降低了自卸车尾气的烟度和排放噪声，同时夹层底板结构也增强了车厢的负载能力，可谓一举多得的好方案。

除此之外，自卸车车厢在设计上还有其他细节值得注意。

首先，严格控制余热，避免出现火灾等事故。因此要安装自动灭火系统，以做到有备无患。

其次，底盘余热除尾气之外，还有更给力的解决方案——在车厢内加装推板式助推装置，同样能够将粘连的残渣剩土清理干净。当然，在底板上加装耐磨不粘的新材料衬板也会有立竿见影之效。

最后，巧妙设计底板底盘系统的细节，还可以实现举“3面翻”的自卸功能。

2.2 3 面翻自卸车

在人多地少的欧洲街头、在城市空间狭窄地带的作业现场，1个车厢3面翻的自卸车随处可见，曼恩、福特、沃尔沃等知名企业曾一度将其作为自卸车的代表车型推而广之。

集左倾、右倾、后翻功能于一体的3面翻自卸车，由翻转绞轴机构、车厢联动机构、油缸举升装置、安全限位装置及电子控制装置等5大功能模块组成。

翻转绞轴机构由4组球面锁销组成。球面锁销焊接在车厢底板的4个对角位置，与之对应的4个球面锁座则固定在底盘大梁上。4组球面锁销的离合装置在电子控制装置操纵下两两组合，分别组成了左、右、后3个方向的翻转绞轴机构。安全限位装置是为了防止车辆在车厢翻转过程中失控翻车而设置的——轻型车的安全限位装置可以是1根钢丝绳，而重型车的安全限位装置会相对复杂一些。

要实现3面翻功能，举升油缸必须满足4个安装条件：一是采用单只油缸，而且必须是安装尺寸短而工作行程长的套筒式多级油缸；二是布置在车厢腹部，在中部崛起；三是上下两端均用万向球头分别与车厢底板及底盘大梁连接；四是举升油缸升降、球面锁销启闭及对应的左右后门板的开关联动，应该在电子控制装置统一控制下，按照设计的程序同步动作。这4方面的安装条件使车厢外形尺寸和载质量受到了限制，对于想要超载超限运输的车主来说，这种车厢可望而不可即。

但随着车厢底板技术的逐步普及，国内的超载情况有所缓解，城镇化建设更是方兴未艾，灵活机动的3面翻自卸车迟早会有一席之地。

2.3 因“底”制宜，非常规卸货方式

虽然3面翻自卸车离我们还有段距离，但非常规卸货方式的自卸车已经在许多地区初露端倪。目前，非常规卸货方式有卷帘式滚筒自卸车和挤压式推板自卸车2种基本型式。

滚筒自卸车因为结构复杂，传动系统有动力不足的局限性，使其市场推广过程相当吃力；推板自卸车的推板机构相对简单一些，但应用于超长、超高、超载的车厢上时，同样显得力不从心。

3 货运之允

纵览车厢，车厢的结构特征还必须满足装载、配载、卸载的不同货运业务特点，才能使车尽其能，物尽其流，将卸货灵活性与载货多样性相得益彰。

3.1 非公路自卸车：矿斗翘尾

非公路自卸车是传统自卸车与工程机械相结合而产生的新车种。其工作特点为运程短、承载重，常用大型电铲或液压铲进行装载，往返于采掘点和卸矿点。

矿用自卸车车厢简称矿斗，一般为全金属全焊接结构，铲斗型底板后部翘起，坡度角一般为8°～15°，无后拦板；底板由高强度、高硬度、抗冲击的优质钢板焊接而成，以适应非公路恶劣工矿的运输和工程工地上粗暴的矿料装载方式，使用寿命一般要求超过10年。

翘尾是矿斗的标志性结构。不论是整体式，还是铰接式，矿用自卸车几乎全部采用铲斗型底板，并将其尾部高高翘起。究其原因：货物大，运距短，装卸频繁，翘起的尾部既能代替后门防止矿物撒漏，又便于装载和卸货作业。值得注意的是，在目前雾霾问题日趋严重的情况下，露天采矿产生的粉尘污染饱受诟病，翘尾矿斗的命运也不容乐观。

3.2 车箱加盖

3.2.1 渣土车

早期的渣土车经常会抛洒建筑废料等污染物，影响居民生活，污染城市环境，同时由于渣土车自身重心较高、盲区较多，由渣土车所引起的交通事故也屡见不鲜，有的地方干脆称其为泥头车、“大祸车”以表达不满。

渣土车加盖防止掉渣的同时，对车厢后门启闭装置的要求也更加严格：锁启机构必须锁紧可靠，密不露缝，防止渣土从后门遗撒。严格密封形成的阻力与灵活启闭需要的动力是相互对立的矛盾，为了兼容2种特性，有的渣土车车主直接定制了液压后门的高端配置。

渣土车的用途是运送沙石等建筑物料的，准入门槛低，运价之低可想而知。配置液压驱动式后门，无疑会增加渣土车运营商的购置成本。

不仅如此，城建、城管、运管等城市执法部门还联合打出了“净身出户”、电子监控、卫星定位等全方位限行的组合拳，使渣土车运营商的营运成本居高不下。随着房地产经济由支柱产业向基础产业的下行变化，渣土车市场增量部分将进一步细分，市场存量的增幅也必将进一步收紧。

3.2.2 集装箱自卸车

渣土车加盖板、盖布，在操作系统控制下就会形成1个完整的封闭空间，从而与集装箱的功能更加接近了。近几年来，能实现集装箱内散装货物自卸的集装箱自卸车，以较好密封性，充分显示了散装货物集装化、人工装卸自卸化的优越性。

车厢敞口不离车，货箱有货须封口。由此看来，车厢作为自卸车等专用汽车的上装，还应当“好马配好鞍”。否则，就会失去与汽车底盘的联动功能或匹配价值。

3.3 一车双厢

翘尾的矿斗能够装运矿物，加盖的车箱可以转运渣土。表面看来，各取所需，各有所长。殊不知，这种单一的装货卸货方式也有明显的局限性，比如遇到2种不能混装的货物需要同时运输时，1辆自卸车就必须2次分别作业，才能完成运输任务。在这种情况下，一车双厢的组合式3面翻自卸车就能派上用场。

一车双厢3面翻自卸车由前后2个车厢组合而成。前边的车厢可以通过变换与底盘车架翻转轴心的铰接点，随机选择向左或向右侧翻，而后边的车厢可以后翻，所以被称作组合式3翻车。

根据运输市场运输业务特点，组合式3翻车既可以制作成一车双厢的单机整车，也可以制作成半挂车等多种形式；单个车厢也可以通过加装内部隔断形成的独立空间，装载单次物流需要同时运送的多种货物。

当然，为了保持车辆的安全平稳状态，正确的卸货流程应该是先卸完后厢，再卸前厢，避免前厢空载造成车辆重心后移，以至于后卸后厢时出现驾驶室翘头的危险情况。同时，前厢的后门已无开关功能，应该设计成封闭门板；而两侧的悬吊式翻转门因为宽度较长，很容易发生扭曲变形，所以应该有辅助的防松防漏防变形措施加以固定。

货运之允，以人为本——矿斗渣斗组合斗，侧翻后翻样样有；矿斗敞亮无后门，渣斗封闭不留口；一车双厢3面翻，左右逢源细分流。然而，自卸车市场的竞争因为买方市场的日益成熟而日趋白热化，远非矿斗、渣斗、组合斗割据细分这么简单。

只需多思考，就可以做得更好。面对汽车产能过剩的大背景和经济总量微增长的新常态，自卸车车厢及整车生产企业应该深耕细作，通过外形特点、底细优势、货运功能定位、市场卖点推广等细节的点滴突破，让车厢之相，辆辆闪亮，日日兴旺。