特种发动机运输车的结构设计

郭晓亮

摘 要：特种发动机运输系统由特种发动机运输车及发动机固定装置组成，针对特种发动机运输系统对运输车的要求，介绍了一种特种发动机运输车的整车总体方案设计及车架的结构设计。通过实际道路的试验，验证了设计方案的满足性。

关键词：前驱底盘；低载货平台；螺栓联接

1 前言

随着经济的发展，航天发射任务也越来越多，在某型号发动机的交付前，需要对同批次发动机中的一台进行试车，来验证该批次发动机的可靠性。为了满足越来越多的试验需求，试验发动机的组装由现场组装该为了总装车间组装后整体运输的方式，运输至试验台，由于总装后的发动机高度很高，山区道路坡陡路窄，因此，需要设计一种载货平台低、车辆长度短、承载能力大、动力足的特殊车辆，来完成总装后发动机的整体运输任务；特种发动机运输车正是为了满足上述要求研制的，它无论在车辆总长度、中间货台高度、承载能力等方面都能够满足运输要求，保证了发动机在运输途中的安全性、可靠性和稳定性。

2 运输车的功能及要求

2.1 运输车功能

特种发动机整机运输系统是用于运输试车特种发动机的一种专用运输设备，由特种发动机运输车及发动机固定装置组成，发动机固定装置安装固定在特种发动机运输车的中间货台上，并设置有专用的接口，方便特种发动机的安装、固定，发动机从固定装置的左侧进入固定装置内，安装在固定装置立柱顶部安装座上，使用螺栓进行固定。

特种发动机运输车作为特种发动机整机运输系统的动力及主要承载构件，其主要行驶在发动机总装车间至试车台之间的山路上，山区道路坡陡路窄；而锁运输的发动机价值很高；因此，运输车不仅需要足够的动力保证整个运输系统的行驶，而且还要有足够的强度及通过性。

2.2 运输车的要求

运输车列车总长度不大于10.5m，中间载货平台不小于4m，宽度不大于3.2m，载货平台高度不大于650mm。

3 发动机运输车的方案及结构设计

3.1 方案的选择

如使用半挂车运输列车的方式进行设计，列车总长大于12m，因此发动机运输车的设计只能通过载货车底盘改制或者大客车底盘改制来进行。

特种发动机运输车改制方案主要有两种形式：一种是使用大客车底盘进行改制，另一種使用前驱或四驱载货车底盘进行改制。

大客车底盘的驱动方式为后置后驱，操控方便，底盘高度低的特点，但大客车车架一般为整体式承载车架，改制后，其车架强度无法满足承载要求，需对其纵梁进行改制加强，驾驶室后部及发动机前部位置均需要重新联接设计，驾驶室控制管路也需要改制，过程较为繁琐，改制可行性较差。

前驱或四驱载货车的驱动方式为前置前驱，虽然车辆行驶时操控性较差，但其车架纵梁强度高，只需对底盘车架纵梁与后载货车架纵梁之间的连接进行设计及校核，驾驶室控制管路无需改制，过程较为简单，后载货车架可根据需要进行设计，易于设计及制造，改制可行性高。因此，从提升车辆整体性能，以及改制后车辆的可靠性等方面考虑，本次方案选择使用前驱或四驱载货车底盘进行改制。

3.2 方案介绍及总体外廓尺寸

发动机运输车由驾驶室、低载货车架系统及动力总成组成。

其中动力总成及驾驶室由某前驱底盘直接改制而成。底盘采用某型号四驱越野底盘，将底盘车架从底盘分动箱后部、前驱动桥中心向后约2920mm处割断，取前驱部分及底盘驾驶室做发动机运输车的驾驶室及动力总成。

低载货车架系统由工厂自制而成，由前鹅颈、中间平台、后鹅颈组成，车架形状为整体凹形设计，有效的降低安装高度及车辆的重心高度；中间平台设计采用四纵梁结构，充分保证中间平台的承载强度及刚度；中间平台设计有与发动机固定装置对接的安装座，方便发动机固定装置的安装及固定。底盘与低载货车架系统的前鹅颈通过M16螺栓联接的方式进行联接。后鹅颈底部安装有一套单轴空气悬挂系统，空气悬挂能够通过升降功能提升车辆的通过性，还可以通过其减震性能保护运输的发动机。

发动机运输车总装完成后，车辆外廓长度10070mm，宽3200mm，中间货台高600mm。

3.3 底盘改制

底盘采用某型号四驱越野底盘，将底盘车架从分动箱后面，即前驱动桥中心向后约2920mm处割断，取前驱部分做发动机运输车牵引动力。

3.4 低载货车架系统的设计

低载货车架系统由前鹅颈、中间平台、后鹅颈组成。

前鹅颈在保证纵梁连接强度的基础上，采用变截面梁，以减小整体联接的刚度；纵梁腹板上钻Φ16.5mm螺栓孔，用于与底盘车架的联接。

中间平台采用四纵梁结构，截面为工字型；纵梁之间的联接横梁为工字钢横梁，与纵梁排布采用载货车常用的井字形排布，保证货台有足够的强度及刚度；与发动机固定装置连接的安装支座焊接在中间平台上。

后鹅颈安装有一套单轴空气悬挂系统，空气悬挂系统带有整体提升系统，能够使平台在一定范围内上升、降低，提高车辆的整体通过性能。

底盘与低载货车架系统采用螺栓联接的方式。

3.5 试验验证

发动机运输车在装载固定装置及发动机后，在山区道路上进行行驶试验，行驶路程5000km。在发动机运输车在道路行驶过程中，未发现严重故障，运输车在极端路况下通过性良好，未发现与道路干涉现象。

试验结果表明，发动机运输车在山区道路行驶中动力充足，在极端路况下通过性良好，各部分结构未发现有变形、损坏。所以发动机运输车的设计满足设计所要求的承载及通过性要求，车辆及固定装置的刚度、强度符合设计要求。

4 结语

随着汽车技术的不断发展，汽车改装技术也有了日新月异的发展，本文介绍了使用四驱越野底盘改制的一种特种发动机运输车的设计实例，并通过试验，验证了设计方案的满足性，该车型的改装尚属国内首例，该车型的成功研制，打破了常规的设计思路，拓展了特种运输车辆的设计方向，可为以后特种车的设计提供参考。

参考文献

[1]徐达，蒋崇贤.专用汽车结构与设计[M].北京：北京理工大学出版社，1998.

[2]刘鸿文.材料力学[M].上海：高等教育出版社，2001.

[3]成大仙.机械设计手册（第五版）第1卷[M].北京化学工业出版社，2009.

（作者单位：安徽开乐专用车辆股份有限公司）