浅谈某型重载越野底盘设计特点分析

王京 　庞建中 　李建果 　王理然 　陈勇 　宋建新

摘 要：根据使用环境特点，针对性设计某车型越野底盘的结构，对该越野底盘的主要性能、结构、特点进行分析，使底盘性能具备良好的动力性、承载性能、路况适应性，结构上满足改装要求，适应使用环境等特点，分析保证底盘的各项部件的匹配，具备相应的系统设计特点。

关键词：越野底盘 设计特点

A Brief Discussion on the Design Characteristics of a Heavy-duty Off-road Chassis

Wang Jing Pang Jianzhong Li Jianguo Wang Liran Chen Yong Song Jianxin

Abstract：This paper analyses the performances and design features of the heavy off-road vehicle according to its working condition and presents the power performance、bearing capacity、road adaptability、modified adaptability. Region adaptability should be needed for the heavy off-road vehicle， and the matching of the chassis and the corresponding design feature of the system is required.

Key words：off-road vehicle， design feature

近年来，我国重型越野汽车发展迅猛，尤其在世界各国、各地区武器装备中日益凸显重要作用。军用重型轮式越野汽车在部队中，担任着主要运输作用，轮式车辆的在特殊环境（ 如： 山地、林地、草原、丘陵、沼泽等特殊地形） 中执行任务时， 机动性、操纵性、通过性、维修性及其它方面都要高于其它车辆。

本次介绍的某型重载越野底盘，为8*8底盘整车总重达到50000kg，总体设计主要参考ND2500GD2J6Z00 （北奔）车型。结合国内外先进的底盘车架技术，根据承载力要求，对车架和车桥承载能力进行分析，根据仿真分析结果进行加强。整车设计方面， 先确定底盘轮廓尺寸;对发动机及变速器动力模块进行校核，重新分析载重力对动力模块的影响，优化动力模块的悬置布置，确定发动机和传动系的布置，悬架校核其承载力和弹性变形，满足整车承载力要求及车架高度要求，确定前、后悬架。核算车架长度确定载货空间。供油、进气、排气、倾翻、车辆电源及各总成的布置与车辆整体性能协调。提供了车辆性能参数。本车型次设计参考并借鉴了以往的现有车型结合成熟零部件技术， 在成熟车型平台上进行了改进与创新！

1 底盘总布置特点

该底盘参考ND2500GD2J6Z00（北奔）越野汽车，驱动形式不变，仍为8×8，驾驶室为NG80B平头短驾驶室。发动机采用涡轮发动机水冷，四冲程，直-6，增压中冷，排量9.726L，功率大、油耗低。车架设计沿用为重型变截面I型车架， 后悬为非等高形式，根据有限元分析车架受力强度薄弱处，增加8mm加强板加强。车桥设计解决整车质量增加导致的驱动桥负载能力不够、驱动桥齿轮强度不足无法满足动力传动要求的问题，现有7吨级第一、二驱动前桥的基础上设计开发了10吨级第一、二驱动前桥，匹配的现有16吨级中桥和后桥。悬架系统的设计满足第轴荷承载，前悬架第一、第二钢板弹簧选用材料为50CrVA，板簧刚度达到520N/ mm，后悬架借用ND2500GD2J6Z00成熟平衡悬架结构。轮胎选用12.00-20-20PR轮胎的单胎负载可达4200kg，满足四级公路运输和承载力要求。

对该车型的车架三维模型的承载能力进行CAE分析，根据分析结果进行加强设计，满足承载能力需求，设计开发10吨第一驱动前桥、10吨第二驱动前桥，并匹配16吨中桥、16吨后桥，根据承载能力需求，设计匹配开发前后悬架，根据重载时制动性能需求，设计开发符合需求的制动系统，提升制动系统压缩空气的压力、提高驱动桥使用的制动气室的尺寸以提升制动力矩。

2 整车主要技术参数

该8*8底盘自重13000kg，载质量为37000kg，整车总重达到50000kg，汽车外廓尺寸（长*宽*高）为12065*2500*3195（mm），轴距为1500+5350+1450（mm），满载接近角/离去角（°）为33/27，最小离地间隙（mm）为340。通过水平壕沟（mm）为500，通过垂直障碍（mm）为400，整车最大爬坡通过40%纵坡。

3 良好的机动性是基本性能需求

该越野车底盘用于承载运输特殊装备等， 主要行驶于二级以下公路或越野路面，考虑到环境的复杂多样性，如山地丘陵、林地草原、丘陵、沼泽砂石等特殊路面），需要车辆具有良好的动力性，以适应爬坡（或侧坡）、克服路面行驶阻力，重载大的需要。

运行工况复杂，对底盘的动力及传动系统提出了较高的要求，发动机最大扭矩必须满足动力匹配需求，最大扭矩范围较宽且低速扭矩大，才能够适应重载低速爬坡的动力需求，并以充足的后备功率适应。通过对发动机性能分析，該越野底盘匹配WD615.38发动机，额定功率/转速（kw/rpm）为280/2200。

根据最高车速计算公式：

良好公路时，，最大行驶速度为：。

根据爬坡度计算公式：

底盘的动力条件满足爬坡度40%的要求，底动力性符合使用要求。

4 良好的承载性

整车重量达到50000kg，要适应多样复杂的路况，并且还要考虑避免对板簧瞬时冲击过大造成钢板弹簧断裂，一味增加板簧片数，势必会增加板簧的刚度，对整车平顺性是不利的，该底盘前后悬架采用了多片钢板弹簧平衡悬架，适当增加单片厚度和宽度来增加板簧的强度。既满足对强度的影响又不会对平顺性造成影响。

车架作为车辆的主要承载体， 要求具有良好的强度，使用CAE分析方法对车架受力进行分析，找出車架受力时强度薄弱处，通过优化设计分析计算，确保车架能够满足承载受力要求。

轮胎性能通过提高层级和气压以提高底盘整体的负荷能力。空间布置上要考虑尺寸限制，跳动影响，包络干涉影响，以及维修操作等方面。

根据总质量，以及第一桥、第二桥，中桥、后桥承载的需要，匹配12.00-20-20PR轮胎，轮胎的单胎负载可达4200kg，满足四级公路运输，行驶速度级别不小于80km/h，可满足承载需求。

5 良好的路况适应性和通过性

底盘的总体设计布置，使底盘的通过性接近角、离去角、最小离地间隙、纵向通过角、最小转弯半径等指达到最优。

底盘按照各项指标进行了相应试验，底盘通过静侧翻试验、爬坡试验、通过性（包括垂直障碍、壕沟、侧坡）等试验，按照里程分配进行了各项路面（包括高速环道、山区公路、凹凸不平路、越野路）可靠性行驶试验，底盘的总体设计得到试验验证。

6 环境适应性

高温湿热环境，对底盘零部件进行分类，选取各类别中具有代表性的底盘零部件进行了湿热、霉菌、盐雾试验，试验执行GJB150.9A《军用装备实验室环境试验方法通过试验》。底盘满足在湿热、霉菌、盐雾的使用环境。散热方面设计匹配加大了散热器面积，风扇选用电子风扇并增大直径，使散热性能明显提升。

低温环境，采取配置发动机进气管加热格栅、配置燃油加热器、配置带加热装置的油量传感器的措施，经低温起动试验验证，试验结果为：-41℃低温起动，在采用辅助装置（液体燃油加热器）后，预热15分钟后一次启动成功。

7 改装适应性

底盘整车布置设计时，就已考虑的上装使用情况，并改装和预留了技术接口，驾驶室后围的进气空滤采用上置式结构，不影响车架的上装空间，排气系统消音器采用下沉吊装式结构，尾排口采用高位安装， 车架两侧油箱和气电瓶总成布置按照上装布置情况预留更多使用空间，车架后悬长度适当调整，既满足上装使用空间，又能保证备胎的布置和使用，为能加大上装的布置空间，所以将备胎布置在底盘后悬处，整车布置见图4。

8 结束语

随着使用地域、用途、用户需求的不同。对于差异化需求，总体设计应该有对应不同需求的差异化设计，并且形成模块化配置，依靠平台集成组合应用。对于用户的需求、反映的改进、问题反映，要全面考虑其使用地域区域特点，合理开发，形成丰富产品型谱目录。

该底盘在此次设计开发过程中，借鉴同类型汽车的成熟配置和技术，并根据用户使用特点，进行了设计改进，以提高了整车的承载能力、机动能力、环境适应性能力以及装配整体匹配性为目的，满足现代部队用户对车辆的使用要求。