王曉萍,李 軍

(湖北工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機電工程系,湖北 十堰 442000)

汽車車架主要用于支承車身，承受汽車載荷，固定汽車大部分零部件和總成。對汽車車架的基本要求是：要求車架具有足夠的強度，合適的剛度，同時要盡量減輕重量；在良好路面行駛的汽車，車架應(yīng)布置得離地面近一些，有助于降低汽車的重心，增強汽車的行駛穩(wěn)定性，車架的形狀設(shè)計尺寸還應(yīng)保證前輪轉(zhuǎn)向要求的空間；車架的設(shè)計還應(yīng)該滿足汽車中布置的要求[1]。

1 背景技術(shù)

車架作為汽車的裝配基體和承載基體是底盤最重要的組成部分，其性能關(guān)系到整車的壽命，因此，開發(fā)設(shè)計適用于自卸車專用底盤的自卸車車架具有重要意義。現(xiàn)有自卸車車架均由主車架和副車架兩部分組成，利用U型螺栓將副車架與主車架連接，此結(jié)構(gòu)制造成本高，加工難度大，裝配工藝復(fù)雜，整車自重大。而且由于各企業(yè)技術(shù)水平和生產(chǎn)能力參差不齊,甚至有很多小廠家對自卸車的設(shè)計不夠重視,零部件布置不合理等,由此引起車架變形與斷裂的質(zhì)量事故頻繁發(fā)生。其中由于副車架和底盤主車架聯(lián)接方式不合理引起的質(zhì)量問題較為典型,比如:副車架斷裂、副車架與底盤主車架聯(lián)接失效造成在舉升過程中整車側(cè)翻等,給客戶和生產(chǎn)廠家造成很大的經(jīng)濟損失。

2 研究意義及改進方案

2.1 課題研究的意義

自卸汽車輕量化是自卸車發(fā)展過程中的一項關(guān)鍵性研究課題，汽車輕量化可以降低燃油消耗，車輛每減重100 kg，每公里燃油消耗平均減少0.5 L[2]。1～5自卸車副車架自身質(zhì)量一般在500～700 kg，大約占底盤重量的5%，去掉副車架的主副梁一體化車架可以有效降低整車質(zhì)量，降低燃油消耗，提高裝載質(zhì)量，從而提高運輸效率。

本著自卸汽車輕量化設(shè)計的理念，并有效解決以上問題，十堰瑞恒汽車裝備有限公司提出一種主副梁一體化自卸車架，通過對現(xiàn)有的裝有副車架自卸車車架結(jié)構(gòu)進行分析，提出設(shè)計硬點參數(shù)，在原有的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，取消副車架，提出直接與上裝作業(yè)部分實現(xiàn)對接的專用自卸車車架總成結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。從而減少制造成本，降低加工難度，簡化裝配工藝，減輕整車的總質(zhì)量，而且可降低整車的重心，提高自卸車行駛穩(wěn)定性與安全性，同時達到與原有結(jié)構(gòu)自卸車的功能及使用性能。

2.2 改進方案設(shè)計

為此，我們提出一種技術(shù)改進方案為：在原有結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，取消副車架，設(shè)計主副梁一體化自卸車架。此車架由車架本體、油缸支架連接板、車廂擋板、車架墊板、車架主梁局部加強板、緩沖梁和翻轉(zhuǎn)套管等組成(圖1，圖2)。其中油缸支架連接板、車廂擋板均通過螺栓與車架連接，且支架連接板和車廂擋板下部開有長圓孔以限制緩沖梁的前后移動，但不影響其上下跳動，起到保護車架的作用。車架主梁局部加強板與車架本體鉚接與車架中部受力最大部分，以起到加強車架強度的作用，整體車架承載能力更強、抗沖擊性更好。車架尾部的翻轉(zhuǎn)套管與車架本體焊接，以備后續(xù)的底盤改裝工作。

3 有益效果

本設(shè)計方案結(jié)構(gòu)簡單，易于生產(chǎn)。采用此結(jié)構(gòu)的自卸汽車，結(jié)構(gòu)簡單，裝配效率高，制造成本低，整車自重輕。且可有效降低整車的駕駛室重心和上裝重心高度，方便上下車和裝卸貨物，車輛運行更穩(wěn)定，更好地滿足城鄉(xiāng)公路限高條件下的車輛通過能力。本設(shè)計方案已經(jīng)申請實用新型專利。

圖1 本改進方案正視圖

注：1.車架本體；2.油缸支架連接板；3.車廂擋板；4.車架墊板；5.車架主梁局板加強板；6.緩沖梁；7.翻轉(zhuǎn)套管。

圖2 本改進方案俯視圖

[參考文獻]

[1] 倪桂榮，王衛(wèi)兵.汽車構(gòu)造[M].天津：天津科學(xué)技術(shù)出版社，2010：226.

[2] B·克萊恩.輕量化設(shè)計—計算基礎(chǔ)與構(gòu)件結(jié)構(gòu)[M]. 北京：機械工業(yè)出版社，2010.