陸軍軍事交通學院學員五大隊研究生隊 趙重年

陸軍軍事交通學院國家應急交通運輸裝備工程技術研究中心 孟祥德

陸軍軍事交通學院軍事交通運輸研究所 徐楠

40英尺集裝箱自裝卸運輸車憑借其應用范圍廣、產品種類多等優(yōu)點多年來一直受到國外運輸廠商的青睞。本文介紹了國外40英尺集裝箱自裝卸運輸車的使用情況，詳細分析了其結構及技術特點，簡述了其未來的發(fā)展趨勢，為該車今后的研究發(fā)展提供了理論參考。自身的裝卸系統(tǒng)對40英尺集裝箱進行裝卸和運輸的專用車輛，其主要由牽引車、半掛車底盤和自裝卸系統(tǒng)三大部分組成。受相關法規(guī)和標準限制，這種車輛均采用“牽引車+半掛車底盤”的結構形式，裝卸方式采用側裝式[1]。

根據裝卸方式分類，40英尺集裝箱自裝卸運輸車可分為單側裝卸式和雙側裝卸式；按自裝卸機構的結構形式分類，可分為折疊臂式和擺動臂式；按適應不同尺寸集裝箱時運動機構分類，可分為自裝卸機構滑移式、車架伸縮式和組合式。

國外40英尺集裝箱自裝卸運輸車使用情況

1.民用領域

國外40英尺集裝箱自裝卸運輸車主要用于碼頭、火車站、集裝箱貨場和用戶之間集裝箱運輸的銜接。該車一般有3種使用方式，一是作為普通集裝箱運輸車使用；二是在沒有集裝箱裝卸機械

4 0英尺集裝箱自裝卸運輸車是指在不借助任何其他裝卸機械的情況下，能夠利用的情況下進行自裝、自卸和集裝箱堆碼作業(yè)；三是為普通集裝箱運輸車、鐵路平車等裝卸集裝箱。作業(yè)對象以集裝箱為主，涵蓋各種專用托盤、油罐等集裝化物資和裝備。作業(yè)箱型以單個40英尺集裝箱為主，但由于目前物流領域以20英尺集裝箱居多，因此相當一部分車輛作業(yè)對象為兩個20英尺集裝箱。

2.軍事領域

目前，40英尺集裝箱自裝卸運輸車在美、英等國軍事領域均有所應用，但數量不多，還沒有形成規(guī)模效益。

在戰(zhàn)區(qū)保障地域，美軍通常采用的是普通40英尺集裝箱運輸車，且以運載兩個20英尺集裝箱為主，從而可以保證在下級保障地域內與其托盤化裝載系統(tǒng)（PLS）有效銜接，這樣既可以提高效率，又能夠節(jié)省保障經費。這種獨特的作業(yè)方式也體現了美軍主要發(fā)展20英尺集裝箱的戰(zhàn)略思想。

結構特點分析

1. 整車結構形式

由于相關法規(guī)、標準和使用條件限制，如采用普通運輸車底盤，裝載40英尺集裝箱勢必超長。因此，各廠家產品普遍采用“牽引車+半掛車底盤”的結構形式，自裝卸系統(tǒng)安裝在半掛車底盤上。一般整車結構比較緊湊，裝箱部分長度（集裝箱加兩套自裝卸機構）通常不超過14m，參見圖1。

國際知名的幾家大公司只有Swingthru公司采用雙側裝卸，其余均采用單側裝卸[2]。其原因一是在大多數情況下單側裝卸均能滿足使用要求（參見圖2），市場需求大；二是在裝卸能力相同的條件下，雙側裝卸結構更復雜，技術要求更高。

圖1 Hammar160

2.自裝卸機構與底盤連接方式

目前，只有少數40英尺集裝箱自裝卸運輸車適用單一箱型，這些車型自裝卸機構與半掛車底盤固定連接，且車架不能伸縮。

大部分車型均能向上或向下兼容其他尺寸集裝箱，與之對應，自裝卸機構與底盤之間通常采用如圖3所示的3種連接方式。一是自裝卸機構與底盤滑動連接，兩套機構可相對滑移；二是自裝卸機構與底盤固定連接，利用車架的伸縮適應箱型變化；三是前兩種形式的組合，當尺寸變化較大（如20←→40英尺）時自裝卸機構滑移，較小時車架伸縮。

圖3 適應不同尺寸集裝箱的解決方案

3. 自裝卸機構結構形式

目前，40英尺集裝箱自裝卸運輸車采用的自裝卸機構主要有折疊臂式和擺動臂式兩種，折疊臂式為單側裝卸，擺動臂式為雙側裝卸，參見圖4。同一種形式不同廠家生產的產品所采用的自裝卸機構略有區(qū)別，即使同一廠家生產的產品也不完全相同。

圖4 自裝卸機構結構形式

擺動臂式自裝卸機構的特別之處主要體現在擺動液壓缸作用方式的不同，這是為了與裝備整體結構、裝卸能力和支腿形式等相匹配。圖4b結構適用于載荷較小的情況，圖4c結構則適用于大載荷。

4. 穩(wěn)定支腿結構形式

穩(wěn)定支腿一般采用液壓驅動，也有少數兼用人力輔助，其結構形式多樣，圖5所示為常見結構形式。

斜插式支腿結構簡單，操作方便，可承受較大載荷。根據主要應用場合不同，其結構和布置形式略有變化。圖5a為常用方案，主要應用于車對地作業(yè)，需展開到集裝化物資前后兩端外側，這種結構形式在車對車作業(yè)時布置困難。因此，當主要應用在運輸車裝卸或鐵路平車裝卸時，結構上稍加改動，如支腿底部彎曲（圖5b）或降低支腿布置，使之便于插入其他車輛下部。

H型支腿結構最簡單，但不能承受大載荷，通常應用在小噸級自裝卸車上。水平伸出采用液壓驅動，垂直展開采用人力輔助，參見圖5c。

組合式支腿（如圖5d）通常采用跨置式與斜插式相組合，一側跨置在其他車輛上，另一側插入其他車輛下部。這種結構形式通常應用在大噸級自裝卸車上，前后兩套反向布置，有利于提高作業(yè)穩(wěn)定性和使用靈活性。

圖5 穩(wěn)定支腿結構形式

技術特點分析

1.裝卸運輸能力

國外40英尺集裝箱自裝卸運輸車的裝卸運輸能力涵蓋范圍較廣，圖6所示為前述四大公司產品作業(yè)能力統(tǒng)計。除Swingthru公司具有小噸級（10t）外，其余產品最小作業(yè)能力均為25t，最大作業(yè)能力均為40t，該值的確定主要受使用條件和40英尺集裝箱載荷規(guī)定等因素影響。

該車不僅能夠對40英尺集裝箱實施作業(yè)，還可以裝卸和運輸兩個20英尺集裝箱。既可以對兩個20英尺箱分別裝卸，也可以利用集裝箱鎖止鏈（各公司均有自己專利）將兩個集裝箱連在一起，同時進行操作，參見圖7。

圖6 四大公司40英尺集裝箱自裝卸運輸車裝卸運輸能力統(tǒng)計

圖7 利用鎖止鏈一次裝卸兩個20英尺集裝箱

2. 機動能力

國外40英尺集裝箱自裝卸運輸車通常采用自裝卸系統(tǒng)（上裝）匹配不同半掛車底盤和牽引車的發(fā)展模式，同一套自裝卸系統(tǒng)可匹配不同半掛車底盤和牽引車。因此，整車機動能力主要取決于底盤，可根據實際使用需求進行選擇、匹配和調整。

3. 場地適應性

由于40英尺集裝箱自裝卸運輸車縱向尺寸較大，故對作業(yè)空間要求較高，但對場地平整性要求不是很高，一般集裝箱貨場即可滿足，參見圖8。對不同硬度路面的適應能力取決于底盤和輪胎的型式，可根據需要匹配。

4．人機工程性

國外幾大公司很注重產品人機工程性的改進和提高，紛紛采用各種先進技術，以提高產品的市場競爭力。

在操控方式上，只有Swingthru公司的H型支腿需要人工操作，其余產品整個作業(yè)過程均采用自動控制，幾乎所有產品都配有有線遙控裝置，并備有無線遙控裝置可選，整個操作過程只需一人即可完成，作業(yè)效率高，同時提高了使用安全性?？刂葡渫ǔ＞哂休^高的防護性，同時便于維護。此外，一些產品在控制箱中設有數字顯示儀，可實時顯示載重量；有些產品配有語音報警和操作提示裝置，可有效縮短操作培訓時間，提高操作方便性和使用安全性。典型操控裝置參見圖9a、b。

為了提高裝卸兩個20英尺集裝箱的作業(yè)效率，幾乎每個公司都研制了具有專利技術的鎖止鏈，參見圖9c。

為了簡化操作，一些公司開發(fā)了集裝箱自動旋鎖以替代原有的手工旋鎖，參見圖9d；很多產品的液壓管路布置在防護性較高的箱體中，作業(yè)過程中不易損壞，需要檢查或更換管路時可以很容易地打開，便于維護，參見圖9e。

以上只是改善人機工程性的一些典型措施，隨著需求的增長和技術的發(fā)展，人機工程性也在不斷提高。

圖8 作業(yè)場地條件

圖9 提高人機工程性的典型措施

發(fā)展趨勢

在優(yōu)化車身結構方面，由于現有的40英尺集裝箱自裝卸運輸車自重較大，導致有效載荷減少，各公司都在研究使車身大幅度減重的方法，包括采用高強度材料，優(yōu)化整體結構使構件受力更均勻；在各分支結構中采用新材料技術和CAD/CAM技術來盡可能減小構件尺寸，提高各構件利用率及工作效率；對起吊機構和液壓支腿采用互鎖設計，降低操作過程的失誤率。

在提高技術性能方面，各大企業(yè)正在積極投身40英尺集裝箱自裝卸運輸車控制技術的研究工作，如采用無線遙控技術實現遠程控制[3]，在節(jié)省時間和人力的同時，提高了作業(yè)時的安全性；采用液壓同步或異步的方式控制起吊機構的擺動臂和伸縮臂以確保起吊過程的平穩(wěn)性；采用壓力傳感器技術實時監(jiān)測液壓支腿的載荷[4]，防止起吊過程中發(fā)生危險，降低事故率。

結語

國外40英尺集裝箱自裝卸運輸車在整車結構形式及各分系統(tǒng)結構形式的運用上已經具有比較完備的經驗方法，各項技術的應用已達到一定水準，使得該車除裝卸、運輸能力外，多項性能均有明顯優(yōu)勢。本文對國外40英尺集裝箱自裝卸運輸車的結構及技術特點進行歸納總結，并概括了該車未來發(fā)展趨勢，對指導我國該類專用車輛產品的設計、制造、更新具有一定的現實意義。