專用自卸車的設計
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- 專用自卸車的設計概述及總體結構設計
1.1、專用自卸車的概述
專用自卸車是利用本車發(fā)動機動力驅動液壓舉升機構，將其車廂傾斜一定角度卸貨，并依靠車廂自重使其復位的專用自卸車。
自卸汽車按其用途可分為兩大類：一類屬非公路運輸用的重型和超重型(裝載質量在20t以上)自卸汽車。主要承擔大型礦山、水利工地等運輸任務，通常是與挖掘機配套使用。這類汽車也稱為礦用自卸汽車。它的長度、寬度、高度以及軸荷等不受公路法規(guī)的限制，但它只能在礦山、工地上使用。另一類用于公路運輸用的輕、中、重型(裝載質量在2～20 t)普通自卸汽車。它主要承擔砂石、泥土、煤炭等松散貨物運輸，通常是與裝載機配套使用。
某些自卸汽車是針對專門用途設計的，故又稱專用自卸汽車。如：擺臂式自裝卸汽車、自裝卸垃圾汽車等。圖1-1為普通自卸汽車的結構組成。
普通自卸汽車技裝載質量分為：輕型自卸汽車、中型自卸汽車和重型自卸汽車；按運載貨物傾卸方向分為：后傾式、側傾式、三面傾式和底卸式自卸汽車；按車廂欄板結構分為：欄板一面開啟式、欄板三面開啟式和簸箕式(即無后欄板)自卸汽車。
隨著國內基礎設施建設需要不斷增加，自卸車產量近年來一直保持較高產銷量，在專用車綜合產量中保持第一位置，但在種類、型式、材料運用方面與國外還有一定的差距。自卸汽車繼續(xù)快速增長，銷量超過載貨汽車上升到第一位。主要原因是固定資產投資強勁增長，巨大的投資規(guī)模奠定了自卸車市場需求基礎；自卸汽車品種增加，不僅適應和滿足施工需求，同時向運輸市場發(fā)展；牽引汽車保持較快發(fā)展，已成為長距離公路運輸?shù)闹髁囆汀?br />
1.2專用自卸車設計特點概述
專用自卸車與普通汽車的區(qū)別主要是改裝了具有專用功能的上裝部分，能完成某些特殊的運輸和作業(yè)功能。因此在設計上，除了要滿足基本型汽車的性能要求外，還要滿足專用功能的要求，這就形成了其自身特點，概括如下：
專用自卸車設計多選用定型的基本型汽車底盤進行改裝設計
這首先就需要了解國內外汽車產品，特別是貨車產品的生產情況、底盤規(guī)格、供貨渠道、銷售價格及相關資料等。然后根據(jù)所設計的專用自卸車的功能和性能指標要求，在功率匹配、動力輸出、傳動方式、外形尺寸、軸載質量、購置成本等方面進行分析比較，優(yōu)選出一種基本型汽車底盤作為專用自卸車改裝設計的底盤。能否選到一種好的汽車底盤，是能否設計出一種好的專用自卸車的前提。
對于不能直接采用二類底盤或三類底盤進行改裝的專用自卸車，也應盡量選用定型的汽車總成和部件進行設計，以縮短產品的開發(fā)周期和提高產品的可靠性。
專用自卸車設計的主要工作是總體布置和專用工作裝置匹配
設計時既要保證專用功能滿足其性能要求，也要考慮汽車底盤的基本性能不受到影響。在必要時，可適當降低汽車底盤的某些性能指標，以滿足實現(xiàn)某些專用工作裝置性能的要求。
針對專用自卸車品種多、批量少的生產持點
專用自卸車設計應考慮產品的系列化，以便根據(jù)不同用戶的需要而能很快的進行產品變型。對專用自卸車零部件的設計，應按“三化”的要求進行，最大限度地選用標難件，或選用已經定型產品的零部件，盡量減少自制件。對專用自卸車自制件的設計，應遵循單件或小批量的生產持點工的可能性。對專用自卸車工作裝置中的某些核心部件和總成，如各種水泵、油泵、氣泵、空壓機及各種閥等，要從專業(yè)生產廠家中優(yōu)選 因專用自卸車專項作業(yè)性能的好壞，主要決定干這些部件的性能和可靠性。在普通汽車底盤上改裝的專用自卸車，底盤受載情況可能與原設計不同，因此要對一些重要的總成結構件進行強度校核。
專用自卸車設計應滿足有關機動車輛公路交通安全法規(guī)的要求 對于某些特殊車輛，如重型半掛車、油田修井車、機場寬體客車等，應作為特定作業(yè)環(huán)境的特種車輛來處理。
某些專用自卸車可能會在很惡劣的環(huán)境下工作，其使用條件復雜，要了解和掌握國家及行業(yè)相應的規(guī)范和標準，使專用自卸車有良好的適應性，工作可靠，是要設安全性裝置。
綜上所述，專用自卸車的設計有其自身的特點和要求，既要滿足汽車設計的一般要求．同時又要獲得好的專用性能。這就要求汽車和專用工作裝置合理匹配，構成一個協(xié)調的整體，使汽車的基本性能和專用功能都得到充分發(fā)揮。
由于專用自卸汽車種類繁多、結構復雜、使用面廣、開發(fā)期短等待點，所以專用自卸汽車設計人員．既要具備汽車設計的知識相能力．向時也要掌握專用自卸車各種不同工作裝置的原理與設計計算。此外專用自卸車設計人員還需要對用戶的要求，市場動態(tài)有充分的了解，這樣設計的產品才能在性能上先進，在市場上適銷對路，在使用上滿足用戶的要求。
1.3.國內專用自卸車發(fā)展現(xiàn)狀概述
近年來隨著我國經濟的高速發(fā)展，汽車工業(yè)作為國家支柱產業(yè)獲得了迅猛發(fā)展。專用自卸汽車作為汽車工業(yè)的重要組成部分，也獲得了快速發(fā)展。一方面，隨著產業(yè)政策逐步落實和行業(yè)標準法規(guī)政策不斷完善，從政策標準法規(guī)上規(guī)范生產、提高技術水平及產品質量；另一方面，隨著我國城市化建設、高速鐵路建設、公路建設及道路運輸業(yè)的快速發(fā)展，為我國專用自卸車提供了大量的市場需求，專用自卸車的產品品種日趨豐富、合理，產品質量、技術水平不斷提高，年產量也大幅提高。
我國專用自卸汽車起步于20世紀50年代末60年代初，早期主要側重于應用。雖然應用較早，但全面發(fā)展始于20世紀80年代，比發(fā)達國家晚了近30年。經過20余年的發(fā)展，我國專用自卸車已經具有一定規(guī)模，特別是近年來，我國專用自卸車發(fā)展迅速。據(jù)資料統(tǒng)計，1999年全國專用自卸車生產廠546家，2005年專用自卸車企業(yè)628家，2006年已經增加到800家；生產能力也有了長足的發(fā)展，1999年產量為17.42萬輛，2004年為35萬，2005年為50萬輛，2006年已接近60萬輛，2007年更是達到了70萬輛。目前，我國專用自卸車產量占載貨車總量的40％左右，有接近5000個產品品種，已經成為我國汽車工業(yè)的重要組成部分。預計“十一五”期間，我國專用自卸車產品將達到6000個品種，年產量90萬輛，占當年載貨車產量的65%。
另外，我國專用自卸車產品與發(fā)達國家和地區(qū)的專用自卸車產品相比已基本接近，雖然在一些方面和發(fā)達國家和地區(qū)的同類產品相比還有一定差距，但總體上我國專用自卸車行業(yè)在國際專用自卸車行業(yè)中已占有重要地位，已經基本具備參與國際市場競爭的能力。產品品種、檔次、工藝裝備、自主研發(fā)等方面都有了很大提高，基本實現(xiàn)了從進口向出口的轉變。“十五”期間，專用車企業(yè)大多進行了結構調整，很多中小企業(yè)通過改制、兼并、重組等方式基本實現(xiàn)了企業(yè)性質的轉變。大多數(shù)專用車企業(yè)擁有完備的產品研發(fā)體系，少部分產品已達到國際先進水平。毋庸置疑，我國專用自卸車發(fā)展還存在著一些嚴重的問題，如果這些問題得不到及時解決，將在很大程度上影響到我國專用汽車產業(yè)的健康發(fā)展。 首先，研發(fā)能力不強，同質化現(xiàn)象嚴重。我國目前除自卸車、掛車、廂式貨車等專用車批量較大外，其它技術含量較高的專用車大多是小批量多品種，開發(fā)新產品及技術改造投入大，見效慢，收效小，加上大多數(shù)企業(yè)缺乏資金，不愿做長期投資，于是采用簡易的工藝裝備，產品質量得不到保證，致使產品質量難以有較大的提高。資金缺乏、技術投入不足，更容易走上仿造之路，大多數(shù)企業(yè)都是仿造國外車型，然后再相互模仿，同質化現(xiàn)象十分嚴重。 其次，專用底盤缺乏。目前國內基本上沒有一家專業(yè)生產專用自卸車底盤的企業(yè)，國內800多家專用車生產廠家生產的各類專用自卸車中，大多數(shù)是在普通載貨車底盤的基礎上改裝而成，而在這些企業(yè)中又大多數(shù)為外購底盤進行改裝生產的中小企業(yè)，機械化程度低，產品質量參差不齊，與發(fā)達國家有很大差距，這一現(xiàn)狀極大地制約了我國專用自卸車的發(fā)展。 第三，產品結構不合理。目前，我國專用車的市場份額占全部載貨車的40%，與發(fā)達國家專用車70%以上的市場份額相比，仍有很大差距。目前國外載貨類專用車中，輕、中、重型比例為3∶4∶3，而我國目前僅為3∶5∶2，中型專用車多而重型專用車少。產品結構的不合理與日益增長的多樣化、個性化的用戶需求形成了巨大的反差。 第四，行業(yè)集中度較低，專用自卸車生產企業(yè)不“�！�，專用自卸車生產存在散、亂、差的現(xiàn)狀。1個產品有幾十家甚至幾百家企業(yè)生產，以及1家企業(yè)又生產很多種產品；而發(fā)達國家，1個產品最多3?5家企業(yè)生產，1家企業(yè)最多只生產幾種產品。相比之下，我國專用自卸車行業(yè)集中度較低，專用自卸車生產企業(yè)不“�！�。 第五，現(xiàn)有專用裝置的開發(fā)能力和制造水平對專用自卸車限制較大。我國專用自卸車專用裝置的關鍵件總體水平不高，如液壓件、泵類、閥類、控制儀表等還未達到較高的技術水平，仍需進口，制約了高水平專用自卸車的開發(fā)生產。 最后，國內專用自卸車與世界先進國家的技術水平存在一定差距。以美國為例，通常1個48(14m)、載荷量20t的二軸廂式半掛車，車輛自重在7t以下，換算成我國目前的13m長標準二軸廂式半掛車，自重約為6t；而我國目前通常13m二軸廂式半掛車的自重均在8t以上。如果二軸半掛車軸荷受同樣法規(guī)的限制，美國的廂式掛車在滿載時將比我國車輛多裝約2t左右的貨物，空載運輸時自重又輕2t，這對汽車的油耗、輪胎損耗都有較大的影響，其先進的運輸經濟性不言而喻。
專用車行業(yè)是依附在底盤制造業(yè)基礎上發(fā)展起來的，同時又有批量小、品種多、科技含量高的特點，與主機廠有著密切的聯(lián)系。但主機廠開發(fā)的專用車底盤能否滿足專用車日益多元化、專業(yè)化的需要，能否滿足用戶及市場需求，直接影響到主機廠底盤的市場銷售，因此主機廠對于專用車廠家及用戶的要求應給予充分重視，要專門開發(fā)適應市場需求的專用車底盤。主機廠如何研制滿足用戶及市場需求的專用車底盤，應從以下幾方面考慮：
第一，與專用車廠家進行改裝方面的技術交流，了解上裝部分的專用性能要求、技術要求，開發(fā)滿足專用要求的底盤。 ...
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