載貨汽車總體設(shè)計(jì)課件

第三章載貨汽車總體設(shè)計(jì)單位：機(jī)電工程學(xué)院主講：王孝鵬第三章載貨汽車總體設(shè)計(jì)單位：機(jī)電工程學(xué)院1

尺寸與質(zhì)量限制汽車和貨箱的方案設(shè)計(jì)軸荷、貨箱長度和有效載荷分布汽車與汽車列車組合的曲線行駛特性目錄尺寸與質(zhì)量限制目錄23.1尺寸和重量限值為了盡可能地保障交通暢通無阻，保證路面不被破壞，許多法律，規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)對汽車的外廓形尺寸（§32StVZO）及重量和軸荷（§36StVZO）作了規(guī)定，這些規(guī)定是汽車總體設(shè)計(jì)的外部條件。直到上世紀(jì)80年代歐洲各國的有關(guān)法規(guī)還相差很大。隨著歐洲一體化進(jìn)程的加快，到1997年9月歐洲法規(guī)96/53/EWG[3-1]在德國已轉(zhuǎn)化成國家法律（StVZO）。但在個別成員國還有不同的意見。下面僅介紹歐洲法規(guī)中被接受的值。3.1尺寸和重量限值為了盡可能地保障交通暢通無阻，保證路面不33.1.1最大允許尺寸96/53/EWG中給出的汽車外廓尺寸限值。對汽車列車，所規(guī)定的是直線行駛時的長度。對于長度可調(diào)，即曲線行駛時能自動調(diào)節(jié)牽引裝置長度的牽引裝置，列車的長度以直線行駛時所處最短狀態(tài)時的長度為準(zhǔn)?？紤]到檢測時的誤差，規(guī)定了允許誤差。載貨汽車及其掛車的主要尺寸允許誤差如下：長度L：±（0.005L+30mm）寬度B：±（0.005B+20mm）高度H：±50mm3.1.1最大允許尺寸96/53/EWG中給出的汽車外廓尺4載貨汽車列車的總長限制為18.75m以外，StVZO還規(guī)定了部件長度限值。部件長度包括所謂的系統(tǒng)長（牽引車貨箱最前端到掛車貨箱最后端的距離）以及貨箱長（系統(tǒng)長減去牽引車貨箱最后端與掛車貨箱最前端距離）。由此可以導(dǎo)出駕駛室長度和牽引車與掛車貨箱之間的間距。汽車最大允許寬度（1994年從2.5m提高到2.55）及汽車列車最大允許長度的檢測沒有規(guī)定允許誤差（§32Abs.8StVZO）。在計(jì)算汽車和汽車列車最大允許長度和部件長度時，下列附件不計(jì)在內(nèi)：吸氣管，可交換載流子的擋塊；攀爬扶手，燈光，鏡子，沖擊橡膠，裝載臺，上車跳板及貨箱正面的冷卻裝置和其它附加裝置（§32Abs.6StVZO）。3.1.1最大允許尺寸載貨汽車列車的總長限制為18.75m以外，StVZO還規(guī)定了53.1.2軸荷限值軸荷是指由一車軸或者車軸組上的車輪傳遞到路面的總載荷。軸距小于1.0m的雙軸（Tandemachse）在這里看成一個單軸，而軸距大于2.0m時則看成兩個單獨(dú)的軸。技術(shù)上允許的軸荷是考慮到功能和材料破壞而不允許超過的軸荷，根據(jù)軸身的尺寸、車輪支承及制動器的結(jié)構(gòu)，其與法定的軸荷限值有差異。3.1.2軸荷限值軸荷是指由一車軸或者車軸組上的車輪傳遞到路63.1.3總重量限值96/53/EWG及StVZO中第34章規(guī)定的總重量限值與軸荷限值直接相關(guān)。總重量限值主要與車軸的數(shù)量及間距（軸距）相關(guān)，總是明顯地小于相關(guān)汽車或汽車列車軸荷限值之和。在超載的情況下至少有25%的汽車總重量量作用在驅(qū)動輪上（97/27/EWG）。對于四軸以上的汽車列車，其總重量限值（40t）小于牽引車和掛車重量限值之和。圖為汽車及汽車列車總重量限值及隨車軸數(shù)量及軸距變化的情況。3.1.3總重量限值96/53/EWG及StVZO中第34章7剛性牽引桿掛車（中置軸掛車）和半掛車掛車通過牽引掛接裝置和半掛接裝置將重量支承到牽引車（汽車或半掛車牽引車）上，這樣掛車總重量量GGAn的一部分轉(zhuǎn)移到牽引車總重量量GGZ=Gv+Gh中。汽車列車總重量量不是牽引車總重量量與半掛車總重量量的簡單相加?？紤]到半掛車和牽引車之間的靜支承載荷Gs，stat，汽車列車的總重量限值由牽引車總重量限值GGz，zul和半掛車總重量限值GGAn，zul計(jì)算：3.1.3總重量限值剛性牽引桿掛車（中置軸掛車）和半掛車掛車通過牽引掛接裝置和半83.1.4牽引載荷和支承載荷汽車出廠證的第28項(xiàng)給出汽車的允許牽引載荷。載貨汽車的允許牽引載荷在底盤的技術(shù)參數(shù)表中給出。同時給出牽引車的總重量及允許牽引總重量。這里所討論的牽引載荷只與支承架及牽引車牽引掛接裝置的結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)，而與法定的限值無關(guān)。計(jì)算剛性牽引桿掛車的牽引載荷時必須注意，牽引載荷等于掛車的實(shí)際總重量與轉(zhuǎn)移到牽引車牽引座上的支承載荷之差。圖3-5所示為相應(yīng)的力學(xué)模型。3.1.4牽引載荷和支承載荷汽車出廠證的第28項(xiàng)給出汽車的93.2汽車和貨箱的方案設(shè)計(jì)因?yàn)椴煌倪\(yùn)輸任務(wù)對汽車的設(shè)計(jì)提出不同的要求，所以參與道路交通的載貨汽車品種繁多。另一方面法律的約束及裝載貨物及貨箱交換的要求促使汽車標(biāo)準(zhǔn)化。因此只有通過底盤和貨箱的精心設(shè)計(jì)才能保證運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性。特別是涉及到特殊要求的特別解決方案時，長期規(guī)劃的編制變得越來越迫切。目前，有效的運(yùn)輸方案絕大多數(shù)為與行業(yè)相關(guān)的個別解決方案。根據(jù)具體的運(yùn)輸任務(wù)設(shè)計(jì)汽車，除了熟知底盤和貨箱的技術(shù)可能性和創(chuàng)新性外，還要有行業(yè)和市場的知識。為了使所設(shè)計(jì)的汽車從技術(shù)上、物流上和經(jīng)濟(jì)上滿足用戶的要求，3.2汽車和貨箱的方案設(shè)計(jì)因?yàn)椴煌倪\(yùn)輸任務(wù)對汽車的設(shè)計(jì)提10汽車設(shè)計(jì)的輸入?yún)?shù)是一個由各種各樣相互關(guān)聯(lián)的因素組成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，因此，必須考慮這些因素的變化對整個網(wǎng)絡(luò)的影響，相應(yīng)的汽車設(shè)計(jì)方案也許要重新考慮。只有這樣才能保證所開發(fā)的車輛全部滿足技術(shù)發(fā)展的最新要求。圖為汽車總體設(shè)計(jì)流程來輔助設(shè)計(jì)。3.2汽車和貨箱的方案設(shè)計(jì)汽車設(shè)計(jì)的輸入?yún)?shù)是一個由各種各樣相互關(guān)聯(lián)的因素組成的復(fù)雜網(wǎng)113.2.1汽車方案設(shè)計(jì)尋找滿足用戶個性要求的運(yùn)輸方案是以對運(yùn)輸作業(yè)的作業(yè)特點(diǎn)分析為基礎(chǔ)的。汽車的方案一方面要考慮法規(guī)的要求，另一方面要考慮技術(shù)上的可行性及市場現(xiàn)有方案。載貨汽車有單體汽車和汽車列車兩種。重量不超過7.5t的單體汽車大多數(shù)是箱式載貨汽車，其貨箱是整車的組成部分。箱式載貨汽車是根據(jù)用戶的要求為具體的運(yùn)輸作業(yè)而制造的?？傊亓看笥?.5t的箱式載貨汽車其牽引車由少數(shù)幾個大型底盤制造廠制造。有掛車汽車及其貨箱一部分（特別是半掛汽車）在大型企業(yè)、一部分在中型企業(yè)制造。牽引車和掛車牽引車可以與載貨汽車列車、半掛車或者載運(yùn)長型貨物的汽車列車結(jié)合使用。3.2.1汽車方案設(shè)計(jì)尋找滿足用戶個性要求的運(yùn)輸方案是以對12單體汽車/汽車主要應(yīng)標(biāo)明箱式貨車/載貨汽車的特征，車軸的數(shù)量和操向性，軸距，總重量及發(fā)動機(jī)功率。3.2.1汽車方案設(shè)計(jì)單體汽車/汽車主要應(yīng)標(biāo)明箱式貨車/載貨汽車的特征，車軸的數(shù)量13掛車最主要的特點(diǎn)是其與汽車/牽引車的掛接轉(zhuǎn)向方式及車軸的布置。雙軸或多軸鉸接牽引桿掛車的特點(diǎn)是前后懸相對較小，軸距大，前軸可繞轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，與牽引車則通過在垂直方向可以運(yùn)動的牽引架連接。中置軸掛車則采用剛性牽引桿，不能運(yùn)動。由于掛車的重心略位于車軸的前方，故掛車重量的一部分支承于牽引車上。3.2.1汽車方案設(shè)計(jì)掛車最主要的特點(diǎn)是其與汽車/牽引車的掛接轉(zhuǎn)向方式及車軸的布置14在半掛汽車的半掛車中，前軸轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)被與牽引板螺紋聯(lián)接的牽引銷取而代之。半掛車重量的相當(dāng)大一部分通過牽引座支承到牽引車上。平板式掛車短半掛車內(nèi)裝載車低板八卦車底蓋板平板半掛車3.2.1汽車方案設(shè)計(jì)在半掛汽車的半掛車中，前軸轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)被與牽引板螺紋聯(lián)接的牽引15標(biāo)準(zhǔn)半掛牽引車的牽引座離地高度為1200mm到1300mm。在這種情況下，如果半掛車長為13.6m，寬為2.55m，汽車高度為4m，則裝載容積約為90m3。由于進(jìn)一步地提高裝載容積只能通過提高裝載凈高度才能實(shí)現(xiàn)，所以牽引座離地高度一直有降低的趨勢。目前的最低牽引座離地高度為935mm。在這種情況下，要求改變半掛牽引車的車架結(jié)構(gòu)，采用285/60R22.5型輪胎，牽引座要求特別平整。對一帶提升蓋的半掛車支承板進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)可使其凈裝載高度達(dá)到3000mm，裝載容積達(dá)到100m3。3.2.1汽車方案設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)半掛牽引車的牽引座離地高度為1200mm到1300mm。16降低支承板上表面高度急劇地減小了半掛車下表面與車架及輪胎上表面之間的間距，從而導(dǎo)致不能滿足ISO1726中對傾斜角的要求，因此在越過突起，爬坡和下坡時要特別小心。為了確保有足夠的行車安全性，要求貨箱高度能進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，因此，半掛車必須采用帶電控高度調(diào)節(jié)的空氣懸架系統(tǒng)（例如MAN公司的ECAS系統(tǒng)）。3.2.1汽車方案設(shè)計(jì)降低支承板上表面高度急劇地減小了半掛車下表面與車架及輪胎上表173.2.1.2對使用條件的要求道路車輛應(yīng)該在其行駛最頻繁的道路上有效而安全地行駛。不同的道路條件對載貨汽車的要求不相同，導(dǎo)致汽車的方案不相同。不同的道路（高速公路，國道，洲道，田間道路和林間道路）其寬度和曲率半徑不盡相同。汽車曲線行駛時對道路寬度的要求應(yīng)該與其所要投入運(yùn)行的道路狀態(tài)相一致。3.2.1.2對使用條件的要求道路車輛應(yīng)該在其行駛最頻繁的18圖為長度達(dá)到最大限值的各種載貨汽車在穩(wěn)定曲線行駛狀態(tài)下的地面力圓。每種汽車的道路寬度要求需要單獨(dú)地計(jì)算，因?yàn)樗蟮牡缆穼挾扰c車軸的位置和掛接點(diǎn)的位置相關(guān)。如果需要減小汽車對道路的寬度要求，可對牽引車和掛車上的車軸實(shí)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)向。對于配送運(yùn)輸中使用的多軸汽車，由于經(jīng)常行駛在窄的彎曲路面上，經(jīng)常要換道，采用強(qiáng)制轉(zhuǎn)向軸可以減小側(cè)向力，明顯地提高輪胎行駛效率。3.2.1.2對使用條件的要求圖為長度達(dá)到最大限值的各種載貨汽車在穩(wěn)定曲線行駛狀態(tài)下的地面19除了對路面寬度的要求以外，用于配送的汽車（在狹窄的庭院變道）其轉(zhuǎn)向圓半徑也是評價(jià)汽車曲線行駛性能的指標(biāo)。由于多節(jié)組合列車及半掛汽車的牽引車及半掛牽引車的軸距較單體汽車軸距短，所以它們的轉(zhuǎn)向圓半徑較單體汽車明顯地小。表3-4所示為載貨汽車車架IvecoEurocargo65E14的轉(zhuǎn)向圓半徑與軸距之間的關(guān)系。3.2.1.2對使用條件的要求除了對路面寬度的要求以外，用于配送的汽車（在狹窄的庭院變道）20越野車的離地高度高，接近角，離去角及斜面角大。理想的越野車是軸距小，前、后懸小，輪胎大，因采用輪邊減速器而使差速器尺寸減小的單體汽車。有一種稱為Jumbo的載貨汽車其輪胎小，剛性牽引桿掛車的掛接點(diǎn)低，因而在高低不平的路面或坡道上行駛時問題最多。3.2.1.2對使用條件的要求越野車的離地高度高，接近角，離去角及斜面角大。理想的越野車是213.2.1.2對使用條件的要求汽車的功率應(yīng)根據(jù)其經(jīng)常行駛的坡道確定。總牽引重量40t的載貨汽車其功率范圍為270ps（200kw）到600ps（440kw）。相應(yīng)的功率重量比為5～11kw/t。當(dāng)在長距離下坡道上行駛時，出于安全和保護(hù)車輪制動器的考慮，建議采用無磨損的持續(xù)制動。如果載貨汽車只在街道上行駛，變速器有6～8檔即可。如在建筑工地行駛，則還需要爬行檔。為了提高長途運(yùn)輸載貨汽車的經(jīng)濟(jì)性，用16檔的變速器比較合適。路面附著條件（瀝青、水泥、鋪石路面、地表面、碎石路、潮濕、積雪、冰凍）和坡度決定汽車的驅(qū)動方案。40t的汽車在不利的工況下只有約四分之一的總重量作用在唯一的驅(qū)動軸上（4×2牽引車，或者帶三軸掛車和半掛車的4×2半掛牽引車）。全輪驅(qū)動的4×4/2-，6×6/2-或8×8/4單體汽車的牽引條件最佳。3.2.1.2對使用條件的要求汽車的功率應(yīng)根據(jù)其經(jīng)常行駛的223.2.1.2對使用條件的要求長途運(yùn)輸汽車為了提高運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性要求發(fā)動機(jī)油耗小，功率大，變速器檔位密集，貨箱空氣動力學(xué)性能好，輪胎滾動阻力小，駕駛室空間大，舒適。對于年運(yùn)輸里程達(dá)到300000km的長距離運(yùn)輸，要求維修保養(yǎng)方便。根據(jù)所運(yùn)輸貨物的密度對重量和容積進(jìn)行優(yōu)化可以減小單位運(yùn)輸成本（馬克/噸公里以及馬克/立方米公里）。半掛汽車或者載貨汽車列車較相同裝載容量的單體汽車優(yōu)越。主要原因是載貨汽車-掛車組合更具有彈性。因?yàn)樵谶\(yùn)輸量少的時候可一不掛接掛車。在配送運(yùn)輸中，掛接單軸半掛車的半掛汽車以2t的載重量優(yōu)勢在經(jīng)濟(jì)上優(yōu)于三軸單體汽車。從成本的角度看半掛車的壽命要高2～3倍，半掛牽引車在舊車市場較三軸底盤容易銷售得多。在長途運(yùn)輸中普遍采用40t級的汽車。只要工作條件許可，就采用雙軸牽引汽車和三軸掛車組合的方案，這樣可以減少制造和運(yùn)營的成本。3.2.1.2對使用條件的要求長途運(yùn)輸汽車為了提高運(yùn)輸?shù)慕?jīng)23由于裝載量大，裝卸方便，由雙軸牽引車和無轉(zhuǎn)向裝置的三軸半掛車在特別重的貨物長途發(fā)送運(yùn)輸中取代了載貨汽車列車。如果對貨物裝載位置的數(shù)量及裝載長度有要求，則貨箱長度最長達(dá)到15.65m多節(jié)組合列車較總長13.6m的半掛車明顯地優(yōu)越。對于容積運(yùn)輸則優(yōu)先采用“Jumbo汽車”，其裝載容積達(dá)到120m3。對汽車駕駛員來說，帶中置軸掛車的載貨汽車由于調(diào)車方便較帶鉸接牽引桿掛車的載貨汽車更受歡迎。3.2.1.2對使用條件的要求由于裝載量大，裝卸方便，由雙軸牽引車和無轉(zhuǎn)向裝置的三軸半掛車24雙后橋前從動軸轉(zhuǎn)向主要適用于后橋支承載荷大的載貨汽車列車，而雙后橋后從動軸轉(zhuǎn)向則有助于在市內(nèi)交通中的急轉(zhuǎn)彎。在上述兩種情況下的強(qiáng)制轉(zhuǎn)向避免了曲線行駛時輪胎的快速磨損。8×8/4汽車主要為建筑工地的運(yùn)輸而設(shè)計(jì)的。多軸半掛車的轉(zhuǎn)向軸可以通過插入到牽引座開口中的轉(zhuǎn)向銷強(qiáng)制轉(zhuǎn)向，也可以將轉(zhuǎn)向軸設(shè)計(jì)成根據(jù)側(cè)向力自動轉(zhuǎn)向的雙后橋后從動軸。除了減小輪胎的磨損以外，后置的轉(zhuǎn)向軸還減小了曲線行駛時對道路寬度的要求。這種后從動轉(zhuǎn)向軸結(jié)構(gòu)簡單，但缺點(diǎn)是倒車時必須將轉(zhuǎn)向運(yùn)動鎖閉，以防止轉(zhuǎn)向失控。3.2.1.2對使用條件的要求雙后橋前從動軸轉(zhuǎn)向主要適用于后橋支承載荷大的載貨汽車列車，而25對于經(jīng)?？蛰d或半載行駛在街道上的載貨汽車及掛車采用可提升式車軸可以減小滾動阻力和輪胎磨損。用于配送運(yùn)輸?shù)娜S載貨汽車通常采用可提升非轉(zhuǎn)向后從動軸。三軸半掛車出于減小曲線行駛時對道路寬度的要求將最后一個軸設(shè)計(jì)為可提升軸。在依次卸載的配送運(yùn)輸中，由于時間的關(guān)系經(jīng)常剩下一些貨物沒有卸完，引起軸荷分布不均勻。對中置軸掛車這個問題特別突出，此時牽引裝置和牽引車后軸所受到的支承靜載荷特別大，出現(xiàn)過載，而牽引車前軸靜載荷減小，影響操向性。3.2.1.2對使用條件的要求對于經(jīng)常空載或半載行駛在街道上的載貨汽車及掛車采用可提升式車263.2.2貨箱設(shè)計(jì)3.2.2.1運(yùn)輸貨物對載貨汽車的主要要求總是根據(jù)所要運(yùn)輸?shù)呢浳锾岢?。運(yùn)輸?shù)呢浳锟赡苁枪虘B(tài)，液態(tài)或氣態(tài)，根據(jù)其形態(tài)可確定貨箱的類型和結(jié)構(gòu)。貨箱的最小尺寸根據(jù)貨物及其裝載容器的主要尺寸確定。長度方向尺寸較短的貨物用單體汽車或者其掛車運(yùn)輸，較長的貨物則要用半掛汽車或載運(yùn)長型貨物的載貨汽車列車運(yùn)輸。作出相應(yīng)的標(biāo)識后允許貨物從汽車后端最長伸出1.5m。如果路程不長于100km最長甚至可以伸出3m。無論在何種情況下無論是汽車還是列車其總長不得超過20m（§22A.bs.4StVZO）。3.2.2貨箱設(shè)計(jì)3.2.2.1運(yùn)輸貨物27普通重型載貨汽車貨箱輪胎直徑不超過φ1000mm，裝載高度不超過2.6m。如果貨物較窄可將其按對角線裝在貨箱內(nèi)以提高裝載高度。提高裝載高度的措施有：采用半掛車，小直徑雙輪胎鉸接牽引桿或剛性牽引桿掛車，獨(dú)立懸掛的內(nèi)裝載車或者低貨廂式掛車。3.2.2.1運(yùn)輸貨物普通重型載貨汽車貨箱輪胎直徑不超過φ1000mm，裝載高度不28小貨物通常是采用標(biāo)準(zhǔn)尺寸的包裝箱裝運(yùn)。包裝箱的基本單元為400×600mm，在此基礎(chǔ)上可以演變出基本的底板尺寸600×800mm，800×1200mm及1000×1200mm。底板的排列方式如圖3-16所示，這樣車箱的底板寬度總是2400mm。3.2.2.1運(yùn)輸貨物小貨物通常是采用標(biāo)準(zhǔn)尺寸的包裝箱裝運(yùn)。包裝箱的基本單元為4029根據(jù)DIN15146第2部分，歐洲托板的外形尺寸為800×1200mm，目前包裝箱的外形尺寸都是以其為基礎(chǔ)。采用歐洲托板構(gòu)建的裝載運(yùn)輸和倉貯標(biāo)準(zhǔn)箱改善了貨物在企業(yè)內(nèi)外手工搬運(yùn)的經(jīng)濟(jì)性。再加上與地面輸送機(jī)械配套使用，可以優(yōu)化貨物的流動，減小工資、時間和空間成本。由于貨物運(yùn)輸在統(tǒng)一的交換條件下進(jìn)行，因此可以自由地選擇采用鐵路運(yùn)輸，公路運(yùn)輸，水運(yùn)或者空運(yùn)。其運(yùn)營則由歐洲托板中心調(diào)控。3.2.2.1運(yùn)輸貨物根據(jù)DIN15146第2部分，歐洲托板的外形尺寸為800×130由于液體和氣體同散裝體一樣對運(yùn)輸容器的空間適應(yīng)性好，因此相應(yīng)的容器設(shè)計(jì)成圓柱形或球形運(yùn)輸罐，裝卸時用一個小圓管支撐即可。與要求大截面開口進(jìn)行雜貨裝卸的矩形貨箱不同，圓柱形運(yùn)輸箱可以設(shè)計(jì)成自支承結(jié)構(gòu)，因而在機(jī)架結(jié)構(gòu)尺寸方面具有巨大的優(yōu)勢。3.2.2.1運(yùn)輸貨物由于液體和氣體同散裝體一樣對運(yùn)輸容器的空間適應(yīng)性好，因此相應(yīng)313.2.2.2貨箱的種類載貨汽車底盤都是批量生產(chǎn)的。而對貨箱的要求多種多樣，因此，大多數(shù)在中型企業(yè)手工生產(chǎn)，向市場供應(yīng)的品種種類繁多。平板貨箱：貨箱為平板，或階梯狀裝載面，無側(cè)板。主要用于大宗雜物，機(jī)器和汽車的運(yùn)輸。用帶子或鏈條固定運(yùn)輸貨物。3.2.2.2貨箱的種類載貨汽車底盤都是批量生產(chǎn)的。而對貨323.2.2.2貨箱的種類三面有活動擋板的卡車車箱：與平板貨箱不同，這種車箱通過側(cè)板、立柱、帳篷框架或者與底板固定的帆布車篷限制運(yùn)輸?shù)呢浳?。對特別重的且對氣候不敏感的貨物用敞開式車箱即可。為了防濕則用帆布蓋車箱。由于對裝卸時間的要求越來越短，目前這種帶漢堡蓋的廉價(jià)車箱（帶側(cè)板、帆布架和帆布）逐漸被推拉式帆布側(cè)邊，推拉側(cè)邊或者推拉弓形側(cè)邊代替。由于沒有側(cè)板和立柱，所以從側(cè)面裝卸方便。在集裝運(yùn)輸時為了固定裝載貨物用這種車箱則比較費(fèi)事。3.2.2.2貨箱的種類三面有活動擋板的卡車車箱：與平板貨333.2.2.2貨箱的種類廂式車箱：運(yùn)輸所謂的“干貨”時，與三面有活動擋板的卡車車箱相比，這種車箱對所運(yùn)輸?shù)呢浳锉Ｗo(hù)更好。特別是可以用多層隔熱板構(gòu)成隔熱貨箱，或者附加制冷設(shè)備后用作冷藏運(yùn)輸廂。對應(yīng)TIR協(xié)議的海關(guān)安全則通過采用合適的鉸鏈和銷閂達(dá)到。廂式車箱目前幾乎都采用積木原理設(shè)計(jì)。3.2.2.2貨箱的種類廂式車箱：運(yùn)輸所謂的“干貨”時，與34翻斗車箱：翻斗車在車箱傾斜狀態(tài)下靠重力將散裝貨物卸下，或者容器（翻斗料斗，集裝箱，貯倉）裝在可翻轉(zhuǎn)的裝置上，通過該裝置的翻轉(zhuǎn)將貨物卸下。翻斗裝置主要是通過液壓油缸驅(qū)動。3.2.2.2貨箱的種類翻斗車箱：翻斗車在車箱傾斜狀態(tài)下靠重力將散裝貨物卸下，或者容35油罐貨箱：用于氣體和液壓（食品，汽油，油，瀝青，化學(xué)物品）運(yùn)輸?shù)膱A柱形和廂狀容器。根據(jù)要求油罐貨箱有單腔式或多腔式。對危險(xiǎn)性較低的液體用單腔式油罐貨箱，廂內(nèi)為波紋狀鐵板以減緩半載時液體的固有運(yùn)動。3.2.2.2貨箱的種類油罐貨箱：用于氣體和液壓（食品，汽油，油，瀝青，化學(xué)物品）運(yùn)36貯倉貨箱：運(yùn)輸流動散裝貨物。卸貨的方式是：對臥式貯倉，通過地面上相應(yīng)的漏斗，也可以將整個貨箱翻轉(zhuǎn)。還可以用氣壓流化噴嘴（寄生振蕩）或者流化床改善流動性。立式貯倉則通過卸料裝置在目的地排料。3.2.2.2貨箱的種類貯倉貨箱：運(yùn)輸流動散裝貨物。卸貨的方式是：對臥式貯倉，通過地37飲料運(yùn)輸廂：運(yùn)輸按歐洲托盤（800×1200mm），啤酒托盤（1000×1200mm）或飲用水托盤（1070×1100mm）打包的飲料箱。對這種貨箱的最主要的要求是可從側(cè)面用叉車裝、卸貨，以及裝卸貨的時間盡可能短。長途運(yùn)輸和配送運(yùn)輸汽車主要采用轉(zhuǎn)動側(cè)板貨箱，考慮到受力粗獷和重量的平衡用手工進(jìn)行操作。在城市內(nèi)運(yùn)輸時，帶電動提升帆布的貨箱由于占地小更受歡迎。運(yùn)輸顧客現(xiàn)場代銷飲料時適合用所謂的柵格式低貨廂。這種貨廂的底盤帶有中間骨架，分格板。貨箱底板兩側(cè)向內(nèi)傾斜3°。3.2.2.2貨箱的種類飲料運(yùn)輸廂：運(yùn)輸按歐洲托盤（800×1200mm），啤酒托盤38用于換裝式容器（換裝軸形架，集裝箱）的底盤貨箱由四個固定在支架上的轉(zhuǎn)銷組成。轉(zhuǎn)銷在縱向和橫向分別間距5953mm和2259mm。它們將位于輔助支架上或車架上的換裝式容器鎖定在底盤上。底盤貨箱與換裝式容器的主要配合尺寸在DIN70013和DIN70018中作了標(biāo)準(zhǔn)化規(guī)定。國標(biāo)規(guī)定的換裝容器停放高度為1320mm，由于市場所提供底盤的車架上端面高度比這一高度明顯地低，所以也有停放高度為1220，1120和1020mm的換裝容器投入使用。3.2.2.2貨箱的種類用于換裝式容器（換裝軸形架，集裝箱）的底盤貨箱由四個固定在支39運(yùn)輸換裝容器的汽車底盤普通采用空氣懸架，將換裝底盤從容器停放支承裝到汽車上的方法是：通過空氣懸將車架降低，用墊木或者滾輪將換裝容器強(qiáng)行下滑至駕駛室后的前擋塊，升高車架，鎖緊轉(zhuǎn)銷。翻轉(zhuǎn)并鎖緊支撐。卸下的順序與上面相反。除了上述貨箱以外，還有許多特種貨箱，例如牽引式混凝土攪拌機(jī)，垃圾運(yùn)輸車，零售汽車，牲畜運(yùn)輸車。3.2.2.2貨箱的種類運(yùn)輸換裝容器的汽車底盤普通采用空氣懸架，將換裝底盤從容器停放403.2.2.3裝卸輔助裝置為了不用別人幫助進(jìn)行裝卸，許多載貨汽車裝有特殊的裝備，借助這種裝備駕駛員可以自己裝卸貨物。3.2.2.3裝卸輔助裝置為了不用別人幫助進(jìn)行裝卸，許多載41裝卸邊板是一個裝卸平臺，同時也用作提升裝置。借助于裝卸邊板可以將汽車內(nèi)不同高度的貨物卸到地面或者將地面的貨物裝到汽車上（圖3-46）。對于廂式貨箱裝卸邊板同時可以用作貨箱的后邊板。根據(jù)功能的不同裝卸邊板有三種不同的形式（圖3-47）。3.2.2.3裝卸輔助裝置裝卸邊板是一個裝卸平臺，同時也用作提升裝置。借助于裝卸邊板可42鋼板彈簧或部分空氣彈簧支承的載貨汽車底盤必須采用位于車架中間的氣壓驅(qū)動提升搖臂（圖3-48）裝卸換裝式容器。將轉(zhuǎn)動銷拉開，提升裝置將換裝式容器微微抬起，支撐腳張開，然后鎖緊。3.2.2.3裝卸輔助裝置鋼板彈簧或部分空氣彈簧支承的載貨汽車底盤必須采用位于車架中間43自走式機(jī)器，裝備及載人和載貨汽車可以用自身的動力從斜板開到運(yùn)輸車輛的裝載面上。斜板的長度取決于裝載面的高度及允許的最大斜坡角。對離地高度小的自走式機(jī)器及裝備，要采用可向后翻轉(zhuǎn)的裝載面或者采用可完全沉降的裝載底板。3.2.2.3裝卸輔助裝置自走式機(jī)器，裝備及載人和載貨汽車可以用自身的動力從斜板開到運(yùn)443.2.3換裝貨箱和集裝箱換裝貨箱有廂式和三面有活動擋板的卡車貨箱兩種。在歐洲市場上這種貨箱在激烈的市場競爭中具有越來越重要的意義。其優(yōu)點(diǎn)是可獨(dú)立于汽車之外進(jìn)行裝卸，可作為轉(zhuǎn)運(yùn)過程中的倉儲，也可以通過鐵道運(yùn)輸。由于在貨物轉(zhuǎn)運(yùn)中心只需交換貨箱，因此，載貨汽車的滯留時間縮短。3.2.3換裝貨箱和集裝箱換裝貨箱有廂式和三面有活動擋板的卡45目前市場上主要采用聯(lián)邦長途貨運(yùn)聯(lián)合會（BDF）的標(biāo)準(zhǔn)，DIN70013或者相應(yīng)的歐洲標(biāo)準(zhǔn)DINEN284。換裝貨箱外形尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化（長：6250mm，7150mm，7420mm和7820mm；寬：2500mm；高：2670mm），角邊聯(lián)接尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化（長：5853mm；寬：2259mm），中心通道，卡邊及支撐腳聯(lián)接尺寸的標(biāo)準(zhǔn)化及統(tǒng)一的支撐高度1320mm使得其交換起來不存在問題。3.2.3換裝貨箱和集裝箱目前市場上主要采用聯(lián)邦長途貨運(yùn)聯(lián)合會（BDF）的標(biāo)準(zhǔn)，DIN46長度為18.35m的多節(jié)組合列車專門發(fā)展了標(biāo)準(zhǔn)的C715型換裝貨箱（BDF標(biāo)準(zhǔn)軸形架），允許的總重量為15000kg。較長的換裝貨箱要求掛接系統(tǒng)短或者用剛性牽引桿掛車。目前總長度達(dá)到18.75m，可以運(yùn)輸2節(jié)C745換裝軸形架，保養(yǎng)方便，同時不需要昂貴的掛接技術(shù)。3.2.3換裝貨箱和集裝箱長度為18.35m的多節(jié)組合列車專門發(fā)展了標(biāo)準(zhǔn)的C715型換47洲際運(yùn)輸、國內(nèi)運(yùn)輸及國際運(yùn)輸（特別是公路運(yùn)輸和鐵路運(yùn)輸）要求運(yùn)輸箱經(jīng)久耐用，特別是適合于一種或多種貨物的免重新裝箱運(yùn)輸。DINISO668的ISO集裝箱滿足上述要求其不同的長度（991mm，6058mm，9125mm，12192mm）和高度（2438mm，2591mm）及統(tǒng)一的寬度（2438mm）。允許的總重量分別為10160kg，24000kg，25400kg和30480kg。角邊間距在寬度方向統(tǒng)一定為2259mm，在長度方向分別為2787mm，5853mm，8918mm和11985mm。3.2.3換裝貨箱和集裝箱洲際運(yùn)輸、國內(nèi)運(yùn)輸及國際運(yùn)輸（特別是公路運(yùn)輸和鐵路運(yùn)輸）要求48載貨汽車的用途就是運(yùn)輸貨物。從經(jīng)濟(jì)性的角度考慮，所選用的載貨汽車由要運(yùn)輸貨物的重量和容積確定。在選購牽引車及掛車或汽車列車組合時要根據(jù)具體的任務(wù)確定所選購汽車的重量級和所要求車軸的數(shù)量。為此，必須知道對應(yīng)所允許的總重量GGzul所能達(dá)到的凈載重GN，zul?？梢愿鶕?jù)經(jīng)驗(yàn)準(zhǔn)確地計(jì)算出運(yùn)輸狀態(tài)下汽車的空載重量GbFZ。用來評價(jià)載重能力的是重量利用系數(shù)GN*：3.2.4質(zhì)量設(shè)計(jì)載貨汽車的用途就是運(yùn)輸貨物。從經(jīng)濟(jì)性的角度考慮，所選用的載貨49重量利用系數(shù)高與實(shí)現(xiàn)以重量為目標(biāo)的結(jié)構(gòu)型式優(yōu)化具有同等重要的意義。重量利用系數(shù)是評價(jià)載貨汽車經(jīng)濟(jì)性的重要指標(biāo)。不同結(jié)構(gòu)型式，不同重量及不同貨箱的汽車其重量利用系數(shù)差別很大。總重量2.8t的廂式車其重量利用系數(shù)GN*=0.65，總重量為40t，帶滑動平板貨箱的半掛汽車經(jīng)重量優(yōu)化后其重量利用系數(shù)可達(dá)GN*=2.3。圖為MAN公司系列底盤重量利用系數(shù)與允許總重量之間的關(guān)系。3.2.4質(zhì)量設(shè)計(jì)重量利用系數(shù)高與實(shí)現(xiàn)以重量為目標(biāo)的結(jié)構(gòu)型式優(yōu)化具有同等重要的50重量利用系數(shù)在0.65到2.3之間時，貨箱與貨物重心的位置對汽車軸荷的分布有很大的影響。因此，在汽車貨箱設(shè)計(jì)時應(yīng)引起特別的注意。設(shè)計(jì)準(zhǔn)則是：底盤，貨箱，附加裝置及貨物的總重量心相對車軸的位置應(yīng)保證汽車達(dá)到允許總重量時軸荷不超過允許值。這是軸荷計(jì)算的主要任務(wù)。由于貨箱類型的不同，當(dāng)貨物固定在貨箱內(nèi)或者裝載物在底面不均勻分布時，貨物的重心可能明顯地偏離貨箱的幾何中心。在這種情況下，需要進(jìn)行特別的計(jì)算，并附在出廠文件中。3.2.4質(zhì)量設(shè)計(jì)重量利用系數(shù)在0.65到2.3之間時，貨箱與貨物重心的位置對51對于三軸或更多軸的汽車，其兩個后軸上的載荷Gh1和Gh2經(jīng)常合成為Ghres（雙軸荷）。載荷均勻分布時其作用線位于兩個后軸的中心，不均勻分布時（例如，簡易的前從動軸或后從動軸），則靠近載荷大的車軸。前軸與后軸合成載荷作用線之間的間距定義為技術(shù)軸距l(xiāng)fech，其與后軸的載荷及軸距l(xiāng)1和l2相關(guān)。3.2.4質(zhì)量設(shè)計(jì)對于三軸或更多軸的汽車，其兩個后軸上的載荷Gh1和Gh2經(jīng)常52在計(jì)算制動力在前軸和后軸上的分配時，除了靜載荷外，汽車減速時的動載荷也有著重要的意義。因此，根據(jù)歐洲法規(guī)71/320/EWG貨箱制造商必須確定貨箱重心高度hs,A和載荷高度hs,N。結(jié)合底盤工作狀態(tài)時的重心高度hs,bFG（由底盤圖給出），計(jì)算出整車重心高度hs,ges。3.2.4質(zhì)量設(shè)計(jì)在計(jì)算制動力在前軸和后軸上的分配時，除了靜載荷外，汽車減速時533.2.4質(zhì)量設(shè)計(jì)為了保證汽車曲線行駛和在斜坡上行駛時的行駛安全性，底盤制造商限定了汽車整車重心高度的最大值。依據(jù)汽車型號和橫向穩(wěn)定器的不同汽車整車重心離地高度在1700mm與2500mm之間變化，而且與貨箱及固定載荷有關(guān)。如果載荷的重心由于搖擺（如豬籠）或搖晃（如牛奶）可以側(cè)向偏移，則在汽車行駛過程中通過合適的行駛方式或通過降低載荷重心加以注意。通過附加橫向穩(wěn)定器或加強(qiáng)橫向穩(wěn)定器可以提高汽車允許重心高度，但要注意貨箱的特點(diǎn)、軸距及附加動載荷在前后懸架上的分配。在許多情況下只在汽車后軸上對橫向穩(wěn)定器進(jìn)行改變，以免駕駛員產(chǎn)生汽車曲線行駛穩(wěn)定性增加的錯誤印象。如果在車架側(cè)面安裝非成對出現(xiàn)的附加裝置，則汽車的載荷在橫向的分布不均勻，如果同一車軸上兩側(cè)車輪的載荷的不均勻分布不可避免，則左右側(cè)重量的差異最高不得超過軸荷的4%。3.2.4質(zhì)量設(shè)計(jì)為了保證汽車曲線行駛和在斜坡上行駛時的行駛543.2.5主要尺寸設(shè)計(jì)3.2.5.1主要尺寸和部件長度載貨汽車底盤最主要的總體尺寸是軸距。軸距同貨箱及載荷重心位置一起決定了貨箱的長度。.當(dāng)裝載容積和貨箱寬度給定時，可以從所希望的貨箱高度求出貨箱長度.3.2.5主要尺寸設(shè)計(jì)3.2.5.1主要尺寸和部件長度55貨箱長度和高度的確定受以下因素的影響：成本(貨箱表面，底盤價(jià)格與軸距之間的距離)；動態(tài)軸荷轉(zhuǎn)移(重心高度與軸距之間的關(guān)系)；曲線行駛性能(軸距，掛車牽引桿長度)；空氣阻力(CW值，迎風(fēng)面積)；運(yùn)營成本(冷藏車貨箱表面與容積之間的關(guān)系)；地區(qū)性汽車限高；標(biāo)準(zhǔn)化裝栽單元(歐洲托板)；側(cè)翻安全性(重心高度與軸距之間的關(guān)系)；運(yùn)輸農(nóng)產(chǎn)品時對散裝體的限高(所運(yùn)輸貨物的壓力敏感性)；貨箱長度和高度的確定受以下因素的影響：56如果只給出了裝載面積要求(三面有活動擋板的卡車貨箱)，則根據(jù)所運(yùn)輸貨物基本裝載面積要求就可確定出貨箱高度。如果只給出了裝載面積要求(三面有活動擋板的卡車貨箱)，則根據(jù)57底盤制造商在對最大的后懸進(jìn)行限制時并不考慮裝載重量對軸荷分布的影響。雙軸汽車的最大后懸為技術(shù)軸距l(xiāng)tech的60%，四軸為70%。底盤制造商在對最大的后懸進(jìn)行限制時并不考慮裝載重量對軸荷分布583.2.5.2裝載排列為了提高運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)性，必須盡可能地優(yōu)化利用所提供的裝載空間和裝載面積。由于目前普遍采用尺寸標(biāo)準(zhǔn)的裝箱(托板，集裝箱)，因此，在設(shè)計(jì)貨箱時應(yīng)將這些貨箱的尺寸考慮進(jìn)去。圖為歐洲托板在縱向和橫向的優(yōu)化排列。完全縱向排列時托板總數(shù)要除以3，橫向排列時除以2?？紤]到托板之間的間隙ds，則長度lp=1200mm的縱向排列托板所要求的最小裝載長度為lN,min為：3.2.5.2裝載排列為了提高運(yùn)輸經(jīng)濟(jì)性，必須盡可能地優(yōu)化59在歐洲運(yùn)輸中除了歐洲托板外還采用啤酒板(1000×12000mm)和飲用水板(1070×1100mm)。圖為飲用水箱在飲用水板上的排列及相應(yīng)的重量表。圖所示為對應(yīng)的裝載排列及計(jì)算所得裝載重量與貨箱長度之間關(guān)系，其中裝載高度為1491mm(4層)。3.2.5.2裝載排列在歐洲運(yùn)輸中除了歐洲托板外還采用啤酒板(1000×1200060在食品配送運(yùn)輸中除了歐洲托板外還經(jīng)常采用滾動式容器(720×810mm)。圖3為類似于圖3-67所示的裝載排列。滾動式容器重量為350kg，圖中為裝載重量與貨箱長度的關(guān)系。3.2.5.2裝載排列在食品配送運(yùn)輸中除了歐洲托板外還經(jīng)常采用滾動式容器(720×613.2.5.3牽引車與掛車之間的轉(zhuǎn)向性分析汽車列車組合至少由兩輛單獨(dú)的汽車組成，兩者通過鉸接裝置相互連接。曲線行駛時繞垂直軸相對貨箱縱向中心線偏轉(zhuǎn)一個角度，此時，兩者不可避免地相互靠近。此外，當(dāng)汽車越過凹坑路段時，貨箱會進(jìn)一步靠近。汽車高為4m時，夾角為4°時，兩者相互靠近250mm。3.2.5.3牽引車與掛車之間的轉(zhuǎn)向性分析汽車列車組合至少62圖為牽引車與鉸接牽引桿掛車轉(zhuǎn)向性分析及幾何關(guān)系。為了避免在各種工況下貨箱的碰撞，貨箱之間在直線行駛狀況下應(yīng)保持最小間距aA,g(根據(jù)勾股定理導(dǎo)出)：其中安全間距aA,min是為了避免上面所述的越過凹坑時保證貨箱不碰撞的間距，取為250mm。3.2.5.3牽引車與掛車之間的轉(zhuǎn)向性分析圖為牽引車與鉸接牽引桿掛車轉(zhuǎn)向性分析及幾何關(guān)系。為了避免在各63為了保證國際運(yùn)輸?shù)捻槙常霋鞝恳嚰捌浒霋燔囃ǔ？梢曰Q。其前提條件是牽引座的連接尺寸一致，有足夠的轉(zhuǎn)向自由空間。ISO1726對半掛牽引車與半掛車貨箱范圍的外形尺寸和角度作出了具體的規(guī)定：牽引座上表面在滿載狀態(tài)下的離地高度位于1150和1300mm之間，半載狀態(tài)下不大于1400mm；直線行駛時半掛車前傾、后傾和側(cè)傾角分別為6°，7°和3°(圖3-72)。半掛牽引車與半掛車縱軸線間夾角在25°和90°之間變化時，后傾角在7°和3°之間線性變化。3.2.5.3牽引車與掛車之間的轉(zhuǎn)向性分析為了保證國際運(yùn)輸?shù)捻槙?，半掛牽引車及其半掛車通?？梢曰Q。其643、最大半掛車前回轉(zhuǎn)半徑為2040mm；4、半掛車鵝頸自由半徑與牽引車后回轉(zhuǎn)半徑之差大于100mm；5、半掛車擺動時（圓柱回轉(zhuǎn)面）在離牽引座上方250mm處測得的駕駛室與半掛車之間最小距離為80mm。由此向上該距離必須以6°的傾角（圓錐回轉(zhuǎn)面）增加。3.2.5.3牽引車與掛車之間的轉(zhuǎn)向性分析3、最大半掛車前回轉(zhuǎn)半徑為2040mm；3.2.5.3牽引653.3軸荷、貨箱長度和有效載荷分布所有的車主都希望有效地使用自己的汽車。實(shí)現(xiàn)的方法是：將有效載荷沿貨箱合理分布，使得裝載量達(dá)到允許載荷，而前軸和后軸均不超載。為此，需要運(yùn)用工程力學(xué)的有關(guān)計(jì)算公式，根據(jù)給定的載荷大小，方向和作用點(diǎn)，計(jì)算合力的大小，并與允許值比較。也可以根據(jù)軸荷的分布計(jì)算貨箱重心和有效載荷重心，從而確定最優(yōu)的貨箱長度（載荷均勻分布）。3.3軸荷、貨箱長度和有效載荷分布所有的車主都希望有效地使用663.3.1軸荷計(jì)算在平面力系中，作用力的作用線不相交。作用力的位置用其相對任意選擇的參照點(diǎn)的垂直距離確定。一個力相對一個點(diǎn)的作用效果，通常用該力與到該點(diǎn)的垂直距離的乘積來表示，稱為力矩。平面力系，當(dāng)其所有作用力在x軸和y軸方向的合力等于0，所有力對任意一點(diǎn)的力矩之和等于0時，該力系處于平衡狀態(tài)。3.3.1軸荷計(jì)算在平面力系中，作用力的作用線不相交。作用力67面分布力（面分布力G〞作用于平面AG〝〞）或線分布力（線分布力G′作用于線段lG上）用下列公式計(jì)算。計(jì)算軸荷力：3.3.1軸荷計(jì)算面分布力（面分布力G〞作用于平面AG〝〞）或線分布力（線分布68計(jì)算集中力Gi引起的軸荷Gv,i和Gh,i總的軸荷Gv和Gh可以通過將這些分載荷相加得到3.3.1軸荷計(jì)算計(jì)算集中力Gi引起的軸荷Gv,i和Gh,i3.3.1軸荷計(jì)算693.3.2貨箱長度和有效載荷分布在大多數(shù)情況下，汽車貨箱的前沿應(yīng)盡可能靠近駕駛室后沿。設(shè)有效載荷沿整個貨箱長度方向均勻分布，軸距為l，貨箱前沿到前軸的距離為，則貨箱和有效載荷的重心位置由貨箱長度決定。同時也決定了前軸和后軸的載荷。即對給定的允許總重量，貨箱較短時前軸受載大，而貨箱較長時，后軸受載大。3.3.2貨箱長度和有效載荷分布在大多數(shù)情況下，汽車貨箱的703.3.2貨箱長度和有效載荷分布3.3.2貨箱長度和有效載荷分布71圖可以看出，將載荷裝在靠近貨箱前壁會使得有效載荷的重心處于不利的或者不允許的位置，會導(dǎo)致前軸荷超過允許值，而后軸荷相對較小而導(dǎo)致后軸驅(qū)動汽車的牽引性能惡化。3.3.2貨箱長度和有效載荷分布圖可以看出，將載荷裝在靠近貨箱前壁會使得有效載荷的重心處于不723.4汽車和汽車列車組合的曲線行駛特性為了改變雙軸汽車或多軸汽車的行駛方向，必須有轉(zhuǎn)向裝置。通過轉(zhuǎn)向裝置可以改變車輪相對汽車縱軸線的夾角。轎車，載貨汽車，公共汽車和雙輪車(自行車、摩托車)用前輪轉(zhuǎn)向，而陸地運(yùn)輸車靠后輪轉(zhuǎn)向。機(jī)動車的轉(zhuǎn)向由駕駛員根據(jù)交通狀況操作，而掛車通常由其與機(jī)動車的連接裝置轉(zhuǎn)向。根據(jù)后從動輪轉(zhuǎn)向方式的不同又分為牽引轉(zhuǎn)向和強(qiáng)制轉(zhuǎn)向。在討論轉(zhuǎn)向時通常以向左轉(zhuǎn)向及向左圓弧行駛（逆時針方向）為例。3.4汽車和汽車列車組合的曲線行駛特性為了改變雙軸汽車或多軸733.4.1牽引轉(zhuǎn)向設(shè)汽車的轉(zhuǎn)向前輪（對雙輪轍汽車，則車軸上的車輪簡化為位于中間的單車輪）沿任意曲線行駛，則非轉(zhuǎn)向后從輪沿著與該曲線存在一個輪轍偏移量?y的內(nèi)側(cè)曲線行駛（牽引曲線，Tractrix）。如果不考慮車輪側(cè)向力的影響，則作穩(wěn)定圓弧行駛的車輪沿徑向交于同一點(diǎn)，即瞬心（阿氏條件）。如果導(dǎo)向曲線為一圓弧，則對穩(wěn)定圓弧行駛，其牽引曲線為同心圓，圓心即為瞬心“M”。3.4.1牽引轉(zhuǎn)向設(shè)汽車的轉(zhuǎn)向前輪（對雙輪轍汽車，則車軸上的74穩(wěn)定圓弧行駛的外側(cè)和內(nèi)側(cè)輪轍偏移量?y與導(dǎo)向曲線半徑rk,v和軸距有關(guān)。由圖可得牽引曲線半徑rk,h：過渡過程中的輪轍偏移量?y′與最終的輪轍偏移量?y之間的關(guān)系與比例l/rk,h和所駛過的圓弧角Φ有關(guān)：3.4.1牽引轉(zhuǎn)向穩(wěn)定圓弧行駛的外側(cè)和內(nèi)側(cè)輪轍偏移量?y與導(dǎo)向曲線半徑rk,v75前輪轉(zhuǎn)向的三軸汽車曲線行駛時在車輪上產(chǎn)生側(cè)向滑移力（Fs1，F(xiàn)s2，F(xiàn)s3），這些力影響汽車的直線行駛穩(wěn)定性，使其沿曲線行駛。路面上產(chǎn)生沿車輪運(yùn)動方向（垂直于運(yùn)動中心）的輪胎印跡，其與車輪平面的夾角稱為側(cè)偏角α。圖為車輪上側(cè)向滑移力的作用線不通過運(yùn)動中心，因此在運(yùn)動方向產(chǎn)生行駛阻力，車輪軸承受到軸向載荷，車胎因側(cè)向滑移而加劇磨損。3.4.1牽引轉(zhuǎn)向前輪轉(zhuǎn)向的三軸汽車曲線行駛時在車輪上產(chǎn)生側(cè)向滑移力（Fs1，76為了計(jì)算等效軸距l(xiāng)ers，除了軸距l(xiāng)1和l2外，還要考慮非轉(zhuǎn)向后軸上的輪胎數(shù)量nR,2和nR,3及其側(cè)向剛度。如果后軸上所有車輪的側(cè)向剛度相同，則根據(jù)資料［3－16］可得等效軸距的計(jì)算公式：3.4.1牽引轉(zhuǎn)向?yàn)榱擞?jì)算等效軸距l(xiāng)ers，除了軸距l(xiāng)1和l2外，還要考慮非轉(zhuǎn)77掛車（剛性牽引桿掛車，鉸接牽引桿掛車，半掛車）通常通過掛接在牽引車上的牽引桿或者通過牽引座牽引，一般沒有專門的轉(zhuǎn)向裝置。如果汽車作穩(wěn)定的圓弧行駛而不存在側(cè)向滑移，則第一軸和最后置軸輪轂曲率半徑rk,v和rk,h之間輪轍偏移量?y通過簡單的幾何計(jì)算得出。剛性牽引桿掛車（中置軸掛車）由一根與牽引桿剛性連接的車軸組成，該車軸在曲線運(yùn)動過程中指向運(yùn)動中心。其輪轍偏移量?y由牽引車的軸距l(xiāng)z，牽引鉤的外伸量lAK和掛車輪距l(xiāng)An確定。3.4.1牽引轉(zhuǎn)向掛車（剛性牽引桿掛車，鉸接牽引桿掛車，半掛車）通常通過掛接在78帶轉(zhuǎn)盤鉸接式前軸的鉸接牽引桿掛車的輪轍間距計(jì)算方法等同于兩個依次掛接的剛性牽引桿掛車。其輪轍偏移量由牽引車的軸距l(xiāng)z和牽引鉤外伸量lAK以及掛車的牽引架外伸量lZu和軸距l(xiāng)An確定。半掛牽引車與帶剛性牽引桿掛車的載貨汽車在轉(zhuǎn)向方式上的唯一不同點(diǎn)是，掛車的鉸接點(diǎn)位于牽引車（半掛牽引車）后軸前方lsk處，而不是位于后軸的后方。輪轍偏移量的計(jì)算公式為：3.4.1牽引轉(zhuǎn)向帶轉(zhuǎn)盤鉸接式前軸的鉸接牽引桿掛車的輪轍間距計(jì)算方法等同于兩個793.4.2強(qiáng)制轉(zhuǎn)向強(qiáng)制轉(zhuǎn)向是指不同車軸的車輪轉(zhuǎn)向回轉(zhuǎn)相互關(guān)聯(lián)，或者對汽車列車組合而言掛車車軸的轉(zhuǎn)向回轉(zhuǎn)同牽引車及掛車縱軸線的相對位置相互關(guān)聯(lián)。圖為帶前從動軸的三軸載貨汽車強(qiáng)制轉(zhuǎn)向示意圖。其第一軸和第二軸通過液壓動力轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)強(qiáng)制轉(zhuǎn)向。圖為三軸鉸接牽引桿掛車的強(qiáng)制轉(zhuǎn)向，位于前軸轉(zhuǎn)盤上的繩輪通過交叉布置的繩將前軸的轉(zhuǎn)向回轉(zhuǎn)傳遞給最后車軸上的繩輪和轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)。為了保證三個車軸上的車輪不產(chǎn)生側(cè)向偏離，前后軸轉(zhuǎn)向回轉(zhuǎn)角的比例關(guān)系必須通過繩盤直徑的選擇與兩個軸距的比例關(guān)系相匹配。3.4.2強(qiáng)制轉(zhuǎn)向強(qiáng)制轉(zhuǎn)向是指不同車軸的車輪轉(zhuǎn)向回轉(zhuǎn)相互關(guān)80圖3－89所示為駕駛方向穩(wěn)定的汽車（通常是掛車）。其特點(diǎn)是采用全輪轉(zhuǎn)向，前后軸的轉(zhuǎn)向角δv和δh相同，保證了不產(chǎn)生輪轍偏移量。但由直線行駛過渡到曲線行駛過程中汽車尾部駛出原車道，見圖3－90。3.4.2強(qiáng)制轉(zhuǎn)向圖3－89所示為駕駛方向穩(wěn)定的汽車（通常是掛車）。其特點(diǎn)是采81圖為帶強(qiáng)制轉(zhuǎn)向半掛車的半掛牽引車。如2.2.2.3所述，位于半掛車上的轉(zhuǎn)向銷伸入到牽引座的開口中，該轉(zhuǎn)向銷可繞半掛車上的牽引銷轉(zhuǎn)動。當(dāng)半掛牽引車縱軸線相對于半掛車縱軸線轉(zhuǎn)過夾角βk,s時，轉(zhuǎn)向銷將該運(yùn)動傳遞給半掛車轉(zhuǎn)向軸上的轉(zhuǎn)盤。通過合理選擇夾角βk,s與半掛車轉(zhuǎn)向軸轉(zhuǎn)向角δA之間的比例關(guān)系，可以明顯地減小輪轍偏移從而減小對路面寬度的要求。3.4.2強(qiáng)制轉(zhuǎn)向圖為帶強(qiáng)制轉(zhuǎn)向半掛車的半掛牽引車。如2.2.2.3所述，位于82圖為帶自行轉(zhuǎn)向雙軸長貨掛車的長貨汽車列車（例如長貨樹木運(yùn)輸車）。載荷裝在可轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)盤的貨臺上，當(dāng)載荷與長貨掛車的縱軸線有一夾角βK,N時，該角度變化傳遞給長貨掛車前軸，使其轉(zhuǎn)過一轉(zhuǎn)向角δn。其中，夾角βK,N和轉(zhuǎn)向角δn的比例關(guān)系在設(shè)計(jì)時可以自由選取。3.4.2強(qiáng)制轉(zhuǎn)向圖為帶自行轉(zhuǎn)向雙軸長貨掛車的長貨汽車列車（例如長貨樹木運(yùn)輸車833.4.3曲線行駛性分析方法半掛汽車和專線加長汽車第一軸和最后軸的輪轍偏移量很大，在短而窄的道路上行駛時帶來的問題是極大地阻礙反向道路上的交通或者根本就無法通過單行道。為了緩解這一問題，§32dStVZO和85/3/EWG都對汽車和汽車列車組合的允許轉(zhuǎn)向路面寬度要求作出限制：穩(wěn)度圓周行駛時為寬度等于7.2m的圓環(huán)（地面作用力圓），圓環(huán)外側(cè)半徑為12.5m。此外，從直線行駛狀態(tài)進(jìn)入圓環(huán)時汽車的外輪廓不得超出圓環(huán)外切線0.8m。3.4.3曲線行駛性分析方法半掛汽車和專線加長汽車第一軸和最84為了檢驗(yàn)汽車是否符合上述規(guī)定，在地面上畫半徑分別為Ra=12.5m和Ri=5.3m的同心圓。牽引車的前端最外側(cè)緊貼外圓行駛。為了符合上述規(guī)定，半掛車軸距（牽引銷與車軸之間的距離）較大的半掛汽車和長貨汽車列車經(jīng)常采用強(qiáng)制轉(zhuǎn)向。專線汽車在地面作用力圓中靠近了允許道路寬度要求的限值。對于圖3-94所示的15m長公共汽車，允許路面寬度要求7.2m的規(guī)定決定了非轉(zhuǎn)向驅(qū)動軸的位置?？紤]到軸荷的分布，在驅(qū)動軸后面布置了強(qiáng)制轉(zhuǎn)向的第二后軸。3.4.3曲線行駛性分析方法為了檢驗(yàn)汽車是否符合上述規(guī)定，在地面上畫半徑分別為Ra=1285圖解分析時按比例畫外徑Ra=12.5m，內(nèi)徑Ri=5.3m的圓環(huán)，將牽引車非轉(zhuǎn)向后軸置于圓環(huán)垂直中心線上，汽車右前角靠在圓環(huán)外圓上。假設(shè)掛車所有的軸都是牽引轉(zhuǎn)向，車轍無側(cè)向偏移，車軸沿徑向指向運(yùn)動中心“M”，則整輛汽車可用簡單的幾何關(guān)系繪在圖形上。3.4.3曲線行駛性分析方法圖解分析時按比例畫外徑Ra=12.5m，內(nèi)徑Ri=5.3m的86如果在汽車設(shè)計(jì)階段進(jìn)行曲線行駛性分析時發(fā)現(xiàn)路面寬度要求太大，可以用圖解的方法進(jìn)行必要的設(shè)計(jì)修改。圖3-96所示為半掛牽引車道路寬度要求太大時（方案Ⅰ）的兩個替代方案。通過減小軸距aAn（方案Ⅱ）盡管可以減小寬度要求，但半掛車重量在牽引座和車軸上的分配顯著改變，半掛車車軸上載荷的增加有可能要求增加一個半掛車后軸（第二后軸），同時，牽引車后軸上載荷的減小使得牽引性能變差。另一個方案（方案Ⅲ）是軸距不變，半掛車采用強(qiáng)制轉(zhuǎn)向軸，其曲線行駛性能可以單獨(dú)設(shè)計(jì)。3.4.3曲線行駛性分析方法如果在汽車設(shè)計(jì)階段進(jìn)行曲線行駛性分析時發(fā)現(xiàn)路面寬度要求太大，87圖為半掛車車軸采用牽引轉(zhuǎn)向時半掛牽引車曲線行駛性計(jì)算實(shí)例。具體方法是：半掛車與半徑為Ri=5.3m的內(nèi)圓垂直，控制牽引車的前角和半掛車的前角不超過Ra=12.5m。公式中l(wèi)H,AZ為牽引車后軸到前端的距離，lSK為牽引座前置距，lAn為半掛車軸距，üAn,v為半掛車前懸。3.4.3曲線行駛性分析方法圖為半掛車車軸采用牽引轉(zhuǎn)向時半掛牽引車曲線行駛性計(jì)算實(shí)例。具88汽車曲線行駛性分析對半掛汽車來說在產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)階段就必不可少。原因是對這種汽車列車組合來說在充分地利用法定的最大汽車允許長度時，過大的半掛車車軸距容易導(dǎo)致超出曲線行駛性的法定要求。此外，上面推導(dǎo)的幾何關(guān)系也用于強(qiáng)制轉(zhuǎn)向時的設(shè)計(jì)。圖3-98所示的半掛汽車就曲線行駛性而言能滿足法定的要求，但強(qiáng)制轉(zhuǎn)向設(shè)計(jì)不當(dāng)，導(dǎo)致輪胎劇烈磨損。3.4.3曲線行駛性分析方法汽車曲線行駛性分析對半掛汽車來說在產(chǎn)品方案設(shè)計(jì)階段就必不可少89上述分析只考慮了阿氏條件和穩(wěn)定圓弧行駛狀態(tài)。其決定性的缺點(diǎn)是，既沒有考慮徑向加速度引起的與車輛行駛速度相關(guān)的側(cè)向力的影響，也不能確定汽車駛?cè)雸A環(huán)時汽車的外移量。Halter的等切面曲線法可以通過圖形仿真汽車駛?cè)雸A環(huán)的情況，但非常費(fèi)時。3.4.3曲線行駛性分析方法上述分析只考慮了阿氏條件和穩(wěn)定圓弧行駛狀態(tài)。其決定性的缺點(diǎn)是90更準(zhǔn)確更深入的分析要通過多體系統(tǒng)仿真程序。這種程序不僅可以考慮輪胎的側(cè)向偏離（要求輸入側(cè)偏剛度），而且除穩(wěn)定圓弧行駛外還可以仿真沿任意給定路徑行駛時的情況，計(jì)算所要求的交通面積需要量。3.4.3曲線行駛性分析方法更準(zhǔn)確更深入的分析要通過多體系統(tǒng)仿真程序。這種程序不僅可以考91第三章載貨汽車總體設(shè)計(jì)單位：機(jī)電工程學(xué)院主講：王孝鵬第三章載貨汽車總體設(shè)計(jì)單位：機(jī)電工程學(xué)院92

尺寸與質(zhì)量限制汽車和貨箱的方案設(shè)計(jì)軸荷、貨箱長度和有效載荷分布汽車與汽車列車組合的曲線行駛特性目錄尺寸與質(zhì)量限制目錄933.1尺寸和重量限值為了盡可能地保障交通暢通無阻，保證路面不被破壞，許多法律，規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)對汽車的外廓形尺寸（§32StVZO）及重量和軸荷（§36StVZO）作了規(guī)定，這些規(guī)定是汽車總體設(shè)計(jì)的外部條件。直到上世紀(jì)80年代歐洲各國的有關(guān)法規(guī)還相差很大。隨著歐洲一體化進(jìn)程的加快，到1997年9月歐洲法規(guī)96/53/EWG[3-1]在德國已轉(zhuǎn)化成國家法律（StVZO）。但在個別成員國還有不同的意見。下面僅介紹歐洲法規(guī)中被接受的值。3.1尺寸和重量限值為了盡可能地保障交通暢通無阻，保證路面不943.1.1最大允許尺寸96/53/EWG中給出的汽車外廓尺寸限值。對汽車列車，所規(guī)定的是直線行駛時的長度。對于長度可調(diào)，即曲線行駛時能自動調(diào)節(jié)牽引裝置長度的牽引裝置，列車的長度以直線行駛時所處最短狀態(tài)時的長度為準(zhǔn)?？紤]到檢測時的誤差，規(guī)定了允許誤差。載貨汽車及其掛車的主要尺寸允許誤差如下：長度L：±（0.005L+30mm）寬度B：±（0.005B+20mm）高度H：±50mm3.1.1最大允許尺寸96/53/EWG中給出的汽車外廓尺95載貨汽車列車的總長限制為18.75m以外，StVZO還規(guī)定了部件長度限值。部件長度包括所謂的系統(tǒng)長（牽引車貨箱最前端到掛車貨箱最后端的距離）以及貨箱長（系統(tǒng)長減去牽引車貨箱最后端與掛車貨箱最前端距離）。由此可以導(dǎo)出駕駛室長度和牽引車與掛車貨箱之間的間距。汽車最大允許寬度（1994年從2.5m提高到2.55）及汽車列車最大允許長度的檢測沒有規(guī)定允許誤差（§32Abs.8StVZO）。在計(jì)算汽車和汽車列車最大允許長度和部件長度時，下列附件不計(jì)在內(nèi)：吸氣管，可交換載流子的擋塊；攀爬扶手，燈光，鏡子，沖擊橡膠，裝載臺，上車跳板及貨箱正面的冷卻裝置和其它附加裝置（§32Abs.6StVZO）。3.1.1最大允許尺寸載貨汽車列車的總長限制為18.75m以外，StVZO還規(guī)定了963.1.2軸荷限值軸荷是指由一車軸或者車軸組上的車輪傳遞到路面的總載荷。軸距小于1.0m的雙軸（Tandemachse）在這里看成一個單軸，而軸距大于2.0m時則看成兩個單獨(dú)的軸。技術(shù)上允許的軸荷是考慮到功能和材料破壞而不允許超過的軸荷，根據(jù)軸身的尺寸、車輪支承及制動器的結(jié)構(gòu)，其與法定的軸荷限值有差異。3.1.2軸荷限值軸荷是指由一車軸或者車軸組上的車輪傳遞到路973.1.3總重量限值96/53/EWG及StVZO中第34章規(guī)定的總重量限值與軸荷限值直接相關(guān)。總重量限值主要與車軸的數(shù)量及間距（軸距）相關(guān)，總是明顯地小于相關(guān)汽車或汽車列車軸荷限值之和。在超載的情況下至少有25%的汽車總重量量作用在驅(qū)動輪上（97/27/EWG）。對于四軸以上的汽車列車，其總重量限值（40t）小于牽引車和掛車重量限值之和。圖為汽車及汽車列車總重量限值及隨車軸數(shù)量及軸距變化的情況。3.1.3總重量限值96/53/EWG及StVZO中第34章98剛性牽引桿掛車（中置軸掛車）和半掛車掛車通過牽引掛接裝置和半掛接裝置將重量支承到牽引車（汽車或半掛車牽引車）上，這樣掛車總重量量GGAn的一部分轉(zhuǎn)移到牽引車總重量量GGZ=Gv+Gh中。汽車列車總重量量不是牽引車總重量量與半掛車總重量量的簡單相加?？紤]到半掛車和牽引車之間的靜支承載荷Gs，stat，汽車列車的總重量限值由牽引車總重量限值GGz，zul和半掛車總重量限值GGAn，zul計(jì)算：3.1.3總重量限值剛性牽引桿掛車（中置軸掛車）和半掛車掛車通過牽引掛接裝置和半993.1.4牽引載荷和支承載荷汽車出廠證的第28項(xiàng)給出汽車的允許牽引載荷。載貨汽車的允許牽引載荷在底盤的技術(shù)參數(shù)表中給出。同時給出牽引車的總重量及允許牽引總重量。這里所討論的牽引載荷只與支承架及牽引車牽引掛接裝置的結(jié)構(gòu)尺寸有關(guān)，而與法定的限值無關(guān)。計(jì)算剛性牽引桿掛車的牽引載荷時必須注意，牽引載荷等于掛車的實(shí)際總重量與轉(zhuǎn)移到牽引車牽引座上的支承載荷之差。圖3-5所示為相應(yīng)的力學(xué)模型。3.1.4牽引載荷和支承載荷汽車出廠證的第28項(xiàng)給出汽車的1003.2汽車和貨箱的方案設(shè)計(jì)因?yàn)椴煌倪\(yùn)輸任務(wù)對汽車的設(shè)計(jì)提出不同的要求，所以參與道路交通的載貨汽車品種繁多。另一方面法律的約束及裝載貨物及貨箱交換的要求促使汽車標(biāo)準(zhǔn)化。因此只有通過底盤和貨箱的精心設(shè)計(jì)才能保證運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性。特別是涉及到特殊要求的特別解決方案時，長期規(guī)劃的編制變得越來越迫切。目前，有效的運(yùn)輸方案絕大多數(shù)為與行業(yè)相關(guān)的個別解決方案。根據(jù)具體的運(yùn)輸任務(wù)設(shè)計(jì)汽車，除了熟知底盤和貨箱的技術(shù)可能性和創(chuàng)新性外，還要有行業(yè)和市場的知識。為了使所設(shè)計(jì)的汽車從技術(shù)上、物流上和經(jīng)濟(jì)上滿足用戶的要求，3.2汽車和貨箱的方案設(shè)計(jì)因?yàn)椴煌倪\(yùn)輸任務(wù)對汽車的設(shè)計(jì)提101汽車設(shè)計(jì)的輸入?yún)?shù)是一個由各種各樣相互關(guān)聯(lián)的因素組成的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)，因此，必須考慮這些因素的變化對整個網(wǎng)絡(luò)的影響，相應(yīng)的汽車設(shè)計(jì)方案也許要重新考慮。只有這樣才能保證所開發(fā)的車輛全部滿足技術(shù)發(fā)展的最新要求。圖為汽車總體設(shè)計(jì)流程來輔助設(shè)計(jì)。3.2汽車和貨箱的方案設(shè)計(jì)汽車設(shè)計(jì)的輸入?yún)?shù)是一個由各種各樣相互關(guān)聯(lián)的因素組成的復(fù)雜網(wǎng)1023.2.1汽車方案設(shè)計(jì)尋找滿足用戶個性要求的運(yùn)輸方案是以對運(yùn)輸作業(yè)的作業(yè)特點(diǎn)分析為基礎(chǔ)的。汽車的方案一方面要考慮法規(guī)的要求，另一方面要考慮技術(shù)上的可行性及市場現(xiàn)有方案。載貨汽車有單體汽車和汽車列車兩種。重量不超過7.5t的單體汽車大多數(shù)是箱式載貨汽車，其貨箱是整車的組成部分。箱式載貨汽車是根據(jù)用戶的要求為具體的運(yùn)輸作業(yè)而制造的?？傊亓看笥?.5t的箱式載貨汽車其牽引車由少數(shù)幾個大型底盤制造廠制造。有掛車汽車及其貨箱一部分（特別是半掛汽車）在大型企業(yè)、一部分在中型企業(yè)制造。牽引車和掛車牽引車可以與載貨汽車列車、半掛車或者載運(yùn)長型貨物的汽車列車結(jié)合使用。3.2.1汽車方案設(shè)計(jì)尋找滿足用戶個性要求的運(yùn)輸方案是以對103單體汽車/汽車主要應(yīng)標(biāo)明箱式貨車/載貨汽車的特征，車軸的數(shù)量和操向性，軸距，總重量及發(fā)動機(jī)功率。3.2.1汽車方案設(shè)計(jì)單體汽車/汽車主要應(yīng)標(biāo)明箱式貨車/載貨汽車的特征，車軸的數(shù)量104掛車最主要的特點(diǎn)是其與汽車/牽引車的掛接轉(zhuǎn)向方式及車軸的布置。雙軸或多軸鉸接牽引桿掛車的特點(diǎn)是前后懸相對較小，軸距大，前軸可繞轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動，與牽引車則通過在垂直方向可以運(yùn)動的牽引架連接。中置軸掛車則采用剛性牽引桿，不能運(yùn)動。由于掛車的重心略位于車軸的前方，故掛車重量的一部分支承于牽引車上。3.2.1汽車方案設(shè)計(jì)掛車最主要的特點(diǎn)是其與汽車/牽引車的掛接轉(zhuǎn)向方式及車軸的布置105在半掛汽車的半掛車中，前軸轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)被與牽引板螺紋聯(lián)接的牽引銷取而代之。半掛車重量的相當(dāng)大一部分通過牽引座支承到牽引車上。平板式掛車短半掛車內(nèi)裝載車低板八卦車底蓋板平板半掛車3.2.1汽車方案設(shè)計(jì)在半掛汽車的半掛車中，前軸轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)被與牽引板螺紋聯(lián)接的牽引106標(biāo)準(zhǔn)半掛牽引車的牽引座離地高度為1200mm到1300mm。在這種情況下，如果半掛車長為13.6m，寬為2.55m，汽車高度為4m，則裝載容積約為90m3。由于進(jìn)一步地提高裝載容積只能通過提高裝載凈高度才能實(shí)現(xiàn)，所以牽引座離地高度一直有降低的趨勢。目前的最低牽引座離地高度為935mm。在這種情況下，要求改變半掛牽引車的車架結(jié)構(gòu)，采用285/60R22.5型輪胎，牽引座要求特別平整。對一帶提升蓋的半掛車支承板進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)可使其凈裝載高度達(dá)到3000mm，裝載容積達(dá)到100m3。3.2.1汽車方案設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)半掛牽引車的牽引座離地高度為1200mm到1300mm。107降低支承板上表面高度急劇地減小了半掛車下表面與車架及輪胎上表面之間的間距，從而導(dǎo)致不能滿足ISO1726中對傾斜角的要求，因此在越過突起，爬坡和下坡時要特別小心。為了確保有足夠的行車安全性，要求貨箱高度能進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，因此，半掛車必須采用帶電控高度調(diào)節(jié)的空氣懸架系統(tǒng)（例如MAN公司的ECAS系統(tǒng)）。3.2.1汽車方案設(shè)計(jì)降低支承板上表面高度急劇地減小了半掛車下表面與車架及輪胎上表1083.2.1.2對使用條件的要求道路車輛應(yīng)該在其行駛最頻繁的道路上有效而安全地行駛。不同的道路條件對載貨汽車的要求不相同，導(dǎo)致汽車的方案不相同。不同的道路（高速公路，國道，洲道，田間道路和林間道路）其寬度和曲率半徑不盡相同。汽車曲線行駛時對道路寬度的要求應(yīng)該與其所要投入運(yùn)行的道路狀態(tài)相一致。3.2.1.2對使用條件的要求道路車輛應(yīng)該在其行駛最頻繁的109圖為長度達(dá)到最大限值的各種載貨汽車在穩(wěn)定曲線行駛狀態(tài)下的地面力圓。每種汽車的道路寬度要求需要單獨(dú)地計(jì)算，因?yàn)樗蟮牡缆穼挾扰c車軸的位置和掛接點(diǎn)的位置相關(guān)。如果需要減小汽車對道路的寬度要求，可對牽引車和掛車上的車軸實(shí)行強(qiáng)制轉(zhuǎn)向。對于配送運(yùn)輸中使用的多軸汽車，由于經(jīng)常行駛在窄的彎曲路面上，經(jīng)常要換道，采用強(qiáng)制轉(zhuǎn)向軸可以減小側(cè)向力，明顯地提高輪胎行駛效率。3.2.1.2對使用條件的要求圖為長度達(dá)到最大限值的各種載貨汽車在穩(wěn)定曲線行駛狀態(tài)下的地面110除了對路面寬度的要求以外，用于配送的汽車（在狹窄的庭院變道）其轉(zhuǎn)向圓半徑也是評價(jià)汽車曲線行駛性能的指標(biāo)。由于多節(jié)組合列車及半掛汽車的牽引車及半掛牽引車的軸距較單體汽車軸距短，所以它們的轉(zhuǎn)向圓半徑較單體汽車明顯地小。表3-4所示為載貨汽車車架IvecoEurocargo65E14的轉(zhuǎn)向圓半徑與軸距之間的關(guān)系。3.2.1.2對使用條件的要求除了對路面寬度的要求以外，用于配送的汽車（在狹窄的庭院變道）111越野車的離地高度高，接近角，離去角及斜面角大。理想的越野車是軸距小，前、后懸小，輪胎大，因采用輪邊減速器而使差速器尺寸減小的單體汽車。有一種稱為Jumbo的載貨汽車其輪胎小，剛性牽引桿掛車的掛接點(diǎn)低，因而在高低不平的路面或坡道上行駛時問題最多。3.2.1.2對使用條件的要求越野車的離地高度高，接近角，離去角及斜面角大。理想的越野車是1123.2.1.2對使用條件的要求汽車的功率應(yīng)根據(jù)其經(jīng)常行駛的坡道確定。總牽引重量40t的載貨汽車其功率范圍為270ps（200kw）到600ps（440kw）。相應(yīng)的功率重量比為5～11kw/t。當(dāng)在長距離下坡道上行駛時，出于安全和保護(hù)車輪制動器的考慮，建議采用無磨損的持續(xù)制動。如果載貨汽車只在街道上行駛，變速器有6～8檔即可。如在建筑工地行駛，則還需要爬行檔。為了提高長途運(yùn)輸載貨汽車的經(jīng)濟(jì)性，用16檔的變速器比較合適。路面附著條件（瀝青、水泥、鋪石路面、地表面、碎石路、潮濕、積雪、冰凍）和坡度決定汽車的驅(qū)動方案。40t的汽車在不利的工況下只有約四分之一的總重量作用在唯一的驅(qū)動軸上（4×2牽引車，或者帶三軸掛車和半掛車的4×2半掛牽引車）。全輪驅(qū)動的4×4/2-，6×6/2-或8×8/4單體汽車的牽引條件最佳。3.2.1.2對使用條件的要求汽車的功率應(yīng)根據(jù)其經(jīng)常行駛的1133.2.1.2對使用條件的要求長途運(yùn)輸汽車為了提高運(yùn)輸?shù)慕?jīng)濟(jì)性要求發(fā)動機(jī)油耗小，功率大，變速器檔位密集，貨箱空氣動力學(xué)性能好，輪胎滾動阻力小，駕駛室空間大，舒適。對于年運(yùn)輸里程達(dá)到300000km的長距離運(yùn)輸，要求維修保養(yǎng)方便。根據(jù)所運(yùn)輸貨物的密度對重量和容積進(jìn)行優(yōu)化可以減小單位運(yùn)輸成本（馬克/噸公里以及馬克/立方米公里）。半掛汽車或者載貨汽車列車較相同裝載容量的單體汽車優(yōu)越。主要原因是載貨汽車-掛車組合更具有彈性。因?yàn)樵谶\(yùn)輸量少的時候可一不掛接掛車。在配送運(yùn)輸中，掛接單軸半掛車的半掛汽車以2t的載重量優(yōu)勢在經(jīng)濟(jì)上優(yōu)于三軸單體汽車。從成本的角度看半掛車的壽命要高2～3倍，半掛牽引車在舊車市場較三軸底盤容易銷售得多。在長途運(yùn)輸中普遍采用40t級的汽車。只要工作條件許可，就采用雙軸牽引汽車和三軸掛車組合的方案，這樣可以減少制造和運(yùn)營的成本。3.2.1.2對使用條件的要求長途運(yùn)輸汽車為了提高運(yùn)輸?shù)慕?jīng)114由于裝載量大，裝卸方便，由雙軸牽引車和無轉(zhuǎn)向裝置的三軸半掛車在特別重的貨物長途發(fā)送運(yùn)輸中取代了載貨汽車列車。如果對貨物裝載位置的數(shù)量及裝載長度有要求，則貨箱長度最長達(dá)到15.65m多節(jié)組合列車較總長13.6m的半掛車明顯地優(yōu)越。對于容積運(yùn)輸則優(yōu)先采用“Jumbo汽車”，其裝載容積達(dá)到120m3。對汽車駕駛員來說，帶中置軸掛車的載貨汽車由于調(diào)車方便較帶鉸接牽引桿掛車的載貨汽車更受歡迎。3.2.1.2對使用條件的要求由于裝載量大，裝卸方便，由雙軸牽引車和無轉(zhuǎn)向裝置的三軸半掛車115雙后橋前從動軸轉(zhuǎn)向主要適用于后橋支承載荷大的載貨汽車列車，而雙后橋后從動軸轉(zhuǎn)向則有助于在市內(nèi)交通中的急轉(zhuǎn)彎。在上述兩種情況下的強(qiáng)制轉(zhuǎn)向避免了曲線行駛時輪胎的快速磨損。8×8/4汽車主要為建筑工地的運(yùn)輸而設(shè)計(jì)的。多軸半掛車的轉(zhuǎn)向軸可以通過插入到牽引座開口中的轉(zhuǎn)向銷強(qiáng)制轉(zhuǎn)向，也可以將轉(zhuǎn)向軸設(shè)計(jì)成根據(jù)側(cè)向力自動轉(zhuǎn)向的雙后橋后從動軸。除了減小輪胎的磨損以外，后置的轉(zhuǎn)向軸還減小了曲線行駛時對道路寬度的要求。這種后從動轉(zhuǎn)向軸結(jié)構(gòu)簡單，但缺點(diǎn)是倒車時必須將轉(zhuǎn)向運(yùn)動鎖閉，以防止轉(zhuǎn)向失控。3.2.1.2對使用條件的要求雙后橋前從動軸轉(zhuǎn)向主要適用于后橋支承載荷大的載貨汽車列車，而116對于經(jīng)?？蛰d或半載行駛在街道上的載貨汽車及掛車采用可提升式車軸可以減小滾動阻力和輪胎磨損。用于配送運(yùn)輸?shù)娜S載貨汽車通常采用可提升非轉(zhuǎn)向后從動軸。三軸半掛車出于減小曲線行駛時對道路寬度的要求將最后一個軸設(shè)計(jì)為可提升軸。在依次卸載的配送運(yùn)輸中，由于時間的關(guān)系經(jīng)常剩下一些貨物沒有卸完，引起軸荷分布不均勻。對中置軸掛車這個問題特別突出，此時牽引裝置和牽引車后軸所受到的支承靜載荷特別大，出現(xiàn)過載，而牽引車前軸靜載荷減小，影響操向性。3.2.1.2對使用條件的要求對于經(jīng)常空載或半載行駛在街道上的載貨汽車及掛車采用可提升式車1173.2.2貨箱設(shè)計(jì)3.2.2.1運(yùn)輸貨物對載貨汽車的主要要求總是根據(jù)所要運(yùn)輸?shù)呢浳锾岢?。運(yùn)輸?shù)呢浳锟赡苁枪虘B(tài)，液態(tài)或氣態(tài)，根據(jù)其形態(tài)可確定貨箱的類型和結(jié)構(gòu)。貨箱的最小尺寸根據(jù)貨物及其裝載容器的主要尺寸確定。長度方向尺寸較短的貨物用單體汽車或者其掛車運(yùn)輸，較長的貨物則要用半掛汽車或載運(yùn)長型貨物的載貨汽車列車運(yùn)輸。作出相應(yīng)的標(biāo)識后允許貨物從汽車后端最長伸出1.5m。如果路程不長于100km最長甚至可以伸出3m。無論在何種情況下無論是汽車還是列車其總長不得超過20m（§22A.bs.4StVZO）。3.2.2貨箱設(shè)計(jì)3.2.2.1運(yùn)輸貨物118普通重型載貨汽車貨箱輪胎直徑不超過φ1000mm，裝載高度不超過2.6m。如果貨物較窄可將其按對角線裝在貨箱內(nèi)以提高裝載高度。提高裝載高度的措施有：采用半掛車，小直徑雙輪胎鉸接牽引桿或剛性牽引桿掛車，獨(dú)立懸掛的內(nèi)裝載車或者低貨廂式掛車。3.2.2.1運(yùn)輸貨物普通重型載貨汽車貨箱輪胎直徑不超過φ1000mm，裝載高度不119小貨物通常是采用標(biāo)準(zhǔn)尺寸的包裝箱裝運(yùn)。包裝箱的基本單元為400×600mm，在此基礎(chǔ)上可以演變出基本的底板尺寸600×800mm，800×1200mm及1000×1200mm。底板的排列方式如圖3-16所示，這樣車箱的底板寬度總是2400mm。3.2.2.1運(yùn)輸貨物小貨物通常是采用標(biāo)準(zhǔn)尺寸的包裝箱裝運(yùn)。包裝箱的基本單元為40120根據(jù)DIN15146第2部分，歐洲托板的外形尺寸為800×1200mm，目前包裝箱的外形尺寸都是以其為基礎(chǔ)。采用歐洲托板構(gòu)建的裝載運(yùn)輸和倉貯標(biāo)準(zhǔn)箱改善了貨物在企業(yè)內(nèi)外手工搬運(yùn)的經(jīng)濟(jì)性。再加上與地面輸送機(jī)械配套使用，可以優(yōu)化貨物的流動，減小工資、時間和空間成本。由于貨物運(yùn)輸在統(tǒng)一的交換條件下進(jìn)行，因此可以自由地選擇采用鐵路運(yùn)輸，公路運(yùn)輸，水運(yùn)或者空運(yùn)。其運(yùn)營則由歐洲托板中心調(diào)控。3.2.2.1運(yùn)輸貨物根據(jù)DIN15146第2部分，歐洲托板的外形尺寸為800×1121由于液體和氣體同散裝體一樣對運(yùn)輸容器的空間適應(yīng)性好，因此相應(yīng)的容器設(shè)計(jì)成圓柱形或球形運(yùn)輸罐，裝卸時用一個小圓管支撐即可。與要求大截面開口進(jìn)行雜貨裝卸的矩形貨箱不同，圓柱形運(yùn)輸箱可以設(shè)計(jì)成自支承結(jié)構(gòu)，因而在機(jī)架結(jié)構(gòu)尺寸方面具有巨大的優(yōu)勢。3.2.2.1運(yùn)輸貨物由于液體和氣體同散裝體一樣對運(yùn)輸容器的空間適應(yīng)性好，因此相應(yīng)1223.2.2.2貨箱的種類載貨汽車底盤都是批量生產(chǎn)的。而對貨箱的要求多種多樣，因此，大多數(shù)在中型企業(yè)手工生產(chǎn)，向市場供應(yīng)的品種種類繁多。平板貨箱：貨箱為平板，或階梯狀裝載面，無側(cè)板。主要用于大宗雜物，機(jī)器和汽車的運(yùn)輸。用帶子或鏈條固定運(yùn)輸貨物。3.2.2.2貨箱的種類載貨汽車底盤都是批量生產(chǎn)的。而對貨1233.2.2.2貨箱的種類三面有活動擋板的卡車車箱：與平板貨箱不同，這種車箱通過側(cè)板、立柱、帳篷框架或者與底板固定的帆布車篷限制運(yùn)輸?shù)呢浳?。對特別重的且對氣候不敏感的貨物用敞開式車箱即可。為了防濕則用帆布蓋車箱。由于對裝卸時間的要求越來越短，目前這種帶漢堡蓋的廉價(jià)車箱（帶側(cè)板、帆布架和帆布）逐漸被推拉式帆布側(cè)邊，推拉側(cè)邊或者推拉弓形側(cè)邊代替。由于沒有側(cè)板和立柱，所以從側(cè)面裝卸方便。在集裝運(yùn)輸時為了固定裝載貨物用這種車箱則比較費(fèi)事。3.2.2.2貨箱的種類三面有活動擋板的卡車車箱：與平板貨1243.2.2.2貨箱的種類廂式車箱：運(yùn)輸所謂的“干貨”時，與三面有活動擋板的卡車車箱相比，這種車箱對所運(yùn)輸?shù)呢浳锉Ｗo(hù)更好。特別是可以用多層隔熱板構(gòu)成隔熱貨箱，或者附加制冷設(shè)備后用作冷藏運(yùn)輸廂。對應(yīng)TIR協(xié)議的海關(guān)安全則通過采用合適的鉸鏈和銷閂達(dá)到。廂式車箱目前幾乎都采用積木原理設(shè)計(jì)。3.2.2.2貨箱的種類廂式車箱：運(yùn)輸所謂的“干貨”時，與125翻斗車箱：翻斗車在車箱傾斜狀態(tài)下靠重力將散裝貨物卸下，或者容器（翻斗料斗，集裝箱，貯倉）裝在可翻轉(zhuǎn)的裝置上，通過該裝置的翻轉(zhuǎn)將貨物卸下。翻斗裝置主要是通過液壓油缸驅(qū)動。3.2.2.2貨箱的種類翻斗車箱：翻斗車在車箱傾斜狀態(tài)下靠重力將散裝貨物卸下，或者容126油罐貨箱：用于氣體和液壓（食品，汽油，油，瀝青，化學(xué)物品）運(yùn)輸?shù)膱A柱形和廂狀容器。根據(jù)要求油罐貨箱有單腔式或多腔式。對危險(xiǎn)性較低的液體用單腔式油罐貨箱，廂內(nèi)為波紋狀鐵板以減緩半載時液體的固有運(yùn)動。3.2.2.2貨箱的種類油罐貨箱：用于氣體和液壓（食品，汽油，油，瀝青，化學(xué)物品）運(yùn)127貯倉貨箱：運(yùn)輸流動散裝貨物。卸貨的方式是：對臥式貯倉，通過地面上相應(yīng)的漏斗，也可以將整個貨箱翻轉(zhuǎn)。還可以用氣壓流化噴嘴（寄生振蕩）或者流化床改善流動性。立式貯倉則通過卸料裝置在目的地排料。3.2.2.2貨箱的種類貯倉貨箱：運(yùn)輸流動散裝貨物。卸貨的方式是：對臥式貯倉，通過地128飲料運(yùn)輸廂：運(yùn)輸按歐洲托盤（800×1200mm），啤酒托盤（1000×1200mm）或飲用水托盤（1070×1100mm）打包的飲料箱。對這種貨箱的最主要的要求是可從側(cè)面用叉車裝、卸貨，以及裝卸貨的時間盡可能短。長途運(yùn)輸和配送運(yùn)輸汽車主要采用轉(zhuǎn)動側(cè)板貨箱，考慮到受力粗獷和重量的平衡用手工進(jìn)行操作。在城市內(nèi)運(yùn)輸時，帶電動提升帆布的貨箱由于占地小更受歡迎。運(yùn)輸顧客現(xiàn)場代銷飲料時適合用所謂的柵格式低貨廂。這種貨廂的底盤帶有中間骨架，分格板。貨箱底板兩側(cè)向內(nèi)傾斜3°。3.2.2.2貨箱的種類飲料運(yùn)輸廂：運(yùn)輸按歐洲托盤（800×1200mm），啤酒托盤129用于換裝式容器（換裝軸形架，集裝箱）的底盤貨箱由四個固定在支架上的轉(zhuǎn)銷組成。轉(zhuǎn)銷在縱向和橫向分別間距5953mm和2259mm。它們將位于輔助支架上或車架上的換裝式容器鎖定在底盤上。底盤貨箱與換裝式容器的