半掛牽引拖臺的分類、功能與應(yīng)用

半掛牽引拖臺的分類、功能與應(yīng)用

半掛引導(dǎo)和懸臂臺的應(yīng)用促進(jìn)了單掛模式向雙掛模式的發(fā)展，顯著提高了物流運輸效率。但目前這種形式在中國還不能應(yīng)用,本文對半掛牽引拖臺分類、結(jié)構(gòu)組成和功能,以及在北美、歐洲、澳大利亞等地區(qū)的應(yīng)用情況進(jìn)行了介紹,希望這種運輸形式能夠在中國得到發(fā)展和應(yīng)用。半掛牽引拖臺(Dolly)主要用于雙掛列車(Doubletrailer)或多掛列車(RoadTrain)前后掛車的連接。作為一種關(guān)鍵的連接轉(zhuǎn)換裝置,半掛牽引拖臺在促進(jìn)汽車列車從簡單的單掛模式向雙掛甚至多掛模式發(fā)展中起到了巨大的推動作用,極大地提高了物流運輸效率。目前,在北美(美國和加拿大)、歐洲和澳洲,半掛牽引拖臺的技術(shù)發(fā)展已經(jīng)十分成熟,促進(jìn)了這些地區(qū)雙掛汽車列車和多掛汽車列車的廣泛使用。下面從分類、結(jié)構(gòu)組成和功能以及應(yīng)用方面對半掛牽引拖臺進(jìn)行介紹。1半掛牽引壓力分類1.1半掛牽引拖臺軸數(shù)的確定半掛牽引拖臺按軸數(shù)可分為種,單軸式和雙軸式(見圖1和圖2)。半掛牽引拖臺軸數(shù)的選擇主要是依據(jù)后接半掛車分配在拖臺牽引座上的軸荷來確定。由于不同國家和地區(qū)對車輛軸荷限值規(guī)定不一樣,因此半掛牽引拖臺軸數(shù)的選擇要綜合考慮車輛軸荷限值的標(biāo)準(zhǔn)要求和載荷分配因素。1.2雙掛式半掛牽引拖臺根據(jù)半掛牽引拖臺與掛車(或單車)的連接方式,可分為A型半掛牽引拖臺和C型半掛牽引拖臺(如圖3所示)。A型半掛牽引拖臺:拖臺牽引桿結(jié)構(gòu)形式呈A字型,牽引桿前端(A頂點)的牽引環(huán)與前掛車(或單車)的聯(lián)接座相連接。由于與前掛車(或單車)只有一個連接點,且連接桿結(jié)構(gòu)為A字型結(jié)構(gòu),因此牽引拖臺具有結(jié)構(gòu)強度好、轉(zhuǎn)向靈活的優(yōu)點(包括自轉(zhuǎn)向,隨掛車轉(zhuǎn)向等),應(yīng)用較為廣泛。型半掛牽引拖臺:拖臺的兩側(cè)有兩個平行的牽引桿,通過2個牽引桿前端的牽引環(huán)分別與前掛車(或單車)的聯(lián)接座連接。C型半掛牽引拖臺起源于加拿大,因與前掛車(或單車)有兩個連接點,具有連接穩(wěn)定性好的優(yōu)點。但同時影響半掛牽引拖臺轉(zhuǎn)向靈活性,降低了車輛的機動性,低速轉(zhuǎn)彎時半掛牽引拖臺的輪胎易磨損。因此,在設(shè)計C型半掛牽引拖臺時,采用帶有自轉(zhuǎn)向機構(gòu)的行走系統(tǒng),以保證其轉(zhuǎn)向靈活性。目前,美國、歐洲、澳洲的雙掛汽車列車或多掛汽車列車,主要使用A型半掛牽引拖臺作為連接轉(zhuǎn)向裝置。加拿大的雙掛汽車列車或多掛汽車列車,主要使用C型半掛牽引拖臺連接。2半掛牽引拖臺的主要承載結(jié)構(gòu)半掛牽引拖臺的主要結(jié)構(gòu)包括牽引桿、牽引環(huán)、安全掛鉤、拖架、牽引座、行走機構(gòu)、電氣路系統(tǒng)、制動系統(tǒng)等(如圖4)。牽引桿包含牽引環(huán)是牽引拖臺與掛車連接的過渡結(jié)構(gòu)。對A型半掛牽引拖臺而言,牽引桿既可以設(shè)計成剛性連接,通過與拖架焊接或者螺接形成一個剛性整體(如圖5),也可以設(shè)計成鉸接(如圖6)連接結(jié)構(gòu),從而實現(xiàn)水平面內(nèi)一定范圍內(nèi)的相對擺動,提高半掛牽引拖臺的轉(zhuǎn)向靈活性。對于C型半掛牽引拖臺,牽引桿多設(shè)計成剛性連接,以提高連接穩(wěn)定性。牽引環(huán)的主要作用是通過與掛車或單車尾部的掛鉤連接,從而形成拖掛。由于牽引環(huán)是主要的連接零件,在行車途中受到較大的縱向牽引力,因此其強度必須滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。各地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)都對其有明確的要求。目前在北美、澳洲和歐洲都已形成標(biāo)準(zhǔn)件和通用件。安全掛鉤與掛車和單車尾部連接時,還將安全掛鉤旁邊的安全鏈與掛車或單車的聯(lián)接座相連接,保證牽引環(huán)與前掛車(或單車)之間萬一掛鉤脫時,牽引拖臺與前掛車(或單車)繼續(xù)保持連接,以免在運行途中脫掛對其他行駛車輛造成傷害。一般A型半掛牽引拖臺設(shè)計有2個安全掛鉤(安全鏈),C型半掛牽引拖臺設(shè)計有一條安全鏈。拖架作為半掛牽引拖臺的主要承載結(jié)構(gòu),其上面與牽引座連接,其下方與懸架、車軸連接,其前端與牽引桿連接,電路與氣路的管線也固定在托架內(nèi)部,托架通過牽引座承受半掛車轉(zhuǎn)移過來的垂直載荷,同時通過牽引桿承受水平拉力。因此,托架是半掛牽引拖臺的主要承載結(jié)構(gòu),在進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計時要充分考慮軸數(shù)、載荷的法規(guī)要求。牽引座的主要功能是連接半掛車,半掛車通過半掛牽引拖臺上的牽引座與前面的掛車或單車連接后形成多掛汽車列車。牽引座的型號需與半掛車的牽引銷型號相匹配。目前半掛車常用的牽引銷有2種型號2″和3.5″,因此半掛牽引拖臺常用與此2種牽引銷匹配的2種牽引座。牽引座的上表面離地高度與半掛車的牽引板離地高度相匹配。牽引座在半掛牽引拖臺的縱向安裝位置需要保證半掛拖臺的軸荷分配滿足車輛軸荷標(biāo)準(zhǔn)要求。半掛車拖臺的行走機構(gòu)包括車軸、懸架、輪胎、鋼圈等。車軸可選用普通的隨動轉(zhuǎn)向軸,也可以根據(jù)實際需要選配主動轉(zhuǎn)向軸。一般而言,C型半掛牽引拖臺的車軸至少有一根車軸為主動轉(zhuǎn)向軸。懸架根據(jù)不同的路況和掛車運輸貨物的使用情況選配機械懸架或者空氣懸架。制動系統(tǒng)主要用于對半掛牽引拖臺本身行走機構(gòu)的制動,目前一般都配置ABS。電氣路系統(tǒng)較為特別。一方面,半掛牽引拖臺需要有自身的電氣路系統(tǒng),供給自身的制動系統(tǒng)和燈具。另一方面,由于其拖掛半掛車的連接功能,需要為后接半掛車提供電源和氣源。因此,半掛牽引拖臺的電氣路除了匹配常規(guī)的電氣管路和接口之外,還需要為后接半掛車提供電氣路接口。從上面所述的各部件結(jié)構(gòu)和功能可以看出,半掛牽引拖臺本身并不具備車輛的一般屬性,即本身并不能實現(xiàn)運載貨物的功能。其主要作用是實現(xiàn)掛車(或單車)與掛車之間的連接,從而組成雙掛汽車列車甚至多掛汽車列車,達(dá)到提升物流運輸效率的目的。同時,在雙掛汽車列車或多掛汽車列車行駛途中需要轉(zhuǎn)向時,半掛牽引拖臺的轉(zhuǎn)向功能可以引導(dǎo)后接半掛車順利轉(zhuǎn)向,從而實現(xiàn)整個汽車列車的轉(zhuǎn)向。3汽車列車掛掛半掛牽引拖臺的技術(shù)與標(biāo)準(zhǔn)在歐美國家已經(jīng)發(fā)展很成熟,北美、歐洲和澳洲地區(qū)都廣泛采用半掛牽引拖臺組成雙掛汽車列車或多掛汽車列車來提高物流運輸效率。下面對此3個地區(qū)的應(yīng)用情況予以簡單介紹。3.1美國、加拿大的半掛牽引拖臺美國自從1983年通過新的汽車列車外形和總質(zhì)量法規(guī)以來,雙掛或多掛汽車列車的使用得到了迅速的發(fā)展。圖7是美國應(yīng)用半掛牽引拖臺組成常見的3種雙掛或多掛汽車列車組合形式。(1)RMD列車:單軸式半掛牽引拖臺將長度分別為48feet(14630mm)和28feet(8530mm)的兩列半掛車連接組成。(2)TPD列車:雙軸式半掛牽引拖臺將兩列長度均為48feet(14630mm)的半掛車連接組成雙掛列車。(3)TRPL列車:應(yīng)用2個單軸式半掛牽引拖臺將三列長度為28feet(8530mm)的半掛車連接組成。在不斷的實踐過程中,半掛牽引拖臺的技術(shù)發(fā)展也日趨完善。目前已形成了一系列專門針對半掛牽引拖臺的技術(shù)法規(guī),包括結(jié)構(gòu)尺寸,連接互換性要求、強度要求等規(guī)定。美國標(biāo)準(zhǔn)對結(jié)構(gòu)尺寸要求:RPNO.72.05規(guī)定,掛車空載時,半掛牽引拖臺的牽引環(huán)中心離地高度為34inch(863.6mm),與牽引環(huán)連接的掛鉤中心需在距離前掛車(或單車)最后端向前2inch(50.8mm)處。牽引環(huán)的內(nèi)圈直徑2.375inch(60.325mm),特殊情況下可增加至3inch(76.2mm);牽引環(huán)的環(huán)直徑應(yīng)在1.60~1.75inch(40.64~44.45mm)之間。連接互換性要求:TTMATB.NO.104規(guī)定了不同類型的雙掛汽車列車對于半掛牽引拖臺牽引長度的要求,如針對RMD列車,半掛牽引拖臺的牽引長度為86inch(2184.4mm),以滿足兩列半掛車之間的間隙要求和連接互換性要求。同時,TTMARP6-06對于半掛牽引拖臺與前接掛車的電氣制動連接裝置的位置、安全鏈的安裝支架位置等也做了詳細(xì)的規(guī)定。強度要求:TTMARP6-06對于牽引環(huán)、安全鏈的強度要求做了詳細(xì)的規(guī)定。對于牽引環(huán),需經(jīng)過靜載力測試,該水平分靜載測試力應(yīng)達(dá)到拖掛總重量的115%,豎直向上分力根據(jù)設(shè)計牽引拖掛質(zhì)量分為拖掛總質(zhì)量的25%和50%2種。牽引掛鉤的強度要求與牽引環(huán)對應(yīng)。對于安全鏈,要求其強度應(yīng)至少能承受由拖掛車輛總質(zhì)量產(chǎn)生的力。對于電氣路和制動系統(tǒng),美國技術(shù)法規(guī)沒有專門針對半掛牽引拖臺的規(guī)定,只是將相關(guān)規(guī)定合并在對機動車輛的統(tǒng)一規(guī)定中。略有區(qū)別的是,其連接裝置需滿足連接互換性的相關(guān)規(guī)定。加拿大的半掛牽引拖臺主要是C型,其利用半掛牽引拖臺組合的列車形式與美國基本相似,只是在長度方面更加更寬松。同時,加拿大也形成了自己獨立的針對半掛牽引拖臺的技術(shù)法規(guī)。加拿大交通運輸部提出的機動車安全運行技術(shù)法規(guī)(MotorVehicleSafetyRegulationsC.R.C.,c.1038)特別規(guī)定了C型半掛牽引拖臺的技術(shù)規(guī)范和連接要求。3.2歐盟統(tǒng)一指令受制于本地區(qū)汽車列車長度25.25m的限值,歐洲應(yīng)用半掛牽引拖臺組成的汽車列車主要有一種,即半掛牽引拖臺前接一臺單車,后接一臺半掛車(如圖8)。歐洲地區(qū)有關(guān)車輛的統(tǒng)一指令對半掛牽引拖臺并沒有專門的規(guī)定。通常而言,歐洲的半掛牽引拖臺需要滿足歐盟統(tǒng)一指令中的一般性規(guī)定。下面簡單介紹歐盟統(tǒng)一指令94/20/EC中有關(guān)連接尺寸和強度方面的規(guī)定。(1)連接尺寸:牽引環(huán)與牽引環(huán)接頭連接后,牽引環(huán)轉(zhuǎn)動范圍需保證水平面上的左右擺動角度最小為50°,豎平面上下擺動角度最小為6°,牽引環(huán)繞其軸線可以左右擺動最小6°。(2)強度要求:牽引環(huán)需滿足縱向力D值190kN,靜態(tài)垂向載荷1000kg的承載要求。至于其他如電氣路、制動系統(tǒng)等,則需要滿足歐盟統(tǒng)一指令對于車輛的一般性要求。3.3u2009in案澳大利亞自70年代中期開始發(fā)展公路快速運輸,其城際間的運輸主要使用雙掛汽車列車或多掛汽車列車。澳洲地區(qū)利用半掛牽引拖臺組成的列車組合形式綜合了北美和歐洲的特點,既有半掛牽引拖臺前單車后接半掛車的組合形式,也有前后均連接半掛車的組合形式,還有利用多個半掛牽引拖臺連接單車和多輛半掛車組成多掛汽車列車(當(dāng)?shù)胤Q為“RoadTrain”)的組合形式(如圖9)。澳洲地區(qū)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)如車輛標(biāo)準(zhǔn)1999(AustralianVehicleStandardsRules1999)、車輛設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)ADR62/00對于半掛牽引拖臺的相關(guān)規(guī)定主要有以下方面.(1)尺寸方面:牽引長度即從半掛牽引拖臺的牽引環(huán)中心到牽引座中心的距離不超過5000mm,同時當(dāng)車輛總長度超過19000mm時,牽引長度不能低于3000mm;牽引環(huán)中心離地高度不能低于800mm,也不能超過950mm。同時,與之相匹配的掛鉤在前車輛的尾部位置不能超過距離車輛尾端前向300mm處。車輛運行過程中,牽引桿上下擺動的角度不低于15°。強度方面:牽引環(huán)縱向需能承受倍的拖掛總質(zhì)量產(chǎn)生的力;橫向能承受0.5倍的拖掛總質(zhì)量產(chǎn)生的力,垂向能承受0.5倍的拖掛總質(zhì)量(包括擠壓和拉伸)產(chǎn)生的力。配備的安全鏈需能承受縱向1倍的拖掛總質(zhì)量產(chǎn)生的力,垂向0.5倍的拖掛總質(zhì)量產(chǎn)生的力。對于電氣路和制動系統(tǒng)的要求,相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)并無特別針對半掛牽引拖臺的規(guī)定,但是對于組合列車有針對性的說明,具體可參閱澳洲車輛標(biāo)準(zhǔn)1999,