6_4重型牵引车的设计

鑫篆鑫象赛舞攀舞舞裹纂舞萦攀象聋裹葵奏;琴 ;攀攀 设计与计算 鑫毅襄簇戮 ⋯⋯_ 二 6 / _ 4 深: : : ·).{轰吮设计一’,, 〔摘要〕本 文主要论述 了 6 x 4 重型牵引车主要参数的选择 , 简明介绍 了 E Q 4 2 4 oG J 6 x 4 重型 牵引 车的设计 。 叙词 : 半挂牵引汽车 设计 朴耳l二言 在汽 车设计 中 , 重型 牵引车往往列人 改装 车之列 , 或者作为汽车变型 车 。我国牵引车的发 展主要经历了 3 个阶段 。 第一个阶段是在货车 底盘上安装一个牵引座而成 , 例如 EQ 1 4 0 牵引 车 、解放牌牵引车 。 在使用中 , 用户发现其诸多 缺点 . 厂 家根据用户的需要 , 开始探索牵引车的 设计技术 , 这样 , 牵 引车就发展 到了第二个阶 段 , 主要现 为专 门设计 的牵引车技术指标基 本上能满足使用要求 。 随着我国汽车工业的发 展 , 通过引进国外先进设计技术 , 我国汽车设计 技术达到 了较高水平 , 能独立设计 出满足各种 需求 的车型 , 即牵引车的第三个阶段 , 选用 国 内 外先进总成 , 设计高质量的牵引车 。 理::::: :::重型牵引:东的 :主要类 :型和捷爪条件 ::::: 重型 牵引车按驱动型式分为 4 x 2 、 6 X 2 、 6 x 4 、 6 x 6 、 8 又 4 、 8 x 6 等多种型 式 , 按牵引车总 质量来分 , 总质量) 1 4t 的即为重型 车 。 为了弄清楚重型 牵引车的使用情况 , 我们 对大批量使用牵引车的用户进行 了调查 , 主要 用户有上海国际集装箱运输公 司 、无锡集装箱 运输公司 、南京外运公司 、 深圳蛇 口港机制造有 1 9 9 8 年第 6 期 限公司等 , 这些用户有直接从事集装箱运输的 , 也有从事集装箱挂车生产的企业 。 我国集装箱 运输公 司现在使用的牵引车种类主要有 : 斯堪 尼 亚 4 X 2 、 6 X 4 牵引车 , 三 菱 FV 3 1 5 、 FV 4 1 5 牵引车 , 斯太尔 5 2 9 牵引车 (国产 ) 、 斯太尔 5 35 牵 引 车 (进 口 ) , 日 产 柴 CW 54 牵 引 车 , 黄 河 JN 4 6 2 , 等等 。 在国际集装箱运输业中 , 常用的有两种标 准集装箱 , 即 4 0 英尺 (IA A )箱 、 2 0 英尺 (ICC ) 箱 。 4 0 英尺集装箱最大总 质量为 3 0 4 8 Ok g , 箱 质量约 3 7 7 Ok g , 总长度 1 2 1 9 2 m m 。 2 0 英尺集 装箱最大 总 质 量 为 2 0 3 20 k g , 箱 质 量 约 为 2 4 4 o k g , 总长度 6 ossm m 。 通过对多家运输公 司的调查 , 4。 英尺箱 满 箱 总 质 量 一 般 为 2 6 o o ok g 左右 , 2 0 英尺箱一般为 1 7 o o o k g 左 右 , 即集装箱装 载一 般在 8 0 % 左右 , 基本上没 有超载现象 。 从运输公 司 了解到 , 集装箱运输 中 , 20 英 尺集装箱和 4 0 英尺集装箱数量大致相同 , 但近 几年来 , 2 0 英尺箱长速度快 。 运输公司希望牵 引车既能拖 4 0 英尺 的集装箱 , 也能拖 2 个 2 0 英尺的集装箱 , 现最受欢迎 、最有生命力的是 6 X 4 重型牵引车 。 根据 20 英尺箱的实际最大总 质量 , 2 个 2 0 英尺 箱实际质量为 34 0 0 0 k g 左 右 。 6 X 4 重型 牵引车加上半挂车的整备质量多 · 2 3 · 燕戮葵: 设计与计算 在 1。 。。。k g 左右 。 因此 , 6 火 4 重 型汽车列车总 质量一般 约为 44 0 00 k g 。 G B 6 4 2 0《货运挂车系 列型谱 》集装箱半挂汽车列 车允许最大总 质量不大于 45 00 Ok g 。所以 6 x 4 重型 汽车列车 总质量应选择在 4 4 0 0 0 k g 到 4 5 OO0 k g 之间 。 一象 :一 ::质聋龙尺寸参数二-:::: ::: 一一 一一一 ::::::: ::::: 重型牵引车 , 特别是 6 只 4 重 型牵 引车 , 由 于 其质量 、尺寸都较大 , 应满足公路 、道桥标准 的有关规定 , 如我国公路道桥限制车辆轴载质 量不得超过 10 0 0 0k g , 普通半挂 汽车列车总质 量不得超过 45 O00 k g 。 汽车列 车总长不得超过 1 6 . sm (修改后标 准 , 修改前为 16 m ) , 车辆总宽 不得超过 2 . sm , 车辆总高不得超过 4 m 。 3 . 1 牵引车单车总质量与牵引座载质且 牵引车设计 时 , 首先要进行质量估算 、各轴 载质量计算 、牵引座载质量的确定 。根据力矩原 理和 质心定理求质心 坐标和 轴载质量 。 G · x 。 一 艺g 沐 (l ) ‘ · 二。 ~ 艺g 声 ‘ (2 ) G · y 。 一 艺g 沙 , (3 ) G l 一 G (L 一 x c ) / L (4 ) G : 一 G x c/ L (5 ) 式中 : g —各总成质量 , k g ; x 、 y 、 z 、—各总成质心坐标 , m m ; G 、—前轴轴 载质量 , kg ; G Z— 中 、后轴轴载质量 , k g ; G—牵引车整备质量 , k g ;L—牵引车轴距 (前桥到 中后桥中心距离 ) , m m 。 当接半挂车后 : 中后桥 中心距离 , m m 。 轴载质量分配 、 质心位置 、 牵引座载质量应 满足设计要求 。 3 . 2 牵引车轴距选择 轴距的大小主要取决于传动系的布置型 式 和 总成结构尺寸 。 轴距越大 , 则机动性 、转向性 能和通过性能越差 , 且整车长度易超标准限制 , 一般要求牵引车轴距尽量小些为好 。 但轴距过 小 , 则传动系布置困难 , 而且牵引车和半挂车易 发生干涉 。 所以 , 应进行多比较 , 合理地选 择轴距 。 从 国内外车型 统计来看 , 6 又 4 重型 牵 引车的轴距在 : 9。。m m + 喜到 3 : 。。m m + 冬砂 ’ 一 目 J ’囚 ~ 一 “ - 一 ‘ 一“一 ’ 2 一 刁 - - - - - -一 ’ 2 之间 , 其中 l 为中 、后桥之间的距离 。 3 . 3 牵引车前置距选择 选择合理的前置距是十分重要的 。 前置距 指的是牵引座 中心离后桥 中心线 的距离 (6 又 4 则是牵引座 中心距中 、后桥中心线之距离 ) 。 前 置距大小直接影响前后 轴载质量的分配 , 从而 影响整车性能 。 因此 , 前置距大小应以保证前后 轴载质量分配合理为原则 。 3 . 4 牵引座高度及牵引销的选择 我 国公路法规“公路工程技术标准 JT J一 8 1 ”规定 , 车辆 的总高度 不得超 过 4 m 。 IA A 、 IC C 集装箱高度为 2 5 9l m m , 因此 , 重型 集装箱 牵引车货台高度应小于 1 4 o g m m 。 之之之 {{{卜卜一一- 占 , , - 奉, , ~ - - ~ 1 111 ‘‘习OOO 图 1 牵 引座离地 高度 尺 寸 、少、,叹U月l廿了、了r、G ( L 一 x 。 ) L G , D , G x 。 L G , (L 一 D ; ) L 式中 : 以 。—拖挂时前轴轴载质量 , k g ; G : 。—拖挂时中 、后轴轴载质量 , k g ; G ,—牵引座载质量 , k g ; D 、—牵引座前置距 , 即牵引座中心 到· 2 4 。 图 1 表示 了集装箱列 车总高相关尺寸 。 其 中 , h l 为 车架上平面离地高度 ; h Z 为牵引座高 度 ; h , 为半挂车前部车架断 面高 度 , 其值一般 为 1 5 Om m 左右 , 因此牵引 座 离 地 高 度 即 为 1 2 5 9 m m 。 “ G B 4 6 O6 道路车辆 半挂车牵引座 5 0 号牵 引销 主要尺寸和 安装 、互换性尺寸 ”规定 : 最大 汽车研究与开发 GG 攀鑫 ; 戮舞撰葬;戮袭葬葵攀燕;燕琴舞燕狠鑫滋教袭 . 设计与计算 总质量小于或等于 5 0t 的半挂汽车列车采用 50 号牵引销 。 本汽车列车总质量为小于 45 : , 根据 该标准牵引车可 选用与 50 号牵引销相配的牵 引座 。 i ; ; ) G 弧 a 、r Mc m a 、 i。甲: 奏葵鑫葵 (8 ) 求出头档传动比后应按下式验算附着条件 : F , n、a 、 M. n 、 、 i ; , i。V T r ( Z尸 (9 ) 闷::: 一:::: 动力 :性要求 ::::: ::::: :::: ::: ::::::: ::::: :: ::::: ⋯::::: ::::: :: 4门 发动机功率 集装箱运输车应满足高速公路对车辆的要 求 , 国外集装箱运输车的最高车速均在 8 8 . skm / h 以上 , 平均车速 75 k m / h 左右 。 由于发动机技术 的不断发展和完善 , 重 型 汽车在油耗降低的同 时 , 功率得到 了大幅度的提 高 。 目前总质量为 40 0 0 Ok g 的重型 汽车列车装备 的发动机功率 比 2 0 年前同级吨位汽车发动机的功率增加 了 一倍 以上 。 现在西欧部分重型 汽车装备的发动 机功率超过 2 8 7 kw 。 汽车列车比功率也从 20 年前 的 4 . 4 kw /t 提高 到现在 的 8 . sk w /t 以 上 。 G B 6 4 2。《货运挂车系列 型谱》规定 , 汽车列 车比功率不小于 4 . 75 kw 八 。 日本三 菱 、 日野 、 日产 、 日产柴公司生 产的 6 X 4 重型 牵引车 , 其 发动机功率在 2 3 5k w 以上 。 我 国几种 6 又 4 重 型牵引车功率也在 2 1 3 kw 以上 。我国重型车发 动机 主 要 品 种 有斯 太 尔 系列 的 W D 6 1 5 . 67 、 W D 6 1 5 , 6 8 、 康明斯系列 N T C一2 9 等 。 根据类 比和估算 , 考虑发动机总成的现有生 产情况 、总 布置合理性 , 选择合适的发动机总成 。 4 . 2 整车主传动 比与最高车速的确定 一般来说 , 汽车主传动 比的选择既要满足 最高车速与直接档最大动力因数 D O。 、的要求 , 同时也要考虑燃油经济性 。在现代汽车设计 中 , 由于产 品的系列化设计 , 某 吨位级的后桥都有 多种传动 比供选择 。通过动力性 、经济性计算程 序进行多种方案的计算 。 比较结果就可得出最 佳主传动 比和最高行驶车速 。 4 . 3 最大传动 比的确定 传动系最大传动 比 : In 。 、是变速器头档传动 比 弓1与主减速器传动比 I。 的积 。 当 i。 已知时 , 确定传动系最大传动比也就是确定变速器头档 传动比 。 1 9 9 8 年第 6 期 式中 :‘—列车总质量 , k g ;外 : 、—路面最大附着系数 ;r— 车轮滚动半径 , m ;夕二—传动系传递效率 ; Mc ma 二—发动机最大扭矩 , N · m ;瓦ma 、— 驱动轮最大驱动力 , N 。 派 ::::: :戮典如挥岭美获装奎滋型:牵澎 :牢:::: 的:生袋 :::要 :参数及旅成结:构型式 ::::: ::::: ::::: ::::: 获班价 ::::: ::::: 协 5 . 1 主要参数 5 . 1 . 1 牵引车质量参数 牵引车整备质量 : 7 7 5 o k g 前轴轴载质量 (空车 ) : 3 5 0 0 k g 中后轴轴载质量 (空车 ) : 4 2 5 o k g 牵引座 载质量 : 16 0 0 0 k g 牵引车接挂后总质量 : 23 9 0 0k g 前轴轴载质量 : 4 8 0 0k g 中后轴轴载质量 : 19 IOOk g 5门 . 2 牵引车轴距 通过进 行 3 5 5 0 m m 、 3 8 5 Om m 、 4 1 5 0 m m 三种轴距 的设计方案 比较 , 3 8 5 Om m 轴距为最 佳方案 。 5 . 1 . 3 牵引车前置距 在选定 3 8 50 m m 轴距时 , 通过对整车长度 和 轴载质量计算 , 并考虑转向性能及平顺性 , 取 3 5 0 m m 比较合理 。 5 . 1 . 4 牵引座 离地高度 E Q 42 40 G J 牵引车前轮中心到车架上平 面 距离为 4 9 Om m , 车架离地高度为 1 O2 2 m m (轮 胎为 n . 0 0一 2 0) 。 因此 , 牵引 座 离 地 高 度 为 1 2 5 2 m m 。 5 . 1 . 5 最高车速与最小传动 比 我们选择 6 . 5 、 6 . 1 6 6 、 5 . 5 7 1 三种主减速 比 (下转第 49 页 ) · 2 5 。 }舞奎熟戮轰鑫熟鑫葵奏鑫毅戮燕滚秦簇撰燕 鑫袭葬熟葬攀熟葬鑫葵燕: : 农用运输车 葵装燕袭 总之 , 一些农 用运输车企业之所 以昙 花一 现 . 风光 一时后 便又 处 于困难 的境 地 , 除了 企业 自身 内部条件 较差 (包括企业的实力 、领导成员素质等 )外 , 主 要还是 在应付外部环境变化 能力 、经 营策略 、技术改造和产品 开 发等方面的失误 所造成的 。 农用运输车企业如何继续 发挥以 低成本的投人实 现高 效益 的扩 散 , 如何 增强 龙 头企 业的核 心 、带 头作 用 , 实现企业 间的优势互补 , 如何确定产品的发展更新 战略 , 培育新的经济增长点 , 如何进一步掌握市场竞争 的主动权 , 如何适应新的形势下 的人才 开发 战略等等 . 都是农用运输车企业 今后 亚 待解决的 问题 。 历史的经 验值得总结 , 历史 的教训值得记取 。 笔者欣喜地 看到 , 目前 已有 一些农用运输 车企业在股 份制 改造 、在 建立 现代企业 、在 实现规模经 营等方 面都 取得 了 不少 进步和成就 。 希望他 们能成为今后相当长时期内农用 运输车产业 的中坚力量 , 并保持长期 、稳定的发展 。 (上接第 25 页 ) 进行了动力性经济性计算 。 主传动 比 : 。 分别为 6 . 5 、 6 , 1 6 6 、 5 . 5 7 1 时的汽车功率平衡图 如图 2 所 示 。 主传动 比 : 。分别为 5 . 5 7 1 、 6 . 1 6 6 、 6 . 5 时 发动机的功率曲线见曲线 1 、 2 、 3( 图 2) 。 通过分 析 比较 , i。一 5 . 5 71 时 , 阻力功率曲线正 好与发 动机功率曲线 1 交在其最大功率点上 。 显然 ‘。 一 5 . 5 71 是 最 合 适 的 , 其 最 高 车 速 V n。 : 为 IOlk m / h 。 采 用 了 陕 齿 引 进 的 富 勒 ( F ul le r ) R T O ll5 Og F 变速器 , 该变速器 为机械式 , 有 9 个前进档 (带超速档 )和 1 个倒档 。 5 . 2 . 4 驱动桥 中桥 为贯通桥 , 冲压焊接桥壳 , 全 浮式 半 轴 , 装有轴间差速器 。 后桥为冲压焊接整体式桥壳 , 单级双曲线 锥齿轮主减速器 , 全浮式半轴 , 中 、后桥承载总 能力 2 0t , 是东风集团引进的 日产柴产品 。 5 . 2 . 5 前桥 5t 级工字形断面端拳式 , 系引进的 日产柴 产品 。 5 . 2 . 6 车架 3 0 0 又 9 0 又 sm m (前部 3 0 0 只 8 0 又 sm m ) , 外 宽 8 6 Om m , 有加强板 。 5 , 2 . 7 后 悬架 平衡悬架 , 多片等断面钢板弹簧 , 是引进的 日产柴产品 。 5 . 2 . 8 制动 系 采用双 回 路气制动系统和 鼓式 车轮制 动 器 。驻车制动采 用手控阀操纵弹簧制动气室 , 作 用 于 中后车轮 。 装备发动机排气制动器 。 5 . 2 . 9 驾驶室 可采用两种平头驾驶室 , 一 种是 E Q ll4 1G 驾驶室改制 , 另一 种是东风杭州 公司引进的 日 产柴 C SOO 型 驾驶室 。 2096 n山1二 V ~ : / V ~ * V ~ l l|3288“ƒ诊巴久 2 0 4 0 60 8 0 1 0 0 V 。 (km / h) 图 2 E Q 4 2 4峪J 功率平衡 图 5 . 1 . 6 最大传动 比与最大爬坡度 考虑设计最大爬坡度要求选择 , n1a 、为 1 0 . 06 , 通过计算 , 其最大爬坡度为 26 % 。 5 . 2 E Q 4 2 4 OG J主要总成选择 5 . 2门 发动机 通过计算比较 , 选用斯太尔系列 W D 6 1 5 . 6 8 直列 6 缸 4 冲程增压中冷发动机 。 5 . 2 . 2 离合器 选用 G F 4 2 OK R 必 4 2 0 单片干式和 G B Z / 3 8 OK R 必38 。双片干式两种离合器 。 5 . 2 . 3 变速器 1 9 9 8 年第 6 期 :::获::::: 结束语:::: ::: :: 一 ::::: 二 ::::: :::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: ::::: E Q 4 2 4 OG J 牵引车的布置 紧凑 , 轴荷分配 合理 。 机动性能和动力性能均满足设计要求 。 · 4 9 · A U T O M O B IL E R E SE A R C H 乙 D E V E L O PM E N T N o . 6 , 19 98 (B im o n th ly ) Se r ia l N o . 7 3 二 CO 辫T E X T S E x tr a c ts v ia X in l一u a N e w s A g e n e y · · · · · · · · · ⋯ ⋯ T he E d 一t o r l a l S t a ff(1 ) A u to F o r u m K e e ll C o n 1P e tit 一0 11 E x ist s i, 1 C ll ille s e M l lll 一v e l、iele s M a r ke t W a lig Z llo zl g yu a n D 一s e u ss io n o n M in i一v e h ie le s M a r k e t a n d T r e lld o f Pr od u e t 竺’ X ia n g 5 1、e n g y in (9 ) Pr o d u e t D e v e lo Pm e n t T h e D e v e lo Pm e n t o f Q Y Z 3 2 6 0A H e a v y D u ty D u m p e r B ie D a o b一1 1( 1 4 ) D es ig n 乙 Ca e u la tio n T h e D e v e lo pm in t o f A P r o g r a m U s e d fo r S e m l t r a 一le r T r a in S u sp e n s io n D e s 一g xl T h e D e s ig , 1 o f 6 X 4 H e a v y D u ty S e m it r a e t o r S ll u H o : 19 , S u : 2 Jia k a i(1 8 ) · “ “ “ ‘ ” ” Ti an Mill g (2 3 ) A n a lys is 0 11 In i p a e t Pr e ss u r e in O ilirzg S ys t e n l o f A lr e r a ft R e fu e lle r W a lzg H e w e : z (2 6 ) T e s t & R e s e a r e li E lee t r ie V e h ie le T e e h n o lo g y T r e l飞d a n d it s S t u d y “ ’“ ‘ ’“ ‘ ’ ““ ” . ” ” ’ ‘ ” ’ · ·⋯“ ‘ · “ ‘ ’ · · · · · · ·· ⋯⋯ D o n g Lel , L lu DI JI (30 ) N e w E v a lu a tio li In d e x fo r K e y T e e ll llo lo g y I e v e l o f D a l, lp e r · ·· · ·· · ·· · ·· ·· · · ·· ·· · · · · · · · · · · · · · · · ·⋯ ⋯ Ji al 堪 S hui sll el lg . I-i u yu e cll (3 4) V e l一ic le Sa fe ty . S t u dy o n T l1 e A u t o m o bile S a fe ty B a s e d o I、 H u m a : l一e e : lt e r e d ld e a · ·· · · · ·· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · ·⋯⋯ Y u al l Q u al l (3 7 ) Q u a lity C o n tr o l S t u dy o n A u t o m o blle A ft e r 一 m a r ke t S e r v le e Q u a lity Izlfo r m a tio zl E v a lu a tio n S y s t e m · · · · · · ·· · ·· · ⋯ ⋯ S o n g Jlli g fe i i . Y a zl g sllim i : 1 (4 0 ) A g rie u ltu r a l T r a n sP o r te r I o w C o s t a lld H ig h S p e e d D e v e lo p m e n t S t r a t e g y o f D o m e s tie A 『ie u lt u r a l T r a n s p o r t e r In d u s t r y , ·· ·· · · ·· ⋯⋯ G u o Z he Pr e d ie tio n o n A g rie u lt u r a l T r a n s p o r te r M a rk e t a n d It s T r e n g k a n g (4 4 ) n d Y a n g Y u n q ixz (5 0 ) M a t er ia l 邑 P r o e es s C u r r e xl t S t a te o f T lle C a s t T e e l、n o lo g y a zld E q u ip z, z e n t A u t o m o b ile In d u s t r y 111 C ll一lz a ‘ s W u D ia n jie (5 3 )