格爾法牽引車價格
① 半掛車設計的要點
設計半掛車,首先要根據牽引車的前回轉半徑確定半掛車的前懸(見圖1)。在確定半掛車前懸時,要考慮在坑窪地帶行駛時半掛車的前部不得與牽引車車架相碰,轉彎時半掛車前部不得與牽引車駕駛室的後壁或備胎架相碰,其前間隙尺寸(見圖2)應≥70mm,在保證上述要求的前提下,前懸應越大越好,因為前懸大,牽引車與半掛車之間的間隙就小,行車中,風阻就小,這樣可節省燃油,降低用戶使用成本。前懸與牽引車有關,有的牽引車駕駛室為尖頭,有的為平頭,有的尖頭還帶卧鋪,另外牽引車的驅動形式也不同,因此設計半掛車前懸應結合牽引車綜合考慮,表1為幾種牽引車相配半掛車的常用前懸值:
圖1
圖2
表1 幾種牽引車相配半掛車的常用前懸值
牽引車型式 半掛車前懸值(mm)
尖頭4X2 700—1000
平頭4X2 1000-1200
平頭6X2 1400-1600
平頭6X4 1400—1700
2.2軸荷
半掛車的軸荷是指牽引銷支承處和半掛車車軸上的承載質量。半掛車的軸荷分配比例,一般是根據輪胎磨損均勻,半掛汽車列車主要性能以及牽引車與半掛車的布置形式來確定。在已知半掛車的裝載質量和初估半掛車各部件的整備質量後,就可對半掛車的軸荷分配進行計算。將已知各部件的質量和裝載質量對牽引座支承點或後輪軸支承點取矩,就可求得半掛車空載時及滿載時的軸荷分配。當軸荷計算出來後,首先校核牽引銷處載荷是否符合牽引車牽引座允許載荷,然後校核輪軸載荷是否超載。如果不能滿足上述要求,則應調整軸距,即牽引銷至半掛車輪軸中心的距離,直到滿足要求為止。表2為半掛車單軸/並裝軸最大允許軸荷的最大限值。
表2 半掛車單軸/並裝軸最大允許軸荷的最大限值
車輛類型 最大允許軸荷最大限值(kg)
單軸 每側單輪胎 6000(1)
每側雙輪胎 10000(2)
並裝雙軸 並裝雙軸的軸距<1000mm 11000
並裝雙軸的軸距≥1000mm,且小於1300mm 16000
並裝雙軸的軸距≥1300mm,且小於1800mm 18000
並裝雙軸的軸距≥1800mm 20000
並裝三軸 相鄰兩軸之間距離≤1300mm 21000
相鄰兩軸之間距離>1300mm,且不大於1400mm 24000
註:(1)安裝名義斷面寬度超過400(公制系列)或13.00(英制系列)輪胎的車軸,其最大允許軸荷不得超過規定的各輪胎負荷之各,且最大限值為10000 kg;
(2)裝備空氣懸架時最大允許軸荷的最大限值為11500 kg;
3.軸距及輪距
半掛車的軸距和輪距在很大程度上決定著半掛汽車列車的寬度、通過性、穩定性和其他一些使用性能。
半掛車軸距的確定要考慮前後軸荷的合理分配和車架的受力均勻以及整個半掛汽車列車的通過性能(如轉向的靈活性等),過分地加長軸距會使半掛汽車列車轉彎半徑加大,影響轉向性能。但若軸距過短,則會帶來一系列問題,如:車箱的長度不足或後懸過長,半掛汽車列車行駛的縱擺和橫擺較大;半掛汽車列車制動或上坡時質量轉移也大,致使半掛汽車列車操縱性和穩定性變壞。因此,在確定軸距時,要綜合考慮各方面的要求,在保證主要性能和軸荷分配等方面符合要求的前提下把軸距盡量設計得短一些為好[2]。當載荷均勻分布時,一般半掛車車架長度與軸距的比值在1.4-1.6范圍內。
半掛車的輪距通常與牽引車一致,並盡可能選用現有的車軸系列。
4.縱梁強度設計
在「計重收費」的大環境下,超載已成為歷史,因此在相同載質量的前提下,誰的車越輕,誰的車就越好賣,但減重也有前提,那就是安全系數不能太低,要能保證正常使用。設計半掛車主要是車架的安全強度,而半掛車縱梁是車架中的主要承載件,半掛車縱梁截面一般為工字形,通過對縱樑上下翼板的厚度和寬度、腹板的厚度和高度進行優化設計,可以達到縱梁自重一定,而承載能力最大的效果。半掛車縱梁也可採用熱軋汽車大梁專用H型低合金高強鋼,既能減輕自重,又能縮短加工製造周期,降低生產製造成本。根據經驗法則,半掛車車架安全系數一般設計為3-6,設計時可根據用戶的使用條件及貨物類型來確定,如運輸煤炭等勻質貨物或較平坦路面時,安全系數取小些,運輸卷板或工程機械等集中載荷或路況較差時,安全系數應取大些。
5.輕量化設計[3]
車輛的輕量化已成為大家重點關注的問題,歐洲還曾經有人提出過「為減輕1g自重而努力」的口號,隨著國內用戶運營理念的逐漸成熟,用戶的購車意向由以前的「超載型」轉為「輕型車」。很明顯,車輛的自重越小,車輛的有效裝載質量也就越大,用戶的使用成本也就越低。因此半掛車輕量化設計將成為今後半掛車設計師們研究的方向。實現輕量化主要有以下途徑:
5.1 採用新材料
高強度鋼板可以製造半掛車車架、車廂、懸架,根據經驗法則,應用高強度鋼板的車輛重量可以減輕25%~30%,通常能減輕28%。比如,平常使用的10mm厚普通鋼板如果換成高強度鋼板,則只需要7mm厚的材料即可,此時的重量將減少30%。拿13m的半掛車來說,重量約可降低28%左右,但如果設計得更科學,自重還可以更輕。
罐式半掛車可用鋁合金材料做罐體,既減輕車輛本身自重,又提高了罐體的抗腐蝕能力。廂式半掛車廂體材料可採用鋁合金,車廂結構件和附件也可採用鋁合金型材製成,不僅自重輕,而且還可以回收再利用。國內有的廠家將半掛車車架全部用鋁合金製造,大大減輕了半掛車自重。
廂式半掛車底板通常用3mm的壓紋鋼板,它的重量約為25.6 kg/m2,如果選用芬歐匯川公司的產品-WISA膠合板作車輛底板的話,同等承載強度的21mm膠合板,其重量為14.3 kg/m2,按2.4米寬,13米長的半掛車計算,使用WISA板後,底板部分的重量可以減輕352kg,這就意味著相同的車可以多裝352kg的貨物,按每年行駛15萬公里,每噸公里0.3元計算,一輛車每年可以多創造15840元的價值,對於一個擁有幾百輛車的車隊來說,就是一個不小的數字,這也是為什麼在歐洲許多物流公司都很熟悉和喜歡使用WISA膠合板。
5.2 車架的優化設計
隨著電子計算機的飛速發展,在大多數結構設計中廣泛採用了有限元法。因此,採用有限元法進行車架優化設計,既可在設計初期,保證結構的合理化和輕量化,又有利於提高產品的質量和縮短新車投產周期。在半掛車設計工作的計算驗證中,有很多軟體可以利用,如:MSC、Nastran、ASKA、ANSYS等,可利用這些軟體進行有限元分析,優化設計。
5.3 選用輕質零部件
在第62屆德國漢諾威國際商用車展上歐洲最大的車軸生產企業BPW公司,在展會上推出了全新的車軸系統(ECOEDISE),這個系統把車軸、懸掛和EBS融合在一起,自身重量減輕,維修更簡單,方便[4]。
半掛車板簧通常為等截面鋼板板簧,為減輕半掛車的懸架重量,提高半掛車的行駛平順性,國內已有半掛車生產企業開始使用少片變截面鋼板彈簧。
全鋼絲載重汽車子午線無內胎的輪胎(簡稱真空胎),在國外已大量採用,國內由於價格高的原因,採用的速度較緩慢。真空胎除了具有安全性好、節油等獨特優勢外,最重要的是真空胎重量輕。
此外,選用密封性好、重量輕、高強度的塑料工具箱取代鋼板焊接的工具箱,車輪(鋼圈)由鋼制改用鍛造鋁合金材料,擋泥板材料用軟質纖維布和塑料搭配等同樣能夠有效降低車輛自重。
6.承載面高度
在保證半掛車通過性的前提下,承載面應越低越好,承載面低主要有以下優點,首先半掛車承載面低,相應滿載貨物時重心就低,行車中側向穩定性好,轉彎時不易側翻,提高了汽車列車的安全性;其次,承載面低,相應半掛車外形高就小,行車中風阻小,可節省燃油。另外,承載面低,可減輕裝卸人員的勞動強度,提高裝卸效率。半掛車設計師們在設計時,可根據運輸貨物的類型,將貨台設計為平貨台(見圖3)、階梯型貨台(見圖4)、凹梁型貨台(見圖5),也有的廠家將車架設計為整體承載式,降低了半掛車鵝頸處高度,從而降低了承載面。在第62屆德國漢諾威國際商用車展上考格爾公司推出的鳳凰系列廂式半掛車將鵝頸部分材料由過去的鋼板和鋁合金板變為全部使用碳纖維,鵝頸部分的厚度由90mm變為50mm,降低了半掛車鵝頸處高度,從而降低了承載面[4]。但須注意,降低半掛車承載面時,要考慮輪胎與車架上方的邊梁、底板、纜繩鉤等鋼製件距離,若該尺寸太小,半掛車滿載或在崎嶇不平的路面上行駛時,由於動負荷的作用以及懸架總成中平衡梁的上下擺動,輪胎與其上方的鋼製件容易相碰,造成輪胎刮傷。設計時,須使輪胎與其上方的鋼製件保持100mm-150 mm的間隙,以保證行車中輪胎的跳動。
圖3
圖4
圖5
7.牽引車與半掛車相接合後半掛車的前後高度差
在用戶確定牽引車型號的情況下,設計人員應根據滿載時牽引車鞍座上平面離地高度來確定半掛車的承載面高度,半掛車的承載面高度主要由縱梁前後高度、懸架總成的高度、輪胎的型號來確定,通常半掛車的縱梁前後高度在設計車架時已確定,而輪胎型號與所選車軸及軸荷有關系,所以設計時可通過調節懸架總成中各鋼板支架高度來調節半掛車的承載面高度。但在設計過程中,由於牽引車新車型較多,牽引車廠家所提供的公告參數並沒有牽引車鞍座上平面離地高度,而車主也不能提供該參數,因此半掛車廠家在設計時,只能靠一些經驗去估計牽引車鞍座上平面離地高度,這樣牽引車與半掛車相接合後容易出現前低後高的不正常現象或前高後低超限的情況,另外不同的設計者對半掛車的前後高度差尺寸大小也認識不一,完全靠個人經驗去設計,這都會致使在運輸貨物時,半掛車各軸軸荷不均勻,在制動時各軸制動不同步,軸荷輕的車軸提前制動並抱死,造成該軸輪胎胎面定點磨損或快速磨損。當半掛車在空載狀態下高速行駛時,這種情況更為明顯。鑒於上述情況,設計時要求在牽引車與半掛車相接合後,在水平路段成直線狀態時,半掛車應前高後低,前後高度差(見圖6)的大小應根據主車的前後板簧剛度和半掛車的板簧剛度來確定,考慮在滿載制動時貨物前沖及重心向前轉移等因素,因此應保證在滿載時半掛車前比後高10mm-40mm。
圖6