第四章 自卸汽车的结构与设计

16000
并装双轴的轴距≥1300mm，且＜1800mm
18000 a
挂车 并装双轴 并装双轴的轴距 ＜1000mm
11000
并装双轴的轴距≥1000mm，且＜1300mm
16000
并装双轴的轴距≥1300mm，且＜1800mm
18000
并装双轴的轴距≥1800mm
20000
并装三轴 相邻两轴之间距离≤1300mm
自卸汽车整车整备质量是指装备齐全、加够燃料、液压油和冷却液的 空车质量。它一般是类底盘整各质量与改装部分质量的总和，是自卸汽 车总体设计的重要设计参数之一。
自卸汽车总质量是指装备齐全，包括驾驶员，并按规定装满货物的质 量。
12
第二节 普通自卸汽车结构与设计
一、自卸汽车总体结构与设计
(二) 自卸汽车主要尺寸和质量参数的确定 自卸汽车质量利用系数 是指装载质量 ，与整车整备质量 之
后翻式
侧翻式
三开、五开式
底板翻式
后翻式
侧翻式
五开式
底板翻式
返回
1.2 普通自卸车的结构
1——液压倾卸操纵机构 2——三角臂 3——油缸 4——拉臂 5——车箱 6——翻转轴支座 7——安全支架 8——储油箱 9——油泵 10——备胎 11——挡泥板 12——锁启机构 13——副车架 14——防护栏
系 自卸汽车、
数 仓栅式汽车
M≤3500
3500＜M≤12000
M＜ 1100
M≥110 0
M＜ M≥350
3500
0
≥0.65
(不含长 头轻型客 货两用车)
≥0.75
≥0.85
≥0.55 ≥0.65 ≥0.75
12000＜ M≤16000
≥1.0
16000＜
20000＜
M≤20000 M≤24000
比。该系数是一项评价汽车设计、制造水平的综合性指标。
因此，新车型设计时，就应力求采用新工艺、新材料、新技术，不断减 轻汽车自重，提高汽车性能。该系数是一项评价汽车设计、制造水平的综
合性指标。质量利用系数大，就表明其设计、制造水平较高，其值通常在 1.0~1.5之间。
有时候质量利用系数也可用装载质量与汽车干质量之比来表示。 干质量是指汽车整备质量减去燃料、冷却液和附属设备的质量。这一 质量利用系数更准确地反映该车的金屑和其他材料的利用率。
一、自卸汽车总体结构与设计
(二) 自卸汽车主要尺寸和质量参数的确定 2．质量参数的确定 额定装载质量是自卸汽车的基本使用性能参数之一。 改装部分质量主要包括：车厢质量、副车架质量、液压系统质量、举
升机构质量以及其他改装部件的质量。改装部分质量既可通过计算、称 重求得，也可以根据同类产品提供的数据进行估算。
车辆侧面防护装置
1.3.4.2 车辆后下部防护装置
1.3.4.2.1 汽车最后轴中心与车辆最后端（离地面高度超过1500mm）距离大 于1m时，必须装备符合下列要求的车辆后下部防护装置。 4.2.2.2 空载时，车辆后下部防护装置离地高度不大于550mm。
1.3.4.2.3 空载时，车辆后下部防护装置后平面距车辆最后端的水平距离不 大于600mm。
它主要承担砂石、泥土、煤炭等松散货物运输，通 常是与装载机配套使用。
某些自卸汽车是针对专门用途设计的，故又称专用 自卸车。如：摆臂式自装卸汽车、自装卸垃圾汽车等。
普通自卸车
按装载质量me分：
1）轻型自卸车
me≤3.5t
2）中型自卸车 3）重型自卸车
3.5t<me<8t me≥8t
按货物的倾卸方向分：
15
5、自卸汽车的后悬
自卸汽车的后悬是指自卸汽车的最后端到自卸车 最后轴之间的距离。
后悬不宜过长，否则会造成：1）离去角过小
后悬不宜过长，否则会造成： 2）举升到最大角度时，后箱板戳地。
返回
1.3 汽车法规简介
1.3.1、外廓尺寸
总高<4000mm
设总长X 最大总质量G
货车、牵引车、自卸车
2轴
3、自卸汽车的质心位置 自卸汽车的质心位置是指满载或空载时整
车质量中心位置。自卸汽车的质心位置对使用性能 （例如汽车的制动性、操纵稳定性等）影响很大。 因此，自卸汽车总体设计时应尽量使质心位置接近 原货车的质心位置。
4、自卸汽车的最大举升角
确定自卸汽车车厢的最大举升角的依据是倾卸货 物的安息角。常见货物的安息角如下表
1）非公路运输用的重型和超重型（装载质量在20t以上）自 卸汽车。
主要承担大型矿山、水利工地等运输任务，通常是 与挖掘机配套使用，这类汽车也称为矿用自卸汽车。它的 长、宽、高以及轴荷等不受公路法规的限制，但它只能在 矿山、工地上使用。
2）公路运输用的轻、中、重型（装载质量在2~20t）普通自 卸汽车。
按油缸布置位置不同，直推式举升机构可分为前置和中置两种。前置式一 般采用单缸；中置式大多为双缸。
在相同举升载荷下，前置式需要的举升力较小，举升时车厢横向刚度大， 但油缸活塞行程长；后置式的刚好相反。
连杆组合式举升机构具有举升平顺、油缸活塞的工作行程短， 举升机构布置灵活等优点。常用的连杆组合式举升机构又分油缸前 推式（T式）和油缸后推式（D式），
第四章 自卸汽车的结构与设计
1
主要内容
• 概述 • 普通自卸车的结构 • 汽车法规简介 • 自卸车部分标准 • 举升机构的结构与设计
§1.1 自卸车的定义
自卸汽车是利用本车发动机动力驱动液压 举升机构，将其车厢倾斜一定角度卸货； 并依靠车厢自重使其复位的专用汽车。
§1.1.1 自卸车的分类
按其用途分：
密封环节少，不易渗 漏，密封性好
不易损坏，工作寿命较 长
较高
较低
较差
较好
第二节 普通自卸汽车结构与设计
一、自卸汽车总体结构与设计
(二) 自卸汽车主要尺寸和质量参数的确定 1.主要尺寸参数的确定 自卸汽车尺寸参数主要有：轴距、轮距、外廓尺寸(车辆长、宽、高)
等，如图所示。
11
第二节 普通自卸汽车结构与设计
G≤3500kg
3500<G≤8000 kg
8000<G≤12000 kg
G>12000 kg
3轴
G≤20000kg
G>20000 kg
4轴
总宽<2500mm
X<6000mm X<7000mm X<8000mm X<9000mm X<11000mm X<12000mm X<12000mm
半挂车
1轴
X<8600mm
2轴
X<10000mm
3轴
X<13000mm
1.3.2、栏板高度
货箱栏板高度（
m）≤
900 ( Kg
设计载质量（ Kg）
/ m3) × 货箱内空长（ m）× 货箱内空宽
(m)
+
0.1(m)
注：挂车及二轴货车的货箱栏板高度不得超过600mm， 二轴自卸车、三轴及三轴以上货车的货箱栏板高度不得超过800mm， 三轴及三轴以上自卸车的货箱栏板高度不得超过1500mm。
1.3.4.2.4 车辆后下部防护装置的宽度不可大于车辆后轴两侧车轮最外点之 间的距离（不包括轮胎的变形量）并且后下部防护任一端的最外端与这一 侧车辆后轴车轮最外端的横向水平距离不大于100mm。 车辆后下部防护装 置应与车辆纵向对称面垂直，应牢固、对称的安装在车架的纵量或其他替 代件上。
1.3.4.2.5 车辆后下部防护装置应与车辆纵向对称面垂直，应牢固、对称的 安装在车架的纵量或其他替代件上。
油缸前推式（T式）
油缸后推式（D式）
直推式与连杆组合式举升机构的综合比较
项目
结构布置
类别
油缸加工工艺
系统密封性
工作寿命
制造成本 系统倾卸稳定性
直推式
杆系倾卸式
简便，易于布置
比较复杂
多级缸，加工精度 高，工艺性差
密封环节多，易渗 漏，密封性差
磨损大，易损坏，工 作寿命较短
单级缸，制造简便，工 艺性好
21000
相邻两轴之间距离>1300mm，且≤1400mm
24000
a\驱动轴为每轴每侧双轮胎且装备空气悬架时，最大允许轴荷的最大限值为19000kg。
返回
1.5 自卸车部分标准
1、 车箱应举升、下降平稳，不允许有窜动、冲撞和卡滞现象。 2、车箱最大举升角为理论设计值±2度。 3、超载10%的工况下，车箱分别举升10和20°，停留5min，车箱自降量不得超过 2.5°。 4、车箱应符合下列要求： ——车厢表面平整，外表面不容许有明显的凹凸不平。 ——有足够的刚度和强度； ——车厢长度容许±8mm，两边梁的直线性和平行性必须控制在3mm以内。 ——两对角线的尺寸差不得大于10mm。 ——车厢底座与车厢底架之间应贴合，因变形而造成的不能贴合距离不得大于6mm。 ——车厢后厢板与车厢后端之间应贴合，最大间隙：上端小于3mm，下端小于1mm。 ——锁启机构开启灵活，锁紧可靠。车箱举升3°时能保持锁紧状态，举升到 5°~8°时保证全部打开，其它应符合QCn20915-1999。
1.3.4.1 空载状态下，侧面防护装置下边缘任何一点离地高度不大于 550mm，上边缘离地高度不小于800mm，上边缘与箱底下侧边间距不 大于350mm。
1.3.4.2 a. 对于平头车 侧面防护装置前缘与前面最近的车轮轮胎最后部分 的水平间距不大于300mm。 b. 对于长头车 侧面防护装置前缘与驾驶室后壁间距不大于200mm。 侧面防护装置后缘与最近一个车轮最近距离不大于300mm。 侧面防护装置外缘不能超出整车最大宽度 侧面防护装置外平面以及两端面不得有锐角，尖角处应加 工出半径不小于2.5mm的圆角。 固定安装在汽车侧面的各种设施，例如蓄电池架、储气筒、 油箱、备胎以及随车工具箱等在符合以上几条的情况 下，可以作为侧面防护装置的一部分。 侧面防护装置应具有一定的刚度。
b装备空气悬架时最大允许轴荷的最大限值为11500 kg。
1.4.2 并装轴 汽车及挂车并装轴的最大允许轴荷不得超过
下表规定的最大限值。
汽车及挂车并装轴的最大允许轴荷的最大限值 单位为千克
车辆类型
最大允许轴荷最大限值
汽车 并装双轴 并装双轴的轴距 ＜1000mm
11500
并装双轴的轴距≥1000mm，且＜1300mm
1.3.3、质量利用系数
• 质量利用系数=最大载质量/ 整备质量 最大载质量含驾驶室准乘人员质量
栏板式载货类汽车、自卸车和栏板式农用运输车的载质量 利用系数必须符合下列限值：
GB/T15089车 辆类型
N1
N2
N3
总质量M（千 克）
整备质量m （千克）
质 栏板式载货
量 类汽车、自
利 用
卸车和栏板 式农用运输 车
物料 煤 焦炭 铁矿 铜矿 细砂 粗砂 石灰 粘土 水泥
名称
石
石
安息 角
27° 50° 40°~ 35°~ 30°~ 50° 40°~ 50° 40°~
~45
45° 45° 35°
45°
50°
°
设计的车厢最大举升角θmax必须大于货物安息角，
以保证把车厢内的货物卸净。
此外，在最大举升角 时，车厢后栏板与地面须保持 一定的间距H，如图所示。为了避 免车厢倾卸时与底盘纵梁后端发生 运动干涉，故图中的 必须大 于零。设计时，自卸汽车车厢最大 举升角可在50-60度之间选取。
1.3.4.2.6 车辆后下部防护装置端部不得弯向汽车后方，尖锐部分不得朝后。 横梁的横向端部成圆角状时，端头圆角半径不小于2.5mm，横梁的截面高 度不小于100mm。 车辆后下部防护装置应具有足够的抗弯强度。
1.3.4.2 车辆后下部防护装置
1.4、车辆的最大允许轴荷限值
1.4. 1 单轴 汽车及挂车单轴的最大允许轴荷不得超过下表规定的最大限值。
§1.1.2车厢的结构型式
车厢是用于装载和倾卸货物。它一般是由前板、左右边板、后 板和底板组成。
1——前板
2——左右边板
3——后板
4ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ—底板
§1.2 举升机构的结构型式
举升机构分两大类：直推式和连杆组合式，它 们均采用液体压力作为举升动力。
直推式举升机构利用液压油缸直接举升车厢倾 卸。该机构布置简单、结构紧凑、举升效率高。但由 于液压油缸工作行程长，故一般要求采用单作用的2 级或3级伸缩式套筒油缸。
车辆类型
挂车及二轴货车
每侧单轮胎
最大允许轴荷最大限值 6000 a
客车、半挂牵引车及 三轴以上(含三轴)货车
每侧双轮胎 每侧单轮胎 每侧双轮胎 非驱动轴
10000 b 7000 a 10000 b
驱动轴
11500
a 安装名义断面宽度超过400(公制系列)或13.00(英制系列)轮胎的车轴，其最大 允许轴荷不得超过规定的各轮胎负荷之和，且最大限值为10000kg；
≥1.1
≥1.2
M＞ 24000
≥1.3
1.3.4、防护栏
防护栏的作用 侧面防护装置
能防止行人，骑摩托车和自行车者从车辆侧面卷 入轮下的装置。
后下部防护装置 能有效地防止轿车，摩托车等车辆从车后下方嵌
入的装置。
车辆侧面防护装置
车辆两侧必须装备符合下列要求的侧面防护装置，但汽车本身结构已能 够防止行人、骑摩托车和自行车者等卷入者除外。