第一章 专用汽车结构与设计

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第二节 专用汽车的总体布置
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第二节 专用汽车的总体布置
2．轴距 轴距影响到车辆总长，最小转向直径、纵向通过半径或纵向通过角、 轴荷分配和质量转移系数，也影响到车辆的操纵稳定性和行驶平顺性。 同普通货车相比；自卸汽车要求轴距变短，而轻泡货物运输车则要求轴 距加长。 3．轮距 轮距影响到车辆总宽、横向通过半径、转向时的通道宽度以及车轴的 横向稳定性。与车宽相适应。对汽车列车，要求挂车轮距和牵引车轮距 一致。
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第二节 专用汽车的总体布置
(五)其它附件的布置 1．消声器 2．燃油箱 3．各胎架 4．后保险杠 5．防护装置 6．阀门箱及泵箱
(1)尽量避免对汽车底盘各总成位置的变动 因为—些总成部件位置的变动，不仅会增加成本，而且也可能影响
到整车性能。但有时为了满足专用工作装置的性能要求，也需要作一些 改动，如截短原汽车底盘的后悬、燃油箱和备胎架的位置作适当调整 等。但改变的原则是不影响整车性能。
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第二节 专用汽车的总体布置
(2)应满足专用工作装置性能的要求，使专用功能得到充分发挥 例如气卸散装水泥罐式汽车的专用功能是利用压缩空气使水泥流态化 后，通过管道将水泥输送到具有一定高度和水平距离的水泥库中。气卸 水泥的主要性能指标是水泥剩余率或剩灰率，为了降低这一指标，可将 罐体布置成与水平线成一定角度，如图所示。
第一章 专用汽车总体设计
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第一节 概述
一、专用汽车设计的特点和要求
特点和要求
专用汽 车设计多 选用定型 的基本型 汽车底盘 进行改装 设计
专用汽 车设计的 主要工作 是总体布 置和专用 工作装置 匹配
针对专 用汽车品 种多、批 量少的生 产特点
对自制件 的设计，应 遵循单件或 小批量的生 产特点，要 更多考虑通 用设备加工 的可能性。
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第二节 专用汽车的总体布置
(5)应尽量减少专用汽车的整车整备质量，提高装载质量 (6)应符合有关法规的要求
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第二节 专用汽车的总体布置
二、整车总体参数的确定
整车总体参数包括尺寸参数和质量参数两大部分。 (一)尺寸参数 1．外廓尺寸
外廓尺寸即指整车的长、宽、高，由所选的汽车底盘及工作装置确定， 但最大尺寸要满足法规要求。例如在我国GB1589—2004“道路车辆外廓尺寸、 轴荷及质量限值”中，明确规定：车辆高不超过4m；车辆宽(不包括后视镜) 不超过2.5m；车辆长：货车不超过12m，半挂汽车列车不超过16.5m，全挂 汽车列车不超过20m。对于货箱整体密封式厢式货车，车长值增加1m，车宽 最大限值为2.55m。但有的国家已放宽某些限制，如英国、德国已有4.2m高 的厢式车。 对于超重型或其它一些特种车辆属于非公路运输车辆，不在此规定的限制之 内。
这样可计算出专用汽车发动机所需要的总功率P为：
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第一节 概述
(二)比功率计算 所谓汽车的比功率Pd是指单位汽车总质量的发动机功率，若不计风
阻，其计算式有 Pd ＝ P／Ma (kw／kg)
专用汽车(含汽车列车)比功率的大致范围是： Ma ＜5×103 kg Pd＝0.015一0.021 kw／kg Ma ≥5×103 kg Pd＝0.0075—0.011 kw／kg Ma ＞19×103 kg Pd＝0.00478—0.007 kw／kg
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第二节 专用汽车的总体布置
3. 总质量ma 所谓总质量是指专用汽车装备齐全,满载(规定值)货物及乘员时的质
量。对于作业型专用汽车，如起重举升车、高空作业车等，总质量主要 由改装后的汽车底盘质量和专用工作装置质量确定，无需考虑装载质量。
为了部分弥补专用汽车装载质量的下降，可采用原车底盘允许的最大 总质量，合理地利用原车底盘的超载能力。一般最大允许可超过原车型 总质量的5％左右。
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第一节 概述
二、专用汽车底盘的选型
所谓二类汽车底盘，即在基本型整车的基础上。去掉货箱。
所谓三类汽车底盘，一般是在基本型车的基础上，去掉货箱和驾驶 室。
常规的厢式车、罐式车、自卸车等通常是采用二类汽车底盘改装设 计。
底盘选型时应满足如下要求： （１）适用性 （２）可靠性 （３）先进性 （４）方便性
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第一节 概述
三、专用汽车的功率平衡和比功率
(一)专用汽车的功率平衡计算
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第一节 概述
若考虑发动机功率有一定的储备，则需要给发动机确定一定的负荷 率，其范围一般在75％一90％。当外载负荷变化大，或车辆行驶所需的 功率估算不准确时，应取下限值，即0.75；当外载负荷变化小，或所需 的功率估算较准确时，取上限值，即0.90，一般负荷率不大于0.90。
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第二节 专用汽车的总体布置
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第二节 专用汽车的总体布置
三、底盘改装部件的布置
在图纸上进行底盘改装部件(如发动机、传动轴、制动系、转向梯形 等)布置之前，要确定基准线，一般以底盘车架的上平面线作为高度基准 ，以前轮中心线作为纵向基准，以汽车中心线(纵向对称平面)作为横向基 准。
(一)发动机的布置 以三类汽车底盘改装专用汽车时，有更换发动机的可能，这时要对发 动机作重新布置，其布置原则为： ①应使整车质心在横向尽量落在纵向对称垂直平面内。 ②尽量降低发动机的位置，以便于传动系的布置和降低整车的质心高 度。但要注意保证适当的地隙及和转向拉杆等杆件间的运动间隙。
(2)合理分级 在装载吨位级别上，要分布合理利于专用车产品的系列 化、通用化和标准化。对于同一底盘，在设计时应尽量提高装载质量。
2．源自文库备质量m0
所谓整备质量是指专用汽车带有全部工作装置及底盘所有的附属设 备，加满油和水，但未载人和载货时的整车质量。整备质量是一个重要 设计指标，对运输型专用汽车的动力性和经济性影响很大。据估计，载 重汽车整备质量减少10%，可使经济性提高8.5％。
目前，随着公路条件的改善，车辆运输速度的提高，比功率有增加的 趋势。例如有的国家规定规，对于大客车、货车(专用车)及汽车列车，其 比功率不能低于0.06kw／kg，以防止车辆的动力性不足，阻碍车流。
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第二节 专用汽车的总体布置
一、总布置的原则
专用汽车总体布置的任务是正确选定整车参数，合理布置工作装置和 附件。使取力装置、专用工作装置、其它附件与所选定的汽车底盘构成 相互协调和匹配的整体，达到设计任务书所提出的整车基本性能和专用 性能的要求。在进行总体布置时应按照以下原则：
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第一节 概述
一、专用汽车设计的特点和要求
特点和要求
工作装 置中的某 些核心部 件和总成 要从专业 生产厂家 中优选
在普通 汽车底盘 上改装要 对一些重 要的总成 结构件进 行强度校 核。
专用汽 车设计应 满足有关 机动车辆 公路交通 安全法规 的要求
专用汽车 在很恶劣的 环境下工作 应有良好的 适应性，工 作可靠，是 要设安全性 装置。
螺纹等连接件。制动管与其它运动件之间应留有足够的自由空间，避免 造成干涉，避免制动软管与金属件的相互摩擦造成的损坏，必要时应增 加防护装置。
2．储气简的布置 储气筒的布置必须便于检查和排水。在某些厢式专用汽车上，储气筒 排水开关上需要多装一个控制操纵开关，操纵杆尽可能安装成水平位置 ,以利于排水开关的操作。
(2)若轴距加大后，传动轴要加长，此时要计算传动轴的临界转速。
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第二节 专用汽车的总体布置
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第二节 专用汽车的总体布置
(三)制动系统的布置 制动系统对专用汽车的安全性有重大影响，因此在对汽车底盘的行
车制动、驻车制动和辅助制动系统作某些改装时，应注意以下事项： 1．管路的布置 在增加制动管路时，应采用与底盘相同的制动管或软管、管夹、管
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第二节 专用汽车的总体布置
3．附加耗气装置的布置 (四)电器装置的布置
1.附加耗电装置的电源 当专用工作装置的驱动系统或控制系统需要电源时，可直接接上底
盘电路、但此时应校核底盘所装用的发电机、蓄电池塘的功率和容量是 否足够，必要时应相应地增大。
2．电器装置的接地 专用汽车所用电器均是负极接地(搭铁)。对于加油或运油车，要有疏 导静电的措施。在加油或供油的专用工作装置(油罐、管路、附件等)与车 架及地面管道之间都要有导线或导体相连，并通过金属链条或专用导电 橡胶板条接地。 3．导线的布置 需延长导线时，应尽量采用与底盘上型号、颜色相同的导线，通过插 接件或接线住相连。当导线穿过车架纵横梁时，应有保护装置。导线的 固定管夹的间距应在200~800 mm之间。
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第二节 专用汽车的总体布置
(2)轴载质量的限值 轴载质量(轴荷)的限定值是确定车辆总质量确定的依据。
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第二节 专用汽车的总体布置
5．轴载质量的分配原则 所谓轴载质量分配是指车辆某一轴的承载质量占整车总质量的百分
比，应分空载和满载两种上况考虑。 改装后的专用汽车轴载质量分配应尽量和原车型靠近。对于单车在
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第二节 专用汽车的总体布置
③ 曲轴中心线与车架上平面必要时可有一定的倾角。一般取 1°~4°，以减少万向节传动的夹角。
④发动机维修保养方便。 (二)传动轴的布置
对于需要变动轴距的车辆，要对传动轴作重新布置，在布置时要特别 注意以下两点；
(1)满载静止时，两传动轴的夹角不大于3 °~4 ° 。 过大的传动轴 夹角，会使传动效率降低，磨损加快。
满载条件下，长头车的前轴质量应达到25％，平头车的前轴质量应达到 30％，对于半挂汽车列车，在空载时，鞍式牵引车驱动桥轴载质量至少 应达到汽车列车总质量的25％。
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第二节 专用汽车的总体布置
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第二节 专用汽车的总体布置
在确定轴载质量分配时，还应满足以下原则： ①轮胎磨损均匀。如对于4x 2型单胎车辆，前、后轴应各占1／2，对 于4×2型后双胎车辆，前轴应占1／3，而后轴应占2／3。 ②允许轴载质量的限制。 ③ 轮胎负荷系数。所谓轮胎负荷系数是指轮胎所受到的静负荷与轮 胎额定负荷之比。一般取0.9--1。 ④操纵稳定性。要求改装后的专用汽车在各种工况下，应具有一定的 不足转向。 ⑤质心位置。在横向，应使左、有车轮的承载质量分配均等，其最大 偏差不得大于3%~4%。在纵向，要满足前面提到的轴载质量分配条件。 在高度位置，应使质心尽可能低。从车辆行驶稳定性考虑，质心高度应 满足以下条件：
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第二节 专用汽车的总体布置
4．前、后悬 汽车的前、后悬直接涉及到汽车的接近角和离去角，一般要求都在
25°以上，至少不小于20 °。前悬应满足车辆接近角和轴荷分配的要 求。前悬与驾驶室、发动机、转向器、前保险杠等总成布置有关。后悬 应满足车辆离去角和轴荷分配的要求的同时还要满足有关标准的规定， 即对于客车和全封闭厢式车辆，后悬不得超出轴距的0.65倍；对于其它 车辆，后悬不得超出轴距的0.55倍，但最长不得超出3.5m。
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第二节 专用汽车的总体布置
但这样布置会使整车质心提高，减少了侧倾稳定角，因此也可以水平 布置，如图所示。所在进行总布置时，要从多方面综合考虑。
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第二节 专用汽车的总体布置
(3)装载质量、轴载质量分配等参数的估算和校核 为适应汽车底盘或总成件的承载能力和整车性能要求，在总布置初 步完成后应对某些参数其中最主要涉及的是装载质量的确定和轴载质量 的分配进行估算和校核，这些参数对整车性能有很大影响。若不满足要 求。应修改总体布置方案。 (4)应避免工作装置的布置对车架造成集中载荷 例如下图混凝土搅拌运输车的布置方案，图(a)的布置形成了明显的 集中载荷，而在图(b)的布置中、由于采用了具有足够刚性的副车架，因 而可将这种集中载荷转化成均布载荷，有利于改善主车架纵梁的强度和 寿命。
4. 轴载质量 最大轴载质量是专用汽车在公路行驶时使用受限制的一个技术参数， 也是公路和桥梁设计载荷标准的依据。
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第二节 专用汽车的总体布置
(1)轴载质量的计算 专用汽车总质量ma和专用工作装置备部件质量及其质心位置确定 后，就可计算轴载质量。下图为某随车起重运输车的总布置图，设m1、 m2为整车前、后轴轴载质量，根据力矩平衡有：
在实际改装过程中，后悬变动比较多。例如对于自卸车，一般要将 所选的普通汽车底盘的后悬变短，而对于有些罐式和厢式汽车，则要将 后悬加长。
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第二节 专用汽车的总体布置
(二)质量参数 1.装载质量me
对装载质量，要考虑以下两方面： (1)用途和使用条件 如货流大，运距长，宜用大吨位，便于提高生产
率、降低运输成本；而对于货流多变、运距短的运输，则宜采用中、小 吨位车辆。