車(chē)廂之相

文_宋喜秀

車(chē)廂之相

文_宋喜秀

自卸車(chē)車(chē)廂猶如花兒開(kāi)放：有的含羞封閉，有的寬闊敞亮；有的3面翻，就地取向；有的一車(chē)雙廂，并蒂成雙。千姿百態(tài)的車(chē)廂之相，不斷豐富著自卸車(chē)車(chē)廂的功能性。

車(chē)廂是自卸車(chē)上裝的主體，特別是全金屬焊接結(jié)構(gòu)的車(chē)廂，既擔(dān)當(dāng)作業(yè)任務(wù)，又扮演形象大使，其結(jié)構(gòu)形式、斷面形狀、剛度、韌性直接影響自卸車(chē)的經(jīng)濟(jì)性、安全性、生產(chǎn)效率和節(jié)能減排效能。

自卸車(chē)按運(yùn)載貨物性質(zhì)可分為2類：一類是為“鐵公基”(鐵路、公路基本建設(shè))及房地產(chǎn)工程建設(shè)服務(wù)的工程類自卸車(chē)，主要運(yùn)輸建筑物料及建筑垃圾；一類是為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及城鄉(xiāng)居民生活服務(wù)的物流類自卸車(chē)，主要運(yùn)輸生產(chǎn)生活物資、工業(yè)廢品及生活垃圾。

按車(chē)廂卸貨方式分類，可分為后翻、側(cè)翻、2面翻、3面翻等多種翻轉(zhuǎn)形式，其中3面翻又有一車(chē)雙廂3面翻和舉一翻三2種翻轉(zhuǎn)模式。

1 外形之型

1.1 矩形車(chē)廂

長(zhǎng)方體結(jié)構(gòu)的矩形車(chē)廂，外形酷似火柴盒。因?yàn)樯a(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，空間布局簡(jiǎn)潔，能夠提高載質(zhì)量，長(zhǎng)期以來(lái)備受青睞。

矩形車(chē)廂由前后左右4塊廂板及車(chē)廂底板拼焊而成。根據(jù)車(chē)廂開(kāi)門(mén)數(shù)量的不同，有單開(kāi)門(mén)、雙開(kāi)門(mén)、3開(kāi)門(mén)、4開(kāi)門(mén)、5開(kāi)門(mén)、門(mén)中門(mén)等多種構(gòu)造形式。為了方便開(kāi)門(mén)，門(mén)與門(mén)之間都設(shè)計(jì)有類似于門(mén)框的立柱、橫梁等結(jié)構(gòu)。

矩形車(chē)廂也有先天不足：2個(gè)直角底角容易滯留夾雜貨物，成為藏污納垢的死角；兩個(gè)側(cè)廂板的面積過(guò)大時(shí)，還容易因“漲肚”而偏心偏載，從而形成側(cè)翻隱患；還有加開(kāi)小門(mén)、加裝高邊的，導(dǎo)致底板不堪重負(fù)而斷裂等。

1.2 U形車(chē)廂

為了克服矩形車(chē)廂的局限性，U形ω形車(chē)廂應(yīng)運(yùn)而生。

U形車(chē)廂有圓角形截面與多邊形截面2種基本形式。根據(jù)加強(qiáng)筋設(shè)置位置的不同，又有外置加強(qiáng)筋與內(nèi)置加強(qiáng)筋2種結(jié)構(gòu)形式。

由于U形車(chē)廂總體結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單流暢，邊角無(wú)死角，且大多采用高強(qiáng)度板沖壓成型，所以具有強(qiáng)度更高、自質(zhì)量更輕、卸貨更徹底、貨物重心更容易居中等突出優(yōu)勢(shì)。U形車(chē)廂與矩形車(chē)廂相比，不足之處在于直角變圓角，容積變??；造型無(wú)立柱，加高困難；受運(yùn)輸市場(chǎng)道路收費(fèi)高、裝載不規(guī)范等多種因素影響，自卸車(chē)尤其是工程自卸車(chē)為了增加載質(zhì)量，倒逼車(chē)廂輕量化。在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率下，車(chē)輛總質(zhì)量有限值：車(chē)廂越做越大、板料越用越厚、自質(zhì)量越來(lái)越重，反而影響了載質(zhì)量，因此車(chē)主主觀上有輕量化的需求；客觀上又有節(jié)能減排的環(huán)保呼聲推波助瀾。所以，車(chē)廂、車(chē)輛輕量化成大勢(shì)所趨。

要想使車(chē)廂輕量化，有2種方式：一種是強(qiáng)度換厚度：車(chē)廂的結(jié)構(gòu)形式不變，用高強(qiáng)度鋼板代替低強(qiáng)度鋼板從而降低材料厚度。另一種是優(yōu)化車(chē)廂結(jié)構(gòu)和高強(qiáng)度鋼板并舉的辦法——U形車(chē)廂結(jié)構(gòu)，在減少底部橫向加強(qiáng)筋數(shù)量和直接降低車(chē)廂質(zhì)量的同時(shí)，又用高強(qiáng)度板材替代低強(qiáng)度板材，降低車(chē)廂自質(zhì)量。

1.3 ω形車(chē)廂

大ω形自卸車(chē)車(chē)廂由前廂板、L型側(cè)邊板、中間加強(qiáng)筋、后部加強(qiáng)筋、縱梁、橫梁、ω形底板、連接板等構(gòu)件組成。ω形底板兩邊分別與L型側(cè)邊板焊接連接，下部焊接有2根平行的縱梁；凸型橫梁布局在2根縱梁與ω形底板形成的凸型空間上，橫梁上部凸面與ω形底板貼合，兩端與2根縱梁之間均為T(mén)型接頭焊接；兩側(cè)邊板上部、中部分別有橫梁及中間加強(qiáng)筋予以加固；兩側(cè)邊板后端分別焊接有后部加強(qiáng)筋。

中間ω形底板與兩側(cè)邊板拼裝結(jié)合后，從廂體橫截面看，其結(jié)構(gòu)為中間弧形凸起、兩側(cè)凹下的一個(gè)大ω造型，所以被稱為大ω形車(chē)廂。大ω形車(chē)廂的中間凸弧形底板結(jié)構(gòu)與車(chē)廂的失效模式高度契合，所以能夠增強(qiáng)底板的抗沖擊能力，延長(zhǎng)車(chē)廂的使用壽命。大ω形車(chē)廂的美中不足之處是底板結(jié)構(gòu)復(fù)雜，生產(chǎn)成本相對(duì)較高。

小ω形車(chē)廂的底板與兩側(cè)邊板均由模壓成型的ω形高強(qiáng)度鋼板拼焊而成，從而取代了縱橫交錯(cuò)的各種加強(qiáng)筋。二者相比，小ω形車(chē)廂的輕量化幅度更高，制造成本也更低一些。

1.4 車(chē)廂變形的基本原則

車(chē)廂變形，萬(wàn)變不離其宗，主要有以下4項(xiàng)基本原則。

首先，剛度相當(dāng)。自卸車(chē)是由車(chē)輪、車(chē)廂、車(chē)架、懸架等多個(gè)剛度單元組成的彈性體。從整體角度而言，各個(gè)剛度單元的剛度應(yīng)該基本相等，整車(chē)應(yīng)該是一個(gè)等剛度體，才能使整車(chē)效能最大化。如果車(chē)廂任意“蠻拼”，車(chē)輛整體將潰不成軍，車(chē)輪、車(chē)架、懸架問(wèn)題不斷，都將加重車(chē)主的使用成本，使其得不償失。

其次，剛?cè)嵯酀?jì)。材料力學(xué)原理表明，剛度和變形量成反比。車(chē)廂底板厚度已經(jīng)達(dá)到10 mm～14 mm，不規(guī)范裝載載荷、不規(guī)則路面顛簸等反復(fù)沖擊造成的斷底板、斷縱梁的現(xiàn)象仍層出不窮。

再次，適可而止。平心而論，如今的車(chē)廂強(qiáng)度已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)QC/T 29058—1992《載貨汽車(chē)車(chē)箱技術(shù)條件》的規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)，“超人”們應(yīng)該適可而止。從車(chē)輛的全生命周期來(lái)講，給底板剛度、縱梁韌性都留出余地的標(biāo)載運(yùn)輸才是最佳選擇。

最后，優(yōu)化美化。有人認(rèn)為，轎車(chē)如愛(ài)人，且行且珍惜；卡車(chē)如仆人，活該讓它透支。其實(shí)不然，對(duì)于愛(ài)人愛(ài)車(chē)愛(ài)生活的現(xiàn)代人來(lái)說(shuō)，結(jié)構(gòu)優(yōu)化、造型優(yōu)美是選擇產(chǎn)品的重要考量。

表1 3種車(chē)廂特性比較

2 廂底之喜

自卸車(chē)貨廂底部也暗藏玄機(jī)，看看有哪些“壓廂底”的細(xì)節(jié)帶給我們新的驚喜。

2.1 一舉兩得，廢氣再利用

我國(guó)北方寒冷地區(qū)冬季運(yùn)載貨物時(shí)，諸如鐵粉、粘土等粘性稍大的貨物很容易與車(chē)廂底板凍結(jié)在一起，出現(xiàn)自卸車(chē)卸不干凈貨物的問(wèn)題，于是就有了底板加熱式保暖車(chē)廂。

率先面世的是對(duì)底板縱梁和橫梁進(jìn)行加熱的梁腔通氣加熱方案。該技術(shù)首先將車(chē)廂底板的縱梁和橫梁的梁腔打通，然后將梁腔形成的管道串入汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣尾段之中。利用尾氣的余熱對(duì)梁腔加熱，進(jìn)而通過(guò)金屬導(dǎo)熱效應(yīng)將整個(gè)車(chē)廂底板加熱。由于這種加熱方案保留了車(chē)廂單底板的基本結(jié)構(gòu)，所以被稱之為單層底板加熱式車(chē)廂。

與單層底板加熱方案對(duì)應(yīng)的是雙層底板加熱式車(chē)廂。雙層底板加熱式車(chē)廂包括上底板、下底板。底板橫梁、底板縱梁分別與下底板聯(lián)接，側(cè)廂板分別與前后廂板及上下底板聯(lián)接，形成中空的船底式密封夾層；夾層末端設(shè)有排氣口，前端設(shè)有進(jìn)氣孔；夾層空間設(shè)計(jì)有交錯(cuò)布置的擋風(fēng)橫梁，使夾層形成迷宮式通氣道。雙層底板加熱方案解決了單層底板加熱式車(chē)廂存在的底板加熱不均勻、加熱效果不理想的問(wèn)題。

底板加熱式保暖車(chē)廂不僅提高了能源利用率，降低了自卸車(chē)尾氣的煙度和排放噪聲，同時(shí)夾層底板結(jié)構(gòu)也增強(qiáng)了車(chē)廂的負(fù)載能力，可謂一舉多得的好方案。

除此之外，自卸車(chē)車(chē)廂在設(shè)計(jì)上還有其他細(xì)節(jié)值得注意。

首先，嚴(yán)格控制余熱，避免出現(xiàn)火災(zāi)等事故。因此要安裝自動(dòng)滅火系統(tǒng)，以做到有備無(wú)患。

其次，底盤(pán)余熱除尾氣之外，還有更給力的解決方案——在車(chē)廂內(nèi)加裝推板式助推裝置，同樣能夠?qū)⒄尺B的殘?jiān)Ｍ燎謇砀蓛?。?dāng)然，在底板上加裝耐磨不粘的新材料襯板也會(huì)有立竿見(jiàn)影之效。

最后，巧妙設(shè)計(jì)底板底盤(pán)系統(tǒng)的細(xì)節(jié)，還可以實(shí)現(xiàn)舉“3面翻”的自卸功能。

2.2 3 面翻自卸車(chē)

在人多地少的歐洲街頭、在城市空間狹窄地帶的作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)，1個(gè)車(chē)廂3面翻的自卸車(chē)隨處可見(jiàn)，曼恩、福特、沃爾沃等知名企業(yè)曾一度將其作為自卸車(chē)的代表車(chē)型推而廣之。

集左傾、右傾、后翻功能于一體的3面翻自卸車(chē)，由翻轉(zhuǎn)絞軸機(jī)構(gòu)、車(chē)廂聯(lián)動(dòng)機(jī)構(gòu)、油缸舉升裝置、安全限位裝置及電子控制裝置等5大功能模塊組成。

翻轉(zhuǎn)絞軸機(jī)構(gòu)由4組球面鎖銷(xiāo)組成。球面鎖銷(xiāo)焊接在車(chē)廂底板的4個(gè)對(duì)角位置，與之對(duì)應(yīng)的4個(gè)球面鎖座則固定在底盤(pán)大梁上。4組球面鎖銷(xiāo)的離合裝置在電子控制裝置操縱下兩兩組合，分別組成了左、右、后3個(gè)方向的翻轉(zhuǎn)絞軸機(jī)構(gòu)。安全限位裝置是為了防止車(chē)輛在車(chē)廂翻轉(zhuǎn)過(guò)程中失控翻車(chē)而設(shè)置的——輕型車(chē)的安全限位裝置可以是1根鋼絲繩，而重型車(chē)的安全限位裝置會(huì)相對(duì)復(fù)雜一些。

要實(shí)現(xiàn)3面翻功能，舉升油缸必須滿足4個(gè)安裝條件：一是采用單只油缸，而且必須是安裝尺寸短而工作行程長(zhǎng)的套筒式多級(jí)油缸；二是布置在車(chē)廂腹部，在中部崛起；三是上下兩端均用萬(wàn)向球頭分別與車(chē)廂底板及底盤(pán)大梁連接；四是舉升油缸升降、球面鎖銷(xiāo)啟閉及對(duì)應(yīng)的左右后門(mén)板的開(kāi)關(guān)聯(lián)動(dòng)，應(yīng)該在電子控制裝置統(tǒng)一控制下，按照設(shè)計(jì)的程序同步動(dòng)作。這4方面的安裝條件使車(chē)廂外形尺寸和載質(zhì)量受到了限制，對(duì)于想要超載超限運(yùn)輸?shù)能?chē)主來(lái)說(shuō)，這種車(chē)廂可望而不可即。

但隨著車(chē)廂底板技術(shù)的逐步普及，國(guó)內(nèi)的超載情況有所緩解，城鎮(zhèn)化建設(shè)更是方興未艾，靈活機(jī)動(dòng)的3面翻自卸車(chē)遲早會(huì)有一席之地。

2.3 因“底”制宜，非常規(guī)卸貨方式

雖然3面翻自卸車(chē)離我們還有段距離，但非常規(guī)卸貨方式的自卸車(chē)已經(jīng)在許多地區(qū)初露端倪。目前，非常規(guī)卸貨方式有卷簾式滾筒自卸車(chē)和擠壓式推板自卸車(chē)2種基本型式。

滾筒自卸車(chē)因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳動(dòng)系統(tǒng)有動(dòng)力不足的局限性，使其市場(chǎng)推廣過(guò)程相當(dāng)吃力；推板自卸車(chē)的推板機(jī)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單一些，但應(yīng)用于超長(zhǎng)、超高、超載的車(chē)廂上時(shí)，同樣顯得力不從心。

3 貨運(yùn)之允

縱覽車(chē)廂，車(chē)廂的結(jié)構(gòu)特征還必須滿足裝載、配載、卸載的不同貨運(yùn)業(yè)務(wù)特點(diǎn)，才能使車(chē)盡其能，物盡其流，將卸貨靈活性與載貨多樣性相得益彰。

3.1 非公路自卸車(chē)：礦斗翹尾

非公路自卸車(chē)是傳統(tǒng)自卸車(chē)與工程機(jī)械相結(jié)合而產(chǎn)生的新車(chē)種。其工作特點(diǎn)為運(yùn)程短、承載重，常用大型電鏟或液壓鏟進(jìn)行裝載，往返于采掘點(diǎn)和卸礦點(diǎn)。

礦用自卸車(chē)車(chē)廂簡(jiǎn)稱礦斗，一般為全金屬全焊接結(jié)構(gòu)，鏟斗型底板后部翹起，坡度角一般為8°～15°，無(wú)后攔板；底板由高強(qiáng)度、高硬度、抗沖擊的優(yōu)質(zhì)鋼板焊接而成，以適應(yīng)非公路惡劣工礦的運(yùn)輸和工程工地上粗暴的礦料裝載方式，使用壽命一般要求超過(guò)10年。

翹尾是礦斗的標(biāo)志性結(jié)構(gòu)。不論是整體式，還是鉸接式，礦用自卸車(chē)幾乎全部采用鏟斗型底板，并將其尾部高高翹起。究其原因：貨物大，運(yùn)距短，裝卸頻繁，翹起的尾部既能代替后門(mén)防止礦物撒漏，又便于裝載和卸貨作業(yè)。值得注意的是，在目前霧霾問(wèn)題日趨嚴(yán)重的情況下，露天采礦產(chǎn)生的粉塵污染飽受詬病，翹尾礦斗的命運(yùn)也不容樂(lè)觀。

3.2 車(chē)箱加蓋

3.2.1 渣土車(chē)

早期的渣土車(chē)經(jīng)常會(huì)拋灑建筑廢料等污染物，影響居民生活，污染城市環(huán)境，同時(shí)由于渣土車(chē)自身重心較高、盲區(qū)較多，由渣土車(chē)所引起的交通事故也屢見(jiàn)不鮮，有的地方干脆稱其為泥頭車(chē)、“大禍車(chē)”以表達(dá)不滿。

渣土車(chē)加蓋防止掉渣的同時(shí)，對(duì)車(chē)廂后門(mén)啟閉裝置的要求也更加嚴(yán)格：鎖啟機(jī)構(gòu)必須鎖緊可靠，密不露縫，防止渣土從后門(mén)遺撒。嚴(yán)格密封形成的阻力與靈活啟閉需要的動(dòng)力是相互對(duì)立的矛盾，為了兼容2種特性，有的渣土車(chē)車(chē)主直接定制了液壓后門(mén)的高端配置。

渣土車(chē)的用途是運(yùn)送沙石等建筑物料的，準(zhǔn)入門(mén)檻低，運(yùn)價(jià)之低可想而知。配置液壓驅(qū)動(dòng)式后門(mén)，無(wú)疑會(huì)增加渣土車(chē)運(yùn)營(yíng)商的購(gòu)置成本。

不僅如此，城建、城管、運(yùn)管等城市執(zhí)法部門(mén)還聯(lián)合打出了“凈身出戶”、電子監(jiān)控、衛(wèi)星定位等全方位限行的組合拳，使渣土車(chē)運(yùn)營(yíng)商的營(yíng)運(yùn)成本居高不下。隨著房地產(chǎn)經(jīng)濟(jì)由支柱產(chǎn)業(yè)向基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的下行變化，渣土車(chē)市場(chǎng)增量部分將進(jìn)一步細(xì)分，市場(chǎng)存量的增幅也必將進(jìn)一步收緊。

3.2.2 集裝箱自卸車(chē)

渣土車(chē)加蓋板、蓋布，在操作系統(tǒng)控制下就會(huì)形成1個(gè)完整的封閉空間，從而與集裝箱的功能更加接近了。近幾年來(lái)，能實(shí)現(xiàn)集裝箱內(nèi)散裝貨物自卸的集裝箱自卸車(chē)，以較好密封性，充分顯示了散裝貨物集裝化、人工裝卸自卸化的優(yōu)越性。

車(chē)廂敞口不離車(chē)，貨箱有貨須封口。由此看來(lái)，車(chē)廂作為自卸車(chē)等專用汽車(chē)的上裝，還應(yīng)當(dāng)“好馬配好鞍”。否則，就會(huì)失去與汽車(chē)底盤(pán)的聯(lián)動(dòng)功能或匹配價(jià)值。

3.3 一車(chē)雙廂

翹尾的礦斗能夠裝運(yùn)礦物，加蓋的車(chē)箱可以轉(zhuǎn)運(yùn)渣土。表面看來(lái)，各取所需，各有所長(zhǎng)。殊不知，這種單一的裝貨卸貨方式也有明顯的局限性，比如遇到2種不能混裝的貨物需要同時(shí)運(yùn)輸時(shí)，1輛自卸車(chē)就必須2次分別作業(yè)，才能完成運(yùn)輸任務(wù)。在這種情況下，一車(chē)雙廂的組合式3面翻自卸車(chē)就能派上用場(chǎng)。

一車(chē)雙廂3面翻自卸車(chē)由前后2個(gè)車(chē)廂組合而成。前邊的車(chē)廂可以通過(guò)變換與底盤(pán)車(chē)架翻轉(zhuǎn)軸心的鉸接點(diǎn)，隨機(jī)選擇向左或向右側(cè)翻，而后邊的車(chē)廂可以后翻，所以被稱作組合式3翻車(chē)。

根據(jù)運(yùn)輸市場(chǎng)運(yùn)輸業(yè)務(wù)特點(diǎn)，組合式3翻車(chē)既可以制作成一車(chē)雙廂的單機(jī)整車(chē)，也可以制作成半掛車(chē)等多種形式；單個(gè)車(chē)廂也可以通過(guò)加裝內(nèi)部隔斷形成的獨(dú)立空間，裝載單次物流需要同時(shí)運(yùn)送的多種貨物。

當(dāng)然，為了保持車(chē)輛的安全平穩(wěn)狀態(tài)，正確的卸貨流程應(yīng)該是先卸完后廂，再卸前廂，避免前廂空載造成車(chē)輛重心后移，以至于后卸后廂時(shí)出現(xiàn)駕駛室翹頭的危險(xiǎn)情況。同時(shí)，前廂的后門(mén)已無(wú)開(kāi)關(guān)功能，應(yīng)該設(shè)計(jì)成封閉門(mén)板；而兩側(cè)的懸吊式翻轉(zhuǎn)門(mén)因?yàn)閷挾容^長(zhǎng)，很容易發(fā)生扭曲變形，所以應(yīng)該有輔助的防松防漏防變形措施加以固定。

貨運(yùn)之允，以人為本——礦斗渣斗組合斗，側(cè)翻后翻樣樣有；礦斗敞亮無(wú)后門(mén)，渣斗封閉不留口；一車(chē)雙廂3面翻，左右逢源細(xì)分流。然而，自卸車(chē)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)因?yàn)橘I(mǎi)方市場(chǎng)的日益成熟而日趨白熱化，遠(yuǎn)非礦斗、渣斗、組合斗割據(jù)細(xì)分這么簡(jiǎn)單。

只需多思考，就可以做得更好。面對(duì)汽車(chē)產(chǎn)能過(guò)剩的大背景和經(jīng)濟(jì)總量微增長(zhǎng)的新常態(tài)，自卸車(chē)車(chē)廂及整車(chē)生產(chǎn)企業(yè)應(yīng)該深耕細(xì)作，通過(guò)外形特點(diǎn)、底細(xì)優(yōu)勢(shì)、貨運(yùn)功能定位、市場(chǎng)賣(mài)點(diǎn)推廣等細(xì)節(jié)的點(diǎn)滴突破，讓車(chē)廂之相，輛輛閃亮，日日興旺。