輕量化鋁合金翼開啟廂式半掛車的研制

魏清嶺

【摘 要】隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和物流運輸業(yè)的日益繁榮，結(jié)合交通部關(guān)于加快貨運車輛廂式化進程，力爭用5～8年時間逐步淘汰現(xiàn)有普通敞蓬貨車，實現(xiàn)貨物無裸露運輸”等若干規(guī)定的逐步推行。廂式汽車需求量日益增長，輕量化的翼展廂式半掛車將具有廣闊的市場發(fā)展前景。

【關(guān)鍵詞】輕量化；鋁合金；翼開啟廂車

1.主要結(jié)構(gòu)

翼開啟廂式半掛車主要由底架組成、端墻組成、頂縱梁、側(cè)翼展組成、液壓舉升機構(gòu)等幾部分組成。

1.1車架組成

1.1.1車架結(jié)構(gòu)

車架是整個車廂的安裝基礎(chǔ)，受力比較大。因此底架縱梁采用160冷彎槽鋼，橫梁采用T700材質(zhì)的W型貫通梁，地板采用2.5mm鋼板，組焊而成的框架結(jié)構(gòu)。車架為成熟的有大梁結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)可靠，整體強度、剛度好。由于貫通橫梁的采用使車架抗彎、抗扭能力極大增強。從而提高了底架的強度和剛度。

邊梁上設(shè)有貨物固定栓?？捎镁o繩器固定貨物。底板兩側(cè)稍高中部稍低，兩側(cè)貨物均向中部傾斜便于固定。行走機構(gòu)中除延續(xù)傳統(tǒng)成熟部件外，還采用了4片板簧懸掛，鋁合金鋼圈均滿足車輛產(chǎn)品公告技術(shù)審查規(guī)范性要求又滿足了產(chǎn)品輕量化的需求。

1.1.2車架組成有限元計算

1）最大位移為8.18mm

2）扭轉(zhuǎn)工況

top面187.29MPa

bottom面214.73MPa

3）結(jié)論：

在滿載時，作為主要承載力部件，底架最大變形量是8.18mm；最大應(yīng)力值是214.73MPa，小于該處AG700材料屈服極限，具有較大的安全系數(shù)。

1.2端墻組成

前端墻是由高強度鋼板冷彎成型的槽型件、矩管型材及t2mm鋼板組焊而成的框架結(jié)構(gòu)，主要由立柱、上橫梁、中間縱橫梁、端墻板等部件組成。

后端墻是由門框和后門組成兩個部分組成。后門組成主要由玻璃鋼復(fù)合門板、密封膠條、不銹鋼合頁、不銹鋼鎖件等組成。整體安裝在后門框與底架尾梁之間。

1.3頂縱梁組成

頂縱梁采用鋁合金代號為6061-T6材質(zhì)的雙腹板工字型結(jié)構(gòu)拉擠型材。通過連接件、緊固件與前后端墻組成形成框架結(jié)構(gòu)。通過連接件與側(cè)翼組成連接，形成廂體。

1.4側(cè)翼展組成

側(cè)翼組成為整個側(cè)板與半邊頂板組成的一個“L”型整體側(cè)翼結(jié)構(gòu)，側(cè)板、頂板主要采用鋁合金型材與極少量的高強度鋼冷彎件鉚接而成的框架結(jié)構(gòu)。廂板為1mm厚度代號5052-T5的鋁合金板材壓型而成，與側(cè)板、頂板框架采用鋁合金拉鉚釘、拉絲鉚釘鉚接而成。主要鋁合金受力件除采用緊固件連接結(jié)構(gòu)外，還專門在兩種型材之間增設(shè)了貫通型配合結(jié)構(gòu)，大大降低了緊固件被破壞的風險。有效增強了側(cè)翼結(jié)構(gòu)的整體性、可靠性（圖4）。兩側(cè)翼的鉸接部位密封非常重要，如果處理不好會產(chǎn)生漏雨現(xiàn)象。連接部位選用防曬抗老化的特殊材料，兩邊用膠粘接在兩側(cè)翼上，為防止頂部漏雨和積水結(jié)構(gòu)設(shè)計成中部高兩邊低的形勢。側(cè)翼前后兩端設(shè)有裝飾罩，用來密封廂體前后端，防止雨水滲入。

1.5液壓舉升機構(gòu)

液壓舉升機構(gòu)是通過電動控制系統(tǒng)控制液壓動力單元、液壓舉升裝置來實現(xiàn)側(cè)翼的開啟、關(guān)閉和任意位置中停三種工作狀態(tài)的。舉升裝置每側(cè)翼展前、后端都設(shè)有液壓缸，上端與翼展骨架相連，底部固定在前、后端墻上端。廂體底部設(shè)有一24V動力單元，動力單元為組合總成。包含起動機、電機、液壓泵、電磁換向閥、液壓油箱等部件。該裝置利用蓄電池的電能驅(qū)動通過液壓管路將將動力傳輸給液壓缸實現(xiàn)側(cè)翼開啟。廂體后端兩側(cè)各設(shè)有一控制按鈕，分別控制單側(cè)側(cè)翼的開啟。

油缸缸徑63毫米、行程400毫米，額定壓力16MPa。側(cè)翼展，油缸活塞桿，油缸缸體3個構(gòu)件，構(gòu)成3個轉(zhuǎn)動副，一個移動副，側(cè)翼板只有一個繞Z軸轉(zhuǎn)動的自由度。油缸行程400毫米達到頂點，此時對應(yīng)的翻轉(zhuǎn)角83度。

2、主要特點

1）可形成敞開式車廂。便于機械集裝化裝卸貨物，提高裝卸效率。13m長普通廂式車裝卸貨約需卸貨約需1.5—2小時，翼展式廂車約需20-30分鐘，可成倍提高效率。

2）利用蓄電池電能控制電液系統(tǒng)，作簡便、能環(huán)保。

3）側(cè)翼骨架大量采用鋁合金和高強度鋼薄板壓形件，蒙皮選用優(yōu)質(zhì)鋁合金彩涂板結(jié)構(gòu)，質(zhì)量輕、強度高。由于大量采用了鋁合金材料使車輛整備質(zhì)量得到有效控制，充分體現(xiàn)了輕量化設(shè)計的理念。

4）廂體設(shè)有完善的密封裝置、防雨性能良好。

5）廂體底板兩側(cè)設(shè)有專用捆綁帶固定栓，便于貨物固定。

3、結(jié)語

隨著我國集裝化快裝快卸物流運輸模式的不斷發(fā)展，翼開啟廂式半掛車將以其特有的優(yōu)勢逐步成為國內(nèi)物流運輸裝備中的領(lǐng)軍產(chǎn)品。而備受業(yè)界推崇。

【參考文獻】

【1】基于有限元分析的廂式運輸半掛車的強度校核[J].喬莉.機械工程師.2016（12） .