重型自卸车主副一体式专用车架设计

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1、重型自卸车主副一体式专用车架设计I第一章绪论2012年，据国务院发展研究中心预测，今后10到15年，全国每年GDP新增量中将有16%-17%由汽车产业提供，汽车将成为对中国国民经济拉动力最强的产业。中国汽车工业协会统计数据显示，2012年全国汽车产销分别为1927.18万辆和1930.64万辆，中国汽车产销双双再次刷新全球纪录，连续四年蝉联世界第一[[1]陈士华.2012年汽车及摩托车工业经济运行情况[N]．中国汽车报，2013-1-11（8）．]。随着汽车工业的快速发展，汽车产品竞争日益激烈，为满足差异化的

2、需求，市场细分成为一种必然趋势。在商用车领域这种趋势更加明显，市场细分使得专用车的发展前景更加广阔，商用车专用化时代已然到来。2012年我国自卸车共销售14.7万辆，作为专用车领域所占比例较大的自卸车，其专用化具有很大的发展前景，工程专用自卸车是一个很有发展潜力的行业[[2]孙博，胡顺安，周俊等.国内非公路矿用自卸车发展现状研究[J].煤矿机械，2010，(08):15-16.]。1.1课题的来源和意义1.1.1课题来源本研究得到了山西省高新技术产业化项目（项目名称：工程专用自卸车开发，项目编号：2011-2

3、368）、山西省科技重大专项项目（项目名称：LNG液化天然气重型载货车，项目编号：20111101035）、山西省自然基金项目（项目名称：基于用户使用条件的典型工况重型自卸车燃油经济性分析研究，项目编号：2012011024-2）以及山西省优秀研究生创新项目（项目编号：2012-3025）的支持。本文结合项目对重型自卸车车架进行专用化设计。1.1.2课题研究的意义我国自卸车底盘的研发不能适应工程专用自卸车发展的趋势。虽然国家一直强调治理超载以及不断推出“节能减排”政策，国内专用车厂也对自身产品进行了轻量化设计

4、，但是结果并不理想。自卸车上装企业与主机厂一般分离开来，自卸汽车上装的开发和生产以改装为主要渠道，通常是87在整车厂家提供的基础通用底盘上加装副车架的方式实现。这种以改装为主要手段的自卸汽车的开发，使得自卸作业部分与底盘的匹配不尽合理、整车技术含量较低、整车性能和使用寿命降低。底盘专用化是实现工程专用自卸车开发的一种重要途径，车架作为汽车的装配基体和承载基体是底盘最重要的组成部分，其性能关系到整车的寿命，因此，开展适应于自卸车专用底盘的车架设计具有重要意义。国内许多自卸车车架存在变形、断裂等问题。这是因为传统

5、的自卸汽车副车架与主车架设计属于经验性设计，在其它同类成熟车型车架结构的基础上，通过测绘等手段反求出所设计产品的结构参数，借助类比方法设计出产品，这种设计方式仅仅是验证了原设计方案的可行性，不能主动获得所设计车架的结构形状和参数。即使是在原方案上所做出的改进设计，其方法并不科学，一般由改装车厂家提出对车架进行局部加强和安装加强板、增加横梁的数量等。其结果导致车架的局部强度不断增大，出现刚度突变，使得易断裂部位转移到车架其他位置，结构的整体强度不均匀，材料强度特性不能够得到合理利用[[1]张红涛，赵建霞，李芳等

6、.前顶自卸车上装减“副”探析——前顶自卸车上装结构设计需打破传统[J].商用汽车,2010,(S9):57-60.]。本文应用有限元分析技术，采用结构优化的手段，旨在设计一款自卸车专用底盘的车架，以期达到降低整车重心以及轻量化的目的。其意义如下：1）底盘专用化的需求目前，国内重型载货自卸汽车的开发和生产以配置上装方式——改装为主渠道。通常由具有改装资质的厂家，在整车厂家提供的基础通用底盘上进行专用化二次设计进行改装生产。为了满足不同工程环境及使用工况的需求，改装厂家在上装作业专用化设计时，往往对底盘提出专用化

7、的结构需求，但整车厂提供的批量生产的基础通用底盘又不可能实现这种多样性结构变化。由于上装与底盘不协调，改装厂家通常会根据上装需求，局部改变底盘的结构，同时对底盘承载系统也进行改装。这种以改装为主要手段的自卸汽车的开发，使得自卸作业部分与底盘的匹配不尽合理、改装成本难以降低、整车技术含量较低，整车性能和使用寿命降低，故障率较高，其故障模式统计通常以底盘故障率占较大比例。底盘专用化可以最大程度的实现整车的优化设计，使产品适应性更佳，制造成本降低；同时，掌握专用车总体开发技术是生产企业保持自主创新，占有国内市场绝对

8、份额的战略需要。2）有效降低汽车重心，提高汽车行驶稳定性行驶稳定性是衡量车辆性能的重要指标，“低重心”在车辆行驶过程中具有无法比拟的优越性，如果在高重心状态下颠簸行驶，稍有不慎便有侧翻危险，自卸车由于重心较一般载重货车高，发生侧翻的几率更高，这也是自卸车需要迫切解决的问题之一。自卸车副车架截面高度一般在200mm87左右，去除副车架后，为保证车架强度，主车架纵梁高度虽略有增加，但相对同车型车箱底部距