主副梁一体化自卸车车架改进

王晓萍,李 军

(湖北工业职业技术学院 机电工程系,湖北 十堰 442000)

汽车车架主要用于支承车身，承受汽车载荷，固定汽车大部分零部件和总成。对汽车车架的基本要求是：要求车架具有足够的强度，合适的刚度，同时要尽量减轻重量；在良好路面行驶的汽车，车架应布置得离地面近一些，有助于降低汽车的重心，增强汽车的行驶稳定性，车架的形状设计尺寸还应保证前轮转向要求的空间；车架的设计还应该满足汽车中布置的要求[1]。

1 背景技术

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，开发设计适用于自卸车专用底盘的自卸车车架具有重要意义。现有自卸车车架均由主车架和副车架两部分组成，利用U型螺栓将副车架与主车架连接，此结构制造成本高，加工难度大，装配工艺复杂，整车自重大。而且由于各企业技术水平和生产能力参差不齐,甚至有很多小厂家对自卸车的设计不够重视,零部件布置不合理等,由此引起车架变形与断裂的质量事故频繁发生。其中由于副车架和底盘主车架联接方式不合理引起的质量问题较为典型,比如:副车架断裂、副车架与底盘主车架联接失效造成在举升过程中整车侧翻等,给客户和生产厂家造成很大的经济损失。

2 研究意义及改进方案

2.1 课题研究的意义

自卸汽车轻量化是自卸车发展过程中的一项关键性研究课题，汽车轻量化可以降低燃油消耗，车辆每减重100 kg，每公里燃油消耗平均减少0.5 L[2]。1～5自卸车副车架自身质量一般在500～700 kg，大约占底盘重量的5%，去掉副车架的主副梁一体化车架可以有效降低整车质量，降低燃油消耗，提高装载质量，从而提高运输效率。

本着自卸汽车轻量化设计的理念，并有效解决以上问题，十堰瑞恒汽车装备有限公司提出一种主副梁一体化自卸车架，通过对现有的装有副车架自卸车车架结构进行分析，提出设计硬点参数，在原有的结构基础上，取消副车架，提出直接与上装作业部分实现对接的专用自卸车车架总成结构设计方案。从而减少制造成本，降低加工难度，简化装配工艺，减轻整车的总质量，而且可降低整车的重心，提高自卸车行驶稳定性与安全性，同时达到与原有结构自卸车的功能及使用性能。

2.2 改进方案设计

为此，我们提出一种技术改进方案为：在原有结构基础上，取消副车架，设计主副梁一体化自卸车架。此车架由车架本体、油缸支架连接板、车厢挡板、车架垫板、车架主梁局部加强板、缓冲梁和翻转套管等组成(图1，图2)。其中油缸支架连接板、车厢挡板均通过螺栓与车架连接，且支架连接板和车厢挡板下部开有长圆孔以限制缓冲梁的前后移动，但不影响其上下跳动，起到保护车架的作用。车架主梁局部加强板与车架本体铆接与车架中部受力最大部分，以起到加强车架强度的作用，整体车架承载能力更强、抗冲击性更好。车架尾部的翻转套管与车架本体焊接，以备后续的底盘改装工作。

3 有益效果

本设计方案结构简单，易于生产。采用此结构的自卸汽车，结构简单，装配效率高，制造成本低，整车自重轻。且可有效降低整车的驾驶室重心和上装重心高度，方便上下车和装卸货物，车辆运行更稳定，更好地满足城乡公路限高条件下的车辆通过能力。本设计方案已经申请实用新型专利。

图1 本改进方案正视图

注：1.车架本体；2.油缸支架连接板；3.车厢挡板；4.车架垫板；5.车架主梁局板加强板；6.缓冲梁；7.翻转套管。

图2 本改进方案俯视图

[参考文献]

[1] 倪桂荣，王卫兵.汽车构造[M].天津：天津科学技术出版社，2010：226.

[2] B·克莱恩.轻量化设计—计算基础与构件结构[M]. 北京：机械工业出版社，2010.