薛靜

摘要：本文通過對自卸汽車工作過程中的側(cè)翻問題做了較為系統(tǒng)的闡述，從自卸車舉升工作環(huán)境因素、舉升機(jī)構(gòu)受力分析及舉升過程中的動態(tài)穩(wěn)定性等方面分析車輛在舉升工作中造成側(cè)翻的原因。進(jìn)而提出一些防止自卸汽車側(cè)翻的技術(shù)方案，提高自卸汽車作業(yè)穩(wěn)定性。

關(guān)鍵詞：自卸汽車；穩(wěn)定性；改善措施

近年來，在自卸車迅速發(fā)展的同時，自卸車卸貨時發(fā)生側(cè)翻也已經(jīng)成為一個重要的安全問題，據(jù)官方數(shù)據(jù)表明，在車輛事故中，側(cè)翻的危害程度僅次于碰撞事故居第2位。汽車側(cè)傾穩(wěn)定性的研究引起了人們的重視，對自卸汽車的作業(yè)穩(wěn)定性研究具有重大現(xiàn)實意義。本文就自卸車在舉升過程中的側(cè)翻原因進(jìn)行分析，提出改善措施。

1.自卸車工作環(huán)境分析

1.1 地面傾斜時自卸汽車舉升穩(wěn)定性的分析

自卸汽車作為工程用車，它的工作場地常常凹凸不平或帶有坡度，當(dāng)在斜度為α的路面上舉升工作時，汽車重力的方向與汽車垂直中軸線形成一個α角。當(dāng)舉升機(jī)構(gòu)工作時（參見圖1），整車質(zhì)心升高至H并且重力方向的延長線與地面的交點不斷遠(yuǎn)離汽車垂直中軸線與地面的交點。當(dāng)傾斜角α確定時，汽車的側(cè)傾斜穩(wěn)定性隨整車質(zhì)心C（XC，YC）升高而變化。假設(shè)整車是一剛體，其數(shù)學(xué)表達(dá)式：

α

其中：B為輪胎平均著地寬度；H為整車的瞬時質(zhì)心高度。

上述公式顯示，傾斜角α的正切與車輪輪距成正比，與車輛重心高度成反比，說明底盤越低越穩(wěn)，輪距越寬越穩(wěn)。

車輛的側(cè)傾穩(wěn)定角是車輛的固有特性值。車輛的設(shè)計參數(shù)B、H一旦確立，車輛的側(cè)傾穩(wěn)定角也就相對固定了，如果車輛經(jīng)過超過這一最高限值的橫向坡道，車輛在重力作用方向就會超出輪距范圍，重力就會因為失去地面支承力的制衡而使車輛向外側(cè)翻。

1.2 貨物偏載對自卸汽車舉升穩(wěn)定性的影響

由于自卸車運輸貨物形態(tài)各異、裝載的隨意性等原因，造成偏載，使貨物質(zhì)心相對汽車縱向軸心線有一個初始偏移Xx，貨物的偏載使汽車左右板簧承載不同而發(fā)生不一致的變形，使車架左右產(chǎn)生高度差（hy，hz）（參見圖2），車廂及貨物隨車架平面相對于車橋軸線產(chǎn)生角位移β。當(dāng)舉升機(jī)構(gòu)工作時貨物及車箱的質(zhì)心不斷抬高，同時質(zhì)心不斷偏移，進(jìn)一步加大了汽車左右板簧變形量，使它們之間的相對角位移增加。式（2）可以一定程度的反映偏角β的變化。

β=arc tg（h_（y-h_z ）/b） （2）

其中：b為板簧中心寬度。

貨物偏載質(zhì)心偏移對汽車上非剛性組件及地面都將產(chǎn)生影響。汽車輪胎將隨承載的重量或輪胎氣壓壓差而發(fā)生彈性變形，其著地半徑R發(fā)生變化，左右輪胎承重不一致，產(chǎn)生一個高度差（Ry-Rz）（參見圖3），汽車車橋軸心線相對地面產(chǎn)生側(cè)偏角βR。

〖 β〗_R=arc tg（（R_y-R_z）/B） （3）

貨物質(zhì)心偏載越嚴(yán)重，輪胎氣壓壓差越大，側(cè)偏角βR就越大。

β、βR 角在汽車舉升工作時，隨著汽車重心的升高而不斷改變。

2.改善措施

2.1在自卸汽車副車架及車箱縱梁之間設(shè)計穩(wěn)定桿，在采用前頂式多級伸縮油缸為舉升機(jī)構(gòu)的自卸汽車中多有應(yīng)用，尤其是貨廂較長的情況下。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，可減小車箱與車架之間由其他原因造成的相對側(cè)位移及扭轉(zhuǎn)變形。

2.2加強(qiáng)自卸車貨廂底板骨架強(qiáng)度，增加邊縱梁和橫梁，車廂中間增加橫撐桿，盡量減少或取消車廂邊板小門，車廂邊板靠近尾部豎筋加密，提高貨廂整體抗扭能力。設(shè)計副車架時設(shè)計"十"字形梁，橫梁盡可能采用截面為封閉形狀的橫梁，以提高副車架的抗扭能力。

2.3提高自卸車整體制造精度，大幅降低由于貨箱后翻轉(zhuǎn)軸軸心線與整車中心線不垂直帶來的重心偏移。

2.4自卸汽車在卸載過程中，車廂繞后翻轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，由于自卸汽車的使用工況較為惡劣，使支架及轉(zhuǎn)軸處于復(fù)雜的受力狀態(tài)，所以支架最好采用鑄鋼或普通碳素鋼鋼板焊接件。因為這兩種結(jié)構(gòu)件的可焊接性能好一些，便于同車廂底架縱梁相焊接。

3.總結(jié)

影響自卸汽車作業(yè)穩(wěn)定性的因素是多方面的，是一個較為復(fù)雜的問題，設(shè)計，制造、使用都是直接原因，僅通過計算是不夠的，更重要的是通過試驗手段來驗證、完善設(shè)計，同時也要注意采用新材料、新工藝來提高強(qiáng)度和剛度，以增強(qiáng)自卸汽車的穩(wěn)定性。本文通過對自卸汽車舉升作業(yè)時側(cè)翻的原因進(jìn)行簡單分析，為解決自卸車的側(cè)翻問題提出了一些切實可行的方案，同時在自卸車設(shè)計方面具有重要的參考意義。

參考文獻(xiàn)：

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[2]林貝清.重型自卸汽車舉升方式對汽車側(cè)翻的影響研究.專用汽車，2013，6：90～93.