关于《底板侧翻式自卸车结构及原理》的讨论

审阅者：前箱板设计似乎没必要进行详细介绍，并且为何考虑设计成水箱式前箱板而不是布置在底盘上的式水箱？ 

作者：煤炭运输的路况非常差，必须对制动鼓降温，因此加装水箱必不可少。水箱虽可以加装于底盘上，但底盘上通常无法满足另加水箱的布置，且也加重了车架局部受力。由于该车结构的特殊性，将前箱板设计成水箱可以充分利用箱板材料和闲余空间，同时提高了前箱板的抗压强度。

审阅者：下坡时用水给制动鼓降温，这种方式是国家法规所不允许的。可否考虑其他方式降温，如选用盘式制动器就无须采用淋水降温。

作者：国家法规不允许用水给制动鼓降温，主要是因为制动鼓易造成裂纹，但是车辆在持续下坡时若长时间地刹车或频繁刹车，更易导致制动鼓发热甚至发红，从而使制动蹄的附着系数降低，严重影响制动效果，容易导致交通事故。因此用户选用淋水降温方式，即在制动鼓未发热前淋水，可避免制动鼓发热后遇水会热胀冷缩出现裂纹的现象。

有的底盘厂采用循环油路或排风扇降温，但价格高、结构复杂，不易被用户接受。而盘式制动器车轴与鼓式制动器车轴结构完全不同，价格也较鼓式制动器高很多，底盘厂家现也未批量提供给专用车企业，专用车企业也不可能增加成本在原有鼓式制动器的底盘上花大价钱改装成盘式制动器，而对运输环境要求不高的地区，用户更会要求专用车企业提供经济实用的淋水装置。

审阅者：该车结构如何密封，以防止电煤（电煤粉末较多）泄露？三段式两边卸料结构中一共有六处U型侧面和12处底面动密封，仅仅依靠防漏角铁的刚性而无补偿密封是不可能解决在电煤运输途中的泄露问题。道路运输途中易发生电煤粉末撒落、飞扬等现象，必须覆盖和密封运输，否则难以上路。目前城乡道路上，公路、交安及环保部门对此要求极严，后卸料式自卸车若仅有一处U型泄露都会遭到处罚，同时电煤粉末会渗入到底盘中，造成无法使用的后果。

作者：在侧箱板侧边下框上，设计有挡缝角铁，当侧箱板向外变形时，挡缝角铁也随之向外，以弥补箱板变形所产生的间隙，起到间隙补偿的作用；而在举升过程中无须防漏，所以挡缝角铁只是在运输过程中起作用。在整体底板与隔板之间安装有密封带，只要设计考虑好适合的高度是没有问题的。密封带在举升和运输过程中都可以起到防漏作用，而顶部自然会有苫布覆盖。

审阅者：文中的整体结构未对副车架作明确介绍，支撑油缸的安装、前后箱板的固定、中隔板的固定等都应该在副车架上，副车架应作为重要部件说明。货箱后栏板的设计也应作必要的介绍。从图2看，后栏板是打开的，它是什么样的结构形式？如何打开？还有，对前后箱板、侧箱板、中隔板与副车架的连接结构及其方式最好能作个介绍。在底板侧翻自卸车设计的注意事项里还应包括该类车型行驶稳定性的说明，比如箱板的高度不能太高，侧箱板的整体强度怎样保证？由于支承座是长圆孔，运输中货箱的侧稳定性该如何保证？

作者：文章中已经就以上问题进行了修改阐述。目前箱板一般高度为2 m，用户在使用时往往还要加高200 mm。在行驶过程中，底板的左右受力大体相当，左侧略大于右侧，但达不到侧翻的程度，这可以通过计算侧倾稳定角得到验证。支承座虽是长圆孔，有效行程只有30 mm，对整车的稳定性不会构成威胁，所以行驶稳定性没有问题。

审阅者：为什么要设计成三仓并在不同方向进行卸料，有何考虑？两面卸料后是否影响车辆通过性？电煤发运站通常用皮带输送，两面卸料方便吗？电、气控制液压阀能否改成电控阀？以便减少故障点，提高效率。非卸料面可否因需要开门？是否影响卸料？是否存在侧门关闭不严而漏料的现象？ 

作者：三仓不同方向卸货可以有效地平衡车架的受力，附图1为该车辆在某煤炭发运站实际应用的场面。电控阀因造价高，且对使用环境要求较高，故在该环境下工作故障率高。我公司2001年在其他车型上试用过，效果很差，只好为用户改换为气控阀。非卸料面可以根据需要开门，它不但不影响卸料，反而提高了卸料和车辆的通过性。同时对车辆的液压系统起到了一定的保护作用，因为物料自然卸下的越多，液压缸的负载就越小。在附图1中的路况上行驶，通过操纵能自动打开下部的侧箱板，即在不举升的情况下先期卸下至少1/3的物料，然后再举升并边走边卸，实现物料单侧倾卸。侧门因长久使用会变形出现关闭不严的漏料现象，这可以在立柱和箱板之间加相应的防漏装置进行弥补。

附图1  煤炭发运站的卸货现场

审阅者：现在大部分车辆底盘都是驻车取力或空档取力而不能实现边走边卸，另外，机械保险装置对卸货自动化是否会打折扣？

作者：取力只与变速器有关。一般ZF、HW，东风、哈齿、大齿9挡箱以下的变速器为空挡取力，对于空挡取力的自卸车不需要改装取力控制管路，只需挂挡便可取力；富勒、东风、哈齿、大齿9挡箱以上的变速器为驻车取力，需要将空挡与取力的控制管路由统一控制改为分别控制。

目前底盘厂如HOWO、北奔等品牌车辆上已经加装了行车取力控制开关，如附图2所示。机械保险装置仅在运输途中使用起到保险作用，后翻车还备有手动钩保护装置，在进入货场后便无须使用该保险装置了。

附图2  行车取力控制开关

审阅者：根据文中图3侧门翻转点外置，侧门不可能垂直合缝，那么锁钩能否钩住？而图5箱体强度是如何保证的？仅靠前后立柱和中间两搁板吗？由于气动开箱的分泵只能打开不能锁紧，如何保证自动锁钩不被打开？导向装置好像意义不大，若设计或生产不当，有可能存在死角。液压控制部分有点复杂，能否用多路阀和顺序阀来代替？水管应采用标准尺寸说明。水箱保压实验，保压压力能否说明清楚。系统压力校核存在瑕疵，因举升油缸为套筒缸，最大压力有可能在第三节开始。

作者：通过机械保险装置控制侧箱板与底板间的间隙，自然就可以钩住锁钩。只要工装有保证是没有问题的，况且已经批量使用了。该车辆的侧箱板上圈梁成为一个整体，加上中隔板的连接作用，中隔板的厚度与立柱同宽。依靠箱体的整体强度，锁钩的结构可以保证。车辆在斜坡上卸货，低一侧箱板自动打开，而高一侧的箱板则贴在立柱上很有必要，见附图3所示。若用多路阀和顺序阀则造价较高，且只能停车卸货。对于保压试验一般是将水箱注满水后向内打气，气压为0.2 MPa，这样可有效保证整车不开箱就无法举升，并且可实现边行驶边卸货，同时也能有效地预防操作的失误。

图3  车辆在坡度上卸货

该系统中未加装限位装置和溢流装置，故需要通过压力校核设定安全压力范围。关于提问举升油缸最大压力有可能在第三节开始这一质疑。可以进行如下校核：底板举升的角度为45°，前两节的举升角度为18°，箱体单仓容积为10.16 m3，第三级缸径φ110 mm。将已知数据带入正文公式(1)～(4)中计算可得：单仓运载重量为121 920 N，最大举升力为146 304 N，系统压力为15.4 MPa。这说明车辆处于极限载荷时系统压力仍然小于16 MPa系统所设定的溢流保护压力，即液压系统是安全的。

审阅者：在举升过程中，举升力的计算方面明显有误，1.2Gc<>F，因为举升过程中重心变化，有力矩，故举升力还得细算一下。“箱体容积为44.41 m3，起尖部分的容积约为10.03 m3，总容积为54.44 m3”起尖部分容积堆放何处？看文章插图中的运行路况，起尖部分有可能存在吗？因货箱实际装满容积已是44.41 m3。

作者：计算时考虑到重心的变化以及力矩，计算将会非常复杂，况且不一定是最大的载荷。之所以要加上起尖部分的容积是按用户使用的极限来计算载荷的，若没有加上起尖部分的容积，载荷会减小，所计算出的系统压力也会减小，直接影响设定的额定压力。

审阅者：对电煤长途运输汽车来说，运输过程的安全、经济要求是必须的，本文自卸车三段式两边卸料设计，对高效卸料过程提供最大支持，而卸料的短暂省工过程在功能设计上让该自卸车失去了货箱的密封性、可靠性、经济性及国家道路交通安全的要求，这就使该类自卸车仅适用于厂区自维护路面短距离地倒运电煤。

这种结构车辆我见过一段式一边卸料的改装设计，但也需要箱底作加重设计；按作者的三段式两边卸料设计，需要箱框、箱底结构件增加，整车重量会增加很多，车辆性能和经济油耗会发生变化，长途拉运电煤的成本则会有一定幅度的增加，估计该自卸车的市场前景不容乐观；如果该自卸车是在非公路段短距离使用，不如采用传送带运输经济实用，也不如常规自卸车运输灵活可靠。

该设计实际上很难实现自动全箱式卸料，这就增加了箱底两端活动铰接连接和中部安放油缸举升布置的设计难度。实际卸料过程是打开两边侧板（必须先打开两边侧板，否则非卸料侧边部分煤料不能被箱底完全举升，会下落到非卸料侧底盘上，造成箱底无法回位），煤料自由下落一部分，仅仅剩余中间部分由中部油缸顶起卸掉。这种设计看似得不偿失。

作者：该车的最大特点就是卸货安全、通过性好、运输效率高。密封已在文中阐述了。该车的上装质量虽比一般的厢式车质量大，但省却了卸料费用，同时提高了运输效率。它与同等箱高的侧翻车上装质量基本一样。不过常规自卸车最大的问题是卸料时易发生侧翻或后翻的安全事故，同时对卸货场地要求比较高，因用户常常需将货车开到煤垛上卸料等，在路面状况很差时，自卸车是不可能在此路面上快速卸货的，而选用该车的用户可以做到边走边卸。在被举起的那面会有部分物料自由下落，在中箱或前箱处的煤灰也会有落到底盘的燃油箱、贮气筒、液压油箱上的情况，但只要略加保护便可以有效避免，如在出料场时司机只需下车用扫把略微清扫。

审阅者：从附图4照片上看，车箱内部有推板架，焊接在底架上，末端装有滚轮，在举升时推开侧栏板。我过去曾见过该结构，文中未提及（附图5）。

附图4                    附图5

作者：附图4的车辆是我公司研发的第一代底板侧翻自卸车，与改进后的侧箱板结构不同。该图片主要是告诉读者举升时底板的举升状态，而非其结构细节。附图5中的箱板支撑结构太复杂，而本车结构相对简单、实用。此外，附图5中的侧箱板结构是非卸料面为不可开启的结构，它完全需要液压系统举升卸料，也不能实现边行驶边卸货。

审阅者：我公司应客户要求做过两辆，文章中说的这个结构是整体底板分三段两侧单边侧翻，我公司还设计了一种三段式底板中间为合页同时两侧倾翻式结构。

这类车型仅在内蒙古鄂尔多斯地区有销售，制造工艺比正常侧翻车复杂，成本也较高，实用性不是很强，推广会有点问题，只能说适合特定地区如鄂尔多斯煤炭发运站及火电厂，其他地区有没有此类车型销售，倒没见到具体的信息。

作者：内蒙古鄂尔多斯地区是我公司车辆的主要销售地域，目前市场占有率已达50%以上，10年来销售各种车辆1万余辆。该类车型自2007年开始研发，已经形成第二代系列，在鄂尔多斯和府谷等地已销售出420余辆。这种具有自主知识产权的专利产品自然是独家生产，地区独家销售，从而保证了公司和经销商有一定的利润空间。因此成本高，利润也高。特定的地区开发特定的产品，这正是蓝海策略。我公司也尝试着向其他地区推广，如河南，然而煤质相较内蒙古鄂尔多斯地区含水量要大、呈块状，尚未打开销售局面。不过，我公司将依托山东省专用汽车工程技术研究中心的技术实力，以持续不断的改进和结构优化来满足不同市场的个性化需求。

编辑评述：

这篇稿件是由多年来一直关注和支持本刊的老作者所撰写。编辑在收到该稿并初步阅读后，感觉内容新颖、实用，语言表达也较为流畅。不过仍请了五位一直从事自卸汽车设计的中高级工程技术人员进行评阅。之所以请多位人员评阅，主要是自卸车已成为众多企业生产的大路货，要想使该类产品具有一定的竞争力和满足个性化的市场需求，技术创新是不可或缺的亮点与出路。同行既是竞争伙伴也是良师益友，除了能了解这种产品外，还能对这种已取得专利技术的底板侧翻的结构提出不同的意见或看法，在完善和提高文章质量的同时，相关技术人员对自卸车创新设计也能有新的认识。事实也是如此，当编辑将该篇文章及讨论内容再次向业内相关技术人员征求意见时，又有几位同行提出了不同的意见和建议，大家对该文评价良好，说明作者的确下了工夫，所介绍的三段式两边卸料的结构设计很有特点，是一种创意新颖的自卸车结构，值得同行学习和借鉴。

参与人员：单光学、宋喜秀、朱爱平、袁光涛、付立乐、胡志国、杜德军、姜希洪、吴建华、贾东乐、倪元，在此表示感谢！下载本文