湖北江南东风专用特种汽车改装厂

    清障车是装备有起重、托举、拖曳等设备，用于清除道路障碍物的专用汽车（GB/T17350-1998）。清障车新产品的开发一般要经过市场调研及可行性分析、技术设计、产品试制、产品试验鉴定、上报公告等一系列程序。清障车的总体布置是技术设计的关键环节。以下从几个方面探讨一下清障车的总布置设计。 

 

　　一、清障车新产品开发的程序

 

　　1．市场调研及可行性分析

　　市场的需求是清障车新产品开发的动力，也是新产品开发成功的保证。因此必须深入调查研究，了解用户对清障车的性能要求、使用要求和需求量，了解清障车的使用条件，广泛收集国内外同类或相近车型的技术资料，加以分析和整理，写出新产品开发的可行性分析报告。经我们近期调研，我国清障车有向大型化、多功能化、人性化设计发展的趋势。

　　2．技术设计

　　清障车总体设计的主要任务是：正确确定清障车的性能指标、正确选择汽车底盘、为各部件设计提供控制参数和设计要求、对各部件进行合理布置和运动校核、并对性能进行准确计算和控制。

　　a.主要性能指标的确定

　　清障车的主要性能指标是指其专用性能指标。即是通过市场调研及现有资料的统计分析而确定出专用装置的主要性能指标。如：额定托举质量、额定托牵质量、额定起吊质量等。

　　b.汽车底盘的选择

　　清障车是一种专项作业的汽车。汽车底盘的性能决定了清障车的基本性能，最大限度地发挥底盘的能力及底盘能够满足专用装置的要求是底盘选择的关键。清障车是以路面作业为主的专用车，故底盘的选择以二类货车底盘为主。国产底盘可供选择的品种很多，如东风、解放、庆铃、江铃、依维柯、江淮、黄河、跃进、斯太尔、北方奔驰等知名品牌均可做为清障车的底盘。进口底盘五十铃、日野、UD、沃尔沃、福来纳、万国等都适合国内清障车的改装。目前我公司所选用过的底盘品牌多达二十一种，可满足不同用户的需求。另外，随着清障车市场的不断扩大及设计的规范化，可考虑设计专用底盘。

　　c.总布置图的绘制

　　在清障车的总布置图上应反映出专用装置的布置形式及尺寸；取力器和传动装置的布置形式及尺寸。对于底盘改装部分应表示出改装后的具体位置尺寸。

　　d.总体性能参数的计算

　　当清障车的总体布置初步确定后，就可计算其轴载质量的分配和专用装置所达到的性能，并根据计算结果对总体布置方案进行必要的修改。

　　e.总成设计及零部件设计

　　以总布置图为基础，进行各总成及其零部件的设计。各总成设计初步完成以后，还应在总布置图上作进一步的布置和运动校核，使各部分互相协调。

　　3．新产品试制

　　按照设计图进行新产品样车的试制。清障车新产品试制一般确定两台为基本数量单元。设计完成后，工艺人员根据设计图和生产实际编写工艺流程卡，并用于指导生产。技术人员应参加和配合新产品的试制，及时解决试制过程中暴露出来的设计、工艺问题，并进一步改进整车和部件的结构工艺性。产品试制是对技术设计正确性的确认和校核过程。

　　4．试验鉴定

　　清障车新产品试制完成后必须按照QC/T645-2000《清障车》标准进行严格的试验鉴定，以全面考核其结构、性能和使用可靠性是否达到设计任务书的要求。试验鉴定须按照试验大纲经过生产厂家自行试验和国家专用车辆检测机构试验鉴定。试验鉴定是对清障车主要性能指标的验证，同时对清障车新产品作为专用改装车是否符合国家的有关法规做结论。新产品通过鉴定定型后，即可投如批量生产。

　　二、清障车的总体布置

　　总体布置的任务是使专用装置与汽车底盘构成相互匹配的整体，以获得较好的清障车的基本性能和专用性能。

　　1、必须考虑的几个问题

　　a.首先应有利于专用装置功能的充分发挥

　　清障车的专用装置一般分为托吊分离型、托吊联体型、平板型、普通型四大系列。其中托吊分离型包含吊臂旋转和不旋转两种型式。专用装置不同其功能大不相同，布置的形式也有差别。

　　b.应满足汽车底盘性能的要求

　　轴载质量分配对于清障车的行使及作业性能有重大影响。而总体布置是决定轴载质量分配的关键因素。因此，总布置初步完成后应进行轴载质量校核，看其是否满足底盘的要求，如有不满足，则需重新修改总体布置方案。

　　c.应满足有关法规的要求

　　有关法规对汽车的外形尺寸、最大轴载质量、环保等都有具体要求。严格满足这些法规和标准的要求是清障车设计中必须考虑的问题之一。

　　d.应避免专用装置引起载荷集中

　　对于汽车车架纵梁应使其所受载荷是均匀分布，使纵梁应力较小。

　　e.应尽量减少对汽车底盘各总成的改动

　　清障车由于专用装置及功能的要求，大都需对底盘上部分总成的结构和位置进行必要的改动。如改装不当，不仅增加了成本，而且影响清障车的使用性能。因此，在进行总布置前应仔细研究有关汽车车型的结构，尽量减少对底盘各总成的改动。

　　2、汽车改装部件的布置

　　a.制动系统的布置

　　制动对车辆的安全性有重大影响。在底盘改装时，对行车制动、驻车制动和辅助制动系统作某些改装时应注意：制动管与其它运动件之间应留有足够的自由空间，避免造成干涉，避免制动软管与金属件的相互摩擦造成的损坏，必要时加防护装置；储气筒的布置要注意必须便于检查和排水。

　　b.附加耗气装置的布置

　　清障车专用装置大都有采用气动元件，均须要气源。可以从底盘制动系统储气筒或气路中直接取气，但需进行耗气量的计算。对于耗气量大、工作压力又高的耗气装置，须附加辅助气筒，其容量视需要而定。辅助气筒应与底盘行车制动系统储气筒连接，用一个止回溢流阀与回路连接，这样一旦辅助气筒失效产生压降时，可保证行车制动系统储气筒内压力保持尽可能高的数值。

　　c.电器装置的布置

　　清障车的附加电器元件较多，可直接接入底盘电路中，但应校核底盘所选用的发电机和蓄电池的功率和容量是否足够，需要时应相应地增大。所有电器均应负极接地（搭铁）。电线需要延长时，应尽量采用与底盘上型号、颜色相同的电线，用插接件或接线柱相连。通过车架、专用装置时应采用保护装置。

　　d.燃油箱的布置

　　燃油箱是底盘改装中经常被移动位置的构件，燃油箱和燃油管的布置应尽量避开排气管，距排气管的距离应在300mm以上，如布置困难，则应在燃油箱和排气管之间加装隔热。

　　3、车总布置参数的选择

　　清障车的总布置参数包括外廓尺寸、轴距、后悬及质量参数等。

　　a.外廓尺寸

　　根据我国法规规定：车辆高不超过4m，宽不超过2.5m，长不超过12m（GB1589-1989）。

　　b.轴距

　　轴距是影响清障车基本性能的主要参数。轴距小，机动性好，通过性好。但是轴距小不仅导致制动或上坡时轴载质量转移增大，使车辆的制动性和操纵性变坏，同时使专用装置的作业性能大大降低。轴距过长，车辆的通过性差，专用装置的布置不好处理，易造成载荷集中。故在轴距的选择上要综合考虑，既要充分发挥专用装置的性能，又要使车辆在行使中处于最合理的状况。

　　c.轴载质量分配

　　轴载质量应满足一定的条件。第一，不得超过法规限值；第二；左右车轮轴载质量分配应均匀，最大偏差不得大于3％～4％；第三，轴载质量不得超过底盘的允许值，其最大总质量及轴载质量应尽量与原车接近，不得超过原车最大总质量的3％～5％（GB7258-1997）。

　　三、障车总布置设计工作中的几点体会

　　1、清障车额定托举质量的确定

　　《清障车》标准4.1.4中对整车有如下要求：“清障车在托牵状态下，前轴轴荷不小于最大总质量的15％，后轴轴荷不得超过其允许载荷的20％；空载时前轴轴荷不得超过其允许载荷”。清障车的托牵状态是指：“用托举机构托起被拖车辆的一端进行牵引行驶的一种作业”（QC/T645-2000 第3.13条）。 额定托举质量是衡量清障车的主要技术指标。一台清障车的总体布置完成，其额定托举质量就已经确定。清障车托牵作业过程必须保证：第一，安全行驶所必须具有的足够前轴质量；第二，严禁后轴过载。清障车托举机构托起的质量是以后桥中心为支点用前桥空载时的部分轴载质量来平衡的。前桥剩余的质量是用来保证前桥不悬空并有足够附着力可安全行驶。清障车的额定托举质量仅与轴距、后悬距、整备质量及前后轴载有直接关系，最大总质量只是对其进行约束。所以，认为额定托举质量就是简单地用最大总质量减去整备质量是不正确的。如，一辆底盘允许的最大总质量为32吨的清障车，其整备质量18吨。那么它的额定托举质量绝对不可能有14吨。因为18吨的整备质量所分配出的前轴轴荷无法平衡14吨的质量。当然，最大限度地发挥底盘性能，使额定托举质量尽可能大是我们设计的宗旨，由于受专用装置通用性的限制及客户对底盘的要求，往往很难实现最佳匹配。根据我们的经验，清障车的额定托举质量一般确定在最大总质量的20％到30％之间。

　　2、专用底盘的采用

　　目前国内清障车生产厂家所选用的底盘均为二类货车通用底盘。通用底盘在清障车的改装中具有一定的局限性，突出表现在：第一，最大总质量及轴载质量是底盘出厂确定值，改装中专用装置要受其制约；第二，轴距确定，不得更改，专用装置的性能无法充分发挥；第三，改装时，通用底盘上的原制动系统、电器线路、燃油箱等一般均须改动，对底盘的行驶性能有一定的影响，同时对专用装置的布置增加了难度。对于以上问题，采用专用底盘可以很容易解决。随着清障车使用的快速增长，清障车采用专用底盘的前景很好。近期我们走访了四五家专用底盘生产企业，也邀请了部分专家进行清障车采用专用底盘的专题讨论，认为清障车采用专用底盘是切实可行的，并应尽快开发清障车专用底盘。（2003/9/10）

附：参考标准文献：

1．QC/T645-2000     清障车

2．GB/T17350-1998   专用汽车和专用半挂车术语和代号

3．GB1589-1989     汽车外廓尺寸限界

4．GB7258-1997     机动车运行安全技术条件