摘要:厢式货车是具有独立封闭结构或与驾驶室一起构成整体式封闭结构的车厢,装备有专用设施,用于运载成员、货物或承担专门作业的专用汽车。本文主要介绍厢式零担运输汽车车厢设计。
1 车厢的骨架结构设计
骨架对车厢的强度和刚度起着决定性作用,同时也影响自重。车厢的自重取决于材料的选择和骨架的结构。骨架结构及截面形状设计是否合理,影响着制造工艺、生产成本、材料利用率和车厢自重。
骨架结构的设计需要考虑自身的要求和蒙皮的工艺性与装配性。骨架实际上起支承和固定蒙皮的作用。车厢的骨架一般都设计成“井”字形的矩形框架结构,常常是先制成前后上下左右几个分总成,再将骨架分总成焊接成一个完整的车厢骨架。骨架构件一般选用1.2~2.5 mm厚的钢板制成。
底架是整个车厢承载的基础件,受力情况较复杂,纵梁和横梁均采用槽形截面,并采用通式结构,二者相互垂直地焊接在两个平面上,形成完整的方框式结构(如图1所示),以提高底架的强度和刚度。
设计时,底架纵梁间距离要与所选用的底盘车架的宽度尺寸相同,以便安装。各横梁的位置应根据后轴轴线位置确定。后轴中心相邻的两横梁要满足轮胎跳动,避免运动干涉的要求,因此间距要大一些,一般取1000 mm左右,其他各横梁间距为500~700 mm。为减轻自重,横梁两边截面可逐渐减小,与纵梁连接处局部加强,使之形成封闭式截面。
目前已出现了无骨架车厢,采用高强度“钢塑夹层板”制作车厢的壁板,同时兼有骨架和蒙皮的作用,大大减轻了车厢的自重,简化了制造工艺。钢塑夹层板是一种理想的材料。
2 车厢蒙皮的设计
蒙皮是薄壁板件,由很多大小、形状不同的薄板通过一定形式的连接,如铆接、焊接、粘接等,将其固定在骨架的框架面上,成为车厢的内外表面。每块蒙皮的形状和大小又是根据骨架结构与板料尺寸规格确定的,蒙皮之间留有15mm左右的搭接量,一方面是结构上的需要,另一方面用来自动补偿骨架间隔和蒙皮本身的尺寸误差。
蒙皮通常用0.8~1.5 mm厚的薄钢板,也有用铝板或玻璃钢制成的。为了提高蒙皮刚度,往往先在平薄板上压制截面形状各异的加强肋,肋的截面形状有三角形、矩形和弧形等,如图2所示。从提高刚度方面考虑,弧形最好,三角形和矩形次之,其尖角处留有成形R弧。
车厢内饰一般采用人造夹层板制成,以减轻车厢自重。由于人造夹层板有一定的厚度,不可能像蒙皮那样搭接,只能对接,并采用如图3所示的装饰压条封口。由于压条较宽,故对接缝的要求不高,允许有小于3 mm的间隙存在。
另外,也可在人造夹层板的表面粘贴铝塑板,这样可以不使用压条。顶盖四周与壁板的交接处间隙,可用装饰角压条处理。内饰的防护可采用在外表面加盖钢板的方法,这种钢板压制成一定的截面形状,以提高强度和刚度,且从下至上间断布置,使货物直接与这种防护板接触,从
3 车厢门、窗、门梯及密封条的设计
3.1车厢门的设计
车厢一般设置后门,有利于货物的装卸和行车安全。对于较长车厢,应增设侧门。对于那些不便于打开后门的地方,可以利用侧门装卸货物。
车厢门的形状采用矩形结构,其尺寸原则上应满足装卸货物方便的要求。后门采用全开式,后门及门框通常占据了整个车厢后围,并且可以转过270°,与车厢外侧壁相叠,这样开门不占空间,方便装卸,有利于在狭窄作业地点作业。侧门的宽度一般为1200~2000 mm,车厢门可设计成左右对开式,以减少开启空间。为了保证行车安全,侧门应设在右侧,侧门的中心距前端的距离约为车厢长度的1/3~1/2,否则将失去侧门的作用。车厢门的开启角应满足下表所示的要求,其目的在于门打开后能旋转到与侧壁相平行的位置,便于将门固定,增加安全性。
3.2车厢窗的设计
厢式汽车的车厢一般不装开启或固定式的玻璃窗,但是为了便于驾驶员能直接观看到车厢内货物的情况,有时要在车厢前围上开设一个固定式的玻璃窗。设计时注意窗的位置要与驾驶室的后窗相对应,同时要在窗的里层设置防护装置,以免货物撞坏玻璃。
车厢内应设置供厢内空气循环的通气孔,一般设置在车厢的顶部,并具有良好的防雨、防尘及密封性能。
3.3门梯的设计
由于车厢地板位置离地大约1000 mm左右,为了便于装卸货物,通常在车厢门的下部装有门梯。门梯一般设计成两种形式:一种是由普通钢管焊接而成,平时放在车厢下部的滑槽内,使用时拉出,另一种是将门梯固定在车厢门的下部。
3.4密封条的设计
车厢应具有良好的密封性,以防灰尘和雨水浸入厢体内。因此,对密封条有如下的要求:
(1)具有良好的弹性,保证密封可靠;
(2)具有一定的抗老化性能,即在阳光、空气及雨水之中不发生硬化和碎裂,以保证有足够长的使用寿命;
(3)具有良好的耐候性,即在-40~50℃的温度范围内,均保持良好的使用性能;
(4)具有良好的强度和耐磨性;
(5)便于成形和装配。
根据上述要求,常选用橡胶作为门的密封材料,如VAG 4-543-67黑色橡胶的硬度H0=60,工作温度为-40~60℃,耐老化,基本上满足使用要求。
4车厢与底盘的连接
厢式汽车的车厢与底盘的连接方法采用角铁与U形螺栓并用的结构,如图4(a)所示。装配时上、下角铁之间要有3~5 mm的间隙,以保证螺栓将其紧固。图4(c)由于上、下两角铁之间未留足够的间隙而使车厢与车架紧固不牢,甚至导致车厢与车架之间有间隙。
U形螺栓的直径一般不小于16 mm,在车架上的安装间距为1000~1500 mm。U形螺栓的长度应根据底盘车架纵梁、车厢底架纵梁及中间垫梁的高度选取。