专用汽车汽车列车研究分析.ppt

正文,第六章汽车列车,第一节汽车列车的用途及分类第二节牵引汽车第三节挂车第四节连接装置第五节挂车悬架第六节挂车的附属装置,正文,第一节汽车列车的用途及分类,一、汽车列车的用途二、汽车列车的分类,正文,图6-1汽车列车,正文,第二节牵引汽车,一、牵引汽车的分类二、牵引汽车的结构及使用特点,正文,二、牵引汽车的结构及使用特点,1)装有增压器或增压中冷器，以提高发动机的功率。2)有良好的冷却系统，保证长时间拖带挂车而发动机不过热。3)采用主变速器加副变速器、双级主减速器和轮边减速器等，以扩大重型牵引汽车的变速范围，增大其驱动转矩。4)设法增加牵引汽车的附着质量，也可采用全轮驱动，以充分利用牵引汽车的附着质量。5)重型牵引汽车常采用液力耦合器和液力变矩器。6)适当缩短轴距，使汽车列车有良好的机动性。7)制动系统应保证牵引汽车与挂车的协调。8)连接装置最好采用无间隙结构，以减轻挂车的冲撞，提高汽车列车的行驶稳定性。,正文,第三节挂车,一、挂车的分类及构成二、半挂车三、全挂车四、长货挂车,正文,一、挂车的分类及构成,1.货运挂车的分类2.货运挂车构成,正文,1.货运挂车的分类,(1)按挂车与牵引汽车的连接方式分类(2)按货台形式分类(3)按车轴数分类按挂车的车轴数分为单轴、双轴及多轴等形式。(4)按车身结构分类按挂车车身的结构形式可分为普通挂车、厢式挂车、罐式挂车、自卸挂车、集装箱挂车、冷藏保温挂车、特种挂车等。,正文,(1)按挂车与牵引汽车的连接方式分类,1)全挂车指最大总质量的绝大部分或全部由其本身承受的挂车，如图6-2a所示。2)半挂车指由半挂牵引汽车牵引，其最大总质量的相当一部分由牵引汽车承受的挂车，如图6-2b所示。3)特种挂车指装有专用设备，用于特殊货物运输或完成特别作业任务的挂车。,正文,(2)按货台形式分类,1)平台式挂车，如图6-3所示，其货台较高，但货台面积利用率高，转弯半径减小。2)阶梯式挂车，如图6-4所示，其货台较低，便于货物的装卸，但货台前部的阶梯部分(俗称鹅颈)不能用于装载货物，货台面积利用率较低，车身比较长，一般常用于半挂车。3)凹梁式挂车，如图6-5所示，其货台平面呈凹形，货台的高度可以降低至相当低的程度，以降低挂车载货高度。,正文,图6-2按连接方式分类的挂车a)全挂车b)半挂车c)带有可伸缩牵引杆的长货挂车1挂环2牵引架3牵引销4支承装置5可伸缩牵引杆6横转架式货台,正文,图6-3平台式挂车a)平台式半挂车b)平台式全挂车,正文,图6-4阶梯式挂车a)高阶梯式半挂车b)低阶梯式半挂车,正文,图6-5凹梁式挂车a)凹梁式半挂车b)凹梁式全挂车,正文,2.货运挂车构成,(1)基本系列基本系列由符合GB15892004规定的、适用于多种货物运输的、最大允许总质量不大于20t的全挂车和最大允许总质量不大于40t的半挂车组成，包括栏板式、厢式等形式。(2)专用系列专用系列是以基本系列为基础，由适用于专门货物运输的专用全挂车和专用半挂车组成的。(3)特殊系列特殊系列由最大允许总质量大于20t的平板式全挂车、最大允许总质量大于40t的平板式半挂车及超过GB15892004规定的货运挂车组成。,正文,二、半挂车,(一)半挂车的结构形式(二)半挂车主要尺寸1.半挂车和牵引车的连接尺寸2.半挂车和牵引车的互换性尺寸(三)半挂车车架的结构1.纵梁结构2.横梁设计4.车架底板结构,正文,(一)半挂车的结构形式,图6-6栏板式半挂车1底板总成2牵引销3支承装置4车架总成5防护栏6车灯7车轮8悬架总成9车厢总成,正文,图6-7直通式车架1牵引销2边梁3支承装置座板4插柱盒5栓钩6后保险杠7前端梁8牵引板9牵引横梁10侧横粱11、12纵梁13贯梁14加强内横梁15后端梁16加强侧横梁,正文,图6-8阶梯式车架1牵引销2牵引板3支承装置座板4前边框5、6纵梁7挡板8贯梁9边梁10插柱孔11侧边框12后边框,正文,图6-9凹梁式车架1牵引销2牵引板3支承装置座板4栓环5加强侧横梁6前段边梁7后段边梁8前端梁9牵引小纵梁10牵引横梁11挡板12侧横梁13插柱盒14加强侧梁15、16纵梁17贯梁18加强内横梁19悬臂梁20后边框,正文,图6-10半挂车和牵引车的连接尺寸,正文,2.半挂车和牵引车的互换性尺寸,1)半挂车前回转半径Rf应不超过2040mm。2)鹅颈外形应符合图6-11的要求。3)半挂车相对于牵引车的前俯角和后仰角，如图6-12所示。4)牵引车与半挂车之间连接装置的互换性尺寸应符合表6-1的规定。,正文,图6-11鹅颈外形,正文,图6-12半挂车的前俯角和后仰角,正文,表6-1牵引车与半挂车连接装置的互换性尺寸(单位:mm),正文,图6-13车架纵梁的结构形式,正文,图6-14凹梁式车架纵梁结构图1前段纵梁上翼板2前段纵梁腹板3前段纵梁下翼板4后段纵梁上翼板5后段纵梁腹板6后段纵梁下翼板7纵梁外侧加强板,正文,表6-2半挂车纵梁翼板和腹板的尺寸规格,正文,2.横梁设计,(1)横梁结构横梁有四种结构：圆管形横梁、工字形横梁、槽形横梁和箱形横梁。(2)纵梁和横梁间的连接车架结构的整体刚度，除和纵梁、横梁自身的刚度有关外，还直接受它们的节点连接刚度的影响。3.车架宽度,正文,(2)纵梁和横梁间的连接,1)横梁和纵梁上下翼缘相连接(见图6-15a、b)。2)横梁仅与纵梁的腹板相连接(见图6-15c)。3)横梁同时与纵梁上翼缘及腹板相连接(见图6-15d)。4)横梁贯穿纵梁的连接结构(见图6-16)。,正文,1)横梁和纵梁上下翼缘相连接(见图6-15a、b)。,图6-15半挂车纵梁和横梁的连接形式,正文,图6-16横梁贯穿纵梁的连接结构,正文,图6-17车架宽度尺寸,正文,表6-3车架宽度尺寸(单位：mm),正文,表6-3车架宽度尺寸(单位：mm),正文,表6-3车架宽度尺寸(单位：mm),正文,图6-18车架底板结构,正文,图6-19底板和横梁的连接,正文,图6-20栏板式全挂车1牵引架2、3转向盘与转向架4车身5车架6悬架7行走系统8车灯,正文,图6-21全挂车车架1纵梁2侧悬梁3横梁4边梁,正文,图6-22重型平板式全挂车车架1主梁2横梁3支承梁4边梁,正文,图6-23单轴长货全挂车1车轮2横转架3回转机构4车架5牵引杆锁销6牵引杆承套7牵引杆8挂环9钢板弹簧10轮轴,正文,四、长货挂车,1.长货全挂车2.伸缩式半挂车,正文,图6-24双轴长货全挂车1安全链2束货链3货物止推座4回转机构5支柱6横转架7横架8气制动室9纵梁10轮轴11牵引杆12夹板13挂环,正文,图6-25伸缩式半挂车车架总成1前段车架总成2锁止装置3后段车架总成,正文,图6-26前段车架总成,正文,图6-27后段车架总成,正文,图6-28气动锁止装置,正文,第四节连接装置,一、连接装置的分类及使用要求二、支承连接装置三、牵引连接装置四、牵引拖台,正文,二、支承连接装置,1.牵引座2.牵引销3.支承连接装置的维修,正文,1.牵引座,(1)牵引座的分类及结构牵引座既能承受半挂车一部分垂直质量，又起着牵引半挂车的作用，同时又是半挂车的转向机构。(2)牵引座的安装通常牵引座是与牵引座安装板相联结，然后再由牵引座安装板与牵引车的车架或副车架连接。,正文,(1)牵引座的分类及结构,1)固定型牵引座是目前应用最广泛的一种，其支座固定在牵引汽车车架上，牵引座在支座上允许有一定的自由度。2)举升式牵引座能在垂直平面内移动，改变与牵引汽车车架的相对高度。3)移动式牵引座，可在牵引汽车车架上前后移动，其传动装置有机械式和气动式两种。,正文,图6-29固定型牵引座a)单自由度b)二自由度,正文,图6-30单自由度50号鞍式牵引座外形图,正文,图6-31HQW3.5型(90号牵引销)二自由度牵引座,正文,图6-32夹板式牵引座1支座2保险挡板3座板4弹簧5锁止块6夹板7手柄8夹板销轴9橡胶轴承10主销11锁止块导向销12第二道保险13止动板14牵引销,正文,图6-33钩销式牵引座1手柄2楔形止销板3联动杆4螺栓5联动杆拉簧6固定销7钩销板拉簧8钩销板9座板10圆柱销、开口销、垫圈、螺母11支座12螺塞13转销14橡胶轴承15、17、21、22开口销16锁链18螺钉19开门环20调节螺栓,正文,图6-34带有自动接通制动管路和电气线路的牵引座1座板2插销套筒3绝缘连接环4调整螺母5插销环6橡胶轴承7、14轴8、13支座9手柄10弹簧11牵引汽车制动输出管路12辐射状孔,正文,图6-35低举升式牵引座及接脱作业a)牵引座举升机构示意b)牵引座举升机构结构c)低举升牵引座接脱作业1举升缸2杠杆系3牵引座,正文,图6-36高举升式牵引座及自卸作业a)牵引座举升机构b)高举升牵引座自卸作业1车架2举升液压缸3固定架4、6销轴5摆杆7牵引座,正文,图6-37牵引座安装板上安装孔的尺寸,正文,(2)牵引座的安装,1)为保证转向，测量参考尺寸K(距轴线200mm、顶面向下32mm处)=(1373)mm。2)在360mm处应保证角度4，入口处宽度至少为350mm，应根据点划轮廓线中的两者选一。3)长圆孔(232)mm10mm可由10mm圆孔代替。4)当使用长圆孔或直径大于18mm圆孔时，应配用40mm6mm的垫圈或等强度垫板(如平钢板)。5)牵引销局部放大图。,正文,图6-38牵引座的尺寸1锁钩2锁钩倒角3挂接的导向面,正文,2.牵引销,(1)牵引销的尺寸规格牵引销分为轻型50号(直径50.8mm，即2in)和重型90号(直径为89mm，即3.5in)两种牵引销。(2)牵引销与半挂车的连接方式,正文,表6-4牵引销的尺寸标准,正文,图6-39牵引销连接方式a)牵引销与固定座用螺钉连接b)带锥体的牵引销与锥形固定座连接c)牵引销用螺钉直接与支承板连接1螺钉2固定座3牵引板4牵引销5螺母6垫圈7锥形固定座,正文,三、牵引连接装置,1.牵引钩2.牵引架3.牵引架的摆动角,正文,图6-40牵引销,正文,图6-41牵引座夹板,正文,图6-42牵引座钩销板,正文,1.牵引钩,(1)钩扣式牵引钩如图6-43所示，钩扣式牵引钩与牵引架挂环连接属于有间隙式连接(见图6-44)。(2)带有可调机构无间隙的牵引钩图6-45所示为带有可调机构无间隙的牵引钩。(3)球销式牵引钩球销式牵引钩是一种可实现半自动挂接的无间隙式牵引连接装置，如图6-46所示。(4)简单型插销式牵引钩简单型插销牵引钩也有固定式(左图)和缓冲式(右图)两种，如图6-47所示。(5)球形连接器如图6-48所示，球形连接器结构简单，挠屈性好，适用于小型挂车的牵引，一般挂车总质量不大于3.5t。,正文,图6-43钩扣式牵引钩a)固定式牵引钩b)缓冲式牵引钩,正文,图6-44有间隙式牵引钩的连接1牵引钩2挂环,正文,图6-45无间隙的牵引钩1气室2中心推杆3挂环4牵引钩,正文,图6-46球销式牵引钩1手柄2弹簧3锁杆4牵引钩体5球面插销6挂环7钟口形导向罩,正文,图6-47简单插销式牵引钩,正文,图6-48球形连接器,正文,图6-49牵引架1挂环2缓冲装置(安装部位)3安全链4加强板5架体6螺母7开口销8牵引臂9牵引臂销10油嘴,正文,3.牵引架的摆动角,(1)回转角回转角指牵引连杆在一个通过连接点，平行于牵引汽车纵轴线的平面内，围绕连接点转动时所形成的角度，如图6-50a所示。(2)纵摆角纵摆角指牵引杆围绕一个通过连接点与牵引汽车水平轴线所形成的角度。(3)侧摆角侧摆角指牵引杆围绕一个通过连接点与牵引汽车水平面所形成的角度。,正文,图6-50牵引杆摆动角,正文,图6-51牵引拖台a)牵引拖台b)牵引拖台连接方式1牵引座2轮轴总成3半挂车4牵引架5支承装置6牵引销7牵引拖台,正文,第五节挂车悬架,一、钢板弹簧平衡悬架二、摆臂式平衡悬臂三、刚性平衡梁悬架四、液压平衡独立悬架五、空气悬架六、挂车车轴七、悬架系统的安装使用与维修,正文,图6-52钢板弹簧平衡悬架a)上置式b)下置式1平衡梁轴螺母2连杆轴螺母3连杆接头螺栓4板簧阻挡螺栓5U形螺栓,正文,图6-53双轴钢板弹簧平衡悬架结构1弹簧座2钢板弹簧3U形螺栓4、10螺母5钢板弹簧盖板6钢板弹簧后支架7可调拉杆总成8不可调拉杆总成9钢板弹簧前支架11止推垫片12锥形橡胶衬套13平衡臂14平衡臂支架15拉杆螺栓16夹紧螺母17拉杆衬套18拉杆螺母19夹紧螺栓20平衡臂轴,正文,图6-54摆臂式平衡悬架1车架2钢板弹簧3前轴4长吊耳5限位块6支架7摆臂8摆臂轴9后轴10车轮,正文,图6-55带举升机构的摆臂式悬架1前轮2钢板弹簧3车架4气缸5举升杆6摆臂7后轮,正文,图6-56刚性平衡梁悬架1轮胎2制动毂3中央枢轴4平衡梁,正文,图6-57双摆动悬架系统,正文,图6-58偏置式液压平衡独立悬架a)单平衡臂式b)双平衡臂式1旋转轴2液压缸3平衡臂4轮轴5轮胎6销轴7悬架架,正文,图6-59中置式液压平衡独立悬架1转向横拉杆2转向臂3螺栓4套筒5底板6液压缸7上支架8上悬架杆9下悬架座10下悬架杆11轮轴12销轴,正文,图6-60液压平衡独立悬架通过不平路面时的情况,正文,五、空气悬架,1.空气悬架的组成2.空气弹簧的布置3.空气悬架的工作原理及特点4.SAF空气悬架5.橡胶悬架,正文,1.空气悬架的组成,(1)空气弹簧分类(2)导向机构由于空气弹簧只能承受垂直载荷，所以在空气悬架中必须设计导向机构来传递纵向力和侧向力。(3)高度控制阀高度控制阀是空气悬架系统的一个重要组成部分，其作用是调节空气弹簧的内部气压，并使空气弹簧保持在一定的高度范围内，来平衡外界的载荷。,正文,图6-61空气悬架的组成1压气机2油水分离器3调压阀4储气筒5、10空气滤清器6高度控制阀7控制连杆8空气弹簧9储气罐,正文,(1)空气弹簧分类,1)囊式空气弹簧：以橡胶囊为主要元件的囊式空气弹簧，在用来承受内压张力的钢质腰环分割下，气囊被分为不同的节数，并据此分为单曲、双曲和多曲气囊三种，如图6-62所示。2)膜式空气弹簧：根据橡胶气囊止口与接口的连接方式不同，膜式空气弹簧又有约束膜式和自由膜式两种(见图6-63)。3)复合式空气弹簧：如图6-64所示，复合式空气弹簧的结构介于囊式与膜式之间，并具有膜式空气弹簧刚度较低的特点。,正文,图6-62囊式空气弹簧a)单曲气囊b)双曲气囊c)多曲气囊,正文,图6-63膜式空气弹簧a)、b)自由膜式c)约束膜式,正文,图6-64复合式空气弹簧,正文,图6-65空气悬架系统连接示意图1前轴提升气囊2前轴提升机构3前轴U形螺栓4前轴气囊5支撑架6后轴U形螺栓7弹簧梁8后轴气囊9车架,正文,3.空气悬架的工作原理及特点,(1)工作原理空气悬架系统工作原理如图6-66所示。(2)使用特点当挂车采用空气悬架时，在空载或部分承载工况下，能够进行单轴或多轴提升，这有利于减少提升轴和未提升桥上轮胎的磨损，同时增加驱动桥的附着力。(3)空气弹簧的特点空气弹簧有比较理想的非线性弹性特性。,正文,图6-66空气悬架系统原理图1压力调节阀2储气筒3、10充放阀4车轴提升控制阀5提升气囊6升降阀7高度控制阀8气囊9储气筒11空气滤清器,正文,图6-67提升机构工作原理简图1提升支承架2车轴支架3车轴4橡胶缓冲块5提升臂6提升气囊,正文,图6-68提升后车轴离开路面示意图,正文,图6-69空气弹簧的非线性弹性特性1空气弹簧的弹性特性2钢板弹簧的弹性特性,正文,4.SAF空气悬架,(1)SAF空气悬架结构SAF空气悬架零件分解图如图6-70所示。(2)空气悬架行驶高度的调整(见图6-71)空气悬架行驶高度为车轴中心到车架纵梁下翼面之间的距离，铭牌上所规定的空气悬架的行驶高度应周期性地在保养时检查，不允许改变行驶高度，否则会引起悬架和车轴部件的损坏。,正文,图6-70SAF空气悬架零件分解图1车轴总成2前吊架总成3六角螺栓4焊接毂5自锁螺母6衬套7减震器8导向臂总成9减磨垫片10HD衬套11隔板12、13左、右空气弹簧支架14锁定板15板簧座16气囊17气囊固定板18弹簧垫圈19六角螺母20气囊支架21U形螺栓,正文,图6-71空气悬架行驶高度调整示意图1阀杆2连接杆3调整螺母4高度阀h空气悬架的行驶高度阀杆与连接杆夹角,正文,图6-72橡胶悬架示意图1悬架外管2悬架内管3摇臂4轮胎5车轴6车架,正文,图6-73橡胶悬架弹性元件结构示意图,正文,图6-74车轴的结构a)无缝钢管式挂车车轴结构简图b)钢板冲压焊接式挂车车轴结构简图,正文,六、挂车车轴,1.车轴结构2.随动转向轴,正文,1.车轴结构,(1)挂车车轴的基本结构图6-74表示了两种典型的车轴结构，一种是圆管轴，另一种是方管轴，两种轴体的断面形状见图a、b。(2)低承载面车轴低承载面车轴专为低载货平台车辆所设计，主要有两种，一种是装用15in、17.5in小直径轮胎的低拖轴，济南塞夫车桥有限公司生产的低拖轴的外形图如图6-78所示，主要技术参数见表6-5。(3)刚性悬架一线两轴约克车轴刚性悬架一线两轴的主要技术参数见表6-6，各参数含义如图6-80所示。,正文,图6-75半挂车方轴及圆轴外形图,正文,图6-76轴体的支撑板结构,正文,图6-77轴体总成图1轴头2轴壳3制动气室支架4凸轮轴支架,正文,图6-78低拖轴外形,正文,表6-5低拖轴主要技术参数(单位：mm),正文,图6-79凹式低承载面车轴,正文,表6-6刚性悬架(一线两轴)技术参数表(单位：mm),正文,表6-6