軸線模塊半掛車大件裝載位置確定方法及使用要點

張強

摘 要：本文對配車設計較為復雜的軸線模塊半掛車，以尼古拉MDE車型為例，詳細的介紹了液壓鵝頸仰臥油缸與軸線模塊前部部分軸線懸掛串聯時，鵝頸施加在五輪鞍座上的力與串聯的軸線軸壓的比值關系。通過算例詳細介紹了如何利用此比值關系確定大件裝載位置的方法。介紹了軸線模塊半掛車使用要點。

關鍵詞：軸線模塊半掛車 液壓鵝頸 混合單點支撐組 五輪鞍座 前、后臺車 轉向閉鎖軸

1 引言

通過本文學習可助力初涉大件運輸行業的工程技術人員盡快掌握軸線模塊半掛車大件配車設計及使用等相關知識。

2 鵝頸仰臥油缸與前部軸線串聯時五輪鞍座負載與串聯軸線軸壓比值關系

以尼古拉MDE車型液壓鵝頸為例，如圖1a所示，其主體為上、下兩個鉸接的構件，兩構件間縱向有一只大推力的仰臥油缸（有的車型平行安裝2只），組成穩定的三聯桿機構，通過仰臥油缸的伸縮，鵝頸與軸線模塊可同步升降。下部構件上部有4個仰臥油缸安裝孔位，這4個安裝孔位決定了鵝頸對牽引車五輪鞍座施加的負荷大小，如圖1b所示。

軸線模塊半掛車只能組成3點支撐，鵝頸轉盤可單獨作為單點支撐組，見圖2a，也可通過仰臥油缸與串聯的前部軸線模塊部分軸線懸掛共同組成混合單點支撐組，見圖2b和c。

如果鵝頸轉盤獨立單點，可直接查圖1b，通過看表壓得到施加在五輪鞍座上的負荷大小。如果為混合單點支撐組，則還需要查圖3“軸線油壓與軸壓關系”圖，從而得到五輪鞍座負載與單點支撐組內軸線軸壓之間的比值大小，通過此比值可通過求空間平行力系中心的方法計算確定混合單點支撐組中合成支撐點的位置。

由圖3可知，相同油壓不同內徑的懸掛缸承載能力不同。

表1為通過查圖1b和圖3計算得到的混合單點支撐組液壓鵝頸不同安裝孔位五輪鞍座負載與軸線軸壓比值關系。

3 載貨位置確定方法

以尼古拉MDE前3軸、后4軸中間加6軸距長度連接平臺半掛車為例介紹大件載貨位置確定方法。車型示意圖如圖4：

已知：牽引車自重及重心位置；半掛車各組成部分的自重及重心位置；軸線懸掛油缸內徑為φ130，仰臥油缸連接在①孔位，據表1，鵝頸負載為前臺車軸壓的1.5倍。

求解：100噸大件裝載位置。

第一步：牽引車自重載荷分配（圖５）

第二步：半掛車自重軸載分配

1）半掛車自重力系簡化（圖6）

半掛車自重＝0.3＋4.7＋9.6＋7.8＋12.5＝36.1t

半掛車自重重心位置＝（0.3×19310＋4.7×18575+9.6×14725+7.8×7750+12.5×0-1.2×3400）/36.1＝8056mm

2）半掛車自重軸載分配

由力平衡列出：

1.5N1'＋3N1'＋4N2'=36.1t

R1'＋2R2'=1.5N1'

由力矩平衡列出：

1.5N1'×20625＋3N1'×14725=36.1×8056

2R2'×4190=1.5N1'×（4190-375）

由以上各式得到：

N1'=3.872t，N2'=4.669t，R1'=0.520t，R2'=2.644t

第三步：大件裝載位置及重量分配

考慮牽引車中后橋限定軸壓13噸，軸線模塊車限定平均軸壓18噸、最大軸壓小于20噸，因此限定鵝頸對五輪鞍座最大壓載21噸，則混合單點前臺車軸壓限定為14噸。

先按前臺車軸壓限定值14噸計算前臺車每軸承載的大件重量N1"：

N1"=14-N1'=14-3.872=10.128t

由力矩平衡列出：

1.5N1"×20625＋3N1"×14725=80×L

2R2"×4190=1.5N1"×3815

由力平衡列出：

1.5N1"＋3N1"＋4N2"=100

R1"＋2R2"=1.5N1〞

由以上各式得出大件重量軸載分配及大件裝載位置：

N1"=10.128t，N2"=13.606t，R1"=1.360t，R2"=6.916t，L=7607mm（裝載位置）

第四步：半掛車組軸載校核

牽引車前橋總軸壓：R1總=5.90＋0.520＋1.360=7.780t（合格）

牽引車中后橋總軸壓：R2總=2.45＋2.644＋6.916=12.010t﹤13t（合格）

前臺車各軸線總軸壓：N1總=3.872＋10.128=14.000t（合格）

后臺車各軸線總軸壓：N2總=4.669＋13.606=18.275t≈18t且﹤20t（合格）

如上述軸壓不滿足要求或大件不能按計算確定的裝車位置裝車或按計算位置裝車運行穩定性不滿足要求，需要調整大件裝車位置或進行重新進行配車設計，調整后的參數計算可參考上列。

4 軸線模塊半掛車使用要點

（1）注意液壓鵝頸與半掛牽引車的匹配問題。一是牽引車的五輪鞍座原則上必須使用雙自由度鞍座；二是五輪鞍座高度一定要與鵝頸可調整高度范圍相匹配。

（2）注意防止五輪鞍座超載或負載過低的問題。在設計運輸方案時，需要根據車型、大件重量、重心和裝載位置以及道路條件等綜合考慮并進行計算校核。一要保證五輪鞍座負載不超過半掛牽引車的承載能力，二要保證五輪鞍座上的負載滿足道路最大爬坡能力。

（3）注意軸線數量有一定限制的問題。全部為軸線模塊時，軸線數量控制在最少6軸線、最多18軸線為宜。加入連接貨臺，有前臺車時，最少軸線為2＋2軸線配置，貨臺總長度小于25米為宜。加入連接貨臺，無前臺車時，后部最少軸線為2軸線，貨臺總長度也為小于25米為宜。貨臺總長度是指自鵝頸連接接口算起，至車尾轉向端梁接口間的總長度。

（4）注意車速與軸壓和輪胎氣壓的匹配問題。車速需根據配車軸壓和輪胎氣壓進行控制。

（5）轉向閉鎖軸設置問題

例題1

已知：尼古拉MDE半掛車由4、5軸線模塊組成并使用最大轉向角45°的轉向端梁。

求解：使用作圖法確定轉向閉鎖軸位置及最小轉彎半徑r

方法：首先繪制車型的等比例平面圖；沿尾軸內側懸掛旋轉中心畫45°夾角的AB直線，沿鵝頸牽引銷中心畫出55°夾角的CD直線，兩條直線的交點E就是理論轉彎中心；沿E點繪制車輛中線的EF垂線，距EF最近的軸線就是實際閉鎖軸；沿實際閉鎖軸繪制垂線并與AB、CD各有一個交點，兩個交點的遠點O到車板的距離就是該車型的最小轉彎半徑r。

例題2

已知：尼古拉MDE半掛車由3、4軸線模塊中間加裝4軸距長度連接平臺組成，并使用最大轉向角55°的轉向端梁和7孔位轉向調節板。

求解：使用作圖法確定虛擬轉向閉鎖軸及每軸的轉向連接孔位

方法：首先繪制車型的等比例平面圖；沿尾軸內側懸掛旋轉中心、鵝頸牽引銷中心各畫55°夾角的直線，兩條直線的交點為理論虛擬轉向中心O；沿O點繪制車輛中線的垂線就是虛擬轉向閉鎖軸。沿每條軸線的內側懸掛中心繪制到O點的直線，測量每條直線的夾角，通過查車型轉向調節板的轉向角速查表數值與測量值進行比對，最接近的孔位即為連接孔位。

5 結語

軸線模塊半掛車配車設計對初涉大件運輸行業的工程技術人員來說難度較大，通過本文學習可使其較為便捷的掌握軸線模塊半掛車配車設計知識及車輛使用注意事項。

參考文獻：

[1]CCAM MDE technical manual［Z］.NICOLAS.

[2]Suspension MDE 14/17［Z］.NICOLAS

[3]超限運輸車輛行駛公路管理規定（交通運輸部令2016年第62號）［S］.中華人名共和國交通運輸部，2016-08-19.