自卸汽車后開啟機構的優(yōu)化設計

穆培娟，董苗，劉俊

（陜汽集團寶雞華山工程車輛有限公司，陜西 寶雞 721006）

前言

工程自卸車卸完物料后車廂后廂板經(jīng)常未落入掛鉤內(nèi)，通常需要人為校正、或忘記校正直接運輸物料（在坑洼路面運送物料時， 由于后廂板沒有鎖上，物料會灑落在路面上）。從而造成物料灑落在路面上，甚至會造成整車重心偏移導致嚴重安全事故。主要原因是大部分自卸汽車的后門開啟機構均由剛性機構鏈接完成的。

該自卸開啟機構拉桿是通過貨廂與底盤的相對運動帶動鎖鉤，最終實現(xiàn)控制貨廂后門啟閉。它的主要型式按鎖鉤翻轉方向可分為兩類：向下翻或者上翻兩大類。現(xiàn)以自卸汽車的幾種后門開啟機構為例，功能和可靠性方面分析其優(yōu)缺點，為提高車輛作業(yè)效率和安全性，而提出一種新型的自卸汽車后開啟機構。

為實現(xiàn)此目的采用如下的技術方案：對自卸汽車后開啟機構，其中由掛鉤總成、后廂板掛鉤總成、鏈條、連桿及連桿座等組成。

其特征是車廂升起后利用重力作用的將掛鉤拉在開啟狀態(tài)，不但避免了掛鉤自落在鎖止狀態(tài)、而且提高了車輛作業(yè)效率和安全性。該狀態(tài)的升級優(yōu)化最終實現(xiàn)產(chǎn)品應用于市場、貼近用戶。

1 上翻式開啟機構

如圖1、圖2所示開啟機構，某公司在4*2車型上使用，基本原理為通過滾輪及斜面使車廂升起和下落，帶動拉桿使鎖鉤開啟和閉合，達到后門開啟的目的。這種機構存在以下缺點：①后門變形導致鎖鉤關閉比后門關閉快，而無法鎖緊后門；②鎖鉤處易夾石子等雜物，導致后門無法關閉、拉桿變形；③因鎖鉤不能太大而導致其強度不足。

由于存在以上缺點，帶來很多安全隱患、故此種機構很快被淘汰。

圖1

圖2

2 下翻式開啟機構

如圖3、4所示開啟機構，陸續(xù)在6*4、6*2、等車型上使用。這種開啟機構更接近現(xiàn)在市場銷售主流產(chǎn)品，其優(yōu)點為車門未變形時開啟可靠，機構強度好；其缺點為該機構鎖鉤開啟比車門開啟稍慢，易導致車門打不開，拉桿變彎，拉桿座損壞，甚至車廂在開啟過程中不能順利打開，導致后廂著地、車頭升起，后門變形等均能引起后門開閉不可靠。目前部分車型還在使用此種開啟機構。

圖3

圖4

3 對比現(xiàn)狀分析

無論開啟機構形式如何，其基本原理是相同的，通常情況下，上述開啟機構也能夠正常使用，但是各類鎖鉤均存在著一定的局限性，其問題會在特定情況下表現(xiàn)出來，在大型建筑工地表現(xiàn)得尤為明顯（如車輛裝載大土石塊時）。

目前市面上出現(xiàn)一種自卸車，被統(tǒng)稱為礦翻車，其外型如圖5所示。顯著特點為：尾部翹起（通常上仰8°～18°），無后門。由于其使用性能優(yōu)越，受到廣大用戶的一致好評，在各類工地被廣泛使用。

圖5

在加大城市環(huán)境治理的大背景下，城市公共環(huán)境內(nèi)運渣土的礦翻車，給城市環(huán)境帶來極大的負面影響，如大量的棄渣、粉塵等。現(xiàn)階段，加大城市綜合環(huán)境治理，必須在這種車的貨廂加上密閉處理機構(簡稱加蓋)，同時也要配備后門的啟閉機構。由于它的特殊性，這類車的整改迫在眉睫。

之所以麻煩，是在于需要加門，而加門之后處理啟閉機構，會變得非常困難。相比之下，輕翻車(如圖6)的尾部較平直，這方面的問題表現(xiàn)的不太明顯。但在實際處理過程中，又不可能把每輛礦翻車的尾部拉平，然后加門、加蓋。而且由于礦翻車使用頻率高，一般情況下廂體使用年限為 3～4年，這樣直接提高了車輛的使用成本。在實際應用中，只有少數(shù)車主采用更換破損較嚴重的貨廂，來避開這種麻煩。

圖6

通常，加門是在貨廂尾部側板加支座后，掛上門，然后加上鎖鉤鎖止，使啟閉機構保證貨廂舉升角約4°～10°時，則打開后門。但是，礦翻車的尾部結構（圖 5）決定其舉升角比輕翻車大，卸貨時需舉的更高。在舉升到極限時，部分礦翻車尾部下限離地高度不足800㎜。

由于礦翻車工作環(huán)境的特殊性，貨箱底板后部的橫梁結構需很強（如圖7），這種結構決定所用鎖鉤的型式只能采取下翻結構。貨廂舉升到最大角度時，鎖鉤常常會觸及到自卸車倒下的渣土。若渣土中含有大石塊、建筑棄渣等堅硬物體，倒渣時司機為了保證渣土被徹底傾倒而前后移動車輛，極易使渣土與鎖鉤發(fā)生強力碰撞，損壞啟閉系統(tǒng)，造成外在表面如拉桿變形、鎖鉤或支座損壞、拉桿座損壞等問題。

圖7

4 軟索型式的可調式鎖緊機構

在重型自卸車啟閉機構的設計中，我們通過優(yōu)化啟閉結構，采用軟索型式的可調式鎖緊機構（如圖8、圖9）。設計中可以通過對軟索材質的選擇保證軟索受力。在拉緊的情況下，這種機構與剛性拉桿式鎖鉤無大的不同點。但是，由于它柔性的一面，表面出了很多獨有的優(yōu)點，如下所示：

（1）便于調節(jié)。長時間使用，鎖緊機構越來越松。

（2）密封性好。要求調整到位，無大沖擊，其實用性能比剛性拉桿更好，更貼近貨廂后門，且可承受一定的預應力，將后門壓向后門與貨廂之間的封閉面。

圖8

（3）安全性能好。若車上裝有大石塊，石塊的翻轉很可能比后門開啟的速度快，對后門造成巨大沖擊。這種情況下，剛性拉桿只得承受石塊的沖擊力，使車輛易出現(xiàn)仰翻的危險。而軟索結構可被拉斷或卡箍被拉脫，使大石塊沖出后門。

（4）鎖鉤不易損毀。當自卸車舉升到最大角度時，若與渣土碰撞，鎖鉤可以拉開。在極端情況下，渣土與鎖鉤座碰撞，其碰撞的沖擊力可由鎖鉤座與貨廂尾橫梁，甚至貨廂整體來承受。

（5）易于裝配。裝配較簡單，且所需投入的工時少。

（6）通用性強。軟索為此結構的易損件，易配套。

（7）成本低。

圖9

5 結論

結合以上設計，后門開啟機構的型式分為鋼絲繩式或鋼鏈式自鎖緊機構。根據(jù)車輛的具體應用情況，可選用單軟索結構、雙軟索結構、三軟索結構，鎖鉤為下翻式的自卸車都推薦使用這種機構。

該結構應用推廣后有效保障車輛卸載物料不分種類、同時對栓鉤起到保護的作用。有效杜絕了安全事故、徹底解決車輛不分裝載物作業(yè)，此方案已充分在自卸車上應用推廣。