自卸車輕量化技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用

梁爾松 趙忠立

摘 要：本文重點針對自卸車輕量化技術(shù)的開發(fā)展開了分析和探索，傳統(tǒng)的自卸車設(shè)計主要是增大貨箱的板料厚度以及對承重結(jié)構(gòu)進(jìn)行加固，因此貨箱的重量越來越大，造成了自卸車的運輸工作成本提高，影響到了企業(yè)單位的經(jīng)濟(jì)效益。相關(guān)工作單位有效提出了自卸車輕量化技術(shù)的具體開發(fā)和使用方法，不斷降低自卸車的整體重量，實現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。

關(guān)鍵詞：自卸車 輕量化技術(shù) 開發(fā)

當(dāng)前隨著我國社會經(jīng)濟(jì)的不斷向前發(fā)展，公路運輸產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展規(guī)模正在不斷擴(kuò)張，汽車和貨車的數(shù)量不斷上漲，造成了石油資源的使用壓力也在不斷加大。隨著公路計重收費模式的實施，油價的不斷上漲使得汽車的研發(fā)，必須要不斷朝著輕量化的方向上發(fā)展，以此來有效降低汽車的能源消耗量，實現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益以及環(huán)境保護(hù)工作效益。在我國社會企業(yè)的發(fā)展過程中，對這些車的使用量相對較大，自卸車由于體積較大在傳統(tǒng)的車輛結(jié)構(gòu)設(shè)計工作中整體的重量較大，在運輸過程中會額外消耗更多的化石能源，加大了企業(yè)單位的經(jīng)濟(jì)消耗量，因此需要對自行車的輕量化技術(shù)進(jìn)行不斷的研發(fā)，同時有效的應(yīng)用公路運輸產(chǎn)業(yè)當(dāng)中實現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

1 自卸車輕量化產(chǎn)品創(chuàng)新性

1.1 國內(nèi)發(fā)展情況

在歐洲一些發(fā)達(dá)的國家自卸車的設(shè)計和制造水平處于世界的領(lǐng)先位置，并且自卸車的輕量化設(shè)計和研發(fā)工作開展程度相對較高，在自卸車的使用過程中，大部分采用的是輕量化的設(shè)計方式，重點針對自卸車的車身材料使用一些質(zhì)量更低，強(qiáng)度更高的鋁合金材料以及鋼鐵復(fù)合材料等。在發(fā)達(dá)國家當(dāng)中自卸車普遍使用的是高強(qiáng)度鋼板，同時以U型的車廂結(jié)構(gòu)來進(jìn)行設(shè)計，可以有效降低自卸車的自身重量，同時還提高了自行車的整體承載能力，車輛在行駛過程中整體的穩(wěn)定性更強(qiáng)、底盤的重心較低，同時在貨物的運輸過程中，可以保證貨物集中在中間區(qū)域不會存在兩邊傾斜的現(xiàn)象，同時通過U型車廂結(jié)構(gòu)的設(shè)計，在卸貨工作中效率得到了明顯的提升。

現(xiàn)階段，我國在車輛超載問題的管理工作力度上正在不斷加大，同時又提出了節(jié)能減排的經(jīng)濟(jì)發(fā)展理念。基于全方位的發(fā)展角度來進(jìn)行綜合分析，自卸車在設(shè)計工作中不單需要提高車輛自身的結(jié)構(gòu)安全性和穩(wěn)定性，同時還需要實現(xiàn)良好的工作經(jīng)濟(jì)效益以及環(huán)境保護(hù)效益。通過自卸車的輕量化設(shè)計工作，不但可以降低自卸車的自身重量，同時也降低了車輛的能源消耗量，通過更加輕質(zhì)化的材料使用，可以達(dá)到最終的設(shè)計工作效果[1]。

1.2 高強(qiáng)度板的應(yīng)用優(yōu)勢

將高強(qiáng)度板有效運用在一些常見的自卸半掛式汽車當(dāng)中，實現(xiàn)了整個車身的輕量化處理具有自重更輕、負(fù)載能力更強(qiáng)以及車身的結(jié)構(gòu)更加完整等多方面優(yōu)勢，在我國各大企業(yè)車輛運輸工作中所表現(xiàn)出的經(jīng)濟(jì)效益非常明顯，如圖1所示，高強(qiáng)度板相比與普通的鋼鐵材料相比，在使用過程中具有以下幾個方面優(yōu)勢。

第一，高強(qiáng)度板的自動較輕、承載力更強(qiáng)，在自卸車當(dāng)中的應(yīng)用表現(xiàn)出的經(jīng)濟(jì)效益更加明顯，依照我國相關(guān)規(guī)定當(dāng)中的內(nèi)容，車輛自身重量越輕，則對能源的消耗量也就越低。

第二，可以有效降低車輛產(chǎn)生的磨損以及降低車輛油耗，整體的運營經(jīng)濟(jì)效益更好。自卸車在材料運輸過程中，由于減輕了車輛自身的重量，因此在整個燃油的消耗量以及對車輛輪胎所產(chǎn)生的磨損都得到了明顯的緩解，進(jìn)而在后續(xù)的使用過程中可以降低部分車輛維護(hù)費用，節(jié)省了大量的燃油資源，實現(xiàn)了良好的節(jié)能環(huán)保工作效果。

第三，高強(qiáng)度板的材料強(qiáng)度較大、彈性能更強(qiáng)，在自卸車當(dāng)中的使用安全程度更高。從自卸車的安全性能方面來加以考慮，輕量化的自卸半掛式汽車，產(chǎn)生碰撞過程中所產(chǎn)生的慣性作用力更小，同時車輛的制動距離有著明顯的縮減，而塑性材料對人體以及其他物體的沖擊力更小，因此在整個車輛安全性能方面也得到了明顯的提升。

第四，高強(qiáng)度板的整體使用周期較長、經(jīng)濟(jì)性更好。通過高強(qiáng)度鋼板的使用，在自卸車的車身制作工作中，相比于普通的鋼板結(jié)構(gòu)使用周期和耐久度都得到了明顯的提升，因此車輛的使用效益也得到了提高[2]。

2 自卸車輕量化技術(shù)特點和關(guān)鍵性技術(shù)

2.1 技術(shù)特點

在輕量化的設(shè)計工作中，采用了Auto CAD和UG等相關(guān)設(shè)計軟件，對輕量化自卸半掛車的車身結(jié)構(gòu)進(jìn)行了一系列優(yōu)化設(shè)計，有效保證車體的結(jié)構(gòu)更加穩(wěn)定，受力狀態(tài)更加均勻。

自卸車的箱體結(jié)構(gòu)采取的是U型的設(shè)計方式，邊緣支撐板和底板沒有設(shè)置多余的橫豎筋骨，整體的結(jié)構(gòu)設(shè)計更加簡單，外觀表現(xiàn)更加明顯，和傳統(tǒng)的巨型車廂的結(jié)構(gòu)設(shè)計方式相比，U型結(jié)構(gòu)的車廂在卸料過程中的效率更快。

自卸車的車廂使用的材料為NM450高強(qiáng)度輕質(zhì)化鋼板，車廂的邊板和底板使用反復(fù)折彎成型設(shè)計方式和矩形車廂的結(jié)構(gòu)相比整體的強(qiáng)度更大，并且質(zhì)量更輕。對自卸車的車輛自身結(jié)構(gòu)以及制造工藝進(jìn)行了進(jìn)一步改進(jìn)，除去了一些不必要的焊接工作步驟，縮短了車廂的生產(chǎn)周期，大大提高了相關(guān)生產(chǎn)工作的效率[3]。

2.2 關(guān)鍵性技術(shù)

通過使用Auto CAD和UG等相關(guān)設(shè)計軟件，對輕量化的自卸半掛汽車來進(jìn)行針對性設(shè)計，要有效保證這些汽車的結(jié)構(gòu)具有更高的抗沖擊能力，并且外觀的抗刮擦能力也需要進(jìn)行提升，以材料的板體厚度作為優(yōu)化設(shè)計工作變量，對車廂的幾個重要構(gòu)成環(huán)節(jié)的板材使用狀況來進(jìn)行合理化設(shè)計，在充分保證車廂整體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性的前提下，需要實現(xiàn)更輕質(zhì)化的設(shè)計工作效果。

對反變形車架的焊接工序進(jìn)行合理的優(yōu)化，要對焊接電流的電壓參數(shù)進(jìn)行控制，有效防止輕量化和高強(qiáng)度鋼鐵車架產(chǎn)生不良焊接形變問題，同時在焊接工作完成之后的車架結(jié)構(gòu)的直線度和平面度都為5mm。

對自卸車的U型車廂壓制成型工藝進(jìn)行了一系列優(yōu)化和處理，要充分保證車廂結(jié)構(gòu)的左右兩邊設(shè)計尺寸保持相同，同時要保證車廂的中心線和車架的中心線之間保持高度的重疊，以此來有效提高車廂結(jié)構(gòu)的整體穩(wěn)定性[4]。

對車輛的主架結(jié)構(gòu)進(jìn)行合理的優(yōu)化和設(shè)計，并且對車輛的重心進(jìn)行有效的調(diào)整，要保證車輛在行駛過程中的安全性，同時也需要保證車輛在一些坑洼道路的通過性。

自卸車的舉升工作單元，是車輛工作過程中非常關(guān)鍵的工作環(huán)節(jié)，舉升機(jī)構(gòu)的設(shè)計工作質(zhì)量直接影響到了自卸車的使用工作性能。因此，在設(shè)計工作中需要充分考慮到車廂在舉證工作狀態(tài)下車輛整體的穩(wěn)定性程度，這也是車輛輕量化設(shè)計工作中所需要考慮的關(guān)鍵性問題。

3 自卸車輕量化技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用的效益

通過自學(xué)汽車輕量化技術(shù)的有效應(yīng)用，有效實現(xiàn)了自卸汽車的高質(zhì)量發(fā)展推動了社會企業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展層次，同時也實現(xiàn)了良好的生態(tài)環(huán)境保護(hù)效益，推動部分社會企業(yè)以資源型產(chǎn)業(yè)逐漸朝著加工制造產(chǎn)業(yè)的方向上發(fā)展。在本次項目當(dāng)中對自卸車進(jìn)行輕量化設(shè)計和處理，有效順應(yīng)了新形勢發(fā)展背景下社會經(jīng)濟(jì)市場的發(fā)展要求，同時有效提高了自卸車產(chǎn)品的工作安全性以及貨物的承載量，在具體的應(yīng)用過程中表現(xiàn)出的社會效益也分為以下幾個方面：

第一，通過輕量化設(shè)計工作之后，自卸車可以提高單位的承載量，并且車輛自身的質(zhì)量得到了明顯的控制，運輸工作成本大大提升[5]。

第二，對推動我國交通運輸產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展提供出性能更加的車輛運輸設(shè)備，實現(xiàn)了運輸工作的整體經(jīng)濟(jì)效益。

第三，針對企業(yè)單位這些汽車產(chǎn)品的有效升級和改造，因為對一些新型的輕質(zhì)化材料和設(shè)計技術(shù)的應(yīng)用，使得自卸車研發(fā)工作技術(shù)提升了一個全新的層次，有效實現(xiàn)了公司內(nèi)部自卸車產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)升級，在未來的發(fā)展過程中，自卸汽車的整體發(fā)展方向?qū)粩喑p量化的方向上發(fā)展，并且會取得更加明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。

第四，對自卸車產(chǎn)品的社會市場進(jìn)行了有效拓展，有效提高了自卸車系列產(chǎn)品在社會市場當(dāng)中的占有率。由于本次項目基于新形勢的發(fā)展背景下社會市場發(fā)展的客觀性要求，通過自卸汽車的輕量化設(shè)計工作，可以不斷推動自卸車系列產(chǎn)品在售后市場當(dāng)中的占有量，實現(xiàn)整個運輸行業(yè)的快速發(fā)展。

4 結(jié)束語

綜上所述，自卸車輕量化技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用，對推動我國社會企業(yè)以及交通運輸產(chǎn)業(yè)的發(fā)展有著重要的作用，相關(guān)工作人員需要對輕量化材料進(jìn)行更深層次的研發(fā)，在保證車輛整體承載能力的同時實現(xiàn)整體車輛的質(zhì)量控制，有效降低自卸車的能源消耗量，實現(xiàn)良好的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]豐偉，賀成明.無副車架的重型自卸車架輕量化優(yōu)化設(shè)計[J].農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程，2019，57（12）：108-110.

[2]李勇，李文超.基于ANSYS Workbench的重型自卸車貨箱底板有限元分析及結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計[J].重慶理工大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)），2018，32（12）：7-13.

[3]王蘭花，狄超群，劉琪.靜動態(tài)工況下的自卸車車廂輕量化設(shè)計[J].現(xiàn)代制造技術(shù)與裝備，2018（12）：73-74.

[4]馬志國，劉朝中，李敏.應(yīng)用結(jié)構(gòu)輕量化自卸式汽車貨箱優(yōu)化設(shè)計[J].機(jī)械設(shè)計與制造，2018（12）：145-149.

[5]強(qiáng)鴿鵬.公路自卸車輕量化方案的應(yīng)用思考[J].汽車實用技術(shù)，2018（17）：213-215.