1、， !二 ： 竺： 竺 竺： Lf EQ5141X系列厢式货车车厢的设计 东风汽车公司车箱厂 曾天灵 摘要 介绍 厢式车车厢的基本结构提出，EQ51I1X系列厢式车车爝结构设计和选材的方 法。对骨架蒙皮式车厢的骨槊结构、连接形式，防精措施作r比较蜗确的叙述，并在厢体的强度计 算中应用了有限元法。关键局部的设计方法有独到之处 关键词曼 苎 塑矩形钢管竹胺扳 引言 故 厢式汽车的定义在世界各国有不同的 解释种类也非常多。我国现有厢式汽车约 35种，本文所指的是厢式零担运输汽车 (ZBT5O0O489) 随着杜会经济发展水平的提高，专用汽 车所占的比例越来越大 西方一些发达国家 目前专用汽车已达到j
2、0 以上。前苏联研 究认为载货汽车申专用汽车的最佳饱和度 应为7O 80 ，厢式载货汽车约占专用 汽车的13 17 据统计，美国的中型载 货汽车(总质量912t)中，专用汽车占23 以上，其中厢式汽车占1 35 左右，目前我 国的专用汽车所占比例很小，厢式货车的数 量还不多，这是厢式车发展的大好时期。 2厢式车厢的分类 厢式车辆的货厢结构大约可分三类： (1)骨架结掏封闭车厢，这是一种传统 的结构形式，其特点是生产方式简单，取材 方便，技术要求低，我国目前大多采用这种 结构。 2)无骨架车厢，厢板是所谓的“三明治 板”即以聚铵脂为绝缘芯、内外壁用玻璃钢 或不锈钢牯合而成的板。厢板之间的联接方
3、法有两种一种是通过螺栓或铆钉联接，另 一种是采用P、 C粘接剂进行粘接 这种 结构原来主要用于冷藏车和保温车，现已广 泛 欠 泛用于普通阳式车。 勿孝 寸 (3)骨架式高强度塑料蓬布车厢，车厢 除承载的底板骨架和立柱外，其余的骨架采 用轻质材料，间距较大，外面蒙以高强度尼 龙布。车厢侧面设置精道尼龙布挂在滑道 内 厢体前部可设一棘轮卷紧机构以将尼 龙布卷紧。这种结构自身质量较小，造价低， 适用于要求不高的场合。 3车厢的结构设计 31厢体骨架的设计 EQ514IX系列厢式车厢采用骨架蒙皮式 结构。国内绝大部分车厢也是这种类型，但 厢体骨架的结构与组装方式却有较大区别 许多改装厂一般是在普通货厢
4、的底板上直 接焊装厢体侧板、前板、门框等形成整体的 厢体骨浆然后铆上内、外蒙皮 由于整体骨 架无法清洗，只能就地喷涂防锈漆，涂装质 量差，厢体的防腐能力扳低；此外，骨架的焊 接和蒙皮的铆接均集中在装配工序内，生产 效率难以提高。针对这些弊端，我厂的车厢 骨架采用了分片组装式即把车厢分成底、 侧、前、顶、门段门框六部分共八个分总成， 其中，底板骨架用普通载货汽车车厢的底板 骨架改制，将底板与其余部分相连处加强。 侧板和顶棚骨架为矩形钢管焊接组成的对 称网格结构，骨架中部钢管的横向跨距为 52Omm，前后两跨间距可变 通过改变前后 1 7 广 C、 ，f 维普资讯 http:/ 汽车科技 两跨的间
5、距和增减中部的跨数，就可生产不 同长度的车厢。由于车辆行驶时厢体所承受 的迎风阻力、减速时货物的压力以及侧板所 承受载荷的的一部分均作用在前板上，并通 过前板立柱传递到底板的前横梁，因此立柱 应相应加强，其截面取图1所示形状。由于 以圆角过渡，气动阻力可减少2O 3O 。 车厢采用了独立的门框总成，既提高了车厢 骨架的刚度和尺寸精度，又改善了工艺性。 各分总成骨架问通过焊接构成车厢的骨架， 内蒙皮为胶合板，外蒙皮为铝台金瓦棱板， 蒙皮与骨架间以拉铆钉相联。这种结构具有 以下优点： (1)可在不同的工位上同时生产厢体的 各分总成，便于实现流水线生产，从而提高 效率；(2)各分总成骨架可在油漆线上
6、清洗、 电泳、烘干，涂装质量较好；(3)容易实现系 列化生产。 圉1立柱的截面形状 32材料的选择 321骨架材料 构成厢体骨架的材料一般有两种，一种是 铝型材，另一种就是钢材。国外大多用铝型 材(除底板和门框外)，其自身质量小，容易 实现分片组装。国内铝材价格较高，生产工 艺落后，型材尺寸精度低，故多以钢材作骨 架，其截面形状如图2所示。 图2一般骨架材料的截面 我厂采用图3(a)所示截面的矩形钢管 作厢体侧板和顶棚骨架。根据材料力学的扭 转理论，当截面尺寸一致时，开口与封闭截 面的薄壁杆件在相同扭矩作用下的剪应力 和扭角有较大区别。以403015的钢管 为例(如图3)，其剪应力r和扭角 分
7、别 为： r口一 (2 )= (218538515)一 M。t32915 以= S(4XGA )= (269543G) 一M。Xt(13 )一M1005 一 (G13厶_Xt)= (15075G) 结果表明，封闭截面杆件的抗扭能力远 远大于开口件，而车辆运行时厢体受扭的概 率较大，以封闭截面的矩形钢管作骨架，可 大幅度提高厢体的抗扭性能。矩形钢管形状 18 图3 (6) 稳定，加工方便，所需工装设备简单，具有良 好的工艺性。 322井饰材料 厢体外装饰条是铝型材，外蒙皮是防锈 铝台金板，并均进行了阳极氧化等表面处 理。虽然铝板较贵，但密度较小，可减少车辆 自身质量。铝板维修间隔期较长，回收利用
8、 维普资讯 http:/ 1997年第4期【总第i39期) 率高，既为用户节约费用，又具有良好的社 会效益。 323底板 整体骨架式车厢借用了普通车厢的底 板，其结构一般是铁木混合形式 我厂则是 宽幅的竹胶板。以竹胶板代替原铁木混合的 车厢底板，可充分利用我国丰富的毛竹资 源，节约钢材，降低成本，同时又能提高车厢 底板的防腐、防尘和密封性能 33防漏措施 厢式车厢的密封性能，尤其是防雨水能 力是厢体质量的决定性因素之一，如何处理 厢体骨架问的连接问题决定了能否采用分 片组装方式，国内许多厂家因无法妥善解决 连接处的密封问题而不得不采用整体骨架 式结构。经过多次试验和改进，EQ51 41X系 列
9、车厢的顶栅与侧板、前板之间连接方式彩 图4所示的形式。 顶龋蒙皮 纂 圈4连接处币恿 顶栅外蒙皮是整张的铝板，中间不打任何 孔，只是在四周通过铆钉与其它部件相连 从铆钉孔渗漏的雨水仍在厢体外侧。同时 顶棚骨架做成向上凸起的弧形，这样可减少 骨架的下沉，从而避免积水，减少渗漏。 此外，对一些形状复杂的机加件用精铸 件代替，以降低成本。 4强度计算 底板和横梁是受力最大的部件，由于是 借用现生产的横粱，其强度分析和试验在设 计普通车厢时已进行过这里只对底板进行 强度校核。 EQ I 41XI D为例，竹胶板的厚度取 2Omm。 竹胶板的厚度远小于其长和宽，属于薄 板的范畴。试以有限元法中的薄板矩形
10、单元 的混合法进行分析。竹胶板在底板骨架上可 认为是四周简支，横粱跨距最大处竹胶板的 尺寸为2280mm824mm，将其划分成四个 对称的矩形单元(图5)设竹胶板的有关参 数如下： 泊松比 一0054 静曲强度 =10MPa 弹性模量 El18 载荷集度 口一7400(52802280)一 0000615kgmm 图5竹胶板的单元衄1分 根据 嘲 ) 引入边界条件：12、14为对称边，2 3、34为简支边，计算结果： 板中心的弯矩 一 =15925Nmm W：=bh。6=6667ram 一“一239MPa 根据叠加原理，中心处的最大应力为 = + 一478MPa。 再利用材料力学的弯曲理论计算
11、。 取I 一824mm ；74005280： 140kgmm 一782MPa 两种方法所求得的最大应力均小于材 料的强度极限，说明厚度符合要求；同时也 可看出有限元法算得的应力值更接近实际 情况。(下转第23面) 1 9 维普资讯 http:/ 1g97年第期(总第139期) 边热影响区的裂纹扩展规律速率比靠近 Q235钢一边热影响区的裂纹扩展速率稍慢 一些 (4)疲劳裂纹在焊缝，热影响区，垂直焊 缝方向，母材中的扩展速率各不相同，主要受 组织和焊接残余应力的影响。 参考文献 1 GB9447-88，焊接接头疲劳裂纹扩展速率试验 方去：国家标准局，1988 2 盂广 吉贾安东焊接结构强度和断裂
12、机械工 业出版社，1 986 3董仕节，匡一心EQ1170KA城市客车底盘焊 接结构的研究(课题验收报告)湖北汽车工业学 院，1996 4 史耀武焊接断裂力学西安交通大学出版杜， 199l_ 5周振丰主编焊接冶皇学机械工业出版杜， 1 995 收稿日期 l997 O226 (上接第1 6页) 6结论 新草案的舒适性评价法的评定结果能 较好地反映人对振动的感觉。汽车上的人体 表5总秉坐值与人的主观感觉问的关系 总乘坐值，(ms ) 的主观感觉 0 3l5 没有不舒适 0 3l50 63 几乎无不舒适 振动应采用舒适性评价法中的总乘坐值指 标评价。影响人体振动舒适性的主要振动轴 向有X，、YZ”X
13、hZ Zf共6个。 新草案的舒适性评价法，与旧标准的总 加权值评价法的评价结果有较大差异。 本文推荐了国内汽车的人体振动舒适 性的评价等级及其对应的总乘坐值限值，用 该限值评价汽车的平顺性时，需统计出各类 汽车的常用车速，然后以常用车速下的测量 值进行评定。 参考文献 1 IsO263111985体承受全身振动的评价 第一部分：一般要求 2 ISo2631CD一1992Guide to the Evaluation 0f Human Exposure to WhokBody Vibration 3赵六奇，刘锋参照国际标准Iso2631的新草 案修订汽车平顺性的评价方法汽车工程。i 993。 (
14、6) 4 Grlffin M JEvaluation of Vibration with Re spect to Human ResponseSAEE86O047 收稿日期：l997 03 27 (上接第19页) 5结束语 在国内我厂较早进行厢式车的开发和 试验，投人了大量的人力和物力。经过多年 的试制和改进，才确定了目前这种结构。用 户意见表明，我厂的厢式车质量好，外形美 观，有优良的密封性能。长期的生产实践也 证明，这 构通用性强，改装灵活，生产效 率高，制造周期较短，现在国内很多改装厂 都采用了类似结构。 随着我国经济的发展，社会对厢式载货 汽车的需求不断增加。由于各种新材料、新 工艺、新方法的出现，厢式车的生产方式也 在不断变化。根据本单位的特点选择适当 的结构形式，对发展厢式车的生产显得尤其 重要。 收稿日期：l997 05船 23 维普资讯 http:/
