自卸汽車后開啟機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)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?xí)斐烧囍匦钠茖?dǎo)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(gòu)均由剛性機構(gòu)鏈接完成的。

該自卸開啟機構(gòu)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(zhuǎn)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(gòu)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(gòu)。

為實現(xiàn)此目的采用如下的技術(shù)方案：對自卸汽車后開啟機構(gòu)，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(yīng)用于市場、貼近用戶。

1 上翻式開啟機構(gòu)

如圖1、圖2所示開啟機構(gòu)，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(gòu)存在以下缺點：①后門變形導(dǎo)致鎖鉤關(guān)閉比后門關(guān)閉快，而無法鎖緊后門；②鎖鉤處易夾石子等雜物，導(dǎo)致后門無法關(guān)閉、拉桿變形；③因鎖鉤不能太大而導(dǎo)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(gòu)很快被淘汰。

圖1

圖2

2 下翻式開啟機構(gòu)

如圖3、4所示開啟機構(gòu)，陸續(xù)在6*4、6*2、等車型上使用。這種開啟機構(gòu)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(gòu)強度好；其缺點為該機構(gòu)鎖鉤開啟比車門開啟稍慢，易導(dǎo)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(dǎo)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(gòu)。

圖3

圖4

3 對比現(xiàn)狀分析

無論開啟機構(gòu)形式如何，其基本原理是相同的，通常情況下，上述開啟機構(gòu)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?，F(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(gòu)(簡稱加蓋)，同時也要配備后門的啟閉機構(gòu)。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(gòu)，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(yīng)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(cè)板加支座后，掛上門，然后加上鎖鉤鎖止，使啟閉機構(gòu)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(jié)構(gòu)（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(jié)構(gòu)需很強（如圖7），這種結(jié)構(gòu)決定所用鎖鉤的型式只能采取下翻結(jié)構(gòu)。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(diào)式鎖緊機構(gòu)

在重型自卸車啟閉機構(gòu)的設(shè)計中，我們通過優(yōu)化啟閉結(jié)構(gòu)，采用軟索型式的可調(diào)式鎖緊機構(gòu)（如圖8、圖9）。設(shè)計中可以通過對軟索材質(zhì)的選擇保證軟索受力。在拉緊的情況下，這種機構(gòu)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(diào)節(jié)。長時間使用，鎖緊機構(gòu)越來越松。

（2）密封性好。要求調(diào)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(yù)應(yīng)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(zhuǎn)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(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)的易損件，易配套。

（7）成本低。

圖9

5 結(jié)論

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

該結(jié)構(gòu)應(yīng)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(yīng)用推廣。