第三章自卸汽车构造与设计自卸车概念：自卸汽车—利用本身的发动机动力驱动液压举升机构，将其车厢倾斜一定角度卸货；并依靠车厢自重使其复位的专用汽车。
⏹自卸车特点：自卸汽车主要用于运输散装并可以散堆的货物，如砂、土、矿石以及农作物等，还可以用于运输成件的货物。
自卸汽车主要服务于建材场、矿山、工地等。
带自举升机构、车厢装卸货物方便快捷。
常与装载机、挖掘机、皮带运输机等配套使用，实现全部运输机械化，提高运输生产率。
自卸汽车的质量利用系数较低，适用于短途运输，以充分发挥其卸货机械化的优点。
⏹自卸车分类：目前，自卸汽车应用相当广泛，随着我国建设速度加快，对自卸车需求量越来越大，自卸汽车的种类越来越多。
从不同的角度，有不同的分类。
其它分类法：1. 按用途来分：普通自卸车（一般用途）、矿用自卸车（矿山或大型工地用）、专用自卸车（带专用车厢）2. 按传动系分：机械传动自卸车（中型以下）、液力机械传动自卸车（重型）和电力传动自卸车（矿用超重型）⏹普通自卸车结构组成：底盘：二类底盘上装部分：车厢、副车架、举升机构（核心部件）、液压系统、电气系统等⏹车厢的结构形式：车厢是用于装载和倾卸货物。
它一般是由前 栏板、左右侧栏板、后栏板和底板等组成。
侧倾式及三面倾卸式车厢栏板与底板为直角 。
其栏板开启、关闭的铰接轴为上置式，开启时 ，栏板呈自由悬垂状，多用于有侧倾要求的中型 自卸车。
矿用自卸汽车和重型自卸汽车的车厢多采用 簸箕式，以方便装载，倾卸矿石、砂石等。
有的 簸箕式车厢采用双层底板结构，以增加底板的强度和刚度，并可减轻自重。
举升机构的结构形式：自卸是自卸车的基本功能，举升机构是自卸汽车结构的核心。
通过举升机构，将货厢绕后铰链旋转一定角度，将车厢内的货物卸掉。
均采用液体压力作为举升动力。
1. 直推式利用液压油缸直接举升车厢倾卸。
特点：布置简单、结构紧凑、举升效 率高。
但由于液压油缸工作行程长， 故一般要求采用单作用的2级或3级伸 缩式套筒油缸。
但多级缸成本高，价格昂贵，其应用范围受到限制。
2. 连杆组合式主要部件：液压油缸、三角臂和拉杆特点：举升平顺、油缸活塞的工作行程短，举升机构布置灵活等优点。
横向稳定性好、刚性足、举升平顺、举升力小、机构放大系统可产生较大的倾斜角度，应用广泛。
种类：油缸前推式（T式）、油缸后推式（D 式）、F式举升机构。
自卸汽车举升机构特性比较：直推式与连杆组合式举升机构综合比较：常见类型自卸车结构分析：1. 连杆组合式举升机构自卸车1）结构分析常用类型：T式、F式举升机构结构布置：提高整车横向稳定性，降低重心、降低油压举升机构闭合高度控制：400~440mm最高油压控制：<20MPa2）液压系统工作原理：发动机动力输出→离合器、变速器→取力器→油泵→油压输出→油缸工作→活塞上升→车厢倾斜一定角度、卸料→车厢下降、复位工作过程：举升过程、中停位置、下降过程2. 前顶式多级缸举升机构自卸车1）结构分析适用范围：大车厢重型自卸车，车厢长度为6～8m。
结构特点：力臂较长，省力，油缸行程长不好布置，安装多级缸，加装横向稳定器。
2）液压系统工作原理：取力器取力后通过传动轴传递给油泵，操纵气控阀控制换向阀换向，油缸进油或者回油，实现自卸车上升、中停和下降。
工作过程：举升过程、中停位置、下降过程3. 后置式直推举升机构自卸车注：降低重心高度，采用双油缸工作平稳，液压压力较小，保证两缸同步性。
自卸车主要构件：1. 自卸车车厢在车厢前栏板上通常加做向前方延伸的防护挡板（避免装载时物料下落砸坏驾驶室顶盖），底板下面焊有纵梁、横梁等底架（车厢底板强度刚度要求高些）。
车厢的侧栏板，前、后栏板外面布置有加强筋。
车厢形式：矩形车厢、铲斗形（簸箕式）车厢矩形厢钢板厚度为(mm)： 底8、边4、前4、后5簸箕厢钢板厚度为(mm)：底12、边62. 自卸车副车架位于车厢底部与汽车底盘主车架之间，通过骑马螺栓和连接板等与主车架固定，副车架后端焊有铰接支座，车厢与副车架通过该铰链支座相连，车厢在举升机构作用下，绕着这个铰链支座转动。
副车架有纵梁和横梁，材料都为高强度锰钢，一般用16MnL材料折弯成型，对于长轴距大货厢自卸车的副车架往往采用加强型副车架。
3. 横向稳定器前顶式大车厢，卸载时存在偏载，物料分布不均匀，横向稳定性差。
加装横向稳定器，限制车厢侧向倾斜。
4. 自卸车安全限制索主要用于铲斗式车厢和特殊用途车厢。
钢丝绳两端加锁扣，其一端联接在副车架上，另一端联接在车厢上。
它的主要作用是防止车厢举升过程中，由于物料对车厢后端的反冲作用，造成车厢迅速后翻。
对“拔缸”现象产生牵制作用。
5. 自卸车加盖功用：防止运输途中货损，洒落造成环境污染。
材料：金属盖、帆布盖6. 自卸车车厢后板开启铰链机构（1）固定铰链机构：适于车厢长4－6m（2）浮动式后板铰链机构：适于车厢长6.5m以上自卸车主要尺寸和质量参数：1. 主要尺寸参数主要尺寸参数为：轴距、轮距、外廓尺寸轮距B ：前轮距B 1 、后轮距B 2确定轴距L 的依据：运送轻抛货物、载货量多→L 大；机动性要求高→L 小轴距计算：2. 主要质量参数质量参数：改装部分质量、整备质量、装载质量、总质量。
改装部分质量—指在底盘上改装时附加的部件质量，包括车厢、副车架、液压系统 、举升机构以及其他改装部件质量。
整备质量m 0 —指车上带有全部装备(包括随车工具、备胎等），加满燃料、水，但 没有装货和载人时的整车质量。
二类底盘与改装部分质量总和。
影响m 0 的因素：汽车成本、使用经济性m 0的估算：1）对样车m0及其相应部件的质量进行测定和分析→初步估算新车各部件质量→新车m02）按人均占整车质量的统计平均值→新车m0装载质量m e ：指在硬质良好路面上行驶时汽车所允许的额定装载质量总质量m a ：指装备齐全、并按规定装满客、货时的整车质量§3.2 普通自卸车自卸汽车质量利用系数ηG0 ：装载质量m e 与整车整备质量m 0 之比反映设计和制造的总和水平。
新技术、新材料、新工艺→减轻自重→提高性能通常：国产自卸车ηG0 =1.0~1.5，国外自卸车ηG0 =1.3~2.03. 最大举升角确定θmax 的依据：所倾卸货物的安息角安息角：建筑学上的词汇，指一堆散料保持自然稳定状态的最大角度，一旦这个角度形成后，再往上堆加散料，就会自然滑下，并保持这个角度。
确定θmax 的原则：θmax 必须大于所倾卸货物的安息角，保证货物卸载干净。
一般地：θmax= 50°~60°。
在最大举升角时，后栏板与地面保持一定的H 。
为了避免车厢倾斜时与底盘纵梁后端发生运动干涉，保持一定的△L 。
举升机构的结构与设计：1. 直推式举升机构设计（以单缸前置直推式举升机构为例）受力特点：随着举升角θ↑，质心点C 到后铰支点O 的距离Xc ↓，举升阻力矩M F 亦随之减小。
力矩比η：当任意一节伸缩缸套筒将要伸出时，举升机构提 供的举升力矩与阻力矩之比, 记为ηi 。
一般取：当η1 =3~4，ηn =1~2，ηi按等比级数在η1 和ηn 之间取值。
1）伸缩油缸总节数n单节伸缩工作行程l ：各单节工作行程相等，参照同类油缸工作行程、产品系列化标准化、所允许的油缸布置空间选取。
伸缩油缸总行程L：伸缩油缸总节数n ：2）举升机构油缸直径da. 当第一节油缸套筒将要伸出时：b. 当第i节油缸套筒将要伸出时：2. 单缸后置直推式举升机构设计：与单缸前置直推式举升机构设计的计算方法相同。
3. 双缸直推式举升机构设计：折算到单缸的计算载荷：=KWWj—计算的单缸举升质量（kg）；式中：WjW—实际的举升质量（kg）；K—修正系数，K=0.55~0.65。
为单缸的计算载荷，然后再按单油缸举升机构计算方法进行设计计算。
以Wj2. 连杆组合式举升机构设计（1）后推连杆组合式举升机构设计D式举升机构（加伍德式）特点：后铰支轴反力较小、举升力系数大、活塞行程短、举升臂放大系数大①设计计算：油缸推力、拉杆拉力设计计算（续）初始位置（举升角为0时）质心点G 0 (x G0 ,y G0 )，车厢后铰支点O(0,0)设计计算（续）设计计算（续）对不同的举升角θ,重复上述计算，可得到不同举升角θ时的油缸推力F EB 和拉力F EA , 选择最大值作为设计的依据！②设计步骤：第一阶段：根据总体设计要求的θmax和车厢结构尺寸，利用作图法初定各杆件和各铰支点的坐标参数。
第一阶段设计（续）第一阶段设计（续）小结：以作图法得到B 0、C 0、A 0、E 各铰点的x 、y 坐标，进而确定拉杆EA 0和三角臂的几何尺寸，以此作为第二阶段设计的已知条件进行解析计算。
第二阶段：计算当举升角θ= 0°~θmax 之间变化时，最大油缸推力F EBmax 与最大拉杆受力F EAmax 作为设计的依据,分别对液压系统和拉杆进行强度校核计算。
（2）前推连杆组合式举升机构设计T 式举升机构（马德里式）特点：省力、油缸最大推力F max 较小、油压特性好、液压系统压力P 随举升角θ变化平缓,但油缸摆角大、油缸行程大。
①设计计算：油缸推力、拉杆拉力设计计算（续）设计计算（续）受力分析（续）由平面汇交力系求出F DA 。
对不同的举升角θ,重复上述计算，可得到不同举升角θ时的油缸推力F BE ,选择最大值作为设计的计算载荷。
②设计步骤：第一阶段：根据总体设计要求的θmax和车厢结构尺寸，利用作图法初步定出各杆件和各铰支点的坐标参数。
第一阶段设计（续）第一阶段设计（续）小结：以作图法得到B 、C 、A 、E 、D 各铰点的x 、y 坐标，进而确定拉杆DA 和三角臂的几何尺寸，以此作为第二阶段设计的已知条件进行解析计算。
设计第二阶段：计算当举升角θ= 0°~θmax 之间变化时，最大油缸推力F EBmax 与最大拉杆受力F DAmax 作为设计的依据,分别对液压系统和拉杆进行强度计算校核。
连杆组合式举升机构应用：2. 其它连杆组合式举升机构设计（1）后推杠杆放大式特点：结构简单，占据空间小，放大倍数增加、工作效率高应用：4~20t自卸汽车（2）浮动油缸连杆组合式“F”式特点: 结构较紧凑、横向刚度好、举升时转动圆滑、杆系受力合理。
应用：特别适合于双后轴大吨位重型自卸汽车“Z”式特点: 两个举升臂联动,进一步放大了油缸的行程,横向刚度好、杆系受力合理、单节油缸制造工艺简单；但结构较复杂,液压管路设计、布置有困难应用：大吨位、较长轴距的自卸汽车举升机构的优化设计：1. 举升机构性能的主要评价参数（1）举升力系数K—单位举升重力所需要的油缸推力，即：K=F/mg式中：F—油缸的有效推力(N)，K值较小为好；m—举升质量(kg)。