D6P重型自卸汽车.pdf

“ “ “ “ 第六篇 重型自卸汽车 第一章矿用重型汽车类型及驱动型式 第一节矿用汽车类型 露天矿使用的汽车有 种类型 自卸式汽车 （后卸式） 、 底卸式汽车和汽车列车。 自卸式汽车是最普通的矿用型汽车型式， 它可分为双轴式和三轴式两种结构类型。 双轴式又可分为单轴驱动和双轴驱动， 常用的多为后轴驱动， 前轴转向。三轴式汽车由 两个后轴驱动， 它一般用在特大型自卸汽车上， 其结构型式如图 “ 所示。从其外 形看和一般载重汽车不同点就是驾驶室上面有一个保护棚， 这主要是为了司机的安全。 该保护棚和车厢焊接成一体。重型自卸汽车主要构件的外形特征及相互位置如图 “ 所示。 图 “ 自卸汽车结构型式图 * （ ; ; *          （ ’’） 0’2 第三章重型自卸汽车驱动力与运行 若不计滚动阻力矩和空气阻力的影响， 且设 “ “ ， 则式 （ ） 可写成 ’ “ （ * ,-.） ’ “ （ */ ,-.） } （ ） 式中 汽车总重力， 0； ， 汽车重心至前后轴的距离， 1； ’ ， ’ 作用于前后轮上的地面法向反作用力， 0； , 汽车重心距路面高度， 1； 2 风压中心距路面高度， 1； 汽车轴距； 道路坡度角。 ’3“ ’ 3 / ’ 3 （ 4） 式中’ 3 ， ’ 3 作用于前后轮上的惯性力矩。 由式 （ ） 可知， 行驶时作用于汽车前后车轮的法向反作用力与行驶状态和汽车 重心位置有关。在上坡时， 法向反作用力 ’ 减小， 而 ’ 增大。由式 （ ） 可知， 加速 行驶时情况也是如此。 56 第六篇重型自卸汽车 第四章重型自卸汽车制动性能 汽车的制动性是汽车的主要性能之一， 汽车的制动性直接关系到人民生命财产的安 全。它是汽车安全行驶的重要保证。因此， 只有汽车具有良好的制动性才能保证在安全 行驶条件下， 提高汽车行驶速度， 从而获得较高的运输生产率。 汽车制动性主要由下列三方面来评价 （） 制动效能， 即制动距离与制动减速度； （“） 制动效能恒定性， 如抗热衰退性能； （） 制动时汽车方向稳定性， 即指制动时汽车不发生跑偏、 侧滑、 急转弯以及失去转 向能力的性能。 制动效能是指在良好路面上， 汽车以一定的初速度开始制动到停车时的制动距离或 制动时的减速度， 它是制动性能的最基本的指标。其次是抗热衰退性能， 它是指汽车在 高速行驶或下长坡连续制动时， 制动效能保持的程度， 即制动器温度升高后能否保持在 冷状态下的制动效能， 这也是制动器设计时的一个重要问题。制动时汽车的方向稳定 性， 通常是用制动时汽车按给定轨迹行驶的能力来评价。制动时汽车发生跑偏、 侧滑或 失去转向能力， 则汽车将偏离原来轨道。 第一节制动时的车轮受力 图 给出了车轮在良好硬路面上制动时车轮的受力情况。若使行驶的车轮 ’“’ 第四章重型自卸汽车制动性能 停止转动， 地面必须给车轮一个制动力 “。图中滚动阻力矩、 减速时惯性力矩均忽略不 计， “是制动时的摩擦力矩， “是地面作用于轮上的制动力， 其方向与汽车行驶方向相 反。为车轴对车轮的推力， 为地面对车轮的法向反力。 汽车制动时， 如果忽略滚动阻力矩和回转质量惯性矩， 则任一车轮在其角速度 ’ 时的力矩平衡方程为 “ “ ’（* ） 式中“ 制动器对车轮作用的制动力矩， , -； “ 路面作用于车轮上的制动力， ,； 车轮半径， -。 图 . * 车轮制动时的受力图 令 “ ， 称为制动器的制动周缘力。在车轮角速度 ’ 时， 其物理意义是 制动力矩 “所造成的车轮对路面的作用力， 与制动力 “方向相反， 大小相等， 即 “ “（* /） 故当加大踏板力以加大 “时， 和 “均随之增大。 生产场地路面对车轮作用的制动力受到车轮和路面间附着条件的限制， 在一般情况 下， 其值不可能大于附着力。即 ““ “（* 0） 或“ -1 “（* *） 2/3 第六篇重型自卸汽车 第二节制动效能 汽车的制动效能是指汽车迅速降低行驶速度直至停车的能力。评定制动效能的指 标有制动距离 和制动减速度 “。 制动距离与汽车的行驶安全有直接关系， 它指的是汽车速度为 “时 （空挡） 从驾驶 员踩着制动踏板开始到汽车停住为止所驶过的距离。制动距离与制动踏板力即制动系 中的液压或空气压力有关， 故给出的制动距离应指明相应的踏板力或制动系中的压力。 制动距离还与路面种类和状况有关。一般技术文件中给出的制动距离多数是在平坦、 良 好、 干燥和清洁的路面上测得的。制动距离与制动器热状况也有密切关系， 若无特殊说 明， 一般是在试验条件下测得的。此时起始制动器的温度在 以下。 由于各种汽车的动力性不同， 对制动效能也提出了不同要求 轻型货车行驶速度较 高， 所以要求的制动效能也高； 重型货车一般行驶速度较低， 在以同一起始车速制动时， 制动距离可长些。例如我国交通部规定， 在车速为 ’ * 时， 轻型货车制动距离在 以下， 中型货车不大于 ,， 重型货车不大于 -， 而轿车要求在 . 以下。 制动减速度反映了地面制动力的大小。因此它与制动器的制动力 （车轮滚动时） 及 附着力 （车轮抱死拖滑时） 有关。 在不同路面上， 由于最大制动力 “/0 “/1， 故汽车能达到的最大制动减速度为 “/1（2 3 4） 为了保险起见， 把一般的附着系数改成滑动附着系数5， 5要比小一些， 根据实 验统计分析， 有 51 所以“/1 （2 3 .） 式中 路面种类系数， 对于沥青、 石碴、 混凝土砾石和土路等 1 6,. 7 684， 对于冰雪路和泥水较多的道路 1 6 7 64； 附着系数，值见表 . 3 3 。 8- 第四章重型自卸汽车制动性能 第三节制动时汽车的方向稳定性 制动过程中有时会出现跑偏、 侧滑而使汽车失去控制， 离开原来行驶方向， 甚至发生 撞入对方车辆行驶轨道、 下沟和滑下山坡的危险。一般把在汽车制动过程中维持直线行 驶能力或按预定弯道行驶能力称为制动时汽车的方向稳定性。 汽车试验中常规定一定宽度的试验通道 （如 “ 倍车宽或 “） ， 制动方向稳定性 合格的汽车在试验时不允许产生不可控制的效应使它离开这条通道。 制动时原期望汽车按直线方向减速停车， 但有时汽车却自动向左或向右偏驶。这种 现现象称为 “制动跑偏” 。跑偏现象多数是由于技术状况不正常造成的， 经过维修和调整 是可以消除的。 侧滑是汽车制动时某一轴车轮或两轴车轮发生横向滑动现象。最危险的情况是在 高速制动时后轴发生侧滑。这时汽车常发生不规则的急剧回转运动， 使之部分或完全失 去操纵。但即使技术状况符合要求的汽车， 在较高车速或溜滑的路面上制动时也可能发 生后轴侧滑。跑偏与侧滑是有联系的， 严重的跑偏常会引起后轴侧滑。易于发生侧滑的 汽车也有加剧汽车跑偏的倾向。图 ’ ’ 为单纯制动跑偏和由跑偏引起后轴侧滑时 轮胎在地面上留下的印迹。 制动跑偏与侧滑， 特别是后轴侧滑是造成交通事故的主要原因。例如 ** 年雨季， 某城市郊区主要公路 （山区公路） 在两周内发生七起交通事故， 其中有六起是由于制动时 后轴侧滑或失去转向能力造成的。 西方一些国家统计资料表明， 发生人身伤亡交通事故中， 在潮湿的路面上有 , 与 侧滑有关； 在冰雪路面上有 -./ 0 ./与侧滑有关。而根据对侧滑事故的分析， 发现有 ./是由于制动引起的。 由此可见， 制动时汽车的方向稳定性是影响交通安全的一个重要因素。不断提高制 动时汽车的方向稳定性是汽车设计、 研究使用部门的重要任务。 制动时汽车跑偏有两个原因 （） 汽车左右车轮， 特别是转向轴左右车轮制动力不相等。 （） 制动时悬架导向杆系与转向系拉杆在运动学上不协调 （互相干涉） 。 第一个原因是由于左右车轮制动力不等产生的跑偏， 跑偏方向是向制动力大的方 .- 第六篇重型自卸汽车 向， 这是很好理解的。只要调整好两车轮制动力使其相等就可以解决跑偏问题。 第二个原因是设计造成的， 使制动时总向左 （或向右） 一方跑偏。因此是系统性的。 造成第二个跑偏原因是悬架导向杆系与转向系拉杆在运动学上发生干涉且其跑偏方向 不变。例如我国试制的 “ 汽车在紧急制动时总是向右跑偏。在以车速 ’ * 制 动时， 最严重的跑偏距离为 ,-， 分析其主要原因是转向节上臂处的球销距前中心太 高， 且前悬架钢板弹簧的刚度太小。后来设法使转向节上节臂处球销位置下降， 并加强 了前钢板弹簧的刚度， 基本上消除了跑偏现象。 图 . / / 制动时汽车跑偏的情形 0制动跑偏时轮胎在路上留下的印迹； 1制动跑偏引起后轴轻微侧滑时轮胎在路面上留下的印迹 制动时后轴的侧滑， 会引起汽车剧烈的回转运输， 严重时可使汽车调头。经过许多 试验， 目前已经认识到制动时若后轴比前轴先抱死拖滑， 就可能发生后轴侧滑； 若使前后 轴同时抱死， 或前轴先抱死后轴始终不抱死， 则能防止后轴侧滑。这是通过试验得出的 结论。 在制动过程中， 若前轮先抱死拖滑， 则能保证汽车基本上在直线上停车， 处于稳定状 态。但是， 如果在弯道行驶时， 先制动抱死车轮， 汽车就丧失了转向能力。 在正常的制动过程中， 轮胎留在地面上的印迹从车轮滚动到抱死拖滑是一个渐变的 过程。图 . / / 是汽车制动过程中逐渐增加踏板力时轮胎留在地面上的印迹。印迹 基本上可分三段 第一段印迹内， 印迹的形状与轮胎花纹基本上一致， 车轮在作单纯的滚动。 第二段印迹内， 胎面的花纹还可以辨别出来， 但花纹逐渐模糊， 轮胎已不再作单纯滚 动， 胎面与地面发生一定程度的相对滑动， 即车轮处于边滚边滑的状态。 - 第四章重型自卸汽车制动性能 图 “ “ 制动时轮胎留在地面上的印迹 车轮单纯滚动时； 车轮处于边滚边滑时； ’车轮被制动器抱住， 车轮处于全滑动时 第三段印迹内， 看不出花纹的图案， 而是形成一条粗黑的印迹。车轮被制动器抱住， 车轮在路面上作完全滑动。 第六篇重型自卸汽车