道路清障車(chē)的總布置設計及探討

清障車(chē)是裝備(Equipment)有起重、托舉、拖曳等設備，用于清除道路障礙物的專(zhuān)用汽車(chē)（GB/T17350-1998）。清障車(chē)新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)一般要經(jīng)過(guò)市場(chǎng)調研及可行性分析、技術(shù)設計、產(chǎn)品試制、產(chǎn)品試驗鑒定(同義詞:判定、判斷、判決)、上報公告等一系列程序。清障車(chē)的總體布置是技術(shù)設計的關(guān)鍵（解釋:比喻事物的重要組成部分)環(huán)節。以下從幾個(gè)方面探討一下清障車(chē)的總布置設計。
一、清障車(chē)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的程序 
1．市場(chǎng)調研及可行性分析 
市場(chǎng)的需求是清障車(chē)新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的動(dòng)力，也是新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)成功的保證。因此必須深入調查研究（research)，了解用戶(hù)對清障車(chē)的性能要求、使用要求和需求量，了解清障車(chē)的使用條件，廣泛收集國內外同類(lèi)或相近車(chē)型的技術(shù)資料，加以分析和整理，寫(xiě)出新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的可行性分析報告。經(jīng)我們近期調研，我國清障車(chē)有向大型化、多功能化、人性化設計發(fā)展的趨勢。 
2．技術(shù)設計 
清障車(chē)總體設計的主要任務(wù)是：正確確定清障車(chē)的性能指標、正確選擇汽車(chē)底盤(pán)、為各部件設計提供控制參數和設計要求、對各部件進(jìn)行合理布置和運動(dòng)校核、并對性能進(jìn)行準確計算和控制。 
a.主要性能指標的確定 
清障車(chē)的主要性能指標是指其專(zhuān)用性能指標。即是通過(guò)市場(chǎng)調研及現有資料的統計分析而確定出專(zhuān)用裝置的主要性能指標。如：額定托舉質(zhì)量、額定托牽質(zhì)量、額定起吊質(zhì)量等。 
b.汽車(chē)底盤(pán)的選擇 
清障車(chē)是一種專(zhuān)項作業(yè)的汽車(chē)。汽車(chē)底盤(pán)的性能決定了清障車(chē)的基本性能，最大限度地發(fā)揮底盤(pán)的能力及底盤(pán)能夠滿(mǎn)足專(zhuān)用裝置的要求是底盤(pán)選擇的關(guān)鍵。清障車(chē)是以路面作業(yè)為主的專(zhuān)用車(chē)，故底盤(pán)的選擇以二類(lèi)貨車(chē)底盤(pán)為主。國產(chǎn)底盤(pán)可供選擇的品種很多，如東風(fēng)、解放、慶鈴、江鈴、依維柯、江淮、黃河、躍進(jìn)、斯太爾、北方奔馳等知名品牌均可做為清障車(chē)的底盤(pán)。進(jìn)口底盤(pán)五十鈴、日野、UD、沃爾沃、福來(lái)納、萬(wàn)國等都適合國內清障車(chē)的改裝。目前我公司所選用過(guò)的底盤(pán)品牌多達二十一種，可滿(mǎn)足不同用戶(hù)的需求。另外，隨著(zhù)清障車(chē)市場(chǎng)的不斷擴大及設計的規范化，可考慮設計專(zhuān)用底盤(pán)。 
c.總布置圖的繪制 
在清障車(chē)的總布置圖上應反映出專(zhuān)用裝置的布置形式及尺寸；取力器和傳動(dòng)裝置的布置形式及尺寸。對于底盤(pán)改裝部分應表示出改裝后的具體位置尺寸。 
d.總體性能參數(parameter)的計算 
當清障車(chē)的總體布置初步確定后，就可計算其軸載質(zhì)量的分配和專(zhuān)用裝置所達到的性能，并根據計算結果對總體布置方案進(jìn)行必要的修改。 
e.總成設計及零部件設計 
以總布置圖為基礎，進(jìn)行各總成及其零部件的設計。各總成設計初步完成以后，還應在總布置圖上作進(jìn)一步的布置和運動(dòng)校核，使各部分互相協(xié)調。 
3．新產(chǎn)品試制 
按照設計圖進(jìn)行新產(chǎn)品樣車(chē)的試制。清障車(chē)新產(chǎn)品試制一般確定兩臺為基本數量單元。設計完成后，工藝人員根據設計圖和生產(chǎn)(Produce)實(shí)際編寫(xiě)工藝流程卡，并用于指導生產(chǎn)。技術(shù)人員應參加和配合新產(chǎn)品的試制，及時(shí)解決試制過(guò)程中暴露出來(lái)的設計、工藝問(wèn)題，并進(jìn)一步改進(jìn)整車(chē)和部件的結構工藝性。產(chǎn)品試制是對技術(shù)設計正確性的確認和校核過(guò)程。 
4．試驗鑒定 
清障車(chē)新產(chǎn)品試制完成后必須按照QC/T645-2000《清障車(chē)》標準進(jìn)行嚴格的試驗鑒定，以全面考核其結構、性能和使用可靠性是否達到設計任務(wù)書(shū)的要求。試驗鑒定須按照試驗大綱經(jīng)過(guò)生產(chǎn)廠(chǎng)家自行試驗和國家專(zhuān)用車(chē)輛檢測機構試驗鑒定。試驗鑒定是對清障車(chē)主要性能指標的驗證，同時(shí)對清障車(chē)新產(chǎn)品作為專(zhuān)用改裝車(chē)是否符合國家的有關(guān)法規做結論。新產(chǎn)品通過(guò)鑒定定型后，即可投如批量生產(chǎn)。 
二、清障車(chē)的總體布置 
總體布置的任務(wù)是使專(zhuān)用裝置與汽車(chē)底盤(pán)(chassis)構成相互匹配的整體，以獲得較好的清障車(chē)的基本性能和專(zhuān)用性能。清障車(chē)全名為道路清障車(chē)，又稱(chēng)拖車(chē)、道路救援車(chē)、拖拽車(chē)，具有起吊、拽拉和托舉牽引等多項功能，清障車(chē)主要用于道路故障車(chē)輛，城市違章車(chē)輛及搶險救援等。 
1、必須考慮（consider)的幾個(gè)問(wèn)題 
a.首先應有利于專(zhuān)用裝置功能的充分發(fā)揮 
清障車(chē)的專(zhuān)用裝置一般分為托吊分離型、托吊聯(lián)體型、平板型、普通型四大系列。其中托吊分離型包含吊臂旋轉和不旋轉兩種型式。專(zhuān)用裝置不同其功能大不相同，布置的形式也有差別。 
b.應滿(mǎn)足汽車(chē)底盤(pán)(chassis)性能的要求 
軸載質(zhì)量分配對于清障車(chē)的行使及作業(yè)性能有重大影響。而總體布置是決定軸載質(zhì)量分配的關(guān)鍵因素。因此，總布置初步完成后應進(jìn)行軸載質(zhì)量校核，看其是否滿(mǎn)足底盤(pán)的要求，如有不滿(mǎn)足，則需重新修改總體布置方案。 
c.應滿(mǎn)足有關(guān)法規的要求 
有關(guān)法規對汽車(chē)的外形尺寸、最大軸載質(zhì)量、環(huán)保等都有具體要求。清障車(chē)全名為道路清障車(chē)，又稱(chēng)拖車(chē)、道路救援車(chē)、拖拽車(chē)，具有起吊、拽拉和托舉牽引等多項功能，清障車(chē)主要用于道路故障車(chē)輛，城市違章車(chē)輛及搶險救援等。嚴格滿(mǎn)足這些法規和標準的要求是清障車(chē)設計中必須考慮的問(wèn)題之一。 
d.應避免專(zhuān)用裝置引起載荷集中 
對于汽車(chē)車(chē)架縱梁應使其所受載荷是均勻分布，使縱梁應力較小。 
e.應盡量減少對汽車(chē)底盤(pán)(chassis)各總成的改動(dòng) 
清障車(chē)由于專(zhuān)用裝置及功能的要求，大都需對底盤(pán)上部分總成的結構和位置（position )進(jìn)行必要的改動(dòng)。清障車(chē)全名為道路清障車(chē)，又稱(chēng)拖車(chē)、道路救援車(chē)、拖拽車(chē)，具有起吊、拽拉和托舉牽引等多項功能，清障車(chē)主要用于道路故障車(chē)輛，城市違章車(chē)輛及搶險救援等。如改裝不當，不僅增加了成本，而且影響清障車(chē)的使用性能。因此，在進(jìn)行總布置前應仔細研究有關(guān)汽車(chē)車(chē)型的結構，盡量減少對底盤(pán)各總成的改動(dòng)。 
2、汽車(chē)改裝部件的布置 
a.制動(dòng)系統的布置 
制動(dòng)對車(chē)輛的安全性(security)有重大影響。在底盤(pán)改裝時(shí)，對行車(chē)制動(dòng)、駐車(chē)制動(dòng)和輔助制動(dòng)系統作某些改裝時(shí)應注意：制動(dòng)管與其它運動(dòng)件之間應留有足夠的自由空間，避免造成干涉，避免制動(dòng)軟管與金屬件的相互摩擦造成的損壞，必要時(shí)加防護裝置；儲氣筒的布置要注意必須便于檢查和排水。 
b.附加耗氣裝置的布置 
清障車(chē)專(zhuān)用裝置大都有采用氣動(dòng)元件，均須要氣源?？梢詮牡妆P(pán)制動(dòng)系統儲氣筒或氣路中直接取氣，但需進(jìn)行耗氣量的計算。對于耗氣量大、工作壓力又高的耗氣裝置，須附加輔助氣筒，其容量視需要而定。輔助氣筒應與底盤(pán)行車(chē)制動(dòng)系統儲氣筒連接，用一個(gè)止回溢流閥與回路連接，這樣一旦輔助氣筒失效產(chǎn)生壓降時(shí)，可保證行車(chē)制動(dòng)系統儲氣筒內壓力保持盡可能高的數值。 
c.電器裝置的布置 
清障車(chē)的附加電器元件較多，可直接接入底盤(pán)(chassis)電路中，但應校核底盤(pán)所選用的發(fā)電機和蓄電池的功率(指物體在單位時(shí)間內所做的功的多少)和容量是否足夠，需要時(shí)應相應地增大。所有電器均應負極接地（搭鐵）。電線(xiàn)需要增加時(shí)，應盡量采用與底盤(pán)上型號、顏色相同的電線(xiàn)，用插接件或接線(xiàn)柱相連。通過(guò)車(chē)架、專(zhuān)用裝置時(shí)應采用保護裝置。 
d.燃油箱的布置 
燃油箱是底盤(pán)(chassis)改裝中經(jīng)常被移動(dòng)位置的構件，燃油箱和燃油管的布置應盡量避開(kāi)排氣管，距排氣管的距離應在300mm以上，如布置困難，則應在燃油箱和排氣管之間加裝隔熱。 
3、車(chē)總布置參數的選擇 
清障車(chē)的總布置參數(parameter)包括外廓尺寸、軸距、后懸及質(zhì)量參數等。 
a.外廓尺寸 
根據我國法規規定：車(chē)輛高不超過(guò)4m，寬不超過(guò)2.5m，長(cháng)不超過(guò)12m（GB1589-1989）。 
b.軸距 
軸距是影響清障車(chē)基本性能的主要參數。軸距小，機動(dòng)性好，通過(guò)性好。但是軸距小不僅導致制動(dòng)或上坡時(shí)軸載質(zhì)量轉移增大，使車(chē)輛的制動(dòng)性和操縱性變壞，同時(shí)使專(zhuān)用裝置的作業(yè)性能大大降低（reduce)。軸距過(guò)長(cháng)，車(chē)輛的通過(guò)性差，專(zhuān)用裝置的布置不好處理，易造成載荷集中。故在軸距的選擇上要綜合考慮（consider)，既要充分發(fā)揮專(zhuān)用裝置的性能，又要使車(chē)輛在行使中處于最合理的狀況。 
c.軸載質(zhì)量分配 
軸載質(zhì)量應滿(mǎn)足一定的條件。第一，不得超過(guò)法規限值；第二；左右車(chē)輪軸載質(zhì)量分配應均勻，最大偏差不得大于3％～4％；第三，軸載質(zhì)量不得超過(guò)底盤(pán)的允許值，其最大總質(zhì)量及軸載質(zhì)量應盡量與原車(chē)接近，不得超過(guò)原車(chē)最大總質(zhì)量的3％～5％（GB7258-1997）。 
三、障車(chē)總布置設計工作中的幾點(diǎn)體會(huì ) 
1、清障車(chē)額定托舉質(zhì)量的確定 
《清障車(chē)》標準4.1.4中對整車(chē)有如下要求：“清障車(chē)在托牽狀態(tài)下，前軸軸荷不小于最大總質(zhì)量的15％，后軸軸荷不得超過(guò)其允許載荷的20％；空載時(shí)前軸軸荷不得超過(guò)其允許載荷”。清障車(chē)的托牽狀態(tài)是指：“用托舉機構托起被拖車(chē)輛的一端進(jìn)行牽引行駛的一種作業(yè)”（QC/T645-2000
第3.13條）。
額定托舉質(zhì)量是衡量清障車(chē)的主要技術(shù)指標。一臺清障車(chē)的總體布置完成，其額定托舉質(zhì)量就已經(jīng)確定。清障車(chē)托牽作業(yè)過(guò)程必須保證：第一，安全行駛所必須具有的足夠前軸質(zhì)量；第二，嚴禁后軸過(guò)載。清障車(chē)托舉機構托起的質(zhì)量是以后橋中心為支點(diǎn)用前橋空載時(shí)的部分軸載質(zhì)量來(lái)平衡的。前橋剩余的質(zhì)量是用來(lái)保證前橋不懸空并有足夠附著(zhù)力可安全行駛。清障車(chē)的額定托舉質(zhì)量?jì)H與軸距、后懸距、整備質(zhì)量及前后軸載有直接關(guān)系，最大總質(zhì)量只是對其進(jìn)行約束。所以，認為額定托舉質(zhì)量就是簡(jiǎn)單地用最大總質(zhì)量減去整備質(zhì)量是不正確的。如，一輛底盤(pán)允許的最大總質(zhì)量為32噸的清障車(chē)，其整備質(zhì)量18噸。那么它的額定托舉質(zhì)量絕對不可能有14噸。因為18噸的整備質(zhì)量所分配出的前軸軸荷無(wú)法平衡14噸的質(zhì)量。當然，最大限度地發(fā)揮底盤(pán)性能，使額定托舉質(zhì)量盡可能大是我們設計的宗旨，由于受專(zhuān)用裝置通用性的限制及客戶(hù)對底盤(pán)的要求，往往很難實(shí)現最佳匹配。根據我們的經(jīng)驗，清障車(chē)的額定托舉質(zhì)量一般確定在最大總質(zhì)量的20％到30％之間。 
2、專(zhuān)用底盤(pán)的采用 
目前國內清障車(chē)生產(chǎn)(Produce)廠(chǎng)家所選用的底盤(pán)均為二類(lèi)貨車(chē)通用底盤(pán)。清障車(chē)按類(lèi)別主要分為：拖吊連體型、拖吊分離型，一拖一型，平板一拖二型，多功能清障車(chē)，液壓自動(dòng)夾緊型。主要有東風(fēng)小霸王一拖一施救車(chē)，東風(fēng)多利卡清障車(chē)，江淮清障車(chē)，五十鈴平板救援車(chē)，東風(fēng)153一拖一施救車(chē)，斯太爾大型清障車(chē)，東風(fēng)天龍后八輪大型救援車(chē)。通用底盤(pán)在清障車(chē)的改裝中具有一定的局限性，突出表現在：第一，最大總質(zhì)量及軸載質(zhì)量是底盤(pán)出廠(chǎng)確定值，改裝中專(zhuān)用裝置要受其制約；第二，軸距確定，不得更改，專(zhuān)用裝置的性能無(wú)法充分發(fā)揮；第三，改裝時(shí)，通用底盤(pán)上的原制動(dòng)系統、電器線(xiàn)路、燃油箱等一般均須改動(dòng)，對底盤(pán)的行駛性能有一定的影響，同時(shí)對專(zhuān)用裝置的布置增加了難度。對于以上問(wèn)題，采用專(zhuān)用底盤(pán)可以很容易解決。隨著(zhù)清障車(chē)使用的快速增長(cháng)，清障車(chē)采用專(zhuān)用底盤(pán)的前景很好。近期我們走訪(fǎng)了四五家專(zhuān)用底盤(pán)生產(chǎn)企業(yè)，也邀請了部分專(zhuān)家進(jìn)行清障車(chē)采用專(zhuān)用底盤(pán)的專(zhuān)題討論，認為清障車(chē)采用專(zhuān)用底盤(pán)是切實(shí)可行的，并應盡快開(kāi)發(fā)清障車(chē)專(zhuān)用底盤(pán)。（2003/9/10） 
附：參考標準文獻： 
1．QC/T645-2000
清障車(chē) 
2．GB/T17350-1998
專(zhuān)用汽車(chē)和專(zhuān)用半掛車(chē)術(shù)語(yǔ)和代號 
3．GB1589-1989
汽車(chē)外廓尺寸限界 
4．GB7258-1997
機動(dòng)車(chē)運行安全技術(shù)條件