重型运输装备介绍讲座4-关键技术

1重型运输车构造与技术介绍主讲人：归正[e-mail]同济大学机械工程学院机械设计与理论研究所2重型运输车构造与技术介绍1.公路运输车辆2.工程搬运车辆3.专用车辆4.关键技术34.关键技术4.1总体构造4.2驱动系统4.3悬挂系统4.4转向系统4.5制动系统4.6控制系统4.7结构材料4.8辅助设备4.9计算机辅助设计44.1总体构造－专用车辆适合不同需要54.1总体构造－空气动力学外形提高车速、降低阻力64.1总体构造－“轻”载增速整车载重100t轴载约10t74.1总体构造－结构可变变化长度84.1总体构造－结构可变变化宽度94.2驱动系统液压驱动104.2驱动系统闭式回路114.2驱动系统高、低速方案（考虑：价格、效率、重量、尺寸、动力范围、拖动性能）124.2驱动系统电驱动－具有发展潜力，效率高、安装方便、维护简单、控制容易134.3悬挂系统空气悬挂－货物损伤小；轮胎贴地性好（降低胎耗和路面损坏，德国规定采用空气悬挂运输总重可以提高）144.3悬挂系统增加弹性柔度引入独立悬挂154.3悬挂系统空气悬挂重型化164.3悬挂系统液压悬挂174.3悬挂系统液压均载184.3悬挂系统三点、四点支承，增加稳定性可变编组194.3悬挂系统轴承结构防爆阀设计204.4转向系统－连杆转向机械－机械机械－液压电子－液压214.4转向系统－独立转向EMS－ElectricMultiwaySteering斜行横行八字转向原地转向前端转向后端转向协同转向224.4转向系统－机械控制简单价廉承载不大234.4转向系统－电子控制关键是可靠性244.4转向系统－电子控制液压转向同步控制（总线技术）254.5制动系统制动为运输车辆中改变最大的技术（伴随着车速和安全可靠性的提高）发展沿程：60年代－双管路制动70年代－负载感应阀80年代－ABS（Anti-lockBrakingSystem）防抱死系统90年代－EBS（ElectronicallycontrolledBrakingSystem）电控制动系统发展方向：ABS→EBS→ESC（ElectronicStabilityControl）电子稳定控制→ACC（AdaptiveCruiseControlSystem）自动巡航264.5制动系统－ABS1）ABS模块2）负载感应阀3）紧急继动阀4）ABS电接口5）气接头274.5制动系统－EBS1－EBS中央控制模块2－制动踏板3－比例继动阀（前轴制动）4－ABS电磁阀5－轴间模块（后轴制动）6－挂车制动阀7－脉冲传感器8－磨损传感器284.5制动系统－EBS尽量使用非磨损的发动机和缓速器进行制动根据轮轴载荷和制动器制动能力分配制动力（制动力与载荷成比例）适应各种挂车和制动器的组合控制减速度，实现客车一般的平稳性集成ABS（防抱死）和ASR（防滑转）功能294.5制动系统－ESC防止转向不足或过度防止铰链连接车辆折腰防止车辆侧翻304.5制动系统－ACC自行保持车距监测前方车距，控制加速、减速降低驾驶强度，减少油耗智能化发展的方向314.5制动系统摩擦制动（蹄式、盘式）气推油、油推油液压制动－闭式回路负载感应324.5制动系统电气缓速器安装在驱动轴或变速器输出端采用电流涡流制动空气冷却手动或自动334.6控制系统－发展的关键产品智能化、信息化关键（GPS、公共数据链路）机、电、液一体化（传递函数、有效算法及鲁棒性）专用车载控制器（抵御高温、尘土、水气、电磁）现场总线分布控制（简化布线，增加可靠度）有线、无线遥控（便于直接控制）控制对象：分系统、整车、协同344.6控制系统－发展路径ABS—Anti-LockBrakingSystemASR—Anti-SlipRegulationEBS—ElectronicallycontrolledBrakingSystemESC—ElectronicStabilityControlACC—AdaptiveCruiseControlSystemCA—CollisionAvoidanceCAD—CompletelyAutonomousDriving354.6控制系统－CVCCVC中央车辆控制系统－TCO:速度计，Kombi:组合仪表，FFR:车控计算机，EDC:柴油机电控，EBS:制动电控，E-APU:空气调节单元，ECAS:悬挂电控，I-CAN:仪表总线，M-CAN:发动机总线，TS-CAN:传动系总线364.6控制系统－电子监控无线传感实时监测如：胎压控制374.7结构材料高强度材料的应用钢材σsMPaσbMPaσb/σs等级Q2352353751.596A～BQ3453454701.362B～DQ4604605501.196C～EQ6906907701.160D～ET1B7008001.143E384.7结构材料高强度钢材降低车辆自重，但屈强比高，可靠性余量低结构设计，焊接工艺强度屈服相对比率00.20.40.60.81235295345390420460σs（σb－σs）/σs394.7结构材料轻金属铝材应用跳板、支腿、车架、液罐便于回收404.7结构材料涂装美观、艺术化采用复合材料、铝合金等；深度防腐蚀电泳涂料；车架镀锌国外防腐担保期6～10年414.7结构材料设计载荷确定设计精度提高整体、局部稳定性应力集中、力流处理焊接工艺、焊缝处理424.8辅助设备－水平推移避免费时费力的钢管滚拖或黄油滑板液压顶推、滚动滑靴434.8辅助设备－液压门架组合式可行走四支点起重多组液压顶升444.9计算机辅助设计－三维建模900吨级运梁车，迄今我国自行研制的最大吨位的自行式运输车便于运动和强度分析454.9计算机辅助设计－有限元分析几何非线性（大变形）材料非线性（材料特性、各向异性）边界非线性（接触问题）464.9计算机辅助设计－轮胎接地比压载荷、气压、垂直变形与接地面积的关系