2 总体布置设计
2.1 专用汽车总体布置原则
专用汽车总体布置的任务是正确选定整车参数，合理布置工作装置和附件。使取力装置、专用工作装置、其它附件与所选定的汽车底盘构成相互协调和匹配的整体，达到设计任务书所提出的整车基本性能和专用性能的要求。在进行总体布置时应按照以下原则：
1) 尽量避免对汽车底盘各总成位置的变动
因为一些总成部件位置的变动，不仅会增加成本，而且也可能影响到整车性能。但有时为了满足专用工作装置的性能要求，也需要作一些改动，如截短原汽车底盘的后悬、燃油箱和备胎架的位置作适当调整等。但改变的原则是不影响整车性能。
2) 应满足专用工作装置性能的要求，使专用功能得到充分发挥
例如气卸散装水泥罐式汽车的专用功能是利用压缩空气使水泥流态化后，通过管道将水泥输送到具有一定高度和水平距离的水泥库中。气卸水泥的主要性能指标是水泥剩余率或剩灰率，为了降低这一指标，可将罐体布置成与水平线成一定角度，如图2-1所示。但这样布置会使整车质心提高，减少了侧倾稳定角，因此也可以水平布置。所以在进行总布置时，要从多方面综合考虑。
图2-1 斜卧式粉罐汽车总体布置
1-装料口；2-排气阀；3-空气压缩机；4-虑气器；5-安全阀；6-进气阀；7-二次喷嘴阀；8-压力表；9-卸料口；10-调速器操纵杆；11-卸料软管；12-进气管道
3) 装载质量、轴载质量分配等参数的估算和校核
为适应汽车底盘或总成件的承载能力和整车性能要求，在总布置初步完成后应对某些参数其中最主要涉及的是装载质量的确定和轴载质量的分配进行估算和校核，这些参数对整车性能有很大影响。若不满足要求．应修改总体布置方案。
4) 应避免工作装置的布置对车架造成集中载荷
例如在图2-2混凝土搅拌运输车的布置方案中，图(a)的布置形成了明显的集中载荷，而在图(b)的布置中、由于采用了具有足够刚性的副车架，因而可将这种集中载荷转化成均布载荷，有利于改善主车架纵梁的强度和寿命。
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图2-2 主车架纵梁载荷状态比较
5) 应尽量减少专用汽车的整车整备质量，提高装载质量
由于专用汽车工作装置的增加，使得专用汽车的整备质量比同类底盘的普通货车要增加。据统计，一般自卸车要增加耗材5％～10％，一般罐式车要增加耗材15％～25％，因此，减少整备质量，充分利用底盘的装载质量，增大质量利用系数，是专用汽车改装设计过程个要追求的主要指标之一。
6) 应符合有关法规的要求
例如对整车的长、宽、高、后悬等尺寸在相关法规中部有明确的规定，一定不能超出标准的要求。
2.2 车厢的设计
2.1.1 自卸汽车车厢的结构形式
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，图2-3为典型的底板横剖面呈矩形的后倾式车厢结构。为避免装载时物料下落碰坏驾驶室顶孟，通常车厢前栏板加做向上前方延伸的防护挡板。车厢底板固定在车厢底架之上。车厢的侧栏板、前后栏板外侧面通常布置有加强筋。
后倾式车厢广泛用于轻、中和重型自卸汽车。它的左右侧栏板固定，后栏板左右两端上部与侧栏板饺接，后栏板借此即可开启或关闭。
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图2-3 车厢结构图
1-车厢总成；2-后栏板；3、4-铰链座；5-车厢铰支座；
6-侧栏板；7-防护挡板；8-底板
侧倾式及三面倾卸式车厢栏板与底板为直角，如图2-4所示。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汽车。
矿用白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。簸箕式车厢如图2-5所示。
图2-4 侧顷式及三面倾卸式车厢 图2-5 簸箕式车厢 本文设计的EQ3090是承担市区或市郊短途运输的普通自卸汽车，没有侧倾要求，故采用后倾式车厢。
2.1.2 车厢的设计规范及尺寸确定
将全金属焊接车厢设计成等刚度体车厢是自卸汽车设计的重点.但是很难既能保证高强度又能保证轻量化。
就整车而言，可以看成由车轮、前轴、后桥壳、悬架、车架、车厢及其橡胶缓冲块等不同刚度单元组合而成的弹性体，受力时，将按照各自的刚度产生各自的变形，其变形量与刚度成反比，吸收的能量与刚度成正比。
车厢刚度，无论是弯曲刚度还是扭转刚度，都会增加车架的相应刚度，两者的刚度是相辅相成、互相补偿的。当汽车前后左右车轮处于高差较大的路面，车架扭曲较大时，车厢应该有一定的扭转随动性。如果车相的扭转刚度过大，当车架扭转到一定程度时，车厢
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前支承缓冲块相应的一侧压到极限位置，车厢纵梁的另一侧可能离开缓冲块，车厢前端的一大部分重量转移到一侧的车架纵梁上，纵梁可能超载损坏。如果车厢扭转刚度过小，能与车架扭转随动，当车架产生较大扭曲时，车厢可能因变形过大而早期损坏。
全金属焊接等刚度车厢设计的规范化的定量的设计计算方法并不是很完善，根据一些经验，可以知道一些设汁规范和经验数据：
1) 车厢底板和侧梁断面应小些，布置应密集，这样易于形成等刚度。自卸汽车的车架断面系数也应比同级吨位的货车车架大一倍。
2) 对于两轴载质为10t的车厢，车架按1.5t整体重物从lm高处落人车厢的冲击负荷进行计算，车厢底板厚度应不小于10mm，其选材强度等级大于60kg级。5t自卸汽车的车厢底板厚度应不小于6mm，本文所设计的EQ3090自卸车，其额定载荷为4.5t，故其车厢底板厚度取6mm。
车厢的内部形状应为簸箕形，底板前窄后宽，单边角度1°～1.5°，横端面下窄上宽，单边角度1°～1.5°。这样，当车厢倾卸时，货物不易在车厢内卡住，易于倾卸。
由此，确定出EQ3090车厢的尺寸如表2-1：
表2-1 EQ3090车厢主要尺寸 长(mm) 宽(mm) 高(mm) 底板厚(mm) 3650 2294 800 6 侧板厚(mm) 底板倾斜角度(°) 侧板倾斜角度(°) 6 1 1 2.3 举升机构的设计
2.3.1 举升机构形式的选择
举升机构分为两大类：直推式和连杆组合式，它们均采用液体压力作为举升动力
直推式举升机构利用液压油缸直接举升车厢倾卸。该机构布置简单、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。
按油缸布置位置不同，直推式举升机构可分为前置和后置(也称中置)两种，如图2-6所示。前置式油缸支在车厢前部,油缸的举升力较小,油缸行程较大,一般用于重型自卸汽车上,油缸则通常采用多级伸缩油缸。，后置式油缸支在车厢中部,油缸行程较小,油缸的举升力较大,多采用双缸双柱式油缸。在相同举升载荷条件下，前置式需要的举升力较小，举升时车厢横向刚度大，但油缸活塞的工作行程长；后置式的情况则与前置式的相反。
图2-6 直推式举升机构的布置
(a)前置式；(b)后置式
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常用的连杆组合式举升机构布置有两种：油缸前推式(又称T式)和油缸后推式(又称D式)，如图2-7所示。
图2-7 连杆组合式举升机构 (a) 油缸前推式；(b) 油缸后推式 1- 铰支座；2-车厢；3-油缸；4-三角臂
直推式和连杆组合式举升机构的综合比较见表2-2：
表2-2 直推式与连杆组合式举升机构的综合比较 类 别 直推式 杆系倾卸式 项 目 结构布置 简便，易于布置 比较复杂 系统质量 较小 较大 建造高度 较低 较高 油缸加工工艺 多级缸，加工精度高，工艺性差 单级缸，制造简便，工艺性好 油压特性 较差 较好 系统密封性 密封环节多，易渗漏，密封性差 密封环节少，不易渗漏，密封性好 工作寿命 磨损大，易损坏，工作寿命短 不易磨损，工作寿命长 制造成本 较高 较低 系统倾卸稳定性 较差 较好 系统耐冲性 较好 较差 直推式举升机构结构简单,较易于设计。但由于是油缸直接顶起车厢,为了达到一定的举升角度,往往需采用多级油缸,而为了提高整车的稳定性,又常采用双油缸结构。这样易导致油缸泄漏或双缸不同步,进而造成车厢举升受力不均。目前,该类举升机构主要用于重型自卸汽车。
连杆组合式举升机构利用三角形连杆机构的放大特性,减小了油缸行程,同时还能借助于连杆系的横向跨距来加强卸货时的稳定性,只需采用单级单缸的油缸型式就可满足要求。因此,该类举升机构制造工艺相对简单,在生产实际中获得了广泛应用。油缸前推式举升机构适用于中、重型自卸汽车；油缸后推式适用于中、轻型自卸汽车。 综上所述，对于EQ3090自卸车，本文选用油缸后推式举升机构。该种举升机构通过三角板于车厢底板相连推动车厢，启动性能较好，并能承受较大的偏置载荷；举升支店在车厢中心附近，车厢受力状况较好。
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