随着经济的发展,许多不可拆解的大型物件(长度>14 m、宽度>3. 5 m、高度>3 in、 重量>20t)需要进行公路运输。这种运输方式在港口、油田、化工、钢铁、桥梁、电力、锅炉等领域尤为突出。与铁路、海运相比,公路运输更为灵活,可实现门到门服务。因此,大件运输车辆及设备日益成为大件运输的主力军。公路大件运输车辆是特殊的交通工具,是具有装载整体大型物件实际能力在loot及以上的超重型车组,包括牵引车和挂车,并有相应的配套附件。
1.牵引车的概念
牵引车是指装备有特殊装置用于牵引挂车的商用汽车。它是汽车列车组合中的 动力头,以牵引挂车来实现汽车列车的运输作业。随着国家的战略发展,港口、水利枢 纽工程、油田、矿产、西气东输及物流业的发展,重型牵引车呈现出专业化、大马力、大吨位的发展趋势。
2.牵引车的技术特点
为保证公路大件运输的运输能力和安全性,牵引车应具有如下技术特点:
(1)动力装置(发动机及传动系统)具有足够大的发动机功率并采用6X6或8X8等。全轮驱动方式;在传动系中装设有副变速器,采用变速比较大的双级主减速器,驱动轴增 设轮边减速器,以增加驱动扭矩,扭矩输出大,动力储备大,对艰险路况适应能力就强。
(2) 牵引座具有通过锁止机构自动接合半挂车牵引销的功能,并能够在牵引车与 半挂车之间传递水平力和垂直力。
(3) 车架后部加固,横梁的形状和配置应加强以承受较大的集中负荷。车架前、后端支 撑架处装有牵引连接装置,可以前后双向牵引,并采用无间隙式结构,以减轻冲撞。
(4) 为提高公路大件运输列车的机动性,牵引车轴距尽量缩短。
(5) 为保证转弯时牵引车车架末端不与半挂车相碰(其间隙应大于70 mm),牵引车的后悬适当缩短,以减少牵引车后回转半径。
(6) 驾驶室应尽可能布置在发动机上面,以缩短车架和后悬架的长度。
(7) 大件运输牵引车的制动系要控制挂车的充气和制动。
3 大件运输牵引车的要点
大件运输牵引车牵引总质量通常在100t以上,一般采用了大功率发动机、变矩器、分动器和重型驱动桥等设备。大件运输列车牵引车要点如下:
(1) 发动机。由于大件运输列车必须具有好的加速性能,因此发动机应有较大的功率储备;而大件运输列车上各种装备工作时也需取用发动机功率。发动机功率的 选取应兼顾各方面的要求,尽量取大值。大件运输需要12L以上柴油机,且最好是14L、16L柴油机。
(2) 传动系统。大件运输列车能否成功运送大型物件还取决于整车行驶系结构以及与传动系统的匹配。发动机传来的扭矩最终要传到车轮上才对汽车起作用。
① 变速器与大件运输列车的匹配。即为满足一定霄要和使用性能的车组配置一台水平相当、技术性能合理、与列车的动力性相适应的变速器。一般来说,载重量大的列 车,其变速器最大输出扭矩(发动机最大输出扭矩乘第I挡速比,变速器传动效率一般取 0.96〜0.98)也大。各种汽车列车的用途不同,对变速器的要求也各异。变速器的最高 挡和最低挡速比、挡位数和各挡速比是变速器与列车匹配的主要内容。经常在公路上运 输大型物件的列车,变速器I挡速比要大些,以便增大变速器的最大输出扭矩,提高在困 难条件下的行驶能力和加速能力。大件运输列车由于要适应各种路面状况,加上列车的 自重和载重量大等特点,其变速器一般须设置爬行挡(俗成半挡),以增大最大输出扭矩 及牵引力,增强在困难条件下的行驶能力和加速能力。理论和实践皆证实:变速器挡位 越多,与发动机的匹配越佳。不过,挡位数过多会使变速器的结构复杂、操作困难。
② 取力器的配用。大件运输列车大多数是利用其本身的发动机为专用装置提供动力,取力器的任务就是为专用装置取出所需的动力。因此,取力器的选取取决于专用装置,要根据专用装置确定取力器的位置、旋向、扭矩、速比等,以决定采用何种取力形式。常见的取力形式有变速器取力和发动机直接取力(“零损失”取力)两种。
③ 变矩器的匹配。在传动系中装置液力变矩器,既可改善牵引性,节省燃料;又可实现“多车同牵”“牵顶组合”的同步,减轻驾驶员的劳动强度;还可匹配多种高性能变速器,在汽车行驶中,根据不同路况和载重状况提供多种合理化动力输出选择。
④ 差速器的匹配。轴间和轮间差速器能够使发动机的扭矩均匀地分配给汽车各个车轮。
⑤ 减速器的匹配。为了改善牵引性和燃料经济性,在传动系中采用双速减速器是合理的。主减速器通常安装在驱动桥内,以防止传动轴过载,一般为双速主减速。另外,轮边减速器具有结构紧凑、传动比大等特点,可使驱动桥中主减速器尺寸减小,保证了足够的离地间隙,并可得到比较大的驱动桥总传动比;传动比增大,使该轮边减 速器输出的转矩增加,使驱动轮的驱动力加大,满足汽车列车组动力性的要求。
⑥ 布置形式的匹配。全轮驱动即6X6或8X8传动系布置形式,把全部车轮都做成驱动轮,充分利用所有车轮与地面之间的附着力,以增加牵引力。
(3) 车轴数的选择。车轴数一般选择3轴及以上(如6X4、6X6、8X8等),满足承载、公路限荷与牵引力的需要。
(4) 轴距的确定。牵引车的轴距过长,会使汽车列车的机动性变坏;轴距过短,有可能导致稳定性不足。
4.牵引车类型
1.根据结构与功能划分
(1)半挂牵引车。用于半挂车的牵引。特点为车架上无货箱,只做牵弓|,本身不载货。半挂牵引车在车架上装有,引鞍座,挂车的前面一半搭在牵引车后段上面的牵引鞍座上,通过牵引鞍座承受半^车的前部载荷,牵引车后面的桥承受挂车的一部分重量,并且锁住牵引销,带动半挂车行驶。半挂牵引车多为在载货汽车底盘的基础上,选取合适的后桥主传动比,缩短轴距,并在车架上配置鞍式牵引座改装而成的。
半挂牵引车按驱动形式分为4X2、4X4、6X2、6X4、6X6、8X8等几种形式。目前国内广泛使用的半挂牵引车多为4X2与6X4两种驱动形式。
按用途半挂牵引车乂可分为大功率高速牵引车和低速牵引车两种。大功率高速牵引车一般配置大功率发动机,用来牵引厢式半挂车、平板式半挂车和集装箱半挂车等,主要适合于高速长距离行驶;低速牵引车最高车速比大功率高速牵引车低,主要用来牵引阶梯式半挂车、凹梁式半挂车等,多为6X4双轴驱动形式。
(2)全挂牵引车。用于全挂列车和特种挂车列车的牵引,一般用通用的载货汽车改装而成。挂车的前端连在牵引车的后端,牵引车只提供向前的拉力,拖着挂车走,但不承受挂车向下的重量。
全挂牵引车按照用途可分为箱式货车、侧帘式货车、低栏运输车、半高栏运输车、油罐车、砂石运输车、木材运输车、设备运输车、冷藏车、家畜运输车、框架式运输车、粉尘颗粒运输车等。
特种全挂牵引车的车架上装有回转式枕座,采用可伸缩的牵引杆同特种挂车连接,在运送超长尺寸的货物时也可通过货物本身将牵引车与特种挂车连接起来。
(3) 场内用牵引车。用于飞机场、铁路站口、港口码头、大型企业和游览区内,可牵引半挂车或全挂车,完成货物、游客的运送和船舶的滚装运输作业。场内用牵引车—般选用电动机或内燃机做动力,机动性好,能适应不同货物的高度和不同行驶速度的要求。
全挂牵引车大多前后都装有牵引钩,机动灵活,可迅速挂接或脱挂一辆或一辆以上的全挂车;半挂牵引车则多装有低举升型牵引座,使挂接或脱挂半挂车方便可靠,行驶平稳,适于场内使用。
轻型和中型场内用牵引车多用载货汽车改制,重型场内用牵引车大多是装载机变型产品。
2.根据地域划分
目前,国内的公路大件运输市场基本采用进口车,但由陕西汽车集团有限责任公司(简称陕汽)等自行研制的牵引车也已开始在国内运用,打破了进口牵引车的垄断地位。目前,国内公路大件运输市场主要有奔驰、沃尔沃和曼等进口牵引车及德龙和天龙等国产牵引车。
(1)进口牵引车。目前,国内进口牵引车品牌集中在奔驰、沃尔沃、曼三大品牌,也有雷诺、斯堪尼亚、日野等品牌的牵引车。进口牵引车技术成熟、性能好,但是价格昂贵,并且交货期长,配件供应周期长。
主要进口重型牵引车性能参数如下:
①奔驰4860AS。
型号:BENZ 4860AS 8X8/4重型牵引车头
外形尺寸:8561 mmX 2 850 mmX 3 714 mm
轴距:1 700 mm+3 100 mm+1 450 mm
最大功率:609hpAl800r/min)(lhp=735W)
最大扭矩:2 400 N • m(245 kgf • m)/(l 080 r/min) 总重:50t
最小转弯半径:11 250 mm 轴荷:9t/9t/16t/16t 前/后轮距:1 998 mm/1 804 mm 轮胎:14. 00R20/12. 00R24X12 只 最高速度:97 km/h(单车头)
②奔驰4850A。
型号:BENZ 4850A 8X8/4型牵引车 外形尺寸:9 〇〇〇 mmX 2 500 mmX 3 625 mra 自重+配重:15t+33t 最大功率:500 hp/(2 300 r/min)
最大扭矩:2 000 N • m(204 kgf • m)/(l 200 r/min)
最小转弯半径:11 250 mm
轴距:1 600 mm+2 950 mm+1450 mm
轴荷:8t/8t/16t/16t
前/后轮距:1 998 mm/1 804 mm
轮胎:12. 00i?24X12 只
最高速度km/h(单车头)
③奔驰3353。
型号:奔驰Actros 3353型 6X4牵引车 自重:10t 允许总重:33 t
最大爬坡能力= 15%
轴荷:7. 5t/13t/13t 轴距:3 300 mm+1 350 mm 外形尺寸:7 210 mmX 2 500 mmX 3 587 mm 轮胎:315/80 J?22. 5X10只最大功率:530 hp/(l 800 r/min)
最大扭矩:2 400N • m(1080r/min)
④德国奔驰2635。
德国奔驰2635拥有350 hp的V8发动机,6X4的驱动形式,最大扭矩2 700 N • m,
最大牵引质量80t。
⑤德国奔驰4060。
德国奔驰4060,牵引车V12发动机,540 hP超强劲功率,最大扭矩4000N • m。
6X6的驱动,R14-25轮胎。最大牵引质量200t。 ⑥沃尔沃牵引车。
轴距:3 450 mm+1 450 mm 自重:8. 5 t 允许总重:27 t 轴荷:7t/10t/10t
外形尺寸:7 850 mmX 2 540 mmX 3 650 mm 允许鞍座垂直载荷:22.5t 轮胎:315/80 i?22. 5X10 只 最大功率:425 hp/(l500 r/min)
最大扭矩:2 250 N • m/(l 030 r/min)
最高速度=88 km/h
(2)国产牵引车。国内生产重型牵引车的企业有中国重汽、陕汽集团、一汽集团、重庆红岩等。而陕汽特种车事业部自行设计开发的SX5600大件牵引车成功完成了4001重货物的牵引试验任务,其试制成功将会打破进口车垄断国内市场的局面,从而影响中国整个大件运输市场。
目前国内常用的重型牵引车主要集中在陕汽德龙和东风天龙。主要国产重型牵引车性能参数如下:
① 陕汽德龙牵引车。
整备质量:7.5t
载重:30t 最大牵引量:120t
驱动桥:陕汽13 t级加强型德龙专用车桥
驱动方式:4X2
外形尺寸:6 130 mmX 2 490 mmX 3 810 mm 轴距:2 925 mm+1 350 mm 前后轮距:2 050 mm/1 800 mm 轮胎:12. 00i?20 最大功率= 375 hp 最高速度:92 km/h
② 东风天龙牵引车。
整备质量:8.5t
载重:20t 最大牵引量:60t
則桥:5t单目ij桥后桥:13t轮减桥 驱动方式:6X2
外形尺寸:6910 mmX 2 500 mmX 3 700 mm 轴距:2 700 mm+1 700 mm 前后轮距:1 940 mm/1 860 mm 轮胎:11.00尺20 最大功率:375hp 最高速度:85 km/h