王京 　龐建中 　李建果 　王理然 　陳勇 　宋建新

摘 要：根據(jù)使用環(huán)境特點(diǎn)，針對(duì)性設(shè)計(jì)某車型越野底盤的結(jié)構(gòu)，對(duì)該越野底盤的主要性能、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)進(jìn)行分析，使底盤性能具備良好的動(dòng)力性、承載性能、路況適應(yīng)性，結(jié)構(gòu)上滿足改裝要求，適應(yīng)使用環(huán)境等特點(diǎn)，分析保證底盤的各項(xiàng)部件的匹配，具備相應(yīng)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)特點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：越野底盤 設(shè)計(jì)特點(diǎn)

A Brief Discussion on the Design Characteristics of a Heavy-duty Off-road Chassis

Wang Jing Pang Jianzhong Li Jianguo Wang Liran Chen Yong Song Jianxin

Abstract：This paper analyses the performances and design features of the heavy off-road vehicle according to its working condition and presents the power performance、bearing capacity、road adaptability、modified adaptability. Region adaptability should be needed for the heavy off-road vehicle， and the matching of the chassis and the corresponding design feature of the system is required.

Key words：off-road vehicle， design feature

近年來，我國(guó)重型越野汽車發(fā)展迅猛，尤其在世界各國(guó)、各地區(qū)武器裝備中日益凸顯重要作用。軍用重型輪式越野汽車在部隊(duì)中，擔(dān)任著主要運(yùn)輸作用，輪式車輛的在特殊環(huán)境（ 如： 山地、林地、草原、丘陵、沼澤等特殊地形） 中執(zhí)行任務(wù)時(shí)， 機(jī)動(dòng)性、操縱性、通過性、維修性及其它方面都要高于其它車輛。

本次介紹的某型重載越野底盤，為8*8底盤整車總重達(dá)到50000kg，總體設(shè)計(jì)主要參考ND2500GD2J6Z00 （北奔）車型。結(jié)合國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的底盤車架技術(shù)，根據(jù)承載力要求，對(duì)車架和車橋承載能力進(jìn)行分析，根據(jù)仿真分析結(jié)果進(jìn)行加強(qiáng)。整車設(shè)計(jì)方面， 先確定底盤輪廓尺寸;對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)及變速器動(dòng)力模塊進(jìn)行校核，重新分析載重力對(duì)動(dòng)力模塊的影響，優(yōu)化動(dòng)力模塊的懸置布置，確定發(fā)動(dòng)機(jī)和傳動(dòng)系的布置，懸架校核其承載力和彈性變形，滿足整車承載力要求及車架高度要求，確定前、后懸架。核算車架長(zhǎng)度確定載貨空間。供油、進(jìn)氣、排氣、傾翻、車輛電源及各總成的布置與車輛整體性能協(xié)調(diào)。提供了車輛性能參數(shù)。本車型次設(shè)計(jì)參考并借鑒了以往的現(xiàn)有車型結(jié)合成熟零部件技術(shù)， 在成熟車型平臺(tái)上進(jìn)行了改進(jìn)與創(chuàng)新！

1 底盤總布置特點(diǎn)

該底盤參考ND2500GD2J6Z00（北奔）越野汽車，驅(qū)動(dòng)形式不變，仍為8×8，駕駛室為NG80B平頭短駕駛室。發(fā)動(dòng)機(jī)采用渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)水冷，四沖程，直-6，增壓中冷，排量9.726L，功率大、油耗低。車架設(shè)計(jì)沿用為重型變截面I型車架， 后懸為非等高形式，根據(jù)有限元分析車架受力強(qiáng)度薄弱處，增加8mm加強(qiáng)板加強(qiáng)。車橋設(shè)計(jì)解決整車質(zhì)量增加導(dǎo)致的驅(qū)動(dòng)橋負(fù)載能力不夠、驅(qū)動(dòng)橋齒輪強(qiáng)度不足無法滿足動(dòng)力傳動(dòng)要求的問題，現(xiàn)有7噸級(jí)第一、二驅(qū)動(dòng)前橋的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)開發(fā)了10噸級(jí)第一、二驅(qū)動(dòng)前橋，匹配的現(xiàn)有16噸級(jí)中橋和后橋。懸架系統(tǒng)的設(shè)計(jì)滿足第軸荷承載，前懸架第一、第二鋼板彈簧選用材料為50CrVA，板簧剛度達(dá)到520N/ mm，后懸架借用ND2500GD2J6Z00成熟平衡懸架結(jié)構(gòu)。輪胎選用12.00-20-20PR輪胎的單胎負(fù)載可達(dá)4200kg，滿足四級(jí)公路運(yùn)輸和承載力要求。

對(duì)該車型的車架三維模型的承載能力進(jìn)行CAE分析，根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行加強(qiáng)設(shè)計(jì)，滿足承載能力需求，設(shè)計(jì)開發(fā)10噸第一驅(qū)動(dòng)前橋、10噸第二驅(qū)動(dòng)前橋，并匹配16噸中橋、16噸后橋，根據(jù)承載能力需求，設(shè)計(jì)匹配開發(fā)前后懸架，根據(jù)重載時(shí)制動(dòng)性能需求，設(shè)計(jì)開發(fā)符合需求的制動(dòng)系統(tǒng)，提升制動(dòng)系統(tǒng)壓縮空氣的壓力、提高驅(qū)動(dòng)橋使用的制動(dòng)氣室的尺寸以提升制動(dòng)力矩。

2 整車主要技術(shù)參數(shù)

該8*8底盤自重13000kg，載質(zhì)量為37000kg，整車總重達(dá)到50000kg，汽車外廓尺寸（長(zhǎng)*寬*高）為12065*2500*3195（mm），軸距為1500+5350+1450（mm），滿載接近角/離去角（°）為33/27，最小離地間隙（mm）為340。通過水平壕溝（mm）為500，通過垂直障礙（mm）為400，整車最大爬坡通過40%縱坡。

3 良好的機(jī)動(dòng)性是基本性能需求

該越野車底盤用于承載運(yùn)輸特殊裝備等， 主要行駛于二級(jí)以下公路或越野路面，考慮到環(huán)境的復(fù)雜多樣性，如山地丘陵、林地草原、丘陵、沼澤砂石等特殊路面），需要車輛具有良好的動(dòng)力性，以適應(yīng)爬坡（或側(cè)坡）、克服路面行駛阻力，重載大的需要。

運(yùn)行工況復(fù)雜，對(duì)底盤的動(dòng)力及傳動(dòng)系統(tǒng)提出了較高的要求，發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩必須滿足動(dòng)力匹配需求，最大扭矩范圍較寬且低速扭矩大，才能夠適應(yīng)重載低速爬坡的動(dòng)力需求，并以充足的后備功率適應(yīng)。通過對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能分析，該越野底盤匹配WD615.38發(fā)動(dòng)機(jī)，額定功率/轉(zhuǎn)速（kw/rpm）為280/2200。

根據(jù)最高車速計(jì)算公式：

良好公路時(shí)，，最大行駛速度為：。

根據(jù)爬坡度計(jì)算公式：

底盤的動(dòng)力條件滿足爬坡度40%的要求，底動(dòng)力性符合使用要求。

4 良好的承載性

整車重量達(dá)到50000kg，要適應(yīng)多樣復(fù)雜的路況，并且還要考慮避免對(duì)板簧瞬時(shí)沖擊過大造成鋼板彈簧斷裂，一味增加板簧片數(shù)，勢(shì)必會(huì)增加板簧的剛度，對(duì)整車平順性是不利的，該底盤前后懸架采用了多片鋼板彈簧平衡懸架，適當(dāng)增加單片厚度和寬度來增加板簧的強(qiáng)度。既滿足對(duì)強(qiáng)度的影響又不會(huì)對(duì)平順性造成影響。

車架作為車輛的主要承載體， 要求具有良好的強(qiáng)度，使用CAE分析方法對(duì)車架受力進(jìn)行分析，找出車架受力時(shí)強(qiáng)度薄弱處，通過優(yōu)化設(shè)計(jì)分析計(jì)算，確保車架能夠滿足承載受力要求。

輪胎性能通過提高層級(jí)和氣壓以提高底盤整體的負(fù)荷能力?？臻g布置上要考慮尺寸限制，跳動(dòng)影響，包絡(luò)干涉影響，以及維修操作等方面。

根據(jù)總質(zhì)量，以及第一橋、第二橋，中橋、后橋承載的需要，匹配12.00-20-20PR輪胎，輪胎的單胎負(fù)載可達(dá)4200kg，滿足四級(jí)公路運(yùn)輸，行駛速度級(jí)別不小于80km/h，可滿足承載需求。

5 良好的路況適應(yīng)性和通過性

底盤的總體設(shè)計(jì)布置，使底盤的通過性接近角、離去角、最小離地間隙、縱向通過角、最小轉(zhuǎn)彎半徑等指達(dá)到最優(yōu)。

底盤按照各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行了相應(yīng)試驗(yàn)，底盤通過靜側(cè)翻試驗(yàn)、爬坡試驗(yàn)、通過性（包括垂直障礙、壕溝、側(cè)坡）等試驗(yàn)，按照里程分配進(jìn)行了各項(xiàng)路面（包括高速環(huán)道、山區(qū)公路、凹凸不平路、越野路）可靠性行駛試驗(yàn)，底盤的總體設(shè)計(jì)得到試驗(yàn)驗(yàn)證。

6 環(huán)境適應(yīng)性

高溫濕熱環(huán)境，對(duì)底盤零部件進(jìn)行分類，選取各類別中具有代表性的底盤零部件進(jìn)行了濕熱、霉菌、鹽霧試驗(yàn)，試驗(yàn)執(zhí)行GJB150.9A《軍用裝備實(shí)驗(yàn)室環(huán)境試驗(yàn)方法通過試驗(yàn)》。底盤滿足在濕熱、霉菌、鹽霧的使用環(huán)境。散熱方面設(shè)計(jì)匹配加大了散熱器面積，風(fēng)扇選用電子風(fēng)扇并增大直徑，使散熱性能明顯提升。

低溫環(huán)境，采取配置發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管加熱格柵、配置燃油加熱器、配置帶加熱裝置的油量傳感器的措施，經(jīng)低溫起動(dòng)試驗(yàn)驗(yàn)證，試驗(yàn)結(jié)果為：-41℃低溫起動(dòng)，在采用輔助裝置（液體燃油加熱器）后，預(yù)熱15分鐘后一次啟動(dòng)成功。

7 改裝適應(yīng)性

底盤整車布置設(shè)計(jì)時(shí)，就已考慮的上裝使用情況，并改裝和預(yù)留了技術(shù)接口，駕駛室后圍的進(jìn)氣空濾采用上置式結(jié)構(gòu)，不影響車架的上裝空間，排氣系統(tǒng)消音器采用下沉吊裝式結(jié)構(gòu)，尾排口采用高位安裝， 車架兩側(cè)油箱和氣電瓶總成布置按照上裝布置情況預(yù)留更多使用空間，車架后懸長(zhǎng)度適當(dāng)調(diào)整，既滿足上裝使用空間，又能保證備胎的布置和使用，為能加大上裝的布置空間，所以將備胎布置在底盤后懸處，整車布置見圖4。

8 結(jié)束語

隨著使用地域、用途、用戶需求的不同。對(duì)于差異化需求，總體設(shè)計(jì)應(yīng)該有對(duì)應(yīng)不同需求的差異化設(shè)計(jì)，并且形成模塊化配置，依靠平臺(tái)集成組合應(yīng)用。對(duì)于用戶的需求、反映的改進(jìn)、問題反映，要全面考慮其使用地域區(qū)域特點(diǎn)，合理開發(fā)，形成豐富產(chǎn)品型譜目錄。

該底盤在此次設(shè)計(jì)開發(fā)過程中，借鑒同類型汽車的成熟配置和技術(shù)，并根據(jù)用戶使用特點(diǎn)，進(jìn)行了設(shè)計(jì)改進(jìn)，以提高了整車的承載能力、機(jī)動(dòng)能力、環(huán)境適應(yīng)性能力以及裝配整體匹配性為目的，滿足現(xiàn)代部隊(duì)用戶對(duì)車輛的使用要求。