半挂车设计说明书

辽宁衡业高科新材股份有限公司

半挂车设计说明

高强钢板改良设计

-------- [2014-6-20]

[我公司全力推行用高强度钢板做轻体型半挂车已经近3年的时间，用户反馈意见良好，该种半挂车具有自重轻、耐疲劳、抗拉强度强、节约油耗、增加载荷等特点，各种车型都配备高强度钢板，很受用户欢迎，欢迎来电咨询0412-8400808]

目录

第一章 绪论 ........................................................................................................................................... 3 第一节 概述 ..................................................................................................................................... 3 第二节 半挂车运输的优势 ............................................................................................................. 3 第三节 半挂车市场发展前景 ......................................................................................................... 3 第四节 半挂车的分类 ..................................................................................................................... 7 第二章 方案论证与设计 ....................................................................................................................... 9 第一节 半挂车的总体结构 ............................................................................................................... 9 第二节 半挂车和牵引车的联接 ................................................................................................... 10 第三节 半挂车的支承装置 ........................................................................................................... 12 第四节 半挂车牵引联接装置的选择 ............................................................................................. 13 第五节 半挂车的车架设计 ........................................................................................................... 14 第三章 半挂车其他部件的结构与设计 ............................................................................................. 24 第一节 半挂车的悬架系统 ............................................................................................................. 24 第二节 半挂车的车轴 ..................................................................................................................... 25 第三节 半挂车制动系统 ................................................................................................................. 26 第四节 安全防护网及备胎架 ......................................................................................................... 29 参考文献 ............................................................................................................................................... 30

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第一章 绪论

第一节 概述

国标GB3730.1—83对半挂车的定义为:由半挂牵引车牵引并且挂车最大总质量的相当一部分由牵引车承受的挂车。由此可认为，用于承载货物的货箱及底架，前端籍牵引座支承于牵引车，后端通过悬挂、半挂轴和车轮支承于行驶路面，这种形式的挂车称为半挂车，它与牵引车组成半挂汽车列车（图1-1）。

半挂车通过牵引座对牵引 车产生的作用，是行驶表面通 过车轮作用于牵引车的四个外

力之外的第五个外力，所以称 为第五轮。根据定义，显然半 挂汽车列车有牵引座，而全挂车没有牵引座，这

图1-1 半挂汽车

是两者在结构上的主要区别。通常提到挂车一词，是全挂车和半挂车的统称。

第二节 半挂车运输的优势

一、半挂车运输比单车优越，因为在同等载质量的情况下，半挂车的运输生产率高，比4t和5t货车的运输生产率要高4~6倍，运输成本低85%~90%，单位运输工作量使用油耗L/（t·100km）的降低20%~30%；营运成本降低30%~50%；挂车制造简单、修理费用低，保养方便；货箱承载面高度可以做得很低，以利提高货物装卸的方便性和车辆行驶稳定性；易于完成不解体的整机、重型机械的运输以及特种运输和专业运输。

二、半挂汽车列车运输优于全挂汽车列车运输在于，经济性好；结构简单；工艺性强、外廓尺寸小、总长度短；机动性好。由于牵引车可制成短轴距，所以有可能减少最小转弯直径，易于实现倒车；停放场地和占地面积小；行驶性能较好、安全性较高以及保修费用较低。

第三节 半挂车市场发展前景

一、国内半挂车行业市场分析

半挂车，与其说它是一种车型不如说它是一个具有着很好兼容性与方便快捷性的公路运输方式。说到兼容性，就是这一分类当中可以包括：厢式半挂车、罐式半挂车、平

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板半挂车、集装箱半挂车、成品车辆运输半挂车等品种。而且还可以在厢式半挂车的这一大类里又分出保温半挂车、冷藏半挂车、保鲜半挂车等，可以说在每一个大类的下面都能分出大量的细分车型。而且国家管理机构对半挂车也给出了如下规定：“专用半挂车的术语和定义是将专用汽车同类结构产品术语中的车字改为半挂车，定义中的汽车改为半挂车即可”。所以说，半挂车对于其他车型的替代作用是非常明显的，这也就是专用车中半挂车比例最大的主要原因。而说到它的方便与快捷，则“甩挂运输”就是半挂车这一特性的最好诠释。这种国际通用的半挂车“甩挂运输”方式已经逐渐得到社会的认可。在天津、上海、深圳等大型港口码头一车多挂的运输方式早就在大范围地应用着。在国内公路运输行业发展的将来，一车多挂这种高效的运输方式绝对不仅只是港口码头的专利，而且还是大型汽车运输公司、货场、车站乃至个体运输的首选模式。另外，业内专家也进一步证实，与“单体式”汽车相比，半挂车更能够提高公路运输的综合经济效益。运输效率可提高30～50%，成本降低30～40%，油耗下降20～30%。更重要的是，半挂车的使用，还能对我国物流的组织形式起到一定程度的促进作用 （一）产品用户市场分析

物流运输业可以说是半挂车产品的最大需求市场。目前国内大大小小货运企业算在一起将近300万家。其构成型式按功能与服务范围来分，可以分为如下两种：综合性物流公司(规模较大、资金雄厚、并且具有良好的物流服务信誉)、功能性物流公司(如运输公司、仓储公司、流通加工公司、单一功能、仅仅承担和完成某一项或几项物流功能)。按来源划分可分为：传统国有大型运输企业改制形成的物流服务商、国外市场成功运营多年的大型跨国物流供应商、大型企业内部的原物流运输部门改建成的物流服务商、中外合作合资的物流服务商。

在上述划分的物流运输企业之外，还有大量的规模小、服务功能单一的非物流的运输企业，这部分占据了整个物流运输行业的很大一部分，而其中很多都在做着空车配货、为企业承担部分货物运输等小生意。还有一部分被一些大型的运输企业整合在一起分担着港口、码头、货场的货物运输，大企业有活儿时忙一阵，闲时就自己到车站或码头“蹲坑”找点零担生意。他们在购买半挂车产品时，对于产品的吨位、能耗、价格、能否改装等环节特别敏感，而他们了是非法改装企业的重要用户，有时往往是他们在左右着生产企业产品的技术标准，如果你不按照他们的意愿与要求去做，他们很可能就会考虑去购买别人家的产品。

在功能性物流公司当中的专业运输公司，其在理论上讲，根本就不能算是真正的物流企业，他们当中也分为两种，一种是拥有自己的车队，另一种是挂靠在正规物流企业(准确说是功能单一型的货代)身上的三、四流的货代企业，自己的车辆不多甚至没有自己的车辆，只是靠着销售人员的销售能力可以拉来大单生意，然后再把生意委托给个体运输散户，这种业态目前在国内大概有2万多家。前一种，他们的服务功能仅限于为货主拉拉脚儿，赚些运输费用。但不能忽视的是，他们是未来半挂车产品的最大用户。这些企业目前的运输设备多数都是不规范不符合行业管理标准的，在半挂车重新上牌政策

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推出时，他们的抵触情绪相当大。所以他们当中的大部分便成了双超治理的整顿对象。但随着国内治理政策与运输行业管理法规实施的逐步深入、半挂车上牌而养路费减半政策的相应推出，这些企业运力结构必然有一个更大的调整。那时其对于半挂运输车的需求会很大。后一种企业，目前发展得也很快，从2004年7月起，我国政府对于货代企业的管理方式由限制性审批调整为注册登记，无疑为那些中小企业开出了经营上的绿灯。他们对于运输散户有着很大的整合能力，他们的一些管理规则在一定程度上影响着个体运输散户对于半挂运输产品的需求与选择。其中一些做得较大的企业已经拥有了必要的设备与技术条件，比如：或自营或合资或独资租赁的仓库、堆场、车队等。随着国家货代行业相关管理政策的逐步实施，货代行业必将克服“小”(经营规模和资产规模)、“少”(服务功能和专业人才)、“弱”(竞争力和融资能力)、“散”(服务质量参差不齐、缺乏网络或网络分散、经营秩序不规范)、“低”(信息化及营销水平)的五大典型不足，用不了2年时间，这一领域必将发展成为含金量较大的半挂车市场。

国有传统的物流运输公司，比如中国海运、中远、中国物资、中外运为代表，多是国家投资，他们在国内及专属行业里拥有别人难以比拟的网络优势和规模，这让他们长期以来养成一种国企老大的心理优势及傲慢作风。他们对于半挂车产品的需求相当大，往往是一次性大批量采购。在产品采购方面对于企业背景、技术能力、企业在业内的品牌形象等环节较为关心，对于价格一般情况下并不敏感。他们的产品购买方式大多以投标形式进行。但由于国有企业固有的管理上的弊端使其在招标过程中往往会出现“暗标”、“黑标”、高价出售标书等不规范的操作现象。特别是在专用车采购招标这一业务领域，种种“猫儿腻”已经成了专用车生产企业老板的一块挥之不去的心病。

在采购规律上，上述这些企业中的大部分，其运输设备的采购具有着一定的时间性和季节性。一般情况下，都是三月份进入运输旺季，旺季的高峰期则在7～9月份，而此时也正是运输车辆采购的高峰期。在高峰期间，上述这些企业不管是国有的还是私营的，或者是服务单一的企业，都会表现出一定的产品采购动机与实际购买行为。 （二）半挂车的行业现状

经过多年的发展，我国的半挂车行业已经初具规模，从行业协会的统计数据上看，目前国内半挂车生产企业非法与合法的算在一起约为400多家。从多年前的小比例、小规模发展到现在占据专用车销量的最大比重。虽然半挂车产品目前已经在技术方面有了很大的进步，但与其他车型相比，它毕竟属于技术含量低、生产工艺简单、劳动密集型产品。几十个，甚至十几个人使用一些简单的工具就可以完成半挂车产品的组装，而且目前半挂车的三大总成(车轴、支架、牵引座)已经形成了专业化批量生产，其中不论是外资生产的、还是合资与国内独资生产的，都应有尽有。而此时留给半挂车企业的，就只有自己生产车架、外购关键总成、然后进行组装的份儿了。正是这一特性使得它的行业进入坎级非常之低，使得大多数企业都把投资的目光转移到这一行业领域上来，而也正是这些企业的进入风潮导致了如下局面：非正规厂家的产品粗制滥造；用户难以在质量、性能和服务上得到应有的保障；路边野店的拼装车以正规企业无法相比拟的价格优

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势几乎占据着半挂车市场的半壁江山；用户单纯看重价格，购买行为不够成熟。

也正是这一局面在很大程度上(期间更有其他载货车企业非法改装的因素)上促进了国家双超治理、产品行业标准限定、半挂车辆单独上牌等相关管理措施的出台。届时对于行业的违规现象将有一个更大的治理与遏制，使得行业在产品技术与本身经营自律等方面提升到一个新的高度与水平。

与发达国家的交通运输行业相比，我们还有着很大差距。在北美、西欧等公路网络比较发达的国家，以牵引车脱挂半挂车组成的汽车列车的运输方式占了总运输量的70～80%。国际的主流运输方式是甩挂运输，即一台牵引车配多个半挂车，俗称一车多挂，送货时牵引车拖着挂车到达指定地点后，连车带货一起甩下，然后再拉着另一辆挂车货物出发或返回来路。这种运输方式成本更低、效率更高、周转更快。但短时间内在国内整个运输行业，还难以全面实施与推广。个中原因除了地区间的地方保护主义所导致的明显收费差异之外，半挂车与牵引车在牌照管理政策上所导致的运输成本虚高也一个重要的因素。既然甩挂运输方式不能大范围地加以采用和推广，那么，半挂车在运输行业的的利用率也打一个很大的折扣，而产品的市场需求也要出现一定程度的减量。

尽管半挂车产品在整个专用车市场上占有着较大的比重，但如果要把半挂车保有量与整个运输市场上普通载货车保有量、半挂车市场占有率与整个载货车市场总量这两组数据变量做一下比较，就会发现我国的半挂车形势不容乐观。以与美国相比为例，美国在过去的30年里，其厢式半挂车占挂车总销量的70%，是美国交通货运的主力车型，而且在未来的5年内，预计其厢式半挂车仍将占据着69%的市场份额。未来5年内，干货厢式半挂车占厢式半挂车总销量的76.6%，呈上升趋势，仍然是美国陆路货运的主要运输工具。而厢式挂车仍然是其中最重要的运输车辆。而目前国内，就是专用车的市场份额才只占分部货车的30%多，而半挂车在整体专用车当中又不到三分之一的比重。这与发达国家专用挂车比例相比，则有着很大的距离。

半挂车行业本来就是一个进入坎级较低的产业，因此，近年来随着各个中小企业的纷纷涌入，整体半挂车行业一直呈现出品牌集中度低、价格体系混乱的现象，而中集此时的介入无疑正逢其时。目前中集的产能尚不足行业的20%，而其营销重点也主要集中在华南一带，对于其他半挂车企业的产品市场还没有构成实质性的重创。但也应该看到这样一个事实，2003年是中集进行产业布局的一年，2004年是中集进行产业热身、营销蓄势的一年。而其正式的市场发力必将是震慑专用半挂车行业的2005年，到时人们会看到一个集团化运作的产业旗舰破冰沉闷的半挂车市场的宏观场面，此时我们暂且先拭目以待吧。

二、半挂车行业市场的未来展望

随着国家交通运输业相关管理政策实施的逐步到位，地区间地方保护主义政策的逐渐撤消，甩挂运输这种高效、经济、节能、环保并完全优于单体货车的运输方式必然成为物流运输行业的首选，而半挂车将迎来一个需求放大的井喷时期。

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中国轿车市场经过了2004年的市场洗礼，各个企业都深深懂得了营销之于汽车行业的重要程度，而汽车产品的物流配送显然就成了捕捉瞬间商机成功与否的关键。“零公里”、“零距离”购车成了目前购车用户最大的消费特征；各个企业的产能还在不断扩大，轿车生产企业与经销商又遍布在全国各地，而面对2004年这样激烈的市场竞争，那些相距较远的企业与经销商之间的产品运输效率就成了决定竞争成败的关键。利用铁路运输无疑于等死，利用单体载货重卡又影响运输效率，那么车辆运输专用半挂车就成明智的首选。况且，在各家企业产能都在不断放大与物流效率亟待提高的双重前提下，车辆运输半挂车的大量需求就更成了预料之中的事情了。

第四节 半挂车的分类

一、按半挂车车轴数分类

半挂车按车轴分类通常可以分为单轴、双轴、三轴和多轴四类（图1-3）。

图1-3 半挂车按车轴数分类

单轴半挂车是最简单的半挂车，国标GB6420—86规定半挂车总质量13.3t以及13.3t以下都为单轴。其整备质量小、制造方便，并且轮胎磨耗和燃油消耗较少。随着所要求的半挂车装载质量的增加，为了不超过轴负荷和总载量的规定，主要途径是增加半挂车轴数。

二、按半挂车的结构特点分类

半挂车按结构特点分类可以分为变轴距半挂车、车轴可提升的半挂车、多牵引销半挂车以及活动牵引销半挂车等。

可变轴距半挂车可以是轮距相对半挂车车架移动的形式。我国的J10BZ、J15BZ和J140BZ转载质量分别为7t、8t和10t，纵梁可伸缩，货箱长度在7 ～ 11m内变化。 车轴可提升半挂车，在提起轮轴后改变了附着条件，减少行驶阻力和轮胎磨耗，但结构复杂，其执行装置为气动或液压元件。

多牵引销半挂车，一般有双牵引销和三牵引销式。

三、按形式和用途分类

半挂汽车列车的使用范围和广，按形式和用途分类实际上包含了所类别的专用汽车，在基本型即普通栏板式半挂车和低平台半挂车的基础上，可按GB6420—86分类如下：

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平板半挂车、低平板半挂车、凹式平板半挂车、箱式半挂车、自卸半挂车、集装箱专用半挂车、集装箱平板半挂车、集装箱栏板半挂车、液罐半挂车、粉状集装箱半挂车、牲畜家禽半挂车、预制件半挂车、长货半挂车、冷藏半挂车、横伸半挂车、纵伸半挂车和组合半挂车等。

四、按半挂车驱动方式分类

（1）自驱动半挂汽车列车，半挂车上装有发动机驱动，列车共装置两台发动机。南京电子工程研究所、南京汽车研究所和705厂曾分别联合批量研制过自驱动半挂汽车列车。

（2）自驱动半挂汽车列车通过性好，具有军事和野外作业的意义。由于减少了牵引车功率，因此使列车尺寸减小，提高了行驶稳定性、机动性和经济性。在半挂车上增加导向轮后还可以在摘挂后单独使用半挂车，但结构较复杂。

（3）其他驱动半挂汽车列车即通常的半挂汽车列车，半挂车本身不装置发动机及其传动装置。

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第二章 方案论证与设计

第一节 半挂车的总体结构

半挂车的主要结构形式有平板式、阶梯式和凹梁式。

平板式半挂车：整个货台是平直的，且在车轮之上，适于运输钢材、木材及大型设备（如图2.1所示）。

图2.1平板式半挂车

阶梯式半挂车：半挂车车架呈阶梯形，货台平面在鹅颈之后，最早的阶梯式平板半挂车，其鹅颈均为弧形结构，在鹅颈上端形成第二货台平面。由于阶梯式结构货台平面降低，从而适合运输各种大型设备、钢材等（如图2.2所示）。

图2.2阶梯式半挂车

凹梁式半挂车：其货台平面呈凹形具有最低的承载平面。凹型货台平面离地高度一般根据用户要求确定，适合超高货物运输（如图2.3所示）。

图2.3凹梁式半挂车

图2.4为所设计的集装箱拦板半挂车。车架前端下部的牵引销1与牵引车的牵引座配合牵引半挂车行驶，并在转向时完成牵引车和半挂车之间的相对转动。车架2上的载荷通过牵引销座1和悬架系统5分配到牵引车和半挂车车轮4上；当脱挂时，半挂车前部载荷由支承装置3承受。半挂车制动系统6与牵引车连通，达到二者同步制动；半挂车也装有驻车制动器。

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图2.4 集装箱拦板半挂车

1—牵引销；2—车架；3—支承装置；4—车轮；5—悬挂系统；6—制动系统

该车采用的是直通式纵梁车架，其纵梁断面为工字型焊接结构，上翼平直，下翼板折线，腹板用钢板剪切加工成阶梯形，焊接后应有足够的强度。车架横梁采用冲压槽钢，通过纵梁腹板的孔贯穿于两根纵梁之间，有的横梁和上翼板、腹板焊接在一起；有的则与上、下翼板之间留有间隙。这种贯穿式车架既有一定的强度，又允许车架有一定的弯曲扭转变形，已逐渐取代断开横梁。在车架上还焊有牵引销、支承装置安装架、备胎架和边梁等。

第二节 半挂车和牵引车的联接

半挂车和牵引车的联接尺寸如图2.5，表2-1所示，图中H为牵引座无负荷时接合面离地高度；H 1为支承装置起升后半挂车结合面离地最小值；Cf、Cr不小于70mm。M不小于8.5t的L、Rf、H 、H 1和L1值适用于半后轴牵引车，也适用于双轴牵引车。

图2.5 半挂车和牵引车的联接尺寸

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