湖南长沙品牌好的电动观光车厂家浅谈观光车的设计

来源网络发布时间:2019-10-18 03:37:02

电动观光车车架结构及设计优化

  1.引言 
  电动观光车主要使用在旅游景区及大型休闲场地。当今社会,石油资源不断匮乏、环境污染严重加剧;因此,从环保和节能的角度出发,汽车行业必须发展清洁无污染的电动型汽车。车架的结构在各种振动源的作用下会产生振动,如果这些振源的振动频率与车架的固有频率接近,便会产生共振现象,导致剧烈的振动和较大的噪声,甚至造成车辆结构的破坏。为了提高电动观光车在行驶过程中的安全,必须分析好车架结构的固有频率,在进行结构设计时做好优化。 湖南长沙品牌好的电动观光车厂家浅谈观光车的设计

  2、车架结构及其优化设计 
  2.1主梁结构设计 
  车架的前后主梁是最关键的部位,分别连接前后桥的悬挂系统。前后桥板的簧距不一样,导致前后主梁的连接结构也不一样。 
  2.1.1车架前部结构 
  车架前部由平头驾驶室和转向机构组成,为防止观光车在行驶过程中,车辆的转向结构因为车架的挠曲产生扭动变形影响其转向特性和操纵稳定性,在车架结构的前端布置了两根抗弯强度值较大的横梁(前横梁及前下横梁)。 
  2.1.2车架中部结构 
  车架前后部的刚性较大,大部分车架的变形,如弯曲及扭转变形一般集中在车架中部,结构设计时应允许车架中间有一定的挠曲变形。中部可布置两根与纵梁连接的横梁,一方面有缓冲的作用,另外也可避免应力集中。此外,根据零件结构的工艺性要求,左右纵梁的外侧安装了两根角铁侧梁,从而增加纵梁的抗弯强度;侧梁与主纵梁用四根短横梁连接,增加了抗扭强度。 
  2.1.3 车架后部结构 
  车架后部采用弹簧钢做成平衡悬架,悬架的支座与侧梁及短横梁的下翼面进行连接。为确保车辆操纵的稳定,减少轴向转动,提高侧倾时的稳定,车架后部的设计刚性较大。因此,结构设计时可增加短横梁的截面积,与平衡悬架组成框架结构,在车架尾部设计一个槽形梁,从而保证车架的刚度及平衡悬架受力的传递。 
  2.2主梁结构的固定与联接设计 
  纵梁与横梁的固定一般采用焊接、铆接和螺栓连接的方法,将二者连接成坚固的刚性构架。车架采用焊接的方法不仅连接牢固,还能保证较高的弯曲强度。铆钉连接的成本低,但不能保证很高的弯曲强度。螺栓连接一般用在需要经常互换或拆卸的部件上,使用中容易产生松动,为此,可以采用预应力螺栓固定的方法。 
  2.2.1 横梁结构的设计 
  车架横梁将左右主梁、前后主梁及侧纵边梁等连接在一起 ,构成整体框架 ,使车架有足够的抗扭刚度 。如果前后主梁距都小于前后板簧距,前后板簧座要焊在相应的横梁上,也负载整车的重量。前外横梁与前主梁一起支承着座圈,形成悬臂梁形式,前内横梁联接前左右主梁以及刹车支架等。横梁的结构一般设计成简单的直槽形。为提高横梁的刚度,横梁断面的结构一般采用圆管型或箱型。如果需要避让传动轴等部件,横梁就不能设计成直梁的结构,安装传动轴的位置处一般设计成拱形结构,结构的弯曲连接处应平缓过渡,避免应力集中。观光车的车架如需安装后拖钩,后横梁结构应采用角撑进行加强,从而支撑较大的作用力。 
  2.2.2纵梁的结构设计 
  车架结构中,纵梁下翼面的中部(即前悬后支架到平衡悬架支架之间),这一部分作用的弯曲及扭曲力最大,结构设计时,尤其要保证水平方向弯曲最大的部位的强度。根据零件结构的工艺性要求,左右纵梁的外侧安装两根角铁侧梁来增强纵梁的抗弯强度。侧梁与主纵梁以四根短横梁连接来增加抗扭强度。车架后部的平衡悬架可固定在车架纵梁与侧梁连接的短横梁上,避免纵梁受到很大的支撑反力,从而保证该部位的抗弯强度和扭转刚度。 

  2.3龙门结构设计 
  龙门结构比较特殊,也是车架结构的重要组成部分,在前后主梁的竖直方向上。电动观光车一般要使得乘客上下车方便 ,因此踏板距地面高度较低,加之梁的截面高度较高,使得主梁与轴体之间没有足够的空间,因此,要根据板簧的压缩量来确定主梁的避让空间,就是所谓的龙门结构。龙门结构一般采取多段组焊,应力集中较大,设计师应做好应力分析。 
  2.4边顺梁的结构设计 
  边顺梁的尺寸决定了车架的宽度,同时也是安装座箱、侧裙围板的基础还可加强主梁的作用力。边梁与主梁采用同规格的型材,可以使得车架在整体形成等同主梁变截面等强度效果。 
  3.车架结构的选材 

  3.1型材选择分析 
  车架在选材时不仅要考虑刚度及强度的要求,还要考虑到车身的重量及其成本。电动观光车的生产批量小,选材时应尽量采用型材或断面简单的直梁或者小型的连接件,如槽钢、矩形管、圆管等,从而可以灵活选择原材料并降低成本。实际选用式,可以根据负载的分布计算出主梁截面惯性矩数值,然后选择相应规格的型材。 
  车架使用到型材较多,且以焊接工艺为主。Q235材质的材料焊接性好,机械性能也较高。由表3.1可知,在抗弯模量相近的前提下,不同截面的型材重量就存在差异,会导致原材料加多且车架及整车的重量。因此,结构设计时要综合考虑型材的供应、性能、加工工艺及重量等因素的影响。虽然圆形截面的型材的性能较好好,但横梁端面要加工成弧形与其配合,会导致成本增加;槽形梁的抗弯强度大,工艺性好,车辆内的管线可沿其进行布置且安装也比较容易,既可紧固又可保护管线,只是槽钢的抗扭性差且规格较少,不易选用;用钢板成型可自由设计其槽形截面尺寸,但加工成形的工艺复杂 ,不适合用在电动观光车这种批量小、尺寸复杂的结构情况。只有矩形管的规格较多,且各种规格的差异较小,可灵活选用,且矩形管的下料及焊接工艺比较简单,电动观光车中多使用此种型材。
 
  3.2确定安全系数 
  车架的变形或损坏会导致座箱、篷框等的放大效应的破损坏及变形,在确定电动观光车的安全系数时,应根据整车的结构情况、实际运行时的路况确定。整车结构是指车架是否与座箱焊接在一起,与车架一起焊接的座箱、篷框等对车架的强度、刚度是否有加强的作用。因此车架的安全系数可比非焊接式的稍微低些,但因为整车的强度和刚度取决于车架,因此不能过低。电动观光车一般在较为平坦且良好的路况上运行,但并不排除有时会在不好的路面上运行,在进行安全系数设计时,应在现有车的基础上进行加强,考虑到特殊的使用要求,如果生产批量较大,则应按照较大的安全系数进行车架的选材及结构设计。 
  4.结束语 
  随着旅游业及房地产行业的飞速发展,市场对电动观光车的需求越来越大。电瓶观光车的生产企业应不断加强优化设计,车架是电动观光车结构的基础部分,因此首先应采用先进的技术对车架进行结构的优化设计,并加强控制其加工过程的质量,从而整体提高电动观光车的整体质量。