10.16638/jki.1671-7988.2017.14.043
胡静，邓希来，卿艳青，李孝先
（湖南三一重工股份有限公司，湖南长沙410100）
摘要：混凝土搅拌运输车因其重心较高，当驾驶室侧倾较大时不仅影响整车的美观，更对驾驶员驾驶搅拌车造成很大的心理干扰作用。文章通过对某品牌问题车辆进行拆解测试确认副车架前台组焊后出现应力变形和驾驶室白车身组焊定位工装和夹具磨损导致的制造误差是造成搅拌运输车驾驶室侧倾的主要原因。通过增加副车架焊后内应力消除工序和严格控制问题驾驶室流入生产线的措施彻底解决了某品牌搅拌车驾驶室侧倾问题。 关键词：驾驶室侧倾；左低右高；副车架；应力变形；横向稳定杆
中图分类号：U469.6+5；TH122 文献标志码：A 文章编号：1671-7988 (2017)14-123-03
Cab tilt problem of Concrete mixer truck analysis and control
Hu jing, Deng Xilai, Qin Yanqing, Li Xiaoxian
（Hunan sany heavy industry co., LTD., Hunan Changsha 410100）
Abstract: Because of the high center of gravity of the concrete mixing truck, it will not only affect the appearance of the whole vehicle, but also cause great psychological interference to the driver when driving. Based on a brand of vehicle dismantling test confirmed that the main reasons cause the cab tilt problem of concrete mixer truck are the stress deformation of sub-frame front group after welding and deformation of the cab BIW manufacturing error caused by the wear down of welding positioning fixtures and jigs. By increasing process to eliminate the internal stress of the sub frame after welding and strictly control the problem cab flow into the production line, and then completely solve the cab tilt problem of this brand concrete mixer truck.
Keywords: wheelhouse side tilt; Lower left and right height; Vice frame; Stress deformation; Horizontal stabilizer bar CLC NO.: U469.6+5; TH122 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)14-123-03
引言
收获时间到
驾驶室侧倾是混凝土搅拌运输车的常见问题，其中以前后台式副车架搅拌车“左低右高”最为常见（见图1）。GB7258第4.9.2条规定：车体应周正，车体外缘左右对称部位高度差不允许大于40 mm[1]。驾驶室侧倾问题不仅影响搅拌车整体美观，同时客户反馈整车侧倾还可能导致车辆方向跑偏和倾斜侧轮胎磨损加剧。此外，驾驶室侧倾过大会给驾驶员会造成在侧坡上行驶的错觉，对驾驶员驾驶搅拌车造成一定恐慌，当搅拌运输车过弯时由于重心较高侧倾加剧明显，可能超过驾驶员的心理承受极限，对驾驶员的心理作用更大，也增加了整车出现侧翻的几率，急速过弯更甚[2]。
为彰显产品质量，提升综合竞争力，国内一些大型搅拌车主机厂规定驾驶室左右对称部位高度差大于25mm即存在侧倾问题。驾驶室侧倾问题造成的原因是综合性的，与制造和质量管控水平等密切相关，以往主机厂主要采取悬架垫平和加装横向稳定杆的方式解决此类问题，但鲜有对混凝土搅拌运输车驾驶室侧倾的原因进行系统的分析和研究。本文根据对某品牌搅拌车进行下线检测和问题搅拌车进行拆解测
作者简介：胡静，（1986-）硕士研究生，工程师，就职于三一重工研究院，主要研究方向为商用车驾驶室NVH性能、车身总布置及人机工程学。
胡静等：混凝土搅拌运输车驾驶室侧倾问题分析与控制124 2017年第14期
量，系统的分析驾驶室装配后产生侧倾的原因，通过综合对比出主要原因，以希为混凝土搅拌运输
车驾驶室侧倾问题提供经济有效的控制策略。
图1 混凝土搅拌车驾驶室侧倾效果图展频
1 生产线下线检测
混凝土搅拌运输车按其副车架形式可分为整体式副车架搅拌车、前后台分体式副车架搅拌车和车架和副车架一体式搅拌车。前后台分体式副车架搅拌车相比于传统整体式副车架搅拌车具有重量更轻，重心更低的优点[3-4]，但在推出的早期驾驶室侧倾问题较为普遍，主要变现为驾驶室“左低右高”。为了了解该类搅拌车驾驶室侧倾情况，对300台某品牌前后台分体式副车架3桥12方搅拌车整车下线检测数据进行统计分析，约59%的整车驾驶室‘左低右高’差值超过10mm，12%的车辆超过25mm；只有约4%的车辆‘左高右低’差值超过10mm，且没有一辆车超过25mm（见图2）。以上说明该品牌搅拌车绝大部分车辆存在‘左低右高’趋势。
图2 前后台分体式副车架搅拌车驾驶室左低右高统计
2 混凝土搅拌运输车拆解测量
表1 拆解测试数据表（-代表左低右高，+代表左高右低）
表2 拆解后零部件测试数据（-代表左低右高，+代表左高右低）
混凝土搅拌运输车由行驶底盘和搅拌上装组成，底盘由驾驶室、车架、悬架及行驶系统等组成，上装
由搅拌桶、副车架（前后台）、液压驱动系统等组成。为了系统的分析混凝土搅拌运输车出现驾驶室侧倾的原因，针对该批车中一台存在驾驶室侧倾问题的搅拌车进行了拆解分析检测。拆解顺序：整车-拆除搅拌桶-拆除副车架前后台-拆除驾驶室-拆卸车架-拆卸钢板弹簧，每拆除一项对驾驶室侧倾量进行测量，拆解完成后分析驾驶室侧倾增加趋势。具体拆解过程及测量数据如上。
根据上述拆解实测数据，可以得出分体式副车架和驾驶室是造成该辆搅拌车出现侧倾的主要因素，各零部件对驾驶室侧倾的‘贡献度’如下：
图3 各零部件对驾驶室侧倾的贡献度
3 测试数据分析
搅拌桶
拆解车辆为三轴搅拌车，前后台分体式副车架，搅拌桶螺旋叶片旋向为右旋。根据相关理论计算和分析：搅拌车为右旋搅拌桶时，左右侧轮荷比为51%/49%[5]。所以，安装搅拌桶后增加3mm向左的侧倾属正常现象，而且搅拌桶满载后，整车向左的侧倾会加大，但不会是导致驾驶室侧倾的主要因素。由于搅拌桶设计结构复杂，且结构的改动对搅拌车的使用性能影响很大，因此，更改搅拌桶不是经济合理的控制措施[6]。
副车架
分体式副车架前台长度较短，左右主梁采用矩形封闭结构，刚性较车架大梁更大。若副车架存在左右高度差，则通过U形螺栓与车架捆绑后将导致刚性相对较小的车架大梁产生较大弹性变形（松开U形螺栓后，大梁弹性变形恢复，前台与车架大梁间存在较大间隙，见图4所示），进而导致安装在车架上的驾驶室出现侧倾。由于驾驶室外宽为2400mm，车架、副车架外宽860mm，因此，车架、副车架和钢板弹簧对驾驶室侧倾的影响因子d=2400/860≈2.8，即副车架高度差13mm，相应的驾驶室应侧倾36.4mm，由于车架大梁刚性也较强，两者捆绑后副车架也发生了轻微的弹性变形，所以实际测得副车架左右高度差导致的驾驶室侧倾为26mm。
图4 副车架前台与车架不贴合
汽车实用技术
125 2017年第14期
副车架前台组焊采用工装保证尺寸精度，但经调查发现，前台现场组焊完成后没有经过内应力消除工
序，导致放置一段时间后出现应力变形，左右纵梁与车架贴合面不在同一水平面上，左纵梁前端向下变形，右纵梁前端向上变形，整体成翘曲形态（图5）。由于焊接内应力变形与焊接工艺及焊接人员技能水平有较大关系，因此在批量生产中，并非所有副车架前台都存在较大的变形，而且变形量也不尽相同，左右纵梁高度差值具有随机性。通过上述分析和实测数据可以得出，副车架尺寸误差对驾驶室侧倾影响最大，且属于制造误差。对此，将组焊后的副车架通过振动台消除残余应力，再放置一周后进行检查，尺寸变化微乎其微。
图5 副车架前台焊接变形示意图
驾驶室
根据测量数据，驾驶室自身的左右高度差也是该车驾驶室侧倾的主要因素之一。通过与驾驶室供应厂家联合追查分析，发现由于白车身骨架组焊定位工装和夹具使用年限较长出现磨损，定位精度变低，加之工人操作水平等因素随机导致白车身焊接总成出现左右高度差的问题，可能是左高右低，也可能是左低右高，差值也存在随机性。该问题发现后，公司与驾驶室供应商共同制定了修复工装、夹具并增加驾驶室高度差快速检验工装（图6）等对策，彻底杜绝了问题驾驶室流入到下游主机厂。
图6 驾驶室高度差快速检验工装
车架、钢板弹簧
车架和钢板弹簧因其重要性，所以制造精度较高，检验控制严格，尺寸误差较小，对驾驶室侧倾的影响也较小，不是主要因素，平时生产和采购过程中加强检验控制即可。
4 控制措施
根据拆解测试数据分析，副车架和驾驶室自身的高度差是造成搅拌运输车侧倾问题的主要因素。追根溯源，制定了如下控制措施：tek-081
（1）合理设计副车架组焊工装，保证尺寸精度的同时增加焊后内应力消除工序。
（2）驾驶室供应商控制白车身及其骨架组焊精度，共同制定驾驶室侧倾检验工装实施严格检验，杜绝问题驾驶室流入到主机装配线。
（3）底盘增加横向稳定杆（图7），提高整车抗侧倾能力，尤其是高速过弯时的抗侧倾能力。极大减小整车侧翻的风险。
家谱管理系统图7 横向稳定杆
5 小结
靶板
混凝土搅拌运输车驾驶室侧倾问题不仅影响整车美观，而且会影响搅拌车的驾驶操控性并对驾驶员的心理造成影响。要控制驾驶室侧倾问题，必需从生产工艺、采购质检等方面进行控制，通过上述控制措施，某品牌搅拌车驾驶室侧倾问题得到彻底解决。
参考文献
[1] 机动车运行安全技术条件GB7258-2014.
[2] 贾天明，姜乐华.基于ADAMS的砼搅拌运输车侧翻极限分析[J]公
路与汽车,2012（4）.
[3] 张德春.新型大方量混凝土搅拌车创新设计[J] 建筑机械,2012(2).
[4] 张庆平.低质心混凝土搅拌车设计原理与结构[J]专用汽车, 2012 (3).
[5] 杨纪明.搅拌输送车螺旋叶片的旋向对行车稳定性的影响[J]建设
机械技术与管理,1997(2).
[6] 黄跃申.混凝土搅拌车稳定性分析[J]建设机械技术与管理,
2006(9).按键测试机
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