1.4.3　結構特點

（1）組成復雜，技術先進

為適應礦山生產運輸要求，大型礦用自卸車普遍采用帶廢氣渦輪增壓的超大功率柴油機，傳動系為電傳動或液力機械傳動，轉向系為全液壓動力轉向，制動系多采用電制動和液壓盤式制動，采用油氣懸掛裝置，全焊接高強度車架，傾斜式超大貨箱，具有防落物和防翻滾結構的駕駛室，多級式液壓舉升液壓缸等結構，比傳統公路型汽車要復雜得多。

（2）車體龐大，外形超廓

礦用自卸車在有限的礦區范圍內行駛，礦車的外形尺寸不像公路汽車那樣受限制，為提高每車次的運輸量，盡可能加大貨箱容積，加寬加高整車外形尺寸，其外廓遠遠超過國家《公路工程技術標準》（JTGB 01—2003）和《道路車輛外廓尺寸、軸荷及質量限值》（GB 1589—2004）規定的道路行駛車輛車寬不得超過2.5m的上限值，不允許在公路上行駛。

（3）噸位巨大

為提高運輸效率，降低運輸成本，減少礦區的車流密度，對于不同開采規模的礦山，都力求采用盡可能大的噸位車型，以減少自卸車總數量。目前礦用自卸車的載重在20～360t之間，而且還在向大型化方向發展。

國內的大型礦山常采用100t以上的電動輪自卸車，西方各國使用較多的是100～300t的礦用自卸車，當前礦用自卸車的最大噸位已達到363t。

（4）動力強勁，爬坡能力強，車速不高

由于噸位巨大，道路又多坡，要求發動機必須具有高功率和高轉矩，保證滿載上坡的需要。由于非公路工況差，噸位巨大和道路多坡多彎道，出于安全性考慮，一般這類車型的最高車速在礦山上都限制在30～40km·h-1左右，最高車速也僅為50～55km·h-1左右。

重型礦用自卸車的發動機都屬于工程機械類柴油發動機：一般額定轉速在2000r·min-1左右，功率輸出既要求功率巨大，又要求盡可能高的轉矩，以適應整車車速不高、爬坡較多的使用特點。

（5）多重制動，安全可靠

礦區道路多彎、多坡，車輛滿載噸位巨大，制動系統的可靠性和安全性必須優先保證。電動輪自卸車的制動系一般有以下多重制動方式：一是電阻制動；二是液壓盤式制動；三是機械彈簧制動。在配備一個綜合制動踏板的情況下，在制動踏板的最初行程中，首先是電阻制動投入工作，通常在車速降至5km·h-1左右時，液壓盤式制動繼而投入工作。當自卸車完全停止后，機械彈簧制動投入工作。

輔助的電力緩行制動時，電動輪電動機被調整為發電機運行狀態，將車輛運行的機械能轉變成電能，通過制動電阻柵，以熱能的形式耗散在大氣中，這時，電動輪電機產生的電動力矩阻礙車輛運行，從而起到減速制動的作用。

電阻制動能無摩擦地吸收自卸車動能，減緩車速，大大減少了液壓盤式制動器的使用頻率，使其壽命得以延長。

一般認為，自卸車的主制動器是液壓盤式制動器，電阻制動是動力輔助制動，即無摩擦的緩行制動方式，機械彈簧只有在停車制動時才使用（緊急制動情況除外）。

主、輔制動系統結合后，一般常設有行車制動、停車制動、裝載制動和緊急制動等多套制動系統，以保證礦用自卸車在任何行駛情況下都能安全、可靠地停車。

（6）常為兩軸，超短軸距，后輪驅動

裝卸場點一般面積窄小，道路多為臨時性路面，地面多坑洼起伏，上下坡多，急轉彎多，為保持自卸車機動靈活，一般采用兩軸、超短軸距設計，力求縮短軸距與總長，車輛外形寬度和高度相對于長度的比例偏大。這種設計能夠增強操縱穩定性，并使轉彎直徑最小，減少倒車次數。為輕量化和降低成本的考慮，多選擇4×2后輪驅動型式。

與三軸底盤相比，兩軸結構簡單了許多，不僅降低了故障發生率，也提高了整車可靠性。而且，兩軸底盤維修保養方便，轉向機動靈敏、倒車方便。一般其單軸載荷遠超過《道路車輛外廓尺寸、軸荷及質量限值》（GB 1589—2004）規定的單軸載荷不得超過12t的上限，不能在公路上行駛。

（7）全焊接高強度車架

車架一般由低合金、高強度厚鋼板全焊接而成，關鍵受力部位多采用鑄件或鍛件以提高承載性能。采用承載式車架，橫梁一般采用封閉型截面，以增強其彎曲、扭轉強度和剛度；縱梁多采用變截面箱形結構，以保證等強度設計，這些特點保證了車架結構的堅固可靠和高強度性能[4]。

（8）前低后高的后卸式貨箱

一般貨箱由高強度、高耐磨性的低合金鋼板全焊接制成，合金鋼板的屈服極限一般為590～1034MPa，典型型式是采用鏟斗型底板，前低后高，一般底板下傾角為9°～12°，尾部敞開無后欄板，這樣的斜坡角可以保證即使是在上坡行車狀態，礦石也不至于從車尾滾落。底板由高強度、高硬度、抗沖擊的優質鋼板焊接而成，板材最厚達到20mm左右，以適應非公路苛刻的運輸工況和惡劣的裝載方式，保證使用壽命可達8～10年。貨箱前部，則向前伸出護板，以保護駕駛室及電控柜等不被電鏟裝卸的礦石撞擊損壞。

在寒區使用的車型，為避免碎石土渣與底板凍結不能卸出，將發動機排氣尾管接入貨箱底板加強梁的空腔中，用以溫熱貨箱底板，避免結凍。

（9）偏置式駕駛室，具有防落物和防翻滾結構

采用短頭、狹小空間布置的雙座非全寬駕駛室，偏置（一般是左側置）在自卸車左前輪上方，位置在車架龍門梁的上部。

駕駛室一般是平板組裝結構，對密封、隔音、隔熱、減振等功能要求很高，采用模塊化設計，視野寬，符合人機工程學，保證司機的操作舒適度。

此外，駕駛室要在礦石物料不慎墜落時，或者自卸車發生意外碰撞滾翻時，為司機提供“五側安全保護”，保證司機的生命安全；或者駕駛室本身采用多支柱支撐結構，或在駕駛室外面的頂部和側部配備獨立的保護支撐裝置，這些結構就是所謂的翻車保護結構（Roll-Over Protective Structures，ROPS）和落物保護結構（Falling Objects Protective Structures，FOPS）[5]、[6]。

（10）被動式油氣懸架

大型礦用自卸車重噸位與短軸距的特點特別適宜安裝筒式油氣彈簧懸架，而傳統的鋼板彈簧易發生斷裂，而且也沒有合適的空間尺寸布置鋼板彈簧。筒內頂部空間充滿氮氣（或氦氣），作為彈性介質減緩車輪的跳動沖擊，而筒內液壓油，在內外筒伸縮過程中，環形空間變大或縮小，其油液經過節流孔往復進出，起到節流阻尼、減小伸縮彈跳頻率的作用[7]。

通常前橋采取獨立懸架，后橋使用非獨立懸架。除減振、支撐和連接等功能外，前輪的油氣懸掛缸還兼有轉向主銷的作用，外缸筒通常緊固在車架縱梁外側，省去了傳統的整體式前軸。

（11）全液壓動力轉向

由于整車質量大，前軸負荷也大，前輪的轉向必須完全依靠液壓動力。司機轉動轉向盤，目的在于輕松轉動轉向閥，控制高壓油向液壓轉向液壓缸的進入方向和流量，操動轉向液壓缸的活塞桿伸縮，經過轉向桿系實現前輪轉向。為保證轉向安全可靠，不僅采用全液壓轉向，而且都配備緊急轉向系統，當轉向系統動力發生故障時，緊急轉向系統能保證其還有一定的轉向能力，將車停到一個比較安全的地方。

（12）雙舉式多級液壓舉升液壓缸

常采用中部雙舉舉升方式，即兩只舉升液壓缸對稱地安裝在車架縱梁外側，直接頂升貨箱底板的縱梁，具有舉升力量大、安全性能好的特點，常采用單作用的2級或3級伸縮式套筒液壓缸結構，粗端在上，最細的一端朝下，這種倒置式的安裝有利于將每級缸筒外側粘附的泥沙、塵土向下推刮并脫離缸筒，提高了缸筒的清潔度，減少了沙粒的刮擦磨損。