摘要：文章主要从罐体材料的选取出发，分别阐述了罐体轻量化设计与整车成型，以及样车主要性能优化，旨在与广大同行共同探讨学习。
关键词：半挂液罐车；轻量化设计
一、罐体材料的选取
1.材料材的依据与原则
（1）罐体的使用条件，如温度、压力、介质、操作特点及结构特点；
（2）材料的力学性能，罐体用金属材料，特别是主要受压结构用金属材料应具有理想的塑型储备，良好的韧性；
（3）材料的耐腐蚀和抗氧化性能，包括选材、防腐蚀结构、腐蚀裕量、条件控制等；（4）材料的加工性能，如可焊性、冷热加工成形性等；
（5）材料的成本及来源，应优选罐体制作规范推荐的材料及国內罐体专用材料标准中己列入的材料，另外为降低成本，国产材料应列为优先选用。运输液态类危险品罐车罐体常用材料牌号见表1-1。
表1-1 罐体常用金属材料牌号
2.罐体厚度
（1）罐体设计厚度
依据国标GB18564.1-2006，罐体厚度的计算公式为：
式中：
（2）罐体最小厚度
当罐体材料使用标准钢材时，若其直径≤1800mm，其最小厚度≥5mm，若直径≥1800mm，其最小厚度应≥6mm。但是，当罐体周围装有防止罐体因侧翻或横向冲击而破坏的防护装置时，其上所对应的罐体最小厚度可减少2mm。
二、罐体轻量化设计与整车成型
材料是制作罐体的基础，整车设计则是罐车制造的核心。合理的结构设计不但能保证罐车运输过程中的安全性，提高罐车运输效率，而且符合道路运输的国家规定，便于道路交通部口对运输车辆的统一管理。
1.罐顶部件设计
（1）顶部防护装置
为防止交通事故中罐体因侧翻挤压、液体冲击造成罐顶排放系统的损坏泄露，罐体上部应设置具有足够强度的倾覆保护装置，其高度应高于罐顶安全附件和装卸附件的最高点至少20mm。该装置可设置为加强环或保护顶盖、横向或纵向构件等。
图2-1 罐顶防护装置
图2-2 侧防护装置安装示意图
2.附件设计与安装
（1）侧防护的设计与安装
罐式车辆安装侧防护装置，一方面是防止交通事故中人员卷入车底，保护人身安全；另一方面是防止车辆侧面管路系统损坏泄漏，造成巨大经济损失。其结构简单，一般为C型材焊接而成。本车的防护结构设计与安装尺寸如图2-2所示。
（2）轮罩的安装
轮罩应安装在车轮外侧，主要起到防泥水的作用。目前该企业使用的轮罩采用金属冲压成型，成型工艺复杂，并且自重大、噪音大、成本高。综合以上考虑，本车将使用塑料轮罩，其具有工艺简单、自重轻、噪声小、成本低等优点。
3.整车方案成型
根据上图液罐车的整车方案，本文对其加工工艺做了相应的改变，整车的加工流程如下。
（1）车架纵梁的组焊
车架纵梁的腹板在数控等离子水下切割机上水下切割，以保证工件无切割变形、保证尺寸精度和割口的平整。车架纵梁的焊接在专用焊接工装上完成。Ar+CO2气体混合保护焊，闭环数控，自动跟踪，焊缝一次焊接成型。
（2）车架整体抛丸处理
车架组焊成型后，车架总成在大型通过式抛丸系统上整体抛丸处理，消除车架的焊接应力，去除表面的油垢和绣蚀，提高车架的强度和耐久性，为此后的高质量的喷涂油漆做好准备。
三、样车主要性能优化
1.挂车ABS系统的优点及性能要求
（1）在高速行驶或地面摩擦系数较小时，可以缩短车辆制动距离；
（2）达到最佳的制动能力；
（3）在保持最小横摆动惯量的情况下，得到每个车轮最大的附着系数利用率；
（4）对制动滞后和惯量影响（如发动机、缓速器）的快速自适应；
（5）对极端路面变化（如对接、对开）的快速响应；
（6）防止制动轴的共振；
（7）紧急制动工况下驾驶员可以比较轻松，把更多的精力用在操纵杆上；
（8）系统的自诊断与监控。
2.管路系统优化
管路系统是指液罐车的充装和卸料装置。目前，很多专用车制造厂家对于油罐车装卸油管路系统功能的设计还不完善，主要存在以下两个问题：一是油泵的选择，若选用双向泵，则管路安装简单，但成本较高，若选用单向泵，则降低了成本，但只能实现进油或卸油单一功能；二是管路设计复杂，用户很难看懂操作方法，由于操作不正确导致阀口损坏或装卸油混乱。本文就存在的问题，利用三通球阀的转换使单向泵实现了双向功能，并且管路设计简单，易于操作。
（1）单仓管路优化方案
（2）单仓液罐车主要为小容积或装运单一介质车辆，本文对其管路系统进行优化后其原理图与各作业方法如图3-1所示。
图3-1 单仓管路系统
（2）双仓管路优化方案
双仓液罐车主要为大容积或装运多种介质车辆。大容积液罐车分仓后可降低紧急制动情况下液体对罐体防波板和封头的冲击，避免危险事故的发生；也可根据运输需求控制液体装运量，使液体装于单一仓内。
为优化后单仓和双仓的管路系统，通过控制各阀口的通断或换向，可实现自流、自吸、加油、不计量及计量等多种作业工作。并且双仓管路还实现了前后仓联通功能，在使用一套泵力系统的情况下，既可装运同一介质，又可装运不同介质。并且管路与阀口连接简单，易于操作，降低了因操作不当对管路系统造成的破坏。
参考文献：
[1]谢永飞.半挂液罐车罐体结构强度的有限元分析[J].中国制造，2017（9）
[2]张礼遇.半挂液罐车的轻量化设计的微探[J].基层建设，2016（6）
论文作者:郑英杰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第12期
论文发表时间:2019/7/17
标签：罐车论文; 罐体论文; 管路论文; 车架论文; 材料论文; 系统论文; 厚度论文; 《基层建设》2019年第12期论文;