CN113942580B - 一种具有双承载结构的特种车车体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有双承载结构的特种车车体。具有双承载结构的特种车车体包括车架和车壳，车架包括驾驶室承载部分和上装承载部分，驾驶室承载部分包括驾驶室纵梁、驾驶室横梁和驾驶室立柱，处于同层的驾驶室纵梁与驾驶室横梁围成封闭的环，上下相对的驾驶室横梁与驾驶室立柱围成封闭的环，上下相对的驾驶室纵梁与驾驶室立柱围成封闭的环，各个封闭的环构成全承载桁架结构；上装承载部分包括前后延伸的承载主梁，承载主梁与驾驶室承载部分之间设置有过渡连接结构；上装承载部分还包括上装横梁和上装立柱，车壳包括设置在上装承载部分外部的船壳板架结构，上装承载部分的上侧设置有上装区，船壳板架结构围成处于装舱室下侧的浮力舱室。

Description

一种具有双承载结构的特种车车体

技术领域

本发明涉及特种车领域，具体涉及一种具有双承载结构的特种车车体。

背景技术

与一般车辆不同，有些特种车既需满足陆上使用工况，又需满足水上使用工况。为实现上述需求，该特种车需安装车的部件（如轮胎、方向盘等）和船的部件（通岛设备、排水泵、减摇仪、螺旋桨或喷泵等），安装部件的增加直接导致结构复杂。如果按照船体设计要求，外壳需要采用板架结构，为满足陆上载荷需求，板架必结构必须采用厚板，但是厚板重量较重，导致特种车重量严重超标，直接影响装备入水后的水上安全。如果使用车的结构，为满足水密封，需要在车架下部外侧设置外壳，以围成处于特种车上装区下侧的浮力舱室，满足在水中行进的要求。

例如授权公告号为CN111301527B 公开了一种特种车车体及使用该车体的特种车，该特种车车体包括主框架，主框架采用钛合金材质的型材，主框架主要由横梁、纵梁和立柱围成，横梁包括甲板横梁、顶架横梁、主横梁和底架横梁，甲板横梁分布在甲板层，纵梁包括与横梁一一对应的甲板纵梁、顶架纵梁、主纵梁和底架纵梁，甲板纵梁、顶架纵梁、主纵梁和底架纵梁沿上下方向依次间隔布置，使得整个主框架形成一个分层结构，立柱包括设置在对应横梁两端的横梁立柱和设置在对应纵梁两端的纵梁立柱，处于同一层的横梁和纵梁之间相互焊接而围成一个封闭的环，该封闭环构成X向封闭环形框架。上下对应的横梁和横梁立柱之间相互焊接而围成Y向封闭环形框架，上下对应的纵梁与纵梁立柱之间相互焊接而围成Z向封闭环形框架，各向封闭环形框架形成一个全承载式的特种车车体，以保证特种车无论在陆上还是在水上行驶时的要求。

该特种车车体采用由型材搭建的全承载桁架结构，其中，车架下部设置有外壳，形成浮力舱室。浮力舱室内处于上装区下侧的部分需要设置喷泵、提轮机构、后悬架结构等，需要较大的空间，而全承载桁架结构需要较多的型材搭建，各部件安装完毕后，浮力舱室内剩余的空间很小，不方便后期维修作业，维修作业效率极低。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有双承载结构的特种车车体，以解决现有技术中的特种车车体处于上装区下侧的浮力舱室内部空间较小，不便于维修的技术问题。

为实现上述目的，本发明的具有双承载结构的特种车车体的技术方案是：

具有双承载结构的特种车车体，包括车架和车壳，车架包括驾驶室承载部分和上装承载部分，驾驶室承载部分包括驾驶室纵梁、驾驶室横梁和驾驶室立柱，驾驶室横梁设置有至少两层，驾驶室纵梁设置有至少两层，处于同层的驾驶室纵梁与驾驶室横梁围成封闭的环，上下相对的驾驶室横梁与驾驶室立柱围成封闭的环，上下相对的驾驶室纵梁与驾驶室立柱围成封闭的环，驾驶室承载部分内各个封闭的环构成全承载桁架结构；上装承载部分包括前后延伸的承载主梁，承载主梁平行间隔设置有至少两个，承载主梁的前端与驾驶室承载部分的后端固定连接，承载主梁与驾驶室承载部分之间设置有过渡连接结构，过渡连接结构包括过渡连接桁架；上装承载部分还包括栓接在承载主梁之间的上装横梁和与承载主梁栓接的上装立柱，车壳包括设置在上装承载部分外部的船壳板架结构，上装承载部分的上侧设置有承载物体的上装区，船壳板架结构围成处于车内上装区下侧的浮力舱室。

有益效果是：本发明的具有双承载结构的特种车车体中，车架前部的驾驶室承载部分为全承载结构，车体后部的上装承载部分是包含有承载主梁的直大梁结构。全承载结构由横梁、纵梁和立柱围成的多个封闭的环构成，满足驾驶室承载部分的强度和载重能力，车架后部的上装承载部分包括前后延伸的承载主梁，承载主梁的前端与驾驶室承载部分的后端固定连接，上装承载部分的载重主要依靠承载主梁承担，对型材数量要求较低，减少了型材的使用数量，能够在浮力舱室腾出较多的空间，解决了现有技术中的特种车处于上装区下侧的浮力舱室内部空间较小，不便于维修的技术问题。

进一步地改进，承载主梁的前端端面与过渡连接桁架焊接固定。

有益效果是：承载主梁与过渡连接桁架焊接固定，连接强度较高，并且承载主梁通过前端端面与过渡连接桁架焊接，不影响承载主梁的整体强度。

进一步地改进，过渡连接结构还包括加强板，加强板与承载主梁栓接且与过渡连接桁架的纵梁连接。

有益效果是：这样设计，通过加强板增加承载主梁与过渡桁架的连接强度，以提高驾驶室承载部分和上装承载部分连接强度。

进一步地改进，加强板上下延伸布置，加强板的上下两端分别与过渡连接桁架中处于承载主梁上下两侧的两纵梁固定两纵梁固定，加强板的上部与承载主梁栓接。

有益效果是：这样设计，加强板将过渡连接桁架中处于承载主梁上下两侧的两纵梁固定，提高了过渡连接桁架整体性，同时也增加了加强板与过渡连接桁架的连接点，增强过渡连接结构的整体结构强度。

进一步地改进，加强板上设有减重孔。

有益效果是：这样设计，减轻加强板的重量，进而减少特种车的重量。

进一步地改进，加强板前后间隔设置至少两个。

有益效果是：这样设计，前后间隔设置的加强板使得过渡连接结构的连接可靠性更好，提高驾驶室承载部分和上装承载部分的连接强度。

进一步地改进，承载主梁上固定有提轮安装梁，用于安装提升车轮的提轮机构，提轮安装梁为开口向下的C型梁。

有益效果是：这样设计，为提轮机构提供更大的安装空间，有利于提轮机构的安装固定。

进一步地改进，车架的后端栓接有喷泵安装梁，喷泵安装梁的两端栓接在承载主梁上，喷泵安装梁为开口向上的C型梁，以避让喷泵。

有益效果是：这样设计，开口向上的C型梁提供较大的喷泵安装空间，有利于喷泵的安装固定。

进一步地改进，船壳板架结构为带有加强筋的铝合金板。

有益效果是：这样设计，铝合金板的密度较小，船壳板架结构的重量较轻。

附图说明

图1为本发明的具有双承载结构的特种车车体的结构示意图

图2为图1中车架的主视图；

图3为图2的俯视图；

图4为图3的左视图；

图5为图3中承载主梁之间的上装横梁的结构示意图；

图6为图3中喷泵安装梁的结构示意图；

图中：11、驾驶室承载部分；12、上装承载部分；13、过渡连接结构；14、驾驶室纵梁；15、驾驶室立柱；16、斜撑；17、驾驶室横梁；18、承载主梁；19、船板纵梁；20、上装纵梁；21、上装立柱；22、提轮安装梁；23、上装横梁；24、加强板；25、过渡连接桁架；26、喷泵安装梁；27、上装区；28、浮力舱室；29、牛眼。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明了，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，可能出现的术语如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或者顺序。而且，可能出现的术语如“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”等限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接相连，或者可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，可能出现的术语“设有”应做广义理解，例如，“设有”的对象可以是本体的一部分，也可以是与本体分体布置并连接在本体上，该连接可以是可拆连接，也可以是不可拆连接。对于本领域技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明具有双承载结构的特种车车体的实施例1：

本实施例中，如图1所示，具有双承载结构的特种车车体包括车架和车壳，车架既能满足特种车在陆地上的行驶需求，又能满足特种车在水中的行驶需求，既具有传统的车体结构，又具有船体结构。车架包括驾驶室承载部分11和上装承载部分12，驾驶室承载部分11安装有两个转向轮，转向轮之后的车架为上装承载部分12。驾驶室承载部分11的前部设置有仿船头部分，该仿船头部分形成斜面，以便于安装相对的蒙皮，从而使车架前部形成船头的结构，更好的破浪，更加有利于保证行驶的速度。

本实施例中，如图1和图2所示，驾驶室承载部分11包括驾驶室纵梁14、驾驶室横梁17和驾驶室立柱15，驾驶室横梁17设置有三层，驾驶室纵梁14设置有三层，处于同层的驾驶室纵梁14与驾驶室横梁17之间围成封闭的环，上下相对的驾驶室横梁17和横梁立柱之间围成封闭的环，上下相对的驾驶室纵梁14与纵梁立柱之间围成封闭的环，各个封闭的环构成全承载桁架结构，以提高驾驶室承载部分11的结构强度和刚度，进而在特种车的车架在受到冲击载荷时，提高车架的抗变形能力，保证特种车无论在陆上还是在水上行驶时，其行驶、动力、转向等强度要求均符合要求。

本实施例中，如图1和图2所示，驾驶室承载部分11还包括若干个斜撑16，斜撑16焊接固定在驾驶室立柱15之间，以提高驾驶室承载部分11的强度，降低驾驶室承载部分11的受力变形量。

本实施例中，如图2至图5所示，上装承载部分12包括前后延伸的承载主梁18、栓接在承载主梁之间的上装横梁23、与承载主梁栓接的上装立柱21、上装纵梁20和船板纵梁19，上装纵梁20、承载主梁18和船板纵梁19三者自上而下依次间隔布置，上装承载部分12的上侧为上装区27，上装区27用于放置物体，可根据需要安装不同高度的护栏以调整上装区27的高度。车壳包括设置在上装承载部分12外部的船壳板架结构，船壳板架结构围成处于车内上装区下侧的浮力舱室28，以满足特种车的水上性能，而且，船壳板架结构采用铝合金板，降低了船壳板架结构的重量，保证了特种车入水后的水上安全。

本实施例中，如图1至图4所示，承载主梁18平行间隔设置有两个，承载主梁18承担了上装承载部分12的主要载重，而减少了型材的使用数量，为浮力舱室28腾出较多的空间。承载主梁18为U型梁，U型梁的承载力强，结构简单。上装横梁23和上装立柱21沿前后方向间隔布置有多个。本实施例中，如图6所示，上装横梁23可采用U型。在其他实施例中，上装横梁可以采用圆柱型。

本实施例中，如图3所示，两个承载主梁18上均设置有提轮安装梁22，每个提轮安装梁22用于安装控制轮胎升降的提轮机构，提轮安装梁22为开口向下的C型梁，提轮安装梁22的前后两端通过牛眼29与承载主梁18栓接，提轮安装梁22与承载主梁18、牛腿29围成封闭的环形结构，以保证提轮安装梁22的垂向刚度，便于特种车轮胎的抬起。由于提轮安装梁22通过牛眼29固定在承载主梁18上，提轮安装梁22将受到的载荷传递至承载主梁18上，保证车架的结构强度。

本实施例中，如图3和图6所示，两个承载主梁18之间栓接有喷泵安装梁26，喷泵安装梁26用于安装驱动特种车在水上行驶的喷泵等动力装置，喷泵安装梁26为开口向上的C型梁，以避让喷泵。

本实施例中，如图1和图2所示，承载主梁18的前端与驾驶室承载部分11的后端固定连接，承载主梁18与驾驶室承载部分11之间设置有过渡连接结构13。过渡连接结构13包括过渡连接桁架25和加强板24，加强板24上设有减重孔，以减轻加强板的重量，进而减少特种车的重量，承载主梁18的前端与过渡连接桁架25的立柱焊接固定，加强板24前后间隔设置有两个，前后间隔设置的加强板24使得过渡连接结构13的连接可靠性更好，提高驾驶室承载部分11和上装承载部分12的连接强度。每个加强板24均为上下延伸布置，加强板24的上下两端分别与过渡连接桁架25的两纵梁焊接固定，以增加加强板24与过渡连接桁架11的连接点，进而增强驾驶室承载部分11和上装承载部分12的连接强度。而且，加强板24处于过渡连接结构12的下部，加强板24上部与承载主梁18栓接，这样，加强板24能够承载较大的载荷。由于特种车在陆上行驶时，可能会承受较大的冲击力，过渡连接结构12能够增加特种车车架的结构强度，保证特种车在陆上行驶的舒适性和稳定性。

受海上风浪、海水腐蚀、水上航速等因素影响，为满足质量轻、强度好、耐腐蚀等性能要求，本实施例的具有双承载结构的特种车车体的驾驶室承载部分11和承载主梁18结构选用钛合金，钛合金密度为4.5g/cm3左右，仅为钢的60%，但比强度、耐腐蚀性、低温性能等均优于钢，具备质量轻、耐腐蚀（不需要专门单独防腐处理）、强度好等优点，以在满足车架结构强度的同时，对车架进行降重。上装承载部分12除承载主梁18之外的其他部分可根据实车运营路况、载荷等考虑使用装甲铝、铝合金、碳纤维等密度小的材料，可实现进一步降重，以提高水上安全及水上快速性。同时，本实施例中，结合CAE分析结果，根据特种车各部位强度需求，合理选用型材的规格，具体使用时可考虑使用薄壁日字型钢代替厚壁方管或矩形管等型材，从而进一步降低特种车车体的重量，实现整车轻量化。

本发明的具有双承载结构的特种车车体包括驾驶室承载部分和上装承载部分，驾驶室承载部分由驾驶室纵梁、驾驶室立柱和驾驶室横梁搭建的全承载式桁架结构，以保证驾驶室部分的承载能力和结构强度，上装承载部分包括承载主梁，承载主梁上栓接有上装横梁和上装立柱，由于承载主梁主要承担了上装承载部分的主要载荷，对型材的数量要求较少，减少了型材的使用数量，能够在浮力舱室腾出较多的空间，且各型材栓接固定在承载主梁上，使得各型材承受的载荷传递至承载主梁上，保证了上装承载部分的结构强度，而且，采用栓接的方式，便于后期的维修，以解决现有技术中的特种车处于上装区下侧的浮力舱室内部空间较小，不便于维修的技术问题。

本发明具有双承载结构的特种车车体的实施例2：

本实施例和实施例1的区别在于：承载主梁的端面设置有角型连接件，以与过渡连接桁架固定连接。

本发明具有双承载结构的特种车车体的实施例3：

本实施例和实施例1的区别在于：本实施例中，由型材代替加强板。

本发明具有双承载结构的特种车车体的实施例4：

本实施例和实施例1的区别在于：仅加强板的一端固定在过渡连接桁架的纵梁上。在其他实施例中，加强板可以向上延伸至过渡连接桁架的顶部，此时加强板的中部与承载主梁连接。

本发明具有双承载结构的特种车车体的实施例5：

本实施例和实施例1的区别在于：加强板设置有一个。

本发明具有双承载结构的特种车车体的实施例6：

本实施例和实施例1的区别在于：承载主梁为工字梁。

本发明具有双承载结构的特种车车体的实施例7：

本实施例和实施例1的区别在于：本实施例中，船壳板架结构为钢板制成。

最后需要说明的是，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动的修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.具有双承载结构的特种车车体，包括车架和车壳，车架包括驾驶室承载部分（11）和上装承载部分（12），驾驶室承载部分（11）包括驾驶室纵梁（14）、驾驶室横梁（17）和驾驶室立柱（15），驾驶室横梁（17）设置有至少两层，驾驶室纵梁（14）设置有至少两层，处于同层的驾驶室纵梁（14）与驾驶室横梁（17）围成封闭的环，上下相对的驾驶室横梁（17）与驾驶室立柱（15）围成封闭的环，上下相对的驾驶室纵梁（14）与驾驶室立柱（15）围成封闭的环，驾驶室承载部分（11）中各个封闭的环构成全承载桁架结构；其特征在于，上装承载部分（12）包括前后延伸的承载主梁（18），承载主梁（18）平行间隔设置有至少两个，承载主梁（18）的前端与驾驶室承载部分（11）的后端固定连接，承载主梁（18）与驾驶室承载部分（11）之间设置有过渡连接结构（13），过渡连接结构（13）包括过渡连接桁架（25）；上装承载部分（12）还包括栓接在承载主梁（18）之间的上装横梁（23）和与承载主梁（18）栓接的上装立柱（21），车壳包括设置在上装承载部分（12）外部的船壳板架结构，上装承载部分（12）的上侧设置有承载物体的上装区（27），船壳板架结构围成处于特种车内上装区（27）下侧的浮力舱室（28）；

所述过渡连接结构（13）还包括加强板（24），加强板（24）与承载主梁（18）栓接且与过渡连接桁架（25）的纵梁连接；

所述加强板（24）延伸上下布置，加强板（24）的上下两端分别与过渡连接桁架（25）中处于承载主梁（18）上下两侧的两纵梁固定，加强板（24）的上部与承载主梁（18）栓接。

2.根据权利要求1所述的具有双承载结构的特种车车体，其特征在于，所述承载主梁（18）的前端端面与过渡连接桁架（25）焊接固定。

3.根据权利要求1或2所述的具有双承载结构的特种车车体，其特征在于，所述加强板（24）设有减重孔。

4.根据权利要求1或2所述的具有双承载结构的特种车车体，其特征在于，所述加强板（24）前后间隔设置有至少两个。

5.根据权利要求1或2所述的具有双承载结构的特种车车体，其特征在于，所述承载主梁（18）上固定有提轮安装梁（22），提轮安装梁（22）用于安装提升车轮的提轮机构，提轮安装梁（22）为开口向下的C型梁。

6.根据权利要求1或2所述的具有双承载结构的特种车车体，其特征在于，所述车架的后端栓接有喷泵安装梁（26），喷泵安装梁（26）的左右两端栓接在承载主梁（18）上，喷泵安装梁（26）为开口向上的C型梁。

7.根据权利要求1或2所述的具有双承载结构的特种车车体，其特征在于，所述船壳板架结构为带有加强筋的铝合金板。

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