重型卡车

背景

卡车根据重量分为轻型、中型和重型。重型卡车的车辆总重量为 33,000 磅（15,000 千克）或更多（即车辆重量加上有效载荷的重量为 33,000 磅或更多）。当重型卡车牵引拖车时，其总重量可能为 80,000 磅（36,360 千克）或更多。

从技术上讲，无需拖车即可自行承载负载的车辆称为卡车或直通卡车。示例包括某些自卸车、混凝土搅拌机和垃圾车。在拖车中牵引负载的车辆称为拖拉机。牵引车通过安装在牵引车车架顶部的枢轴点（称为第五轮）与拖车相连。高速公路上的大多数大型钻机都是牵引拖车的拖拉机。

历史

第一辆汽油发动机卡车于 1890 年代在美国开发。第一次世界大战期间，卡车在国内外运送物资方面发挥了重要作用。随着 1920 年代美国铺设道路系统的发展，卡车制造商的数量增加了。到 1925 年，道路上有 300 多个品牌的卡车。一些制造商来去匆匆。 1930 年代的大萧条结束了更多。到 1990 年代，美国只剩下 9 家重型卡车制造商。他们一起每年生产大约 150,000-200,000 辆卡车。

原材料

卡车使用钢来提高强度和耐用性，使用铝来减轻重量和耐腐蚀，使用抛光不锈钢来获得光亮的饰面，使用模制塑料来制造复杂的形状。

车架纵梁和横梁通常由高强度钢制成。悬架部件、车轴和发动机支架也由钢制成。有些是铸造的，有些是制造和焊接的。

驾驶室结构和外壳可由钢或铝制成。如果使用钢，则金属涂有一层或多层腐蚀屏障，例如锌。在某些驾驶室中，车顶可能由玻璃纤维制成，以形成拐角处所需的复杂曲线。

由于复杂的空气动力学形状，引擎盖和前挡泥板通常用塑料或玻璃纤维模制而成。前保险杠可以由钢或铝冲压和拉制而成，也可以由塑料模制而成，并以钢结构为支撑。

明亮的装饰件（例如外后视镜、遮阳板、散热器格栅和把手）通常由抛光不锈钢制成，以提供不会破裂或腐蚀的持久光亮饰面。

驾驶室内部采用乙烯基或布艺装饰。地板上铺有合成纤维地毯或橡胶垫。仪表板和内饰件由塑料模制而成。窗户由夹层安全玻璃制成。

重型卡车中使用的流体包括柴油、石油基或合成润滑油、防冻剂、动力转向液和一种称为 R134A 的环保无氟碳气体，它取代了空调系统中的氟利昂。

设计

卡车制造商通常每五到七年设计一款新车型。新设计融合了技术和材料的进步，以及客户期望的变化。设计团队将使用粘土模型来确定整体造型，然后构建原型驾驶室和引擎盖进行审查和耐久性测试。随着设计的进展，他们将建造一个完整的原型车用于道路测试。就在新卡车投产之前，他们将使用实际生产的零件构建一个或多个试点模型，以发现任何最后一刻的装配问题。

除了基本模型，工程师还必须针对不同的卡车应用设计客户所需的所有选项。一些制造商为其重型卡车型号系列提供多达 12,000 种选择。

制造
过程

重型卡车由零部件组装而成。每个卡车制造商通常都会制造自己的驾驶室，还有一些还制造自己的发动机、变速箱、车桥和其他主要部件。然而，在大多数情况下，主要部件（和许多其他部件）由其他公司制造并运往卡车装配厂。

在大多数工厂中，卡车沿着装配线移动，因为组件是由不同组的工人在连续的工作站添加的。卡车从作为卡车“骨架”的车架组件开始，最后是完成的、完全可操作的车辆在其自身动力下驶离装配线末端。

1911 年福特 Model-T/Smith Form-A 卡车转换拖拉机与 Fruehauf 1914 年的平板半挂车相连接-预告片。 （来自亨利福特博物馆和格林菲尔德村的收藏。）

今天最受认可的重型卡车，牵引拖车或半卡车，是在 1910 年代商业开发的。一些卡车设计师认为拖拉机，即专为牵引可分离拖车而设计的机动卡车，可以使卡车运营有利可图。如果拖拉机很容易连接到拖车上，那么成本更高的机动拖拉机就可以继续忙于拖运满载拖车，而在装载或卸载过程中让价格较低的拖车闲置。

1911 年，卡车设计师查尔斯·马丁（Charles Martin）制造了一台汽油动力拖拉机，用于牵引改装的马拉商用货车。然而，他最重要的创新是第五轮耦合器。一个带有中心孔的圆板，它连接到拖拉机框架的顶部以连接和支撑拖车。买家将货车用千斤顶升起并拆下前轴，将货车改装成半挂车。将拖车底部安装的主销降低并锁定到与车辆相连的拖拉机的第五轮。马丁的摇摆第五轮处理了那个时期的崎岖道路。它允许牵引拖车在转弯时弯曲，但也适应不平坦表面的起伏。几乎所有卡车制造商都购买了 Martin 的流行设备。

August Fruehauf 是底特律的一名铁匠，于 1914 年成立了一家早期的拖车制造公司，为当地伐木工人 Frederick Sibley 建造了一艘船拖车。 Sibley 用一辆 T 型福特汽车拉动它，他用史密斯 A 型卡车改装套件将它变成了一辆重卡车。 Sibley 对旋转拖拉机拖车在狭小空间内操纵长而重的货物印象深刻，他为他的业务订购了更多的拖车。到 1916 年，Fruehauf 已成为著名的拖车制造商。

Erik R. Manthey

以下是重型卡车组装的典型操作顺序：

组装框架

• 1 从C 型槽钢的库存长度中选择一对车架导轨。它们并排放置并通过自动钻孔机或冲床进给，以打孔以连接横梁支架、发动机支架和其他框架安装部件。计算机会告诉机器沿着车架导轨的长度所需孔的大小和位置。
• 2 个小螺柱点焊在车架纵梁的 C 形截面内。用于制动器的空气管路以及用于灯和传感器的电线放置在车架纵梁内，并通过固定在螺栓上的橡胶垫夹固定。
• 3 车架横梁的支架使用高强度螺栓或自锁紧紧固件用螺栓固定到位。然后将左右车架纵梁定位成彼此相对，并添加横梁。框架现在类似于一个长梯，以栏杆为侧面，横梁为横档。
• 4 其他安装在车架上的部件——例如发动机支架、悬挂支架和空气罐——用螺栓固定到位。

安装车桥和悬架

• 5 前桥和后桥都装有合适的轮毂（连接车轮的圆端）、制动器和制动鼓。车轴通过长 U 形螺栓固定在悬架上。一些悬架使用长板簧，而其他悬架使用充气橡胶气囊。
• 6 将前后轴和悬架提升到位并连接到车架上的悬架支架上。减震器安装在车轴和车架之间。

完成框架

• 7 在此之前，框架组件通常通过手动或高架起重机从一个站移动到另一个站。框架现在被放置在一个可移动的支架上，并开始沿着装配线移动。空气罐和制动室连接到空气管路，灯和传感器连接到适当的电线。
• 8 如果车辆是拖拉机，则牵引座被提升到车架上并用螺栓固定到位。从这一点开始，带有车轴、悬架和安装在车架上的部件的车架总成被称为底盘。

油漆底盘

• 9 所有不用涂漆的部件都用遮蔽胶带或纸覆盖。然后底盘移动到喷漆室，在那里用压缩空气喷枪喷漆。大多数卡车制造商要求所有部件都涂有底漆，因此不需要打底。
• 10 底盘彻底喷漆并进行目视检查后，将其移入干燥炉，在那里热空气流干燥油漆。当它从烤箱中出来时，胶带和纸被移除。

安装发动机和变速箱

• 11 发动机和变速箱沿着装配线运入工厂。现在几乎所有的卡车都使用柴油发动机。离合器已安装，变速箱用螺栓固定在发动机后部。风扇、交流发电机和其他发动机部件已安装并通过软管和电线连接。
• 12 然后使用作为发动机一部分的吊耳吊起完成的发动机/变速箱组件，然后将其降低到底盘中的发动机支架上，并用螺栓固定到位。散热器总成用螺栓固定在发动机前方的支架上。燃油管路、空气软管、起动机电缆和冷却液软管连接到发动机。

完成底盘

• 13 燃油箱固定在其车架支架上并连接到燃油管路。电池固定在电池盒中，但未连接以防止意外产生火花。
• 14 轮胎安装在靠近装配体的工作站的车轮上 行。铝轮是自然的或可以抛光的。钢轮在安装轮胎之前先进行喷漆。轮胎和车轮安装在车桥轮毂上，并拧紧凸耳螺母。此时，卡车从其可移动的支架上取下并坐在自己的轮胎上。

组装玉米棒、引擎盖和枕木

【步骤15-23在下线的单独区域进行】

• 15 驾驶室和卧铺下部结构通过夹具焊接或固定在一起，以将部件固定到位。下部结构为驾驶室和枕木提供了强度，并为外蒙皮和内部装饰和装饰提供了紧固点。
• 16 外皮件焊接或固定到位。这包括侧面、背面、地板和屋顶部件。零件之间的接头重叠并密封以防止泄漏。驾驶室门和卧铺门固定在铰链上。
• 17 引擎盖通常是一个模制的塑料件，运送到工厂时不附带任何硬件。检查引擎盖表面是否粗糙，并根据需要进行打磨。

绘制驾驶室、引擎盖和卧铺

• 18 每辆卡车的驾驶室、引擎盖和卧铺都是同时喷漆的。清洁表面，不涂漆的区域用纸或胶带遮住。如果指定了不同颜色的条纹等油漆设计，则首先绘制条纹区域，然后遮蔽条纹，并在第二次通过喷漆室时涂抹主体颜色。每次通过后，驾驶室、引擎盖和卧铺都要经过干燥炉。在最后一次通过后，去除掩膜并对油漆进行目视检查。

  在大多数工厂中，卡车沿着装配线移动，因为组件由不同组的工人在连续的工作站添加.卡车从作为卡车“骨架”的车架组件开始，最后是完成的、完全可操作的车辆在其自身动力下驶离装配线末端。

完成驾驶室、引擎盖和卧铺

• 19 格栅、大灯支架、发动机罩铰链和闩锁以及制造商的标志或名称都安装在发动机罩上。然后将完成的引擎盖存放在装配线旁边。
• 20 驾驶室和卧铺的外部组件（把手、后视镜、遮阳板等）在开始任何内部工作之前安装。
• 21 仪表板安装在仪表板上。仪表、警告灯和开关已安装并连接到适当的电线和软管。然后将整个仪表板组件与驾驶室加热器系统和转向柱一起安装在驾驶室中。
• 22 块泡沫绝缘垫放置在驾驶室和卧铺墙壁中，内部装饰件固定在墙壁和天花板上。塑料装饰件被拧入到位以覆盖暴露的边缘和接缝。地板上覆盖着橡胶垫或织物地毯，层压到吸音垫上，边缘固定。座椅安装在地板覆盖物的顶部并用螺栓固定到主驾驶室结构中。
• 23 小心地将挡风玻璃和后车窗压入到位。橡胶垫圈密封玻璃和驾驶室结构之间的边缘。

安装驾驶室、引擎盖和卧铺

• 24 完成的驾驶室降到底盘上并用螺栓固定在其安装座上。枕木用螺栓固定在驾驶室后面。转向柱与转向箱相连。变速箱换档杆通过地板安装，离合器踏板连接到离合器连杆上。
• 25 完成所有驾驶室连接后，将发动机罩降低到底盘上并固定到其枢轴点。保险杠安装在车架上的支架上。为大灯和前转向灯进行接线。

添加流体

• 26 发动机、散热器和其他蓄水池已注满，空调系统已充电。将少量柴油添加到油箱中以进行短途路试。为了给驾驶室提供工作空间而被遗漏的方向盘现在已安装，并且电池已连接。然后将完成的卡车驶离装配线的末端。

前后轴对齐

• 27 为确保前后轴相互平行并垂直于车架中心线，将叉车放置在激光对中机上，并根据需要调整轴位置。车轮的角度也进行了调整。这可确保卡车能够正确操作并具有令人满意的轮胎寿命。

测试完成的卡车

• 28 将卡车开到测功机上并用链条固定。卡车的后轮安装在滚轮上，滚轮嵌入地面并连接到测功机。当卡车发动机使滚轮上的后轮旋转时，测功机测量发动机功率以确保其正常运行。
• 29 卡车缓慢驶过喷水室，司机检查驾驶室是否漏水。然后，司机将卡车开出一小段路程，以检查整体运行情况。如果卡车通过了所有测试，它就会停在“准备好行”上以交付给经销商。

质量控制

除了测试完整的卡车外，还要检查每个零部件和装配操作。零件在到达装配线之前会检查其尺寸是否正确。组装操作由生产工人自己检查，并由质量控制检查员双重检查。在将仪表板安装到卡车上之前，对仪表板进行测试以确保所有仪表和开关都正常工作。甚至用电子仪表检查油漆的厚度，以确保其符合标准。

未来

重型卡车在过去 100 年中发展缓慢，未来可能会继续缓慢发展。对燃油效率的日益关注导致了更多的空气动力学设计。同样，对废气排放的日益关注导致了更清洁的内燃机。在我们复杂的社会中，重型卡车仍然是运送各种原材料和制成品的最经济方式之一，并且在未来几十年它们可能仍将是我们的主要运输方式之一。