【正文】 .應(yīng)修改總體布置方案 [7]。 減少整備質(zhì)量，提高裝載質(zhì)量由于專用汽車工作裝置的增加，使得專用汽車的整備質(zhì)量比同類底盤的普通貨車要增加。據(jù)統(tǒng)計，一般自卸車要增加耗材 5%～ 10%，一般罐式車要增加耗材 15%～ 25%，因此，減少整備質(zhì)量，充分利用底盤的裝載質(zhì)量，增大裝載質(zhì)量，是專用汽車總布置的一個重要的原則。 應(yīng)符合有關(guān)法規(guī)的要求例如對整車的長、寬、高、后懸等尺寸在相關(guān)法規(guī)中都有明確的規(guī)定，一定不能超出標(biāo)準(zhǔn)的要求。 總布置方案的確定 本設(shè)計中考慮到以上總布置的原則，做出了以下的 布置方案： 尺寸參數(shù)參數(shù)的 選用 和計算 尺寸參數(shù)主要是指汽車的車輛長、車輛寬、車廂尺寸、前懸和后懸 [8]。 (1)車輛長、寬、高 外廓尺寸直接影響汽車的總體布置和結(jié)構(gòu)尺寸、質(zhì)量分配和各種使用性能。一般情況下，在保證基本性能和結(jié)構(gòu)布置允許時，應(yīng)該盡可能地減小軸距。汽車軸距減小，將可以減輕汽車的自身質(zhì)量，提高質(zhì)量利用率，充分發(fā)揮汽車的動力性和通過能力。但過小的軸距將會影響運動中的質(zhì)量分配，使汽車的制動性和操縱穩(wěn)定性變壞。軸距的選定有一個認(rèn)識的過程，一般是通過類比的方法，考慮到專用設(shè)備的安裝和使用，初選一個數(shù) 值，再對汽車的各種使用性能進(jìn)行計算以及其他相關(guān)尺寸的確定后，在綜合選定一個滿意的數(shù)值。對于專用汽車特 殊性，選取汽車軸距時，也一定考慮所設(shè)計汽車的使用性。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 11 一般說來，在標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定極限尺寸下，降低汽車的的高度，將降低汽車的質(zhì)心，對汽車的各種使用性能都有好處。 本設(shè)計中車輛的長、寬、高的尺寸是： 5995mm? 2020m? 2900mm。 (2)車廂尺寸 汽車的車廂尺寸主要指的是車廂的內(nèi)部尺寸，即車廂內(nèi)部有效裝載容積。車廂尺寸 對汽車的質(zhì)量分配而帶來的汽車使用性能的變化十分顯著。設(shè)計時必須引起足夠的重視。考慮車廂的裝載能力，對于貨車必須根據(jù)所載貨物的平均容積質(zhì)量以及所設(shè)計汽車的裝載能力，對于客車則依據(jù)人體的平均質(zhì)量以及由人體工程學(xué)做推薦的乘坐空間 [9]。 本設(shè)計中的車廂根據(jù)所裝載貨物的特點設(shè)計了半封閉的車廂，為了防止所裝載的貨物會對環(huán)境進(jìn)行二次污染。內(nèi)部尺寸是 （ 2400+1500） mm? 1600mm? 900mm，外部尺寸是（ 2700+1800） mm? 1900mm? 1200mm。 其中計算過程如下： 城市垃圾密度 :（ ） kg/m3 裝載質(zhì)量： 1000kg 可得貨箱容積： 33 m2 2 0 0 0 0 0 ?? 內(nèi)部尺寸可以設(shè)計為（ 2400+1500） mm? 1600mm? 900mm 外部尺寸為（ 2460+1560） mm? 1660mm? 960mm，其中貨箱壁厚為 30mm。 （ 3） 前懸和后懸 多數(shù)專用汽車在改裝設(shè)計中，一般都沿用所選底盤的前懸和后懸尺寸，因此，影響汽車的總體尺寸和有質(zhì)量分配所帶來的各種使用性能的變化主要是汽車后懸與軸距的選取。軸距初定后，后懸增長將會減少汽車的前軸的軸載質(zhì)量，從而影響汽車的操縱性，甚至導(dǎo)致后軸的超載。同時，過長的后懸將使汽車的機(jī)動性能和通過性，還有行駛安全性破壞。因此，應(yīng)該在結(jié)構(gòu)許可的范圍內(nèi)盡可能地縮短 汽車的后懸尺寸。 本設(shè)計中的車輛的前后懸的具體尺寸是前懸： 1032mm 后懸： 1663mm 根據(jù)結(jié)構(gòu)布置的可能，以及汽車的各種使用性能的要求，綜合選定了合理的數(shù)值。 質(zhì)量參數(shù)的 選用 專用汽車的質(zhì)量參數(shù)包括汽車的最大總質(zhì)量、最大整備質(zhì)量、裝載質(zhì)量以及以及汽車的軸載質(zhì)量分配。汽車最大總質(zhì)量以及軸間分配，直接影響汽車的各種性能。設(shè)計時應(yīng)該參考原來底盤對汽車質(zhì)量參數(shù)的 要求，合理的加以選取 [10]。 (1)車輛的最大總質(zhì)量 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 12 最大總質(zhì)量指汽車裝備齊全，并按照規(guī)定裝滿貨物的總質(zhì)量，其大小對貨車為總質(zhì)量與貨物質(zhì)量之和 ，對于乘用汽車為整車整背質(zhì)量與所有乘員質(zhì)量之和。專用汽車設(shè)計時，一般根據(jù)所選擇底盤的承載能力，首先確定汽車的最大總質(zhì)量，以便依據(jù)該數(shù)據(jù)對汽車各種性能進(jìn)行全面估算。對于貨車國內(nèi)外汽車廠家現(xiàn)今大都是以汽車的最大總質(zhì)量作為不同級別汽車的分類標(biāo)準(zhǔn)。因此，所選擇汽車的最大總質(zhì)量一定要符合國家的相關(guān)規(guī)定。本設(shè)計中的車輛的最大總質(zhì)量是 4494kg。 (2)車輛的整車整備質(zhì)量 整車整備質(zhì)量指帶有全部裝備、加滿油料和冷卻水時空車總質(zhì)量。這一參數(shù)是一個重要的設(shè)計參數(shù)，從結(jié)構(gòu)設(shè)計來說，它必須不可以少的。當(dāng)汽車處于運動狀態(tài)的時候， 則希望該值越小越好。設(shè)計時的原則是既要考慮減少整被質(zhì)量對汽車的使用性能的好處，以及充分利用好材料，又要充分充分考慮結(jié)構(gòu)設(shè)計時的可能，在滿足結(jié)構(gòu)和功能的前提下，盡可能地減小它。 本設(shè)計中車輛的整車整備質(zhì)量是 4500kg。 (3)車輛的裝載質(zhì)量 汽車的裝載質(zhì)量是汽車的一個和重要的參數(shù)。它直直接決定汽車的運輸效率。專用汽車設(shè)計時，應(yīng)該結(jié)合整車最大總質(zhì)量，整車整備質(zhì)量的選取，盡可能的增大汽車的裝載能力。 本設(shè)計中車輛的裝載質(zhì)量是 1000kg。 (4)汽車的軸載質(zhì)量 軸載質(zhì)量是整車總質(zhì)量在汽車的各個軸上的分配值。軸載 質(zhì)量分配值直接影響汽車的各種性能以及各軸輪胎的磨損狀況。我國公路工程標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定，總質(zhì)量 20t 的汽車，單后軸軸載質(zhì)量不得超過 13t，總質(zhì)量為 30t 的汽車雙后軸軸載質(zhì)量不得超過 26t。這一原則主要是從公路設(shè)施安全角度來規(guī)定的。 專用汽車設(shè)計時，由于考慮裝載質(zhì)量布置以及專用裝置布置得可能性，往往很難使軸載質(zhì)量分配符合輪胎均勻磨損的原則，加之還要考慮軸載質(zhì)量分配對其它性能的影響 。為了使輪胎均勻磨損，一般希望滿載時每個輪胎的負(fù)荷大致相等。例如，對后軸為單胎的 4 2 汽車，則希望前后軸的軸荷各為 50% ，而后軸 為雙胎的汽車，則希望后軸的軸荷按 1/3 和 2/3 比例來分配。實際上，這些只能近似滿足要求，例如，一般載貨汽車，其前 軸荷 分配在 28%～ 30%左右。 本設(shè)計中車輛的 滿載時 前后軸軸栽質(zhì)量分別是： 1500kg 和 3000kg。 綜上所述，在專用汽車的設(shè)計中，汽 車設(shè)計的有關(guān)參數(shù)選取的時候一定要遵循有關(guān)的規(guī)定。在規(guī)定的范圍內(nèi)，根據(jù)結(jié)構(gòu) 布置得可能性要求，進(jìn)行設(shè)計的最優(yōu)化的黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 13 選擇。 本章小結(jié) 本章 設(shè)計內(nèi)容主要是對 對二類 底 盤進(jìn)行 選型 ， 在 已選的 二類底盤的基礎(chǔ)上進(jìn)行了副車架的設(shè)計。通過了三種設(shè)計方案的分析篩選，最終確定了托架的形式，為 后續(xù)的設(shè)計打了下良好的基礎(chǔ)。 第 3 章 液壓系統(tǒng)的計算與分析 液壓系統(tǒng)的設(shè)計 液壓系統(tǒng)的 組成及工作原理 液壓系統(tǒng) 是 擺臂式自卸汽車的 重 要組成部分，一般液壓系統(tǒng)包括取力器、油泵、液壓控制閥油缸、限位閥、油箱、操縱系統(tǒng)以及油管系統(tǒng)等組成。其工作原理如下： 準(zhǔn)備 :先使擺臂自卸汽車處于駐車狀態(tài)，并將變速器處于空擋然后起動發(fā)動機(jī)，踩離合器結(jié)合取力器是液壓泵開始工作。此時液壓油經(jīng)過溢 流閥流回油箱。 舉升 :將手動開關(guān)打到舉升的位置，此時從油泵出來的高壓油，經(jīng)分流體后分別進(jìn)入左、右油缸到達(dá)最大行程的時候，將電磁閥達(dá)到停止的位置。此時舉升停止。 保持 :當(dāng)切斷取力器的時候，液壓油鎖死在油缸內(nèi)。可以實現(xiàn)貨物的傾卸和裝載 [11]。 液壓系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)布置 自卸汽車液壓系統(tǒng)由液壓能產(chǎn)生件、 工作部件和操縱控制部件三大部分組成。 液壓能產(chǎn)生件 :包括取力器、油泵 及單向閥、油箱以及油泵傳動機(jī)構(gòu)。取力黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 14 器通常均與變速器直接安裝成一體。本設(shè)計中采用的是直接與變速器中間軸連接。 工作部件 :主 要指油缸與翻傾杠桿系統(tǒng)。 控制部件 :包括液壓分配閥、限位閥以及操縱系統(tǒng)?？刂撇考喟惭b在汽車前部的駕駛室內(nèi)或者后部，既要方便操縱與維護(hù)；又要減少管路迂回。 液壓分配閥是控制系統(tǒng)的核心，分配閥分為常開式和常壓式。常開式分配閥在車廂不舉升的時候，油泵的壓力油經(jīng)分配閥后返回油箱，在系統(tǒng)中不產(chǎn)生高壓，因此可減輕油泵磨損，并可防止自卸汽車在行駛中意外的舉升貨箱而造成事故，故常開式分配閥在汽車應(yīng)用最廣泛。分配閥選擇型號的時候主要考慮額定工作壓力、流量以及操縱方式。本設(shè)計中采用的是常開式。 分配閥的操縱方式由機(jī)械式， 氣壓式和液壓式；氣動的應(yīng)用最為廣泛。 機(jī)械操縱式機(jī)構(gòu)的形式有機(jī)械杠桿或者鋼絲軟軸直接撥動液壓分配閥實現(xiàn)換向。 液壓操縱式通過手動液壓操縱閥建立油壓來打開或者關(guān)閉液動舉升閥實現(xiàn)換向。此種閥沒有中停位置，故必須切斷油泵動力來實現(xiàn)中停。 氣動操縱方式是利用儲氣筒的壓縮空氣，通過氣動操縱閥控制操縱氣管，驅(qū)動分配閥上的氣缸工作，來實現(xiàn)分配閥換向。 機(jī)械操縱式的優(yōu)點是可靠性好、通用性強、維修方便；缺點是杠桿布置比較麻煩，不適合可翻轉(zhuǎn)的駕駛室采用。 液壓操縱的優(yōu)點是可實現(xiàn)遠(yuǎn)距離控制，操縱可靠，我國引進(jìn)生產(chǎn)的斯太爾重型自卸 汽車就是采用了這樣的操縱方式。其中不足的地方是反應(yīng)慢，沒有中停位置。 氣動操縱式的優(yōu)點是功能齊全、操縱簡便、反應(yīng)靈敏、就夠先進(jìn)，因此被廣泛應(yīng)用于中、重型具備氣源的自卸汽車。它的缺點是需要同時具備液、氣兩套管路系統(tǒng)、維修麻煩。 鑒于以上的比較本設(shè)計中采用了機(jī)械式的操縱方式。 液壓系統(tǒng)的計算與選擇 液壓缸的選擇 據(jù)初定的系統(tǒng)的額定工作壓力 eP ，同時可按照公式（ ）和（ ）求出1?aF和0?aF，在參考油缸標(biāo)準(zhǔn)系列選擇合適的油缸。油缸活塞直徑 D 必須滿足吊裝工況的要求，即： 2a2 1(4FD4 11 CPdPFDeea ???? ?? ?? 或 （ ） 公式中 d — 活塞桿直徑（ m）； C — 為 Dd ； 80406032502540223220 、?C 等。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 15 按照公式（ ）選取的油缸直徑 D還應(yīng)該 滿足吊卸工況要求，即： 042?? ae FDP ? （ ） 如果不滿足公式（ ）的要求就需要重新選取油缸直徑。 計算結(jié)果如下： 初定系統(tǒng)的額定工作壓力 eP 為 16 aMP ，取 16090?C ))16090(1(1016216 ?????????D 所以取 D =160mm（ GB/T2348— 1993） 驗證 :由公式（ ）得 9 2 6 7 73 2 1 5 3 641 6 016 02 ????? ?? aFN 所以選擇的油缸是 DGJ160CE1*。 液壓泵的選用 選用前應(yīng)該計算系統(tǒng)的最大流量，一般按吊裝時間小于 50s 計算。擺臂油缸最大行程為 maxS ，應(yīng)由擺臂式自卸汽車總體布置確定。那么系統(tǒng)的最大流量為： m a x2m a x2m a x 0 3 1 SDSDQ ??? ? （ ） 有總布置得： mmS 872max ? 公式中 maxS、D 的單位為 mm。 計算結(jié)果如下： 342m a x ?????? ?Q 知道了最大流量，在按照液壓泵工作轉(zhuǎn)速可計算液壓泵排量，結(jié)合給定的系統(tǒng)額定壓力 eP ，選擇合適的齒輪泵即可。擺臂自裝卸汽車多采用高壓、高速齒輪泵。 本設(shè)計中選用的是 CBFE5 型的液壓泵。 各種閥類的選用： 液壓閥是用來控制液壓系統(tǒng)中的油液 的流動方向或者調(diào)節(jié)其壓力和流量的，因此它可以分為方向閥、壓力閥和流量閥三 大類。一個形 狀相同的閥，可以因為作用黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計 16 機(jī)制的不同，而具有不同的功能。壓力閥和流量閥利用通流截面的節(jié)流作用控制著系統(tǒng)的壓力和流量，而方向閥則利用通流道的更換控制著油液的流動方向。這就是說 ，盡管液壓閥存在著各種各樣的不同類型，它們之間還是保持著一些基本的共同之點的。譬如在結(jié)構(gòu)上，所有的閥都由閥體、閥心和驅(qū)使閥心動作的元、部件組成。在工作原理上，所有閥的開口大小，閥進(jìn)、出的壓差以及流過閥的流量之間的關(guān)系都符合孔口流量公式，僅是各種閥控制的參數(shù)各不相同而已。 借用工程機(jī)械使用的多路多用閥，本設(shè)計中支腿油缸配用的雙向液壓鎖的型號 是。擺臂工作回路中設(shè)置的單向平衡閥的型號為 BQ223。 取力器的選用 各種類型的專用汽車的專用裝置主要都是由汽車的發(fā)動機(jī)提供動力的。取力器就是汽車的一種專用的動力輸出裝置。它從發(fā)動機(jī)取出部分功率，用于驅(qū)動各類液壓泵、真空泵、空壓機(jī)以及各種專用汽車工作機(jī)械。 專用汽車取力器的總布置方案選擇 專用車取力器總布置方案決定于取力方式。常用的取力方式分類如下： 主要分為發(fā)動機(jī)取力、變速器取力、傳動軸取力和分動器取力 其中發(fā)動機(jī)取力又分為從前端取力和從飛輪取力，變速器取力又分 為從 I 軸取力、從中間軸取力、從中間軸末端取力、叢Ⅱ軸取力和從倒檔齒輪取力。 發(fā)動機(jī)前端取力方案 其特點是采用液壓傳動，適合于遠(yuǎn)距離輸出動力。故此種取力方式常用于由長頭式汽車底盤改裝的大型混凝土攪拌運輸車。 飛輪后端取力方案 此方案特點是取力器不受主離合器影響，傳動系統(tǒng)與發(fā)動機(jī)直接相連，取力器到工作裝置