【正文】 公園等道路清掃。路面清掃車不但可以清掃垃圾，而且還可以對道路上的空氣介質(zhì)進行除塵凈化，既保證了道路的美觀，維護了環(huán)境的衛(wèi)生，又維持了路面的良好工作狀況，減少和預防了交通事故的發(fā)生，延長了路面的使用壽命。目前在國內(nèi)利用路面清掃車進行路面養(yǎng)護已經(jīng)成為一種潮流，但相比于國外發(fā)達國家，我國路面清掃車不管從銷量規(guī)模、技術(shù)水平、清掃效果等方面都存在一定的差 距。目前的掃路車尾氣污染和噪音污染相對來說較大。隨著國家對環(huán)保要求越來越高，人們的環(huán)保意識普遍增強，現(xiàn)有清掃車就將很難適應需要。因此開發(fā)環(huán)保型路面清掃車已是大勢所趨。環(huán)保型清掃車采用電機驅(qū)動替代傳統(tǒng)的使用柴油的副發(fā)動機驅(qū)動，降低能耗、降低機械故障率、減少了環(huán)境污染；由于電機噪聲低，減少了噪聲污染，也避免了噪聲引起的操作人員疲勞和對道路及周邊居民的影響。 所以，綜合以上的利弊，我們決定利用電瓶作為驅(qū)動力源，設計出完整的既對環(huán)境無污染又可以節(jié)省勞動力的電動清掃車。電瓶（蓄電池）驅(qū)動的車就是我們常說的“電動車”， 顧名思義，以蓄電池為能源電動機為牽引，根據(jù)蓄電池容量可大可小。電動車可用可控硅調(diào)速，比傳統(tǒng)的機械調(diào)速運行更穩(wěn)定而且沒有噪音等優(yōu)點。 電動車的基本概況 作為清潔，節(jié)能的新型交通工具，電動車具有無與倫比的優(yōu)勢。它在行駛過程中沒有污染，熱輻射低，噪聲小，不斷消耗汽油；可應用多種能源，結(jié)構(gòu)簡單，使用維修方便。因此，電動車受到世界各國的歡迎被人們稱為“明日之星”。電動車又是高科技的產(chǎn)物，它集光、電、化學各學科領(lǐng)域的最新技術(shù)于一體，是汽車、電力拖動、功率電子、智能控制、化學電源、計算機、新能源、新材料等 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 36 頁 第 6 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 工程技術(shù) 中最新成果的集成產(chǎn)物。電動車以車載電源為動力，由電機驅(qū)動車輪行駛，符合道路交通與安全法規(guī)各項要求的車輛，它包括電動車、電動摩托車和電動自行車等。現(xiàn)代電動車具有清潔無污染、動力源多樣化、能量轉(zhuǎn)換效率高、結(jié)構(gòu)簡單、使用維修方便等特點，被稱為“ 21 世紀的綠色環(huán)保汽車”。電動車的優(yōu)點是：它本身不排放污染大氣的有害氣體，即使按所耗電量換算為發(fā)電廠的排放，除硫和微粒外，其他污染物也顯著減少，由于電廠大多建于遠離人口密集的城市，對人類傷害較少，而且電廠是固定不動的，集中的排放，清除各種有害排放物較容易，也已經(jīng)有了相關(guān)技術(shù) 。由于電力可以從多種一次能源獲得，如煤、核能、水力等，解除了人們對石油資源日漸枯竭的擔心。電動車還可以充分利用晚間用電低谷時富于的電力充電，使發(fā)電設備日夜都能充分利用，大大提高其經(jīng)濟效益。有些研究表明，同樣的原油經(jīng)過粗煉送至電廠發(fā)電，經(jīng)充入電池，因此有利于節(jié)約能源和減少二氧化碳的排量。此外，由于電動車取消了內(nèi)燃機，開車時聽不到震耳欲聾的發(fā)動機轟鳴聲。因此，人們不用擔心車輛的噪聲污染。正是這些優(yōu)點，使電動車的研究和應用成為汽車工業(yè)的一個“熱點”。 清掃車工作原理 該型清掃車屬掃吸結(jié)合式清掃車，是由汽車底 盤，電機驅(qū)動系統(tǒng)，風機裝置，吸嘴裝置，清掃裝置，垃圾箱，液壓系統(tǒng)，噴水系統(tǒng)，電氣系統(tǒng)等總成裝置組成。其工作原理是由無刷直流電機單獨驅(qū)動各種安裝于車架和副上的專用工作裝置，在行駛中利用液壓傳動旋轉(zhuǎn)的掃盤把垃圾掃攏至中部，然后由吸嘴處抽吸進垃圾箱，清除路面的砂土和各種常見垃圾，并通過噴水減少清掃揚塵，同時采用污水循環(huán)壓塵技術(shù)，可最大限度降低二次揚塵污染。 本課題的研究內(nèi)容 選擇最佳的驅(qū)動系統(tǒng)是設計電動汽車的關(guān)鍵，而電動機的性能直接決定著驅(qū)動系統(tǒng)的性能，所以電動機的選擇成為設計電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的主要基礎 。 在本文中，以交流三相感應電機驅(qū)動后輪的電動清掃車為研究對象，聚焦于驅(qū)動系統(tǒng)的設計，實現(xiàn)其以低速在平坦的公路上行駛的最基本功能，主要在以下幾個方面進行了分析研究及設計。 (1) 驅(qū)動方式： 按發(fā)動機和各總成相對位置的不同，現(xiàn)代汽車的布置與驅(qū)動方式是不同的。 (2) 電瓶的選擇： 清掃車 以蓄電池能源 ，只要有電能的供應，電動車就有了取之不盡的動力源 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 36 頁 第 7 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 泉，不受石油資源的限制。而電能的獲得可以利用核能、水力、風力、太陽能等多種形式的原始能源。特別對于我國，水利資源和風力發(fā)電等清潔能源的潛在發(fā)電量是相當高的，如果能有 效地利用這些能源，不僅有利于環(huán)保，節(jié)約寶貴的石油資源，解決全球面臨的石油資源枯竭危機，而且更符合我國經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。 (3) 電動車用電機的研究： 電動機是電動車區(qū)別于傳統(tǒng)汽車的關(guān)鍵部件。驅(qū)動電機性能特點直接影響和制約著電動車輛的性能，對電動機研究和把握是整車性能的關(guān)鍵因素之一。 (4) 傳動系統(tǒng)的設計： 齒輪傳動傳動比穩(wěn)定、效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、工作可靠、壽命長。根據(jù)所設計的傳動方案，選擇大小齒輪的類型，材料并 計算出大小齒輪的參數(shù)。 齒輪軸受彎曲和扭轉(zhuǎn)復合應力作用，但載荷和轉(zhuǎn)速均不 高，沖擊載荷也不大，所以具有一般綜合機械性能即可滿足要求。選擇齒輪軸的材料，并對其進行強度校核。 (5) 主刷裝置結(jié)構(gòu)設計與計算。 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 36 頁 第 8 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第二章 驅(qū)動方案的設計 總體方案的提出 根據(jù)清掃車作業(yè)特點，按清掃車作業(yè)功能分成行走、灑水、掃地、吸塵及控制等五個子功能，采用電機驅(qū)動以實現(xiàn)手工和遙控兩種控制方式。該清掃車屬掃地、吸塵功能結(jié)合吸空式清掃車。 驅(qū)動方式選擇 按發(fā)動機和各組成部分相對位置的不同，現(xiàn)代汽車的布置與驅(qū)動方式通常有5種 圖 21 汽車的驅(qū)動方式 方案 1，前置后 驅(qū)（ FR） 即發(fā)動機前置、后輪驅(qū)動，這是一種傳統(tǒng)的發(fā)動機布置與驅(qū)動方式。國內(nèi)外的大多數(shù)貨車、部分轎車和部分客車都采用這種形式。采用這種驅(qū)動方式的汽車，它的前輪承擔轉(zhuǎn)向，后輪承擔驅(qū)動，發(fā)動機輸出的動力通過離合器、變速器、傳動軸輸送到后驅(qū)動橋上，并在此得到減速增扭后傳送到左、右半軸上，驅(qū)動后輪使汽車運行。優(yōu)點是前后輪各司其職，轉(zhuǎn)向與驅(qū)動分開，負荷分布比較均勻；缺點是由于傳動軸從前面的發(fā)動機一直傳到后橋上，使車內(nèi)地板中間凸起，車內(nèi)座椅不好布置。 方案 2，前置前驅(qū)（ FF） 即發(fā)動機前置、前輪驅(qū)動，這是 20 世紀 70年 代末才真正興世紀起和在技術(shù)上逐漸完善的驅(qū)動形式，現(xiàn)在大多數(shù)中小型轎車都是采取這種方式。它將變速器之后的東 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 36 頁 第 9 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 西都往前挪，變速器與驅(qū)動橋做成一體，固定在發(fā)動機旁將動力直接輸送到前輪上，前輪同時承擔了轉(zhuǎn)向和驅(qū)動兩個重任，省去了長長的傳動軸，縮短了傳遞動力的距離，減少功率傳遞損耗也就相應節(jié)省了燃油。 此驅(qū)動方式具有較多的優(yōu)點：操縱機構(gòu)簡單、發(fā)動機散熱條件好；沒有縱向傳動軸，轎車地板不必為它凸起一條通道，有利車廂內(nèi)的布置；車架不必為后橋騰出空間位置，可以降低車身高度，有助于行車的穩(wěn)定性；發(fā)動機橫置縮短了發(fā)動機艙的長度， 有利于汽車的小型化，而在汽車總長不變的情況下能增大客艙的長度和空間；前輪成為驅(qū)動輪，變成了“拉”著汽車前進，有利于方向控制。其缺點是：上坡時汽車質(zhì)量后移，使前驅(qū)動輪的附著質(zhì)量減小，驅(qū)動輪易打滑；下坡制動時則由于汽車質(zhì)量前移，前輪負荷過重，高速時易發(fā)生翻車現(xiàn)象。 方案 3，后置后驅(qū)（ RR） 即發(fā)動機后置、后輪驅(qū)動，在大型客車上多數(shù)采用這種布置形式，少量微型和輕型轎車也采用這種型式。 方案 4，中置后驅(qū)（ MR） 即發(fā)動機放在乘客航與車后軸之間并利用后輪驅(qū)動。這種驅(qū)動方式只用在一些高性能跑車上，在普通的轎車上較難看到 。中置后驅(qū)的最大特點就是將車輛中慣性最大和沉重的發(fā)動機置于汽車的中部，使汽車能獲得最佳的運動特性，因為車的車身重量分布能達到最理想的平衡。可以這樣說，此車兼具的優(yōu)點，方向靈敏準確，制動時不會出現(xiàn)頭重尾輕的現(xiàn)象。有一個先天不足，即直線穩(wěn)定性較差，為解決這一問題，所有的車后輪均比前輪大。 方案 5， 4輪驅(qū)動（ 4WD） 4 輪驅(qū)動又稱全輪驅(qū)動，顧名思義，這是指汽車前后的輪子都有動力驅(qū)動，可以按照行駛路面狀態(tài)的不同而將發(fā)動機輸出扭矩分別分布在前后所有的輪子上，提高汽車的行駛能力。 考慮到清掃車主要在城市路面行駛，其行駛 速度比較低，一般是 30 km／ h左右，作業(yè)速度更小。 所以在設計時 ,設計一專用底盤 ,采用液壓系統(tǒng)來實現(xiàn)清掃車的行駛和作業(yè)系統(tǒng)的工作。對于清掃車的行駛驅(qū)動采用泵控馬達的型式 ,即通過一個主泵帶動兩個車輪馬達驅(qū)動清掃車行駛。風機運轉(zhuǎn)、掃刷運轉(zhuǎn)也是通過泵控馬達來實現(xiàn)。這種驅(qū)動型式省去了離合器、變速箱 ,結(jié)構(gòu)簡單。由于采用專用底盤 ,便于主要部件的布置。要求使得整車結(jié)構(gòu)緊湊，傳動效率高，維護簡單，操作簡便，考慮底盤的空間利用率，所以采用發(fā)動機中置，后輪驅(qū)動，這種布置的特點使是駕駛室的布置不受發(fā)動機的限制，噪聲小、對載荷分 配比較有利。 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 36 頁 第 10 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 圖 22 后輪驅(qū)動 畢業(yè)設計（論文）報告紙 共 36 頁 第 11 頁 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 裝 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 訂 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 線 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 第三章 道路清掃車總體參數(shù) 清掃車的主要尺寸參數(shù) （ 1）軸距 L 軸距短 ,最小轉(zhuǎn)彎半徑小 ,而縱向通過角卻大 ,通過性好。但軸距過短 ,會造成垃圾箱長度不足或前、后懸過長 ,制動或上坡時軸荷轉(zhuǎn)移過大 ,使得車本身的制動性和操縱穩(wěn)定性變壞。目前 , 國內(nèi)使用的中型清掃車的軸距多為 ～ m。筆者設計的清掃車取軸距為 m。 （ 2） 前、后輪距 B 輪距增大 ,對增大垃圾箱寬度與提高車身橫向穩(wěn)定性有利 ,但輪距過大 ,使得 清掃車總寬和總質(zhì)量增大。由于清掃車要求有一定的清掃寬度 ,相應的對清掃車的總寬有一定的要求 ,確定輪距 B =1300mm。 （ 3） 前懸 L1和后懸 L2 前懸要有足夠的長度固定清掃結(jié)構(gòu) ,后懸的長度取決于垃圾箱的長度及電動機、泵、油箱所占有的空間。這樣前懸、后懸均在 。 （ 4） 外廓尺寸 根據(jù)設計目標及作業(yè)系統(tǒng)的布置、垃圾箱的尺寸要求 ,確