【正文】 用清障車的一種，它利用附加的液壓絞盤、液壓舉升裝置、托板能夠?qū)κ鹿受囕v施行裝載運(yùn)輸，實(shí)現(xiàn)對(duì)事故車輛的快速處理，并且不受事故車輛車速的限制。此外，對(duì)改裝后的整車性能也進(jìn)行了分析和計(jì)算，以確定是否能滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。隨著京沈、京滬、西南出海通道等高速公路的開通，我國以五縱七橫國道主干線為重點(diǎn)的國家公路主骨架已初步建成。二類底盤的軸荷分布是按載貨車來設(shè)計(jì)的，這與清障車托舉作業(yè)時(shí)的所要求軸荷 分布是不同的。現(xiàn)在國內(nèi)的二類底盤兩大梁外側(cè)已被燃油箱、電瓶、氣罐占住了黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 空間，這樣就很難再布置工具箱來安放清障車所需的眾多作業(yè)附件。作為保證道路暢通的清障車，無凝也必須重型化，才能滿足重型車輛的清障需要。而專用作業(yè)輔件是作業(yè)安全快速重要的保證。從托臂的作業(yè)功能來分清障汽車有托臂負(fù)載折疊型，托臂折疊型，及托 臂不折疊型；從整車結(jié)構(gòu)來分，清障汽車有單功能型，雙功能型及多功能混合型。第二階段，以引入液壓傳動(dòng)與控制技術(shù)為標(biāo)志， 20 世紀(jì) 70 年代第一批采用全液壓傳動(dòng)的清障車生產(chǎn)出來，涌現(xiàn)了一批著名的清障車企業(yè) ，如美國的ENTURY， CHALLENGER， JERRDAN， WRECKER，澳地利的 EMPL,日本的TOKYU，加拿大的 NRC。第四階段。近 20 年來，我國清障車行業(yè)經(jīng)歷了整車引進(jìn)、吸收仿制到自主研發(fā)的過程。據(jù)悉，國內(nèi) 目前最大噸位的清障車為 48 噸，產(chǎn)品投入市場(chǎng)后很受歡迎。 設(shè)計(jì)總體 分為三個(gè)方面：機(jī)械舉升部分（包括舉升臂的選材、外形尺寸的確定等 ）；液壓控制部分（包括液壓缸的計(jì)算和型號(hào)確定、液壓控 制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和輔黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 6 助元件的選擇等）； 相關(guān)輔助系統(tǒng)部分 。 按牽引噸位分為 :2噸 、 3噸 、 5噸 、 8噸 、 10噸 、 15噸 、 25噸 、 30噸 、 50噸 、 80噸。 清障車按其使用特點(diǎn)可分為運(yùn)載類、起吊牽引類。清障車在工作平臺(tái)前部裝有液壓傳動(dòng)緊繩機(jī)構(gòu)，是裝車卸車的動(dòng)力來源。角，位于事故車正前方。到達(dá)目的地，卸車過程是裝車過程的逆過程。 根據(jù)我國目前生產(chǎn)的各類型專用車輛的基本模式，大多是為了滿足國民經(jīng)濟(jì)某一服務(wù)領(lǐng)域的特定使用要求，主要是在已定型的基本車型底盤的基礎(chǔ)上，進(jìn)行車身及工作裝置的設(shè)計(jì)，與此同時(shí)對(duì)底盤各總成的結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行局部的更改設(shè)計(jì)與合理匹配，以達(dá)到滿足使用需求的較為理想的整車性能。 達(dá)到乘座安全舒適；對(duì)各種專用改裝車的總成應(yīng)適于專用汽車特殊功能的要求，并以此為主要目標(biāo)進(jìn)行改裝選型設(shè)計(jì)，例如各種取力器的輸出接口 等。而且在專用性能上要滿足國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。這也涉及到專用汽車產(chǎn)品能否很快地占有市場(chǎng)、企業(yè)能否增加效益等問題。 平板清障車各部分結(jié)構(gòu)的功能 ： 副車架是各個(gè)上裝部件的安裝基礎(chǔ)，能夠?qū)⒏鞑考募休d荷均勻地分布到底盤車架上，改善底盤受力狀況 。托盤向后滑移，并傾斜合適角度，尾部支腿靠地。 配置一個(gè)大工具箱。 第 3 章 清障車的結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì) 基本尺寸參數(shù)的確定 道路清障汽車與普通專用汽車一樣，都是在二類底盤的基礎(chǔ)上進(jìn)行改裝而成，主要尺寸參數(shù)原則上應(yīng)于原車底盤尺寸相同，從而保證其整車性能參數(shù)與原車基本保持不變。參考同類普通 專用汽車的整車整備質(zhì)量，在此基礎(chǔ)上在增加裝備質(zhì)量，便可估算道路清障汽車整車整備質(zhì)量。 道路清障汽車副車架的設(shè)計(jì)與分析 在專用汽車設(shè)計(jì)時(shí)，為了改善主車架的承載情況，避免集中載荷。 圖 副車架的截面形狀 對(duì)于隨車運(yùn)輸車的副車架來說，在安裝起重裝置的范圍內(nèi)，應(yīng)按如圖 和圖 所示的方式用一塊腹板將副車架截面封閉起來，以提高副車架的抗扭和抗彎能力。 h0 =1mm 、 l0 =15～ 20mm。B 為副車架的前端離主車架拱形橫梁的距離，一般在 100mm 之內(nèi) 。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 16 第 4章 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 道路清障車液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞，將直接影響整車的性能。 舉升機(jī)構(gòu)形式的選擇 舉升機(jī)構(gòu)分為兩大類 ： 直推式和連桿組合式，它們均采用液體壓力作為舉升動(dòng)力 。 按油缸布置位置不同，直推式舉升機(jī)構(gòu)可分為前置和后置兩種，如圖 所示。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 17 (a)前置式； (b)后置式 圖 直推式舉升機(jī)構(gòu)的布置 常用的連桿組合式舉升機(jī)構(gòu)布置有兩種：油缸前推式和油缸后推式，如圖 所示。目前 ， 該類舉升機(jī)構(gòu)主要用于重型自卸汽車。 綜 上所述 ， 對(duì)于 st5063tqz 背式清障車，本文選用油缸后推式舉升機(jī)構(gòu)?；钊骄鶠閱蜗蜃饔?，其缸體長度大而伸縮長度小、使用油壓低。直推式傾卸機(jī)構(gòu)多采用單作用多級(jí)油缸；而桿系組合式傾卸機(jī)構(gòu)多采用單作用單級(jí)油缸 。但從結(jié)構(gòu)組成和性能特點(diǎn)看，它更接近于伺服控制系統(tǒng) 數(shù)字控制系統(tǒng) 控制部分采用電液數(shù)字控制閥的系統(tǒng)。 活塞和活塞桿 活塞和活塞桿的結(jié)構(gòu)很多，常見的除一體式、錐銷式連接外，還有螺紋式連接和半環(huán)式連接等多種形式?；钊话阌媚湍ヨT鐵制造，活塞桿則不論是空心的還是實(shí)心的，大多用鋼料制造。 外嚙合齒輪泵的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，質(zhì)量輕，制造方便，價(jià)格低廉，工作可靠，自吸能力強(qiáng)，對(duì)油液污染不敏感，維護(hù)容易。由于齒數(shù)較少 ，其流量脈動(dòng)比較大，嚙合處間隙泄漏大，所以此泵工作壓力一般為 ～ 7MPa，通常作為潤滑、補(bǔ)油等輔助泵使用。液控單向閥又稱單向閉鎖閥，其作用是使液流有控制的單向流動(dòng)。此時(shí)，在油路串一液控單向閥，以黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 21 防止液壓 缸 下腔回流，使液壓缸保持在停留位置，支撐重物不致于落下。 濾油器 在液壓系統(tǒng)中，由于系統(tǒng)內(nèi)的形成或系統(tǒng)外的侵入，液壓油中難免會(huì)存在這樣或那樣的污染物，這些污染物的顆粒不僅會(huì)加速液壓元件的磨損， 而且會(huì)堵塞閥件的小孔，卡住閥芯，劃傷密封件，使液壓閥失靈，系統(tǒng)產(chǎn)生故障。 節(jié)流閥 流量控制閥是通過改變節(jié)流口面積的大小，改變通過閥流量的閥。 油箱 油箱的主要 功用是儲(chǔ)存油液，同時(shí)箱體還具有散熱、沉淀污物、析出油液中滲入的空氣以及作為安裝平臺(tái)等作用。通常油缸分為活塞式和浮拄式兩類。雙向作用式用油壓輔助車廂降落，因此工作平穩(wěn)，降落速度快。根據(jù)液壓系統(tǒng)中油缸的工作特點(diǎn)，則： ?? 4 2m a x dpF ??? ?? ???? pFD m a x4 （ ） 式中： ?——系統(tǒng)效率，通常按 ? =； p——液壓系統(tǒng)額定工作壓力（ MPa）， 參考表 選取 p ,p 越高，對(duì)密封要求也越高，成本亦隨之上升；根據(jù)機(jī)構(gòu)的類型及其工作特點(diǎn)，取 25?P MPa?；钊\(yùn)動(dòng)速度受結(jié)構(gòu)的限制，范圍 ～ v1m/s。 液壓缸壁厚和外徑的計(jì)算 液壓缸的壁厚由液壓缸的強(qiáng)度條件來計(jì)算。 液壓缸的內(nèi)徑 D 與其壁厚 ? 的比值 D/? ≥ 10 的圓筒稱為薄壁圓筒。 將 Py、 ][? 值代入（ ）式中，可求得 ： ??? ???? 66 101 102 631015][2 ?? Dp y 液壓缸壁厚度算出后，即可求出缸體的外徑 1D 為 ： ?21 ?? DD （ ） 將 ? 值代入（ ）式中，可求得 ： 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 25 ?21 ?? DD = 缸體長度的確定 液壓缸缸體內(nèi)部長度應(yīng)該等于活塞的行程與活塞的 寬度之和。齒輪泵多為外嚙合式，在相同體積下齒輪泵比柱塞泵流量大但油壓低。 油泵工作壓力的計(jì)算 AFP ??6max10MPa （ ） 式中： maxF ——油缸最大作用力， (N)； A ——油缸橫截面積， (m2)。 由公式（ ）得 ： 66 ??????? t npQN ? KW 液壓絞盤的設(shè)計(jì) 系纜部分 表 系纜部分 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 27 額定系纜拉力： 40KN 公稱速度 ： ≥5 m/min 絞盤頭直徑 ： Φ 300mm 液壓馬達(dá)部分 表 液壓馬達(dá) 部分 馬達(dá) 型號(hào) ： IY320xx 額定流量： 2030ml/r 絞盤性能參數(shù)計(jì)算 已知：系纜負(fù)載 F 工 ＝ 40Kn,纜索直徑 d＝ 13mm，卷筒直徑 D＝ 300mm， 絞盤 工作時(shí)的工作壓力 P＝ 2πT103/piη 總 η 效 其中扭力 T＝ F 工 （ D+d） /2 ＝ 2π40（ 300+13） /（ 22030） ＝ ＜ 25MPa （ 液壓馬達(dá)效率 η 效 ＝ ） 絞盤工作時(shí)需液壓油流量 q＝ ipV0/lη 效 ＝ 20305/(π313) ＝ ＜ 45L/min 液壓馬達(dá)的性能計(jì)算 由 3 可知，設(shè)計(jì)所選液壓馬達(dá)滿足本絞盤的使用的要求。 取力器設(shè)計(jì) 專用車取力總布置方案決定于取力方式。這種方案應(yīng)用較廣，如平頭式汽車改裝的小、中型混泥土攪 拌車等。 傳動(dòng)軸取力方案是將取力器設(shè)計(jì)成一獨(dú)立結(jié)構(gòu)，設(shè)置于變速器輸出軸與汽車萬向傳動(dòng)軸之間，該獨(dú)立的專用取力裝置固定在汽車車架上不隨傳動(dòng)軸擺動(dòng)，也不伸縮。 取力器實(shí)質(zhì)上是一種單級(jí)變速器。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 30 第 5 章 整車性能計(jì)算分析 專用汽車性能參數(shù)計(jì)算是總體設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容之一，其目的是檢驗(yàn)整車參數(shù)選擇是否合理，使用性能參數(shù)能否滿足要求。工程實(shí)踐表明，可用二次三項(xiàng)式來描述汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性，即 2e e eT an bn c? ? ? （ ） 式中 ： eT ——發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 (N﹒ m)； en ——發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速 (r/min)； a、 b、 c——待定系數(shù)。 道路清障車整車參數(shù) 表 道路清障車部分整車參數(shù) 名稱 符號(hào) 數(shù)值與單位 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 emP 80KW 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速 pn 2800r/min 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 maxeT 300Nm 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速 Tn 1400～ 1800r/min 車輪動(dòng)力半徑 dr 車輪滾動(dòng)半徑 r 主減速比 0i 汽車迎風(fēng)面積 A 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 31 汽車總質(zhì)量 (滿載 ) 0m 9195kg 表 道路清障車變速器速比 擋位 1 2 3 4 5 傳動(dòng)比 8 1 動(dòng)力性計(jì)算 發(fā)動(dòng)機(jī)外特性 發(fā)動(dòng)機(jī)外特性是指發(fā)動(dòng)機(jī)油門全開時(shí)的速度特性，是汽車動(dòng)力性計(jì)算的主要依據(jù)。 根據(jù)所選二類底盤的特點(diǎn)，本次設(shè)計(jì)采用從變速器中間軸取力的方式 。 分動(dòng)器取力布置方案主要用于全輪驅(qū)動(dòng)的牽引車、汽車起重機(jī)等來驅(qū)動(dòng)絞盤或起重機(jī)構(gòu) 。此種方案將取力器疊置于變速器之上，用一惰輪與 I 軸常嚙合齒輪嚙合獲取動(dòng)力，固需改制原變速器頂蓋。固此種取黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 29 力方式常用于由長頭式汽車底盤改裝的大型混泥土攪拌運(yùn)輸車。 則： 高壓油管內(nèi)徑 1 ???dmm （ ） 低壓油管內(nèi)徑 2 ???dmm （ ） 根據(jù)管路計(jì)算結(jié)果選用 1030Q? （ HG440666）兩層鋼絲編織膠管作為高壓管，管接頭形式為 A 型扣壓式；低壓回油管則選用 2040Q? （ HG440666）一層鋼絲編織低壓膠管 。 由公式（ ）、（ ） 則： 4 0606062??????????? ?tVQ T ?? L/min 油泵排量的計(jì)算 310?? nQq T mL/r （ ） 式中： TQ ——油泵流量， (L/min)； n——油泵額定轉(zhuǎn)速， (r/min)。中輕型 舉升機(jī)構(gòu) 上多采用齒輪泵，常用系列有 CB、 CBX、 CG、 CN 等；重型 舉升機(jī)構(gòu) 常采用柱塞泵 。一般液壓缸缸體長度不應(yīng)大于內(nèi)徑的 20～ 30 倍。其值為：鍛鋼： ][? =110～ 120 MPa； 鑄鋼： ][? =100～ 110 MPa；鋼管： ][? =100～ 110 MPa； 高強(qiáng)度鑄鐵： ][? =60 MPa；灰鑄鐵： ][? =25 MPa。從材料力學(xué)可 知，承受內(nèi)壓力的圓筒，其內(nèi)應(yīng)力分布規(guī)律因壁厚的不同而各異。 表 活塞桿 直徑的選取 活塞桿受力情況 工作壓力 p/MPa 活塞桿直徑 d 受 拉 — d=(～ ) D