【正文】 els. At this point, the article determines the overall parameters of the whole vechile. In addition, it makes the analysis and calculation for the whole after repacking to test whether it can meet 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 3 the national standard. Key word: Wrecker truck； Rear gate； Haulingup device； Tailgate lift mechanism；Hydraulic system 第 1 章 緒 論 課題研究的目的和意義 現(xiàn)代汽車工業(yè)具有全球性，是開放性的綜合產(chǎn)業(yè)。這為清障車的突飛發(fā)展孕育了廣闊市場，作為 “讓大地的脈絡(luò)更暢通 ”的使者 ——清障車，要使其更能發(fā)揮安全快捷、強(qiáng)而有力的道路清障優(yōu)勢，那么清障車底盤專用化、重型化、智能化、作業(yè)附件實(shí)用性是清障車技術(shù)發(fā)展的必然趨勢。往往會出現(xiàn)清障的托舉機(jī)構(gòu)還有潛力，清障車的總質(zhì)量也小于其最大總質(zhì)量，但其后軸卻已經(jīng)超載了。若清障車底盤專用化，就能很好地來解決這些問題?，F(xiàn)在國內(nèi)最大噸位的清障車為 48 噸。隨著車輛的種類和款式的不斷增多，道路上造 成事故與故障的模式也千變?nèi)f化，因此，只有不斷地開發(fā)安全、實(shí)用、高效的作業(yè)輔件才能滿足各類清障作業(yè)的需要。典型清障車結(jié)構(gòu)如圖 。這一階段的清障車技術(shù)和生產(chǎn)得到很大的發(fā)展，首先是系列品種、規(guī)模增多，結(jié)構(gòu)形式多樣化，其次是所用專用底盤、二類底盤多樣化。工作能力更大，拖舉能力最大達(dá) 25 噸，拖牽能力達(dá) 48 噸，起吊能力達(dá) 40 噸。隨著我國城市交通與高速公路的快速發(fā)展，國產(chǎn)清障車的技術(shù)水平、制造工藝已取得突破性進(jìn)展，形成了產(chǎn)品多功能化、智能化、人性化的技術(shù)特點(diǎn)，上裝（專用機(jī)構(gòu)）具有采用新材料、模塊化設(shè)計(jì)和專用設(shè)備制造的工藝特點(diǎn)。我國自主開發(fā)的 60 噸級清障車也已實(shí)現(xiàn)銷售， 80 噸級清障車的開發(fā)已開始籌劃。 第 2 章 清障車 的分類及總體布置 清障車總體設(shè)計(jì)的主要任務(wù)是：正確確定清障車的性能指標(biāo)，正確選擇汽車底盤，為各部件設(shè)計(jì)提供控制參數(shù)和設(shè)計(jì)要求，對各部件進(jìn)行合理布置和運(yùn)動校核，并對車輛性能進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算和控制。 按品牌分為：江淮清障車 、 五十鈴清障車 、 東風(fēng)小霸王平板清障車 、 東風(fēng)多利卡托吊型清障車 、 東風(fēng)平頭道路清障車 、 紅巖重型清障車 、 斯太爾重型清障車 、黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 7 平板清障車 、 依維柯清障車。運(yùn)載類是將損壞的車輛牽引到運(yùn)載車上運(yùn)走；起吊牽引類是用車上安裝的起吊牽引裝置把損壞汽車的一端托起 (或吊起 )離開地面，另一端仍然著地，然后由起吊牽引式清障車拖離現(xiàn)場。工作原理：在二類通用汽 車底盤上裝有用油缸、連桿和底盤相聯(lián)接的工作平臺，工作平臺、汽車底盤、翻轉(zhuǎn)油缸及連桿共同構(gòu)成在汽車縱向垂直平面內(nèi)的四桿機(jī)構(gòu)。 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 8 圖 清障車 工作過程及原理 裝車作業(yè)過程：清障車以車尾接近事故車， 翻轉(zhuǎn)油缸工作使工作平臺后翻落地。 動力來源為發(fā)動機(jī)，取力器從變速箱窗口取力，發(fā)動機(jī)的輸出動力通過傳動軸到達(dá)齒輪泵，油泵 輸出高壓油，流經(jīng)多路換向閥、液壓閥，然后到達(dá)各執(zhí)行原件。汽車底盤的選擇主要是根據(jù)專用汽車的類型、用途、裝載質(zhì)量、使用條件、專用汽車的性能指標(biāo)、專用設(shè)備或裝置的 外形、尺寸、動力匹配等決定， 清障車是以路面作業(yè)為主的專用車，故底盤的選擇以二類貨車底盤為主。 可靠性 所選用的各總成工作應(yīng)可靠，出現(xiàn)故障的幾率少，零部件要有足夠的強(qiáng)度和壽命，且同一車型各總成零部件的壽命應(yīng)趨于均衡。 方便性 所選用的各總成要便于安裝、檢查、保養(yǎng)和維修。二是汽車底盤供貨要有來源，要同生產(chǎn)汽車底盤的主機(jī)廠有明確的協(xié)議或合同，無論汽車底盤滯銷或緊俏，一定要按時將底盤供貨。 托架是托盤滑動，托臂托舉等作業(yè)的支撐骨架。此時絞盤可將故障車輛順利牽引到托盤上來 ,借助各液壓油缸的伸縮動作，托盤收回原位，完成馱載作業(yè)。用于存放清障車的各種作業(yè)附件及其備件。常見二類底盤機(jī)構(gòu)如圖 所示。 所選 HFC1061k93 車底盤的整備質(zhì)量為 5100kg,因?yàn)樵诒敬卧O(shè)計(jì)選用的裝備較多，因此整車整備質(zhì)量相對有所增加，取為 m0=5500kg； 總質(zhì)量 總質(zhì)量 ma 的計(jì)算公式為 ： 9 1 9 530 ????? pea mmmm kg （ ） 式中 mp—— 乘員質(zhì)量 （ kg） ，按每人 65kg 計(jì)。同時也為了不破壞主車架的結(jié)構(gòu)，一般多采用副車架過渡。 圖 加強(qiáng)后的副車架截面形狀 圖 加強(qiáng)腹板的位置 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 副車架的前端形狀及安裝位置 為了避免由于副車架截面高度尺寸的突然變化而引起主車架縱梁的應(yīng)力集中，副車架的前端形狀應(yīng)采用逐步過渡的方式。 如果加工上述形狀困難時，可以采用如圖 所示的副車架前端簡易形狀，此時斜面尺寸較大。C 為固定副車架的前面第一個 U 型螺栓距拱形橫梁的距離，一般控制在 500～ 800mm的范圍內(nèi)。道路清障車液壓系統(tǒng)一般主要包括托舉液壓系統(tǒng)、液壓卷筒液壓系統(tǒng)。 直推式舉升機(jī)構(gòu)利用液壓油缸直接舉升車廂傾卸。前置式 油缸支在車廂前部 ， 油缸的舉升力較小 ， 油缸行程較大 ， 一般用于重型自卸汽車上 ， 油缸則通常采用多級伸縮油缸。 1 鉸支座； 2車廂； 3油缸； 4三角臂 圖 連桿組合式舉升機(jī)構(gòu) (a) 油缸前推式； (b) 油缸后推式 直推式和連桿組合式舉升機(jī)構(gòu)的綜合比較見表 ： 表 直推式與連桿組合式舉升機(jī)構(gòu)的綜合 比較 類 別 項(xiàng) 目 直推式 桿系傾卸式 結(jié)構(gòu)布置 簡便，易于布置 比較復(fù)雜 系統(tǒng)質(zhì)量 較小 較大 建造高度 較低 較高 油壓特性 較差 較好 工作壽命 磨損大，易損壞，工作壽命短 不易磨損，工作壽命長 制造成本 較高 較低 系統(tǒng)傾卸穩(wěn)定性 較差 較好 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 18 系統(tǒng)耐沖性 較好 較差 直推式舉升機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單 ， 較易于設(shè)計(jì)。 連桿組合式舉升機(jī)構(gòu)利用三角形連桿機(jī)構(gòu)的放大特性 ， 減小了油缸行程 ， 同時還能借助于連桿系的橫向跨距來加強(qiáng)卸貨時的穩(wěn)定性 ， 只需采用單級單缸的油缸型式就可滿足要求。該種舉升機(jī)構(gòu)通過底板相連推動車廂，啟動性能較好，并能承受較大的偏置載 荷；舉升支店在 底盤 中心附近，受力狀況較好。浮拄式為多級伸縮式油缸，一般有 2～ 5 個伸縮節(jié)，其結(jié)構(gòu)緊湊，并具有短而粗、伸縮長度大、使用油壓高 ， 易于安裝布置等優(yōu)點(diǎn)。 液壓系統(tǒng)的類型和特點(diǎn) 液壓 系統(tǒng)的類型和特點(diǎn)見表 。數(shù)字控制閥與伺服閥或比例閥相比，具有結(jié)構(gòu)簡單、價廉、抗污染能力強(qiáng)、穩(wěn)定性重復(fù)性好、功耗小等特點(diǎn)，在微機(jī)實(shí)時控制的電液系統(tǒng)中，它部分取代了比例閥或伺服閥工作，為計(jì)算機(jī)在液壓領(lǐng)域中的應(yīng)用開辟了新的方向 液壓系統(tǒng)的組成 液壓系統(tǒng)的組成 液壓系統(tǒng)通常由三個功能部分和輔助裝置組成，見表 。螺紋式連接結(jié)構(gòu)簡單，裝拆方便，但在高壓大負(fù)載下需備有螺母放松裝置。 密封裝置 對于活塞桿外伸部分來說，由于它很容易把贓物帶入液壓缸，使油液受污染，使密封件磨損，因此常需要在活塞桿密封處增添防塵圈，并放在向著活塞桿外伸的一段。它的缺點(diǎn)是一些機(jī)件承受不平衡徑向力，磨損嚴(yán)重，泄露大，工作壓力的提高受到限制。 單向閥 單向閥是用以防止液流倒流的元件。液控單向閥分為普通型和卸荷型兩類。 溢流閥 溢流閥是節(jié)流閥與溢流閥并聯(lián)而成的組合閥，它能補(bǔ)償因負(fù)載變化而引起的流量變化。因此，必須對液壓油中的雜質(zhì)和污染物的顆粒進(jìn)行清理。在液壓系統(tǒng)中，流量閥的作用是對執(zhí)行元件的運(yùn)動速度進(jìn)行控制。 油箱屬于非標(biāo)準(zhǔn)件，在實(shí)際情況下常根據(jù)需要自行設(shè)計(jì)?；钊骄鶠閱蜗蜃饔茫涓左w長度大而伸縮長度小、使用油壓低（一般不超過 14MPa）。直推式傾卸機(jī)構(gòu)多采用單作用多級油缸；而桿系組合式傾卸機(jī)構(gòu)多采用單作用單級油缸。 表 液壓設(shè)備常用的工作壓力 設(shè)備類型 機(jī)床 農(nóng)業(yè)機(jī)械或中型工程機(jī)械 液壓機(jī)、重型機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械 磨床 組合機(jī)床 龍門刨床 拉床 工作壓力P/（ MPa） ~ 3~5 2~8 8~10 10~16 20~32 其中，單個液壓缸的最大作用力： NgmGF 1 6 5 0 02 0 0 022 m a xm a x ?????? ? 由式（ ）可知： mmpFD 1 65 0044 6m a x ???? ????? ?? 表 缸筒內(nèi)徑尺寸系列（ GB/T23481993） 8 10 12 16 20 25 32 40 50 63 80 （ 90） 100 （ 110） 125 （ 140） 160 （ 180） 200 （ 220） 250 （ 280） 320 （ 360） 400 （ 450） 500 注：括號內(nèi)數(shù)值為非優(yōu)先選用者 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 23 取油缸內(nèi)徑 63?d mm。 活塞桿直徑也可以按其工作時的受力情況由如表 初步選取。 液壓缸的壁厚一般是指缸筒結(jié)構(gòu)中最薄處的厚度。起重運(yùn)輸機(jī)械和工程機(jī)械的液壓缸，一般用無縫鋼管材料，大多屬于薄壁圓筒結(jié)構(gòu)，其壁厚按薄壁圓筒公式計(jì)算 ： ][2?? Dpy? （ ） 式中 ?——液壓缸壁厚； D ——液壓缸的內(nèi)徑； yp ——試驗(yàn)壓力，一般取最大工作壓力的（ ～ ）倍； ][? ——缸筒材料的許用應(yīng)力。缸體外形長度還要考慮到兩端端蓋的厚度。柱塞泵最大特點(diǎn)是油壓高（油壓范圍16～ 35MPa），且在最低轉(zhuǎn)速下仍能產(chǎn)生全油壓，固可縮短舉升時間。 代入式（ ） 則： 21 6 5 0 010 266m a x ???????????? AFP MPa 油泵理論流量的計(jì)算 tVQT ???? ??60 L/min （ ） 式中： V? ——油缸最大工作容積（ m3），按下式計(jì)算： 320m a x 104)( ????? dSSV ?L （ ） maxS 、 0S 、 d 的單位均為 m； 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 26 t ——舉升時間， (S)； ?? ——液壓泵容積效率 ?? =~。 油箱與油管的計(jì)算與選型 油箱容積的計(jì)算 一般要求油箱容積 V 不得小于全部工作油缸工作容積 V? 的三倍，即： VV ???3 則： 0233 62 ????????? ?VV △ L 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 28 取 4?V L 油管內(nèi)徑的計(jì)算 由 326 10460 10 ????? VdQ T ? （ ） 即： 103 ?? VQd T （ ） 式中： TQ ——油泵理論流量， (L/min)； V ——管路中油的流速；高壓管路中油的流速 ?1V ；低壓管路中油的 流速 12?V m/s。常見的取力方式可分類如下： ? ??????????????????????????????分動器取力傳動軸取力從倒檔齒輪取力軸取力從從中間軸末端取力從中間軸齒輪取力上置式軸取力從變速器取力從飛輪后端取力從前端取力發(fā)動機(jī)取力取力方式分類 從發(fā)動機(jī)前端取力的特點(diǎn)是采用液壓傳動，適合于遠(yuǎn)距離輸出動力。 從變速器 I 軸取力的布置方案又稱變速器上置式方案。設(shè)計(jì)時應(yīng)使用可伸縮的附件傳動軸與其相連，并應(yīng)注意動平衡與隔振消振。其基本參數(shù)有取力器總速比、額定輸出轉(zhuǎn)矩、輸出軸旋向以及結(jié)構(gòu)質(zhì)量等。最基本的性能參數(shù)計(jì)算包括動力性計(jì)算、經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性計(jì)算。 從發(fā)動機(jī)銘牌上知道該發(fā)動機(jī)的最大輸出功率