【文章內(nèi)容簡介】 總體性能參數(shù)計算、校核 完成裝配圖 撰寫設計說明書 現(xiàn)狀調查，收集資料 7 第 2 章 臂架式清障車的 參數(shù)確定 臂架式清障車的 底盤的選取 與型號的確定 臂架式清障車的底盤的選取 臂架式 清障車是專用車的一種 ，而 專用車性能的好壞直接取決于專用汽車底盤的好壞，通常專用車 輛所采用的基本底盤按結構分可分為二、三 類底盤。二類底盤是在整車基礎上去掉貨廂，三類底盤是從整車上去掉駕駛室與貨廂 。本設計是在二類底盤的基礎上進行改裝設計。 一般專用改裝車輛在選用底盤時應滿足下述要求： （ 1）適用性 ： 對于專用改裝車底盤應適用于專用汽車特殊功能的要求，并以此為主要目標進行改裝造型設計 。 （ 2）可靠性 ： 所選用汽車底盤要求工作可靠，出現(xiàn)故障的幾率少，零部件要有足夠的強度和壽命；且同一車型各總成零部件的壽命應趨于平衡 。 （ 3）先進性 ： 應使用整車在動力性、經(jīng)濟性、操縱穩(wěn)定性、行駛平順性及通過性等基本性能指標和功能方面達到同類車型的先進水平的汽車底盤；而且在專用性能上要滿足國家或行業(yè)標準的要求 。 （ 4）方便性 ： 所選用的底盤要便用于安裝、檢查保養(yǎng)和維修，處理好結構緊湊與裝配調試空間合理的矛盾 。 除了上述主要要求外，還有兩個方面 值得注意 ， 一是汽車底盤價格，它是專用汽車購置成本中很大的部分，一定要考慮到用戶可以接受。這也涉及到專用汽車產(chǎn)品能否很快的占有市場，企業(yè)能否增加效益問題。二是汽車底盤供貨要有來源，所選用的底盤在市場上必須具有一 定的保有量 [8]。 臂架式清障車的底盤型號的確定 專用汽車底盤的選擇主要是根據(jù)專用汽車的類型、用途、裝載質量、使用條件、專用汽車的性能指標、專用設備或裝置的外形、尺寸、動力匹配等決定，目前，幾乎80%以上的專用車輛采用二類底盤進行改裝設計。采用二類汽車底盤進行改裝設計工作重點是整車總體布置和工作裝置設計，對底盤僅作性能適應性分析和必要的強度校核，以確保改裝后的整車性能基本與原車接近 [9]。 清障車是一種專項作業(yè)的汽車。 汽車底盤的性能決定了清障車的基本性能 ， 最大限度地發(fā)揮底盤的能力及底盤能夠滿足專 用裝置的要求是底盤選擇的關鍵。清障車是8 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。國產(chǎn)底盤可供選擇的品種很多，如東風、解放、慶鈴、江鈴、依維柯、江淮、黃河、躍進、斯太爾、北方奔馳等知名品牌均可做為清障車的底盤。進口底盤五十鈴、日野、 UD、沃爾沃、福來納、萬國等都適合國內(nèi)清障車的改裝。另外 ， 隨著清障車市場的不斷擴大及設計的規(guī)范化，可考慮設計專 用底盤。 表 底盤性能對比列表 解放 東風 紅巖 適用性 適用于各類載重貨車及專用汽車特殊功能的要求 適用于各類載重貨車及專用汽車特殊功能的要求 適 用于各噸位載重貨車的改裝設計要求以及部分專用車輛的特殊要求 可靠性 工作可靠，出現(xiàn)故障的幾率少，零部件要有足夠的強度和壽命 工作性能好，故障率低，零部件要有足夠的強度和壽命 性能可靠，出現(xiàn)故障率低，各部件要有足夠的強度 先進性 動力性、經(jīng)濟性、行駛平順性及通過性等基本性能指標和功能方面達到同類車型的先進水平 動力性、經(jīng)濟性、操縱穩(wěn)定性等基本性能指標和功能方面達到同類車型的先進水平 動力性、經(jīng)濟性、行駛平順性及通過性等基本性能指標和功能方面略低于同類車型 方便性 安裝、檢查保養(yǎng)和維修方便，結構緊湊 安裝 、檢查保養(yǎng)和維修方便，結構緊湊 安裝、檢查保養(yǎng)和維修方便，結構緊湊 價格 較便宜 便宜 便宜 供貨來源 市場擁有量多 市場擁有量多 市場擁有量較多 常見噸位 各種噸位車型 各種噸位車型 輕、中型載貨車型 通過技術經(jīng)濟分析 ， 如果開發(fā)專用底盤 ， 雖有布置更加靈活、結構更趨合理的優(yōu)點 ， 但所需資金投入太大 ， 研制周期也太長。鑒于市場對清障車的需求 ， 而且利用定型的二類底盤還有質量性能穩(wěn)定和成本較低的優(yōu)勢。 經(jīng)過實際調研和上網(wǎng)搜集各類底盤及其技術參數(shù)相關方面的資料 ， 并結合本次改裝設計專用車的用途、最大裝載質量、9 使用 條件、專用汽車的性能指標、專用設備或裝置的外形、尺寸、動力匹配、成本等各方面的綜合要求 ， 不難發(fā) 現(xiàn) ， 在進行小規(guī)模的輕、中型載貨汽車或專用車輛改裝制造時 ， 選用 東風 系列底盤相對較合理。所以選擇 CA1160P9K2L3E 底盤作為本次道路清障汽車道路清障車的底盤 ， 針對我國目前定型車的類型和所開發(fā)清障車的特點 ， 經(jīng)過各方面的分析和比較 ， 最終確定采用 CA1160P9K2L3E 型底盤。 其主要技術參數(shù)見下表 。 表 底盤技術參數(shù)列表 底盤型號 CA1160P9K2L3E 外型尺寸（長寬高）（ mm） 868523492675 總質量（ kg） 16000 整備質量（ kg） 4750 軸距（ mm） 5050 接近角 /離去角（176。） 26/13 最高車速（ km/h） 90 軸荷（ kg） 6000/10000 輪胎規(guī)格 前輪距 /后輪距（ mm） 1800/1800 輪胎數(shù) 6 前懸 /后懸（ mm） 1330/2305 — — 臂架式清障車主要參數(shù)的 選取 臂架式清障車主要尺寸參數(shù)的選取 整車主要尺寸參數(shù)包括外廓尺寸、軸距、輪距、前懸和后懸。 外廓尺寸即指整車的長、寬、高，由所選 的 汽車底盤及工作裝置確定，但最大尺寸要滿足法規(guī)要求 。 GB15892021《道路車輛外廓尺寸、軸荷及質量限值》明確規(guī)定：車高不超過 4m，車寬（不包括后視鏡）不超過 ，對于專用作業(yè)車輛車長限值不適用。 所以該臂架式清障車車寬選取為 2400mm。 軸距、輪距的選擇，由于是選的現(xiàn)有的定型二類底盤，在滿足清障車性能前提下一般不作更改。 所以該臂架式清障車的軸距為 5050mm， 其 前、后輪距均為 1800mm。 汽車的前、后懸直接限制汽車的接近角和離去角，影響通過性能前懸長度與駕駛室、發(fā)動機、轉向器、前保險杠等總成布置 有關。后懸應滿足車輛離去角和軸荷分配的要求，同時還要滿足有關標準的規(guī)定，清障車后懸不得超出軸距的 倍，絕對值不大于 。在實際改裝過程中，后懸變動比較多。 要尺寸參數(shù)原則上應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。常見二類底盤機構如圖 所示。 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上進行改裝而成 。 10 圖 常見二類底盤 臂架式清障車主要質量參數(shù)的選取 對裝載質量，要考慮以下兩方面 ： （ 1） 用途 和使用條件：如對于貨流大，運距長的運輸，則宜采用大 噸位的車輛，以便于提高生產(chǎn)率、降低成本；爾對于貨流多變、運輸距離短的運輸，則宜采用中、小噸位車輛 。 （ 2） 合理分級 ：在裝載噸位級別上，要分布合理，以利于專用車產(chǎn)品系列化、通用化合標準化。 本次設計初選 最大 裝載 質量 5000?em kg。 所謂整備質量是指專用汽車帶有全部工作裝置及底盤所有的附屬設備，加滿油和水，但未載人和貨物時的整車質量。整備質量是一個重要的設計指標，對運輸型專用汽車的動力性和經(jīng)濟性有很大影響。據(jù)估計，載重汽車整備質量減少 10%，可使經(jīng)濟性提高 %。因此從設計 原則上講，應減少整備質量，盡量采用輕質金屬材料和非金屬材料材料，減少原材料消耗，降低制造成本。當然整備質量在設計時要受到一些條件得制約，如車輛使用的公路條件、原材料質量、制造工藝水平等，這些方面都要綜合考慮。 本次設計 所選汽車底盤質量為 4750kg， 副車架質量約為 750kg， 其他全部工作裝置質量約為 4500kg，所以 初選整備質量 約為 100000 ?mkg。 所謂總質量是指專用汽車裝備齊全，滿載（規(guī)定值）貨物及成員質量。其計算式可表達為： am= pe mmm ?? 0 () 11 1519540265100005000 ?????? kg 式中： pm ——成員質量 ， （ kg）。按座位數(shù)計算， 65kg/人。 汽車的軸荷分配是指汽車在空載或滿載狀態(tài)下，各車軸對支撐平面的垂直載荷，可以用載荷的絕對數(shù)值表示（單位： kg），也可以用占空載或滿載總質量的百分比來表示。影響和決定軸荷分配的因素主要包括以下幾個方面： （ 1） 設計軸荷必須符合國 家標準規(guī)定的車輛最大允許軸荷限值； （ 2） 從輪胎磨損均勻和使用壽命相近考慮，每個車輪的載荷應相差不大； （ 3） 為了保證汽車有良好的動力性和通過性，希望驅動橋應有足夠大的載荷，從動軸載荷可以適當減小。 （ 4） 為了保證汽車的操縱穩(wěn)定性，希望轉向軸的載荷不要太小。 根據(jù)以上參數(shù)選取原則，所以最終確定該臂架式清障車的主要參數(shù)見表 表 臂架式清障車 參數(shù)列表 底盤型號 CA1160P9K2L3E 外型尺寸（長寬高）（ mm） 868523493356 總質量（ kg） 15195 整備質量（ kg） 10000 軸距（ mm） 5050 接近角 /離去角（176。） 26/13 最高車速（ km/h） 90 軸荷（ kg） 6000/10000 輪胎規(guī)格 前輪距 /后輪距（ mm） 1800/1800 輪胎數(shù) 6 前懸 /后懸（ mm） 1330/2305 — — 本章小結 本章主要進行道路清障車參數(shù)的選取。首先根據(jù)任務書設計參數(shù)要求，查詢選取所需底盤的主要設計參數(shù)，查詢各牌號對應的底盤；然后將現(xiàn)有滿足設計參數(shù)要求的各種底盤進行對比，通過比較他們的適用性、可靠性、先進性、方便性、價格以及供貨 來源等各方面因素選擇比較 適 用的底盤；綜合各方面情況最后選用 東風牌CA1160P9K2L3E 載貨汽車底盤 作為本次道路清障車的底盤。 再根據(jù)已知底盤參數(shù)和設計任務書要求及相關法律要求，在滿足該臂架式清障車作業(yè)要求和二類底盤基本性能的前提下，最終確定本臂架式清障車的主要參數(shù)。 12 第 3 章 臂架式清障車的總體設計 臂架式清障車的總體設計思想 在臂架式清障車設計之前，我們經(jīng)過對有關資料的收集和分析。根據(jù)目前我國的實際情況，確定如下設計原則 ： （ 1） 既可在高等級公路上使用，也可在城市道路中使用，且適宜救援的車輛 范圍應盡量寬一些； （ 2） 合理地選擇底盤及有關總成， 同時盡量避免變動汽車地盤各總成的位置，確保各總成之間的匹配和整車性能； （ 3） 整車結構布置合理， 應避免工作裝置的布置對車架造成集中載荷 ； （ 4） 車輛運行機動靈活，工作可靠，功能齊全，附件裝夾迅速，操作使用方便； （ 5） 為便于車輛的維修，結構設計要最大限度地貫徹“標準化、系統(tǒng)化和通用化 ； （ 6） 符合國家、行業(yè)的有關標準和法規(guī) 。 道路 清障車的總體設計 方案的分析確定 道路清障車結構方案 方案一固定軸荷式牽引型清障車 。 清障車牽引舉升裝置的操作過 程主要包括 ： 牽引鉸盤 2 靠油馬達帶動鋼絲繩來拖拽作業(yè)對象 ； 可升降的變幅臂 4 通過舉升油缸 5 的升降來托起或放下被拖車輛 ， 支撐架 3 防止因液壓系統(tǒng)泄漏而使變幅臂在運行途中下降，折疊臂 7 鉸接在變幅臂的下端，帶動伸縮臂 8 和車輪托叉 9 作收起與放下動作。整個操作過程靠多路換向閥 6 控制，如圖 所示 。 1 清障車 、 2 牽引鉸盤 、 3 支撐架 、4 變幅臂 、 5 舉升油缸 、 6 多路換向閥 、 7 折疊臂 、 8 伸縮臂 、 9 車輪托叉 、 10 被拖車輛 。 其缺點是 ： 由于被拖車輛 10 的部分重量懸置在清障車 1 的后部，使清障車的后軸荷增加，前軸荷減少，即使拖拽較輕的車輛就接 近甚至超過清障車后軸額定負荷，從而限制了清障車拖拽能力的充分發(fā)揮，而且還會因前軸負荷的減輕進而使清障車轉向操縱性能惡化。如果在前軸上加 配 重塊，又會使清障車在不拖拽作業(yè)時轉向沉重 [10]。 方案二臂架起重機型清障車。 臂架起重機型清障車 （ 簡稱臂架式清障車 ） 是清障車中最主要的一種類型如圖 ，占全部清障車的 90%以上。臂架式清障車是在一類通用汽車底盤上駕駛室之后，縱向安裝一臺專用液壓起重臂架，起重臂呈 “之 ”字形，臂根鉸接于車架中部，臂端緊貼車架尾部，極限位置接觸地 面 ， 安上 兩支行程約 500mm 13 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 圖 固定軸荷式油障車作業(yè)示意圖 的舉升油缸控制臂架做以鉸點為圓心的俯仰運動，可實現(xiàn)對事故車輛的托起動作。清障車的起重臂架無須水平回轉，臂架只在通過車輛縱軸線的垂直平而內(nèi)做小范圍的旋轉運動，所以臂架受力簡 單 ，強度要求較低，但應具有較大剛度。由于臂架無回轉要求，整車制造成本大為降低。在臂架末端的擺動臂內(nèi)裝有小油缸驅動的可伸縮叉梁副臂，叉梁副臂外端可安裝叉式拖架等起重屬具，當臂架在舉升油缸驅動下起升時可以方便快 捷地抬起事故車輛的前橋或后橋，固定后即可拖離現(xiàn)場，實現(xiàn)清障目的 [11]。 圖 臂架起重機型清障車 所有臂架式清障車的基本結構是相似的，如果進行分類的話，只能從臂架形狀和是否裝有起重副臂來區(qū)分。在臂架形狀上，輕