【文章內(nèi)容簡介】 此本文只對(duì)多功能清洗車車進(jìn)行改裝設(shè)計(jì)。 具體設(shè)計(jì)包括以下內(nèi)容。 （ 1） AUTO CAD的運(yùn)用：從未完成過整車的繪制，軟件熟練程度不夠。 （ 2）二類底盤的選擇。 （ 3）清洗水罐的選擇。 （ 4）清洗管路系統(tǒng)（高、低壓）的選擇。 （ 5）二類底盤的計(jì)算。 (6)清洗水罐的設(shè)計(jì)。 (7)清洗管路系統(tǒng)（高、低壓）的設(shè)計(jì)。 (8)交通設(shè)施等清洗作業(yè)平臺(tái)設(shè)計(jì)。 (9)清洗管路的設(shè)計(jì)。 (10)軸荷的合理分配：如何正確的分配軸荷使之符合使用的要求。 (11)對(duì)各種結(jié)構(gòu)件及整車性能的分析計(jì)算。 設(shè)計(jì)時(shí)盡量滿足以下六點(diǎn) ： （ 1）要增加功能：要求在原有的灑水車基礎(chǔ)上增加多功能清洗車的功能 如高壓清洗 ，高空清洗等。 （ 2）為節(jié)能的要求改進(jìn)清洗管路的結(jié)構(gòu) , 盡量減少每噸水清洗時(shí)的 能量需用； （ 3）降低車輛的自重 , 增加車輛的載重 , 設(shè)計(jì)大容量的重載車輛； （ 4） 提高車輛結(jié)構(gòu)性能 , 適應(yīng)各種天氣，路面裝置的清洗 的要求。 （ 5）降低車輛的改裝成本 （ 6）盡量使清洗機(jī)構(gòu)操作簡單易于使用 8 第 2章 方案設(shè)計(jì)分析與整車總布置 方案的設(shè)計(jì)與分析 常見的高壓清洗車車有圓形罐體、方形罐體、橢圓形罐體等。 多功能清洗車罐體結(jié)構(gòu)如圖 所示。為了保證罐體承受 的工作壓力，罐體結(jié)構(gòu)由受力良好的的圓筒及普通封頭構(gòu)成。因?yàn)楣ぷ鹘橘|(zhì)只有水而且工作液力很小，所 以與其他結(jié)構(gòu)的罐體相比較，節(jié)約了材料和成本，可節(jié)約鋼材 左右，容積利用率大于 95%。所以此設(shè)計(jì)采用此種罐體結(jié)構(gòu)。 圖 多功能清洗車 整車總體布置 水罐罐體的布置及副車架外型尺寸的確定 為使前后軸荷分配合理，整車質(zhì)量分配均勻，車輛重心低穩(wěn)定性高，罐體的位置為封頭前端面距駕駛室前端 3200mm 處，底面與副車架接觸，副車架外型尺寸為 3880? 860? 250mm，材料型號(hào)為 20 的熱軋槽鋼（ GB/T7071988）。 清洗裝置的選取與布置 目前 , 在清洗車行業(yè)有多種清洗裝置。清洗的型式目前國內(nèi)常見的有 ： 高壓清洗，低壓清洗，高低壓清洗。本次多功能清洗車的改裝設(shè)計(jì)采用的是高壓清洗，即通過高壓水泵給水一定的壓力來完成各項(xiàng)清洗任務(wù)，如清洗墻壁、護(hù)欄、隔離墩、廣告牌、路燈，路邊緣等公共設(shè)施。也可以用前后底盤下方的鴨型噴嘴來完成對(duì)路面的清洗和降溫，還可以通過高壓水炮來完成澆灌、救火等其他專項(xiàng)任務(wù)。 其中國內(nèi)很多專用車生產(chǎn)廠家都采用這 種結(jié)構(gòu)方式 ， 如東風(fēng)多利卡高壓清洗車、中聯(lián)重科的 ZLJ5250GQX清洗車 、東風(fēng)金霸 EQ1051TJ35D3高壓清洗車等都在國內(nèi)外取得了良好的銷量。 9 1．結(jié)構(gòu)組成 多功能高壓清洗車主要是由二類底盤、上裝副車架、罐體支承座罐體等組成 , 結(jié)構(gòu)非常簡單。 2．結(jié)構(gòu)性能優(yōu)點(diǎn) （ 1） 整車重心低 , 行車穩(wěn)定性好 , 只要后擋不干涉 , 副車架縱梁可以做得很低 , 最小可以與載貨車相同。其結(jié)構(gòu)簡單、罐體底面可與支承座的閉合高度可以很小 , 整車穩(wěn)定性好； （ 2）在其他專用車設(shè)計(jì)中經(jīng)常會(huì)發(fā)生機(jī)構(gòu)與底盤橫梁干涉 , 從而需對(duì)底盤橫梁改制 ,很麻煩。而高壓清洗車則不必考慮上裝與底盤干涉的問題 ,因而設(shè)計(jì)者不必再費(fèi)勁地做很多的校核圖了 ,大大地提高了產(chǎn)品的開發(fā)速度； （ 3）現(xiàn)在的用戶對(duì)清洗車功能要求越來越多，清洗車的裝置也較原來較多 ,傳統(tǒng)的灑水車無法達(dá)到當(dāng)代人的清洗要求 ,所以整車的裝載質(zhì)量提高了對(duì)底盤的壓力也增大是整車的軸荷增加； （ 4）傳統(tǒng)的灑水車一般采用低壓工作 , 多功能高壓清洗車采用高壓工作。這種機(jī)構(gòu)的清洗車對(duì)液壓元件的抗壓力要求非常高。所以要選擇適當(dāng)?shù)囊簤涸挂簤涸粫?huì)因壓力過高而損壞 , 液壓系統(tǒng)的使用壽命更長 , 液壓系統(tǒng)的故障比很低 ； （ 5）結(jié)構(gòu)簡單 , 安裝維護(hù)較方便。多功能高壓清洗車只有車后方的與車上方的高壓水炮以及車前后端的鴨型噴嘴與霧化裝置組成，而切都是可拆卸維護(hù)的，操作簡單。 隨著技術(shù)發(fā)展，近幾年來對(duì)環(huán)境的保護(hù)要求越來越大所以清洗車的需求必不可少，其中的代表是已國產(chǎn)的中聯(lián)重科清洗車，其成本也趨于合理?；谝陨蟽?yōu)點(diǎn)并參考國內(nèi)外同類產(chǎn)品，本設(shè)計(jì)采用后、上水炮高壓清洗，前后噴嘴噴灑消毒清潔，前霧化裝置降溫防塵。水炮與焊在副車架與主車架上的鐵欄桿焊接固定，其罐體支承座與副車架連接，罐體再坐在多個(gè)支撐座上保持不動(dòng)。 二類底盤選型 二類底盤初選 根據(jù)上裝罐體尺寸參數(shù)及產(chǎn)品日常使用維護(hù)保養(yǎng)方便，再綜合考慮產(chǎn)品造價(jià)，初步選擇東風(fēng)牌 EQ1180KJ型二類地盤，其詳細(xì)參數(shù)如表 。 考慮到動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性及滿足環(huán)保法規(guī)的要求，發(fā)動(dòng)機(jī)選用東風(fēng)康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司生產(chǎn)的 ISBE18530 型柴油增壓發(fā)動(dòng)機(jī)，其參數(shù)見表 。變速器選擇 DF6S650，六檔手動(dòng)變速器 ，該采用雙桿遠(yuǎn)距離操縱，傳動(dòng)比見表 。 10 表 東風(fēng) 1108KJ參數(shù) 外型尺寸 (長 ? 寬 ? 高 )(mm) 697524622690 車架可用長度 （ mm） 4762 總質(zhì)量 (Kg) 10500 整備質(zhì)量 (kg) 4300 額定載質(zhì)量 (kg) 10500 接近角 /離去角 (176。) 25/18 前懸 /后懸 (mm) 1205/1820 軸距 (mm) 3950 軸數(shù) 3 最高車速 (km/h) 90 發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào) ISBE185 30 發(fā)動(dòng)機(jī)功率 (kw) 136 發(fā)動(dòng)機(jī)排量 (L) 發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)商 東風(fēng)康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司 底盤依據(jù)標(biāo)準(zhǔn) GB38471999 GB1769120xx第二階段 輪胎 二類底盤裝載質(zhì)量的初步校核 東風(fēng) EQ1108KJ 裝載質(zhì)量為 10500kg，由于罐體材料 Q235 碳素鋼鎮(zhèn)靜鋼板的密度為 7 800 kg/m3，需用應(yīng)力 113MP 則罐體直段質(zhì)量 m1 。 因?yàn)?V=4m ab4π?A 取 L=3000mm， a=850mm， b=525mm 所以： 021 ]3/)([ VLLLAV ???? V —— 罐體 容積 A —— 罐體截面面積 L —— 罐體直線段長度 a/b——橢圓形罐體長短軸長度 1L / 2L ——封頭深度 0V —— 罐體內(nèi)附件的總體積 mmcDiPc )]( 2 [ t ????? ??? 壁 根據(jù)罐體最小厚度標(biāo)準(zhǔn)不足 6mm均按 6mm 取值。由于封頭厚度與罐體壁厚一樣所以取 6mm， 11 Pc——計(jì)算壓力（ MP） Di——圓柱筒體內(nèi)直徑（ mm） t][? ——材料的需用應(yīng)力（ MP） ? ——焊縫系數(shù) C ——壁厚附加量（ mm） 則整個(gè)罐體的質(zhì)量 )2( 121 ?? ??????? ALLmmM ? = 初步計(jì)算裝載質(zhì)量為 4000kg+=，還有其他輔助裝置如人臺(tái)、梯子、水炮、操縱箱等共約 5t 東風(fēng) EQ1080KJ 二類底盤滿足要求。 表 發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)表 名稱 符號(hào) 數(shù)值與單位 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 emP 191kw 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速 pn 2 400r/min 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 emT 1 025Nm 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速 tn 1 500 r/min 車輪動(dòng)力半徑 dr m 車輪滾動(dòng)半徑 r 主減速比 oi 汽車列車迎風(fēng)面積 DA 8 汽車滿載列車總質(zhì)量 am 10500kg 表 變速器傳動(dòng)比 一檔 二檔 三檔 四檔 五檔 六檔 高壓清洗車技術(shù)參數(shù)確定 多功能高壓清洗車 配置高壓水泵工作并裝有 高壓清洗車具 如高壓水炮、鴨型噴嘴、霧化裝置等。 有壓力高、節(jié)約水、作業(yè)時(shí)間長、清洗效果好的特點(diǎn) 。 清洗車技術(shù)參數(shù)如 下表： 12 表 名稱 單位 數(shù)值與單位 高壓泵壓力 P 1619Mpa 流量 Q 8m3/h 膠管長度 L 60m 卷管力 卷F 1800 N 膠管內(nèi)徑 ? 19 mm 卷管速度 V 025m/min 孔夾角度 5176。， 25176。 推進(jìn)力 T ? 180 N 噴水家清洗寬度 W m 噴水架偏轉(zhuǎn)角 30176。 最高清洗水壓 CP 9 Mpa 清洗水流量 1Q 120 L/min 噴霧流量 2Q 120 L/min 清洗寬度 W ≥ 16 m 水槍射程 S ≥ 38 m 性能特點(diǎn) 具有獨(dú)立的高水路系統(tǒng)，采用副發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)取力器帶動(dòng)高壓水泵及工作裝置液壓系統(tǒng)。高壓清洗速度可任意控制； 1 高壓水泵傳動(dòng)通過轉(zhuǎn)速傳感，實(shí)現(xiàn)水泵超速自動(dòng)報(bào)警保護(hù)； 2 水罐設(shè)有低水位傳感報(bào)警系統(tǒng)，無水時(shí)自動(dòng)報(bào)警，防止水泵缺水損壞； 3 水罐內(nèi)壁采用先進(jìn)工藝，噴鋅合金防腐處理，不銹蝕，可用于運(yùn)送飲用水（可選裝不銹鋼水罐）； 4 電、液、氣集中控制，整車具有良好的人機(jī)操作界面，操作方便靈活 ，駕駛員可在配備冷暖空調(diào)的駕駛室內(nèi)完成 5 各種動(dòng)作的操作，減輕了駕駛員的勞動(dòng)強(qiáng)度，更加安全、舒適； 6 采用獲國家專利的高壓水路控制裝置，當(dāng)高壓水泵起動(dòng)及工作水閥切換時(shí)，水泵卸荷閥自動(dòng)開啟，消除了對(duì)水泵的沖擊，大大提高了高壓水泵的使用壽命； 7 采用國際名牌高壓水泵，性能可靠，使用壽命長，可確保清洗效果 , 進(jìn)口噴嘴，射流穩(wěn)定，壓力損失小；采用遠(yuǎn)射程不銹鋼水槍； 13 8 采用模塊式組合設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)多種清洗功能及輔助工作功能，一機(jī)多用： （ 1） 噴水架清洗寬度 ，可任意控制，當(dāng)伸縮噴桿收縮時(shí)，可實(shí)現(xiàn)雙重水流強(qiáng)化清 洗，適用于清洗道路、廣場、機(jī)場、港口碼頭、高速公路等； （ 2）左、右角噴適用于清洗路緣、護(hù)欄隔離帶、人行道； （ 3） 高壓噴槍清可清洗路標(biāo)、廣告牌等 。 （ 4） 噴霧系統(tǒng)，可以噴霧降塵、調(diào)節(jié)空氣濕度及噴灑空氣消毒劑； （ 5） 具有獨(dú)有的前灑（水）、后沖裝置，可實(shí)現(xiàn)大水量沖洗和灑水降溫。水槍及綠化澆灌裝置（選裝），可用于輔助消防及道路綠化帶澆灌。 （ 6） 隔噪墻清洗機(jī)構(gòu)，適用于沖洗城市高架路隔噪墻； (選裝 ) （ 7）道路標(biāo)線清洗機(jī)構(gòu)；適用于清洗道路標(biāo)線； (選裝 ) （ 8） 帶自動(dòng)噴槍的噴水架（選裝），可在駕駛室內(nèi)操 縱噴槍清洗路面局部嚴(yán)重污漬 。 （ 9） 護(hù)欄清洗刷，適用于清洗高速公路及城市道路護(hù)欄； (選裝 ) （ 10） 液壓升降平臺(tái)，適用于清洗及維護(hù)城市道路及公路的空中設(shè)施； (選裝 ) （ 11）推雪鏟，適用于道路除雪。 (選裝 ) （ 12） 自吸功能。 (選裝 ) 本章小結(jié) 本章對(duì)整體設(shè)計(jì)方案進(jìn)行了分析對(duì)比，確定了水罐罐體的形式、尺寸參數(shù)、裝載質(zhì)量及制造材料，以及高壓清洗的輔助裝置的布置。選定了專用車的二類底盤，并詳細(xì)介紹了二類底盤及動(dòng)力總成的參數(shù)，為下一步整車總布置做好準(zhǔn)備。 14 第 3章 水罐及 清洗裝置設(shè)計(jì)計(jì)算選型 水罐外形尺寸設(shè)計(jì) 初步確定罐體尺寸及材料 根據(jù)任務(wù)書要求，需設(shè)計(jì)水罐容積 4t 的多功能高壓清洗車。結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際中清洗車水管的比例，初步設(shè)計(jì)罐體為長 3 000mm，長軸 1700mm，短軸 1050mm 的橢圓柱形密封容器。其兩端封頭為對(duì)稱的與壁厚相等的，設(shè)計(jì)依據(jù)《及《 GB1501998 鋼制壓力容器標(biāo)準(zhǔn)》。參考國內(nèi)外同類產(chǎn)品及材料性能，罐體及封頭材料選擇 Q235 號(hào)碳素鋼鎮(zhèn)靜鋼板，其中壁厚與封頭處材料厚 6mm,。罐體尺寸如圖 所示。 圖 罐體尺寸參數(shù) 罐體參數(shù)計(jì)算 （ 1）橢圓柱罐體容積 V（ m3） V=2AL ab4π?A () 式中 ： A——橢圓柱筒體內(nèi)截面積（ m2） L——圓柱筒體長度的 1/2（ m） V=2AL = m3 東風(fēng) EQ1108KJ 裝載質(zhì)量為 10500kg，由于罐體材料 Q235 碳素鋼鎮(zhèn)靜鋼板的 密度為 7 800 kg/m3，需用應(yīng)力 113MP 則罐體直段質(zhì)量 m1 。 15 因?yàn)?V=4m ab4π?A 取 L=3000mm， a=850mm， b=525mm 所以： V=A[L+(L1+L2)/3]V0 V —— 罐體容積 A —— 罐體截面面積 L —— 罐體直線段長度 a/b——橢圓形罐體長短軸長度 L1/L2——封頭深度 V0 —— 罐體內(nèi)附件的總體積 mmcDiPc )]( 2 [ t ????? ??? 壁