【導讀】流通的全過程中，汽車工業(yè)的發(fā)展必然帶動汽車運輸業(yè)的發(fā)展。粉料散裝運輸可以提高運輸效率，節(jié)約運輸費用，降低產(chǎn)品成本，同時。散裝水泥車每運100萬噸水泥可節(jié)約袋裝紙6000噸，不僅節(jié)約了造紙原。料和能源，還節(jié)約了近40萬人的勞動力。我國目前水泥產(chǎn)量已突破2億噸，約外匯方面都有著極其重要的作用。我國水泥產(chǎn)量居世界首位，但散裝率卻。散裝水泥的比例與水泥工業(yè)發(fā)展速度顯得極不協(xié)調，與。方面進行改善和發(fā)展，才能使散裝水泥發(fā)展速度同形勢相適應。泥運輸車也是其中關鍵一項。取力傳動裝置、監(jiān)測儀表及安全裝置等。氣力卸料是將具有一定壓力的壓縮。因此，選擇合適的罐體是一項很重要的工作。本，保證水泥質量。實踐證明，與袋裝水泥搬動相比，其裝卸效率可提高15. 裝事業(yè)得到了蓬勃發(fā)展，但是散裝水泥車的卸料速度直接影響著運輸效率，體呈傾斜狀態(tài)，粉料在重力作用下自動下滑，集中到出料口處后卸出。要，氣卸散裝水泥車將成為散裝水泥車市場上新的寵兒[6]。

　　

【正文】 用汽車的行駛速度 (km/h） ； 0f —— 滾動阻力系數(shù)中的常數(shù)項； k—— 比例系數(shù)。 對于 型輪胎，查表得 0f = k= 此時滾動阻力系數(shù)可以表示為： 0 .0 1 1 0 .0 0 0 2 2fv?? 則滾動阻力為： cosfaF m gf ?? =? ( ? ） ? 27450cos? fF =(+） cos? (67） 只要知道汽車的坡度角就能計算出滾動阻力。 41 表 62 為車速小于 50km/h 時，部分路面條件下 f 的測量結果。 表 62 各種路面條件下 f 的測量結果 路面類型 F 良好的瀝青或混泥土路面 ～ 一般的瀝青或混泥土路面 ～ 碎石路面 ～ （ 3） 坡道阻力 iF 專用汽車上坡行駛時，整車重力沿著坡道的分力為坡道阻力，其計算公式為： sin 2 6 9 0 1 0 siniaF m g ???? (68） 只要知道坡道的角度就能計算出坡道阻力。 （ 4）空氣阻力 wF 大量試驗結果表明，汽車的空氣阻力與車速 v 的平方成正比，即 D DF C A v? (69） 式中 DC —— 空氣阻力系數(shù)，專用汽車可取為 ～ ； DA —— 迎風面積 ( 2m ） ，可按 A=BH 估算， B 為輪距 (m） ， H 為整車高度 (m） 。 取 DC =， DA =? = 2m ， 則空氣阻力可以由下式計算： D DF C A v? =? ? 2v = 2v (610） （ 5）加速阻力 jF 加速阻力是汽車加速行駛時所需克服的慣性阻力，有： jaF m j?? (611） 式中 j—— 汽車加速度 (m/ 2s ） ； ?—— 傳動系統(tǒng)回轉質量換算系數(shù)。 ? 可按下述經(jīng)驗公式估算： 42 2121 gi? ? ?? ? ? 式中 12??? =～ 。低檔時取上限，高檔時取下限。 可算出各檔位的回轉質量系數(shù)如下表： 表 63 各檔位的回轉質量系數(shù) 檔位 1 2 3 4 5 6 7 ? 7 1 8 8 8 將以上各式的值代入行駛方程 (74） ，可得： 22( ) ( c o s s i n ) 0 . 2 0 4goe e a adiia n b n c m g f v m jr?? ? ? ?? ? ? ? ? ? （ 612） 又因 e i i vn r? (對子午線胎 r = 倍的自由半徑，為 (613） 將式 (） 代入式 (） ，整理后得： 2 12 ( c o s s i n )am j A v B v C C f? ? ?? ? ? ? ? (614)3 3 3 3 40222 2 2 200124 .8 7 5 0 .8 8 ( 1 .2 0 2 5 ) 1 0 0 .2 0 4 0 .2 0 40 .1 4 2 0 .1 4 2 0 .5 1 34 .8 7 5 0 .8 8 0 .3 3 6 70 .3 7 7 0 .3 7 7 0 .5 1 34 .8 7 5 0 .8 8 5 3 4 .3 1269010ggddggddggddai i a iAr r ri i b iBrr ri i c iCrrC m g? ? ?? ? ?? ? ?? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ? ??? ??? ? ? ???? ??? ??? ? ? ???? ? ? ? ????? D= 22 1 0 2( ) 4 ( )B k C A C f C? ? ? 由此可以算得各檔位時的系數(shù) A、 B、 1C 、 2C 和 D 值，計算結果如表 64所列。 43 表 64 各檔位的系數(shù) A、 B、 C C2 和 D 值 檔位 A B 1C 2C D 1 2 3 4 5 6 r 式 (712） 是汽車直線行駛時的驅動力和行駛阻力的平衡方程式，式 (614）則反映了汽車在克服外界及其他阻力之后所具備的加速能力，由此可計算出評價車輛的動力性指 標。 動力性評價指標的計算 衡量汽車動力性能的評價指標有三個，即最高車速、最大爬坡度和加速性能。 （ 1）計算最大加速度 maxj 散裝水泥運輸車在水平地面的加速度計算公式可由式 (612） 變化而得，有： 21 2 01 ()aj A V B V C C f k vm? ??? ? ? ? ??? (615） 散裝水泥運輸車在某一檔位加速過程中的最大加速度可由 ()j f v? 的極值點求出，令： 21 ( 2 )adj A v B k Cd v m?? ? ?=0 得到極值點的車速 0v 為 20 2B kCv A??? (616） 以 (616） 式代入 (615） 式中，可得汽車在該檔時的最大加速度為： 44 221 2 0 4 4 2 7 4 5 0B k C DC C f AA ????? ? ? ??? ??? (617） 由上式可以計算出各檔位的最大加 速度的值如表 所列。 表 65 各檔位的最大加速度 檔位 1 3 4 5 6 7 R maxj （ 2）計算最大爬坡度 maxi 將最低檔（第一檔位）的 A、 B、 1C 和 2C 值代入下式得 2 2124 3 5 5 5 . 7 2 4 ( 2 4 5 . 0 1 ) 2 9 2 9 9 . 4 9 0 . 2 2 74 4 ( 2 4 5 . 0 1 ) ( 1 8 5 8 9 9 . 5 )B A CE AC? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? 將 E 值代入下式 2m a x 0a r c s i n ( 1 )E f E? ? ? ? 2a r c s i n ( 0 . 2 2 7 0 . 0 1 2 1 0 . 2 2 7 )? ? ? ? ?176。 所以得到該車的最大爬坡度 maxi 為： max maxi tg??? （ 3）計算最高車速 maxv 將直接檔的 A、 B、 1C 和 2C 值代入下 式，可得該車的最高車速 maxv ，即： 2m a x ()2B k C Dv A? ? ?? = ? ? 0 ( ) ? ? ? ? ? ???km/h 45 燃油經(jīng)濟性計算 氣卸散裝水泥運輸車的等速百公里油耗可以根據(jù)發(fā)動機的負荷特性或萬有特性來計算。 首先根據(jù)汽車的行駛車速 av 計算出相應的發(fā)動機轉速 en rviin age ? (r/min） (618） 然后由汽車在該車速時的行駛阻力計算出發(fā)動機的轉矩 eT （平坦路面上勻速行駛時， iF =0， jF =0） )()( 200 aDag djig de AvCgfmii rFFii rT ???? ???? (619） 根據(jù) eT 和 en 的計算值，在萬有特性圖上查出有效燃油消耗率eg (g/kwh） ，在利用下式計算百公里燃油消耗量 sQ （ L/100km）： rgTiiQ eegs ?36720? (620） 式中 ?—— 燃油的重度， N/L。 汽油可取 r =～ ； 柴油可取 r =～ 。 隨著車速的不同，各檔位燃油消耗量也不同，下面來計算一下汽車在直接檔時經(jīng)濟速度 (40～ 50km/h） 下的燃油消耗量，代入式 (618） 得 0 ?? ???? rviin age (r/min） 由式（ 619）得 )( 20 aDag de AvCgfmii rT ?? ?? 46 eT 20 . 5 2 0 ( 2 7 4 5 0 9 . 8 0 . 0 0 8 6 0 . 7 6 . 2 0 5 0 ) 1 4 9 . 94 . 8 7 5 1 0 . 8 9 0 . 8 8? ? ? ? ? ? ?? ? ?Nm 由式（ 721）得 ??? ????? rgTiiQ eegs ? L/100km 氣卸散裝水泥運輸車穩(wěn)定性計算 由普通汽車底盤改裝成的專用汽車，其質心位置均較普通貨車為高，其原因是由于副車架或工作裝置的布置，使裝載部分的位置提高了，因此需對整車的靜態(tài)穩(wěn)定性重新進行計算。 對氣卸散裝水泥運輸車，不僅要對運輸狀態(tài)進行穩(wěn)定性計算，對作業(yè)狀態(tài)的穩(wěn)定性也應進行計算，如汽車在高速轉彎和急剎車的過程中，就有縱向或側向失穩(wěn)的可能性。 分析專用汽車的靜態(tài)穩(wěn)定性，首先應計算出整車的質心位置。當氣卸散裝水泥運輸車的總布置基本完成后（見總裝配圖），即可對該車的質心位置進行計算。 計算時可根據(jù)已有的 資料，或利用試驗結果，也可用計算方法來確定專用車各總成的質量及其質心位置坐標，然后按照力矩平衡方程式，求出整車的質心位置。初步估算出質心的高度 h=。 車輛的穩(wěn)態(tài)穩(wěn)定性是指車輛停放或等速行駛在坡道上，當整車的重力作用線越過車輪的支承點 (接地點 ） ，則車輛會發(fā)生翻傾。若整車的重力作用線正好通過支承點，則車輛處于臨界的傾翻狀態(tài)，此時的坡度角稱為最大傾翻穩(wěn)定角 max? 。 另一方面，當車輛停放在坡道或在坡道行駛時，若坡道阻力大于附著力時車輛由于附著力不足而向下滑移，同樣也會 出現(xiàn)失穩(wěn)，其最大滑移角 maxa 僅取決于車輪和路面間的附著系數(shù) ? ，有： ??maxtana （ 621） 由于側翻是一種危險的失穩(wěn)工況，因此，為避免側翻，依據(jù)測滑先于側翻的條件 有： 47 ??hB2 取汽車輪胎和普通混凝土路面間的橫向附著系數(shù) ? =，則專用汽車的最大側傾穩(wěn)定角應大于 28176。 右圖為側向穩(wěn)定的臨界狀態(tài)，有： m a x 2 . 1a r c ta n a r c ta n 2 92 2 1 . 9Bh? ? ? ???? 式中 B—— 輪距 (m） ； 所以汽車的縱向穩(wěn)定性得到保證。圖 61 為汽車的側向穩(wěn)定性圖。 圖 61 向穩(wěn)定性的臨界狀態(tài)圖 本章小結 本章對氣卸 散裝水泥運輸車的動力性以及穩(wěn)定性，燃油經(jīng)濟性等整車性能進行了計算。保證汽車在行駛過程中的安全、穩(wěn)定。 48 結 論 散裝水泥以其顯著的經(jīng)濟效益和社會效益。已在世界范圍內得到迅速發(fā)展，在工業(yè)發(fā)達國家更為突出，其散裝率高達 85％～ 95%。我國水泥產(chǎn)量居世界首位，但散裝率卻很低，約為 %。顯然開發(fā)設計氣卸散裝水泥車有其重要的意義。本設計結合課題的需要設計了一款承載水泥為 20t 噸的氣卸散裝水泥車。其中完成的工作和得出的結論如下： (1）所采用的是市場上新上市二類底盤，動力強 勁，車架強度高，燃油經(jīng)濟經(jīng)濟性較好； (2）選用南京空氣壓縮機有限公司生產(chǎn)的擺桿式無油空壓機，為卸料系統(tǒng)提供充足的無污染壓縮空氣； (3）獨特設計雙錐內傾臥式罐體，有效的降低了整車的質心；整車的性能得到了很好的保障。采用辛卜生（ simpson）原理對罐體的有效容積進行了準確的計算，該原理簡單而便于操作計算。 (4）采用上吸式出料裝置，卸料平順且速率高，卸料高度可以自由調節(jié)，不易產(chǎn)生堵塞； (5）采用滌綸等合成纖維作為流化元件，其表面光滑，易于粉料在其表面流動，降低水泥殘留量，透氣而不漏料，吸濕性和附著力低 ，長期使用性能穩(wěn)定，強度高，耐磨損，耐腐蝕； (6）罐體各部分采用埋弧焊焊接，接合平順，密封性好，毛刺少，對降低粉料的剩余率有利。采用止推板、連接支架有效的保證了罐體總成與半掛車之間橫向和縱