【正文】 工程實踐表明，可用二次三項式來描述汽車發(fā)動機的外特性，即 2e e eT an bn c? ? ? （ ） 式中 ： eT ——發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩 (N﹒ m)； en ——發(fā)動機輸出轉(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 數(shù)值與單位 發(fā)動機最大功率 emP 80KW 發(fā)動機最大功率時的轉(zhuǎn)速 pn 2800r/min 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩 maxeT 300Nm 發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩時的轉(zhuǎn)速 Tn 1400～ 1800r/min 車輪動力半徑 dr 車輪滾動半徑 r 主減速比 0i 汽車迎風面積 A 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 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 傳動比 8 1 動力性計算 發(fā)動機外特性 發(fā)動機外特性是指發(fā)動機油門全開時的速度特性，是汽車動力性計算的主要依據(jù)。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 30 第 5 章 整車性能計算分析 專用汽車性能參數(shù)計算是總體設(shè)計的主要內(nèi)容之一，其目的是檢驗整車參數(shù)選擇是否合理，使用性能參數(shù)能否滿足要求。 根據(jù)所選二類底盤的特點，本次設(shè)計采用從變速器中間軸取力的方式 。 取力器實質(zhì)上是一種單級變速器。 分動器取力布置方案主要用于全輪驅(qū)動的牽引車、汽車起重機等來驅(qū)動絞盤或起重機構(gòu) 。 傳動軸取力方案是將取力器設(shè)計成一獨立結(jié)構(gòu)，設(shè)置于變速器輸出軸與汽車萬向傳動軸之間，該獨立的專用取力裝置固定在汽車車架上不隨傳動軸擺動，也不伸縮。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力，固需改制原變速器頂蓋。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。固此種取黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 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輸車。 取力器設(shè)計 專用車取力總布置方案決定于取力方式。 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（ ）得 ： 66 ??????? t npQN ? KW 液壓絞盤的設(shè)計 系纜部分 表 系纜部分 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 27 額定系纜拉力： 40KN 公稱速度 ： ≥5 m/min 絞盤頭直徑 ： Φ 300mm 液壓馬達部分 表 液壓馬達 部分 馬達 型號 ： IY320xx 額定流量： 2030ml/r 絞盤性能參數(shù)計算 已知：系纜負載 F 工 ＝ 40Kn,纜索直徑 d＝ 13mm，卷筒直徑 D＝ 300mm， 絞盤 工作時的工作壓力 P＝ 2πT103/piη 總 η 效 其中扭力 T＝ F 工 （ D+d） /2 ＝ 2π40（ 300+13） /（ 22030） ＝ ＜ 25MPa （ 液壓馬達效率 η 效 ＝ ） 絞盤工作時需液壓油流量 q＝ ipV0/lη 效 ＝ 20305/(π313) ＝ ＜ 45L/min 液壓馬達的性能計算 由 3 可知，設(shè)計所選液壓馬達滿足本絞盤的使用的要求。 由公式（ ）、（ ） 則： 4 0606062??????????? ?tVQ T ?? L/min 油泵排量的計算 310?? nQq T mL/r （ ） 式中： TQ ——油泵流量， (L/min)； n——油泵額定轉(zhuǎn)速， (r/min)。 油泵工作壓力的計算 AFP ??6max10MPa （ ） 式中： maxF ——油缸最大作用力， (N)； A ——油缸橫截面積， (m2)。中輕型 舉升機構(gòu) 上多采用齒輪泵，常用系列有 CB、 CBX、 CG、 CN 等；重型 舉升機構(gòu) 常采用柱塞泵 。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。一般液壓缸缸體長度不應(yīng)大于內(nèi)徑的 20～ 30 倍。 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 ： 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 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。其值為：鍛鋼： ][? =110～ 120 MPa； 鑄鋼： ][? =100～ 110 MPa；鋼管： ][? =100～ 110 MPa； 高強度鑄鐵： ][? =60 MPa；灰鑄鐵： ][? =25 MPa。 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。從材料力學可 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。 液壓缸壁厚和外徑的計算 液壓缸的壁厚由液壓缸的強度條件來計算。 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 受壓及拉 p≤ 5 d=(～ )D 受壓及拉 5P≤ 7 d=(～ )D 受壓及拉 p7 d= 液壓系統(tǒng)各 液壓缸均采用雙作用單桿活塞缸 ?；钊\動速度受結(jié)構(gòu)的限制，范圍 ～ v1m/s。 由于將油缸工作行程為 520mm，所設(shè)計的滑輪組可以省一半的行程，所以： 2602520 ?＞L mm 表 缸活塞行程系列（ GB/T2341980） 25 50 80 100 125 160 200 250 320 400 500 630 800 1000 1250 1600 20xx 2500 3200 4000 取 L=320mm。根據(jù)液壓系統(tǒng)中油缸的工作特點，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，對密封要求也越高，成本亦隨之上升；根據(jù)機構(gòu)的類型及其工作特點，取 25?P MPa。舉升機構(gòu)油缸選用單級活塞雙作用缸 HSGL63/45E11011000。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。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（可達 35MPa） ,易于安裝布置等 優(yōu)點。通常油缸分為活塞式和浮拄式兩類。油箱設(shè)計時主要考慮油箱的容積、結(jié)構(gòu)、散熱等問題。 油箱 油箱的主要 功用是儲存油液，同時箱體還具有散熱、沉淀污物、析出油液中滲入的空氣以及作為安裝平臺等作用。常見的流量控制閥有節(jié)流閥、調(diào)速閥、溢流閥等。 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。目前，控制液壓油清潔程度的最有效方法就是采用過濾器。 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，液壓油中難免會存在這樣或那樣的污染物，這些污染物的顆粒不僅會加速液壓元件的磨損， 而且會堵塞閥件的小孔，卡住閥芯，劃傷密封件，使液壓閥失靈，系統(tǒng)產(chǎn)生故障。使用溢流閥的系統(tǒng)效率較高。此時，在油路串一液控單向閥，以黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 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。 液控單向閥 的 主要 以下兩種作用 ： （ 1） 保壓作用 當活塞向下運動完成工件的壓制任務(wù)后，液壓缸上腔仍需保持一定的高壓，此時，液控單向閥靠其良好的單向密封性短時保持缸上腔的壓力。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。按控制方式不同，單向閥可分為普通單向閥和液控單向閥兩類。由于齒數(shù)較少 ，其流量脈動比較大，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、補油等輔助泵使用。此外，它的流量脈動大，因而壓力脈動和噪聲都較大。 外嚙合齒輪泵的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，尺寸小，質(zhì)量輕，制造方便，價格低廉，工作可靠，自吸能力強，對油液污染不敏感，維護容易。 緩沖裝置 液壓缸中緩沖裝置的工作原理，是利用活塞或缸筒在其走向行程終端時在活塞和缸筒之間封住一部分油液，強迫它從小孔或細縫中擠出，產(chǎn)生很大的阻力，使工作部件受到制動，逐漸減慢運動速度，達到避免活塞和缸蓋相 互撞擊的目的?；钊话阌媚湍ヨT鐵制造，活塞桿則不論是空心的還是實心的，大多用鋼料制造。半環(huán)式連接結(jié)構(gòu)較復雜，拆裝不便，但工作較可靠。 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。 表 液壓系統(tǒng)的組成 動力部分 控制部分 執(zhí)行 部分 輔助裝置 液壓泵 用以將機械能轉(zhuǎn)化成液體壓力能 有時也將蓄能器作為緊急或輔助動力源 各類壓力、流量、方向等控制閥 用以實現(xiàn)對執(zhí)行元件的運動速度、方向、作用力等的控制，也用于實現(xiàn)過載保護、程序控制等 液壓缸、液壓馬達等 用以將液體壓力能轉(zhuǎn)換成機械能 管道、蓄能器、過濾器、油箱、冷卻器、加熱器、壓力表、流量計等 液壓缸的組成 缸筒和缸蓋 一般地說，缸筒和缸蓋的結(jié)構(gòu)形式和其使用的材料有關(guān)。但從結(jié)構(gòu)組成和性能特點看，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)。 表 液壓系統(tǒng)的類型和特點 液壓系統(tǒng)的類型 特點 按主要用途分 液壓傳動系統(tǒng) 以傳遞動力為主 液壓控制系統(tǒng) 注重信息傳遞，以達到液壓執(zhí)行元件運動參數(shù)（如行程速度、位移量和位置、轉(zhuǎn)速或轉(zhuǎn)角）的準確控制為主 開關(guān)控制系統(tǒng) 系統(tǒng)由標準的或?qū)Ｓ玫拈_關(guān)式液壓元件組成，執(zhí)行元件運動參數(shù)的控制精度較低 私服控制系統(tǒng) 傳動部分或控制部分采用液壓伺服機構(gòu)的系統(tǒng)，執(zhí)行元件的運動參數(shù)能夠精確控制 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 19 按控制方法分 比例控制系統(tǒng) 傳動部分或控制部分采用電液比例元件的系統(tǒng)。直推式傾卸機構(gòu)多采用單作用多級油缸；而桿系組合式傾卸機構(gòu)多采用單作用單級油缸 。浮拄式油缸又分為單向作用式與雙向作用式?；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。 油缸是液壓系統(tǒng)執(zhí)行元件，也是上述舉升和傾卸兩大機構(gòu)的直接動力來源。 綜 上所述 ， 對于 st5063tqz 背式清障車，本文選用油缸后推式舉升機構(gòu)。因此 ， 該類舉升機構(gòu)制造工藝相對簡單 ， 在生產(chǎn)實際中獲得了廣泛應(yīng)用。目前 ， 該類舉升機構(gòu)主要用于重型自卸汽車。但由于是油缸直接頂起車廂 ， 為了達到一定的舉升角度 ， 往往需采用多級油缸 ， 而為了提高整車的穩(wěn)定性 ， 又常采用雙油缸結(jié)構(gòu)。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 17 (a)前置式； (b)后置式 圖 直推式舉升機構(gòu)的布置 常用的連桿組合式舉升機構(gòu)布置有兩種：油缸前推式和油缸后推式，如圖 所示。 后置式 油缸支在車廂中部 ， 油缸行程較小 ， 油缸的舉升力較大 ， 多采用雙缸雙柱式油缸 。 按油缸布置位置不同，直推式舉升機構(gòu)可分為前置和后置兩種，如圖 所示。該機構(gòu)布置簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、舉升效率高。 舉升機構(gòu)形式的選擇 舉升機構(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力 。 本次道路清障車的改裝設(shè)計主要偏重于機械機構(gòu)的設(shè)計與分析，而其液壓系統(tǒng)所采用的油泵、油缸、液壓閥等液壓系統(tǒng)元件均為高度標準化、系列化與通用化且由專業(yè)化液壓件廠集中生產(chǎn)供應(yīng)；因此在改裝設(shè)計中只需要進行液壓元件計算選型。 黑龍江工程學院本科生畢業(yè)設(shè)計 16 第 4章 液壓系統(tǒng)設(shè)計 道路清障車液壓系統(tǒng)設(shè)計的好壞，