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黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)
本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)
多功能清洗車改裝設(shè)計(jì)
院系名稱： 汽車與交通工程學(xué)院
專業(yè)班級(jí)： 車輛工程 B07-4班
學(xué)生姓名： 孫正陽
指導(dǎo)教師： 蘇清源
職 稱： 副教授
黑 龍 江 工 程 學(xué) 院
二○一一年六月
The Graduation Design for Bachelor's Degree
Design of Multi-functional cleaning cars
Candidate：Sun Zengyang
Specialty：Veheicle Engineering
Class：B07-4
Supervisor：Associate Prof. Su Qingyuan
Heilongjiang Institute of Technology
2011-06·Harbin
摘 要
隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高，城市的規(guī)模越來越大。舊式的城市綠化專用車只能完成澆灌輸水的任務(wù)，從經(jīng)濟(jì)還是其他方面考慮，必然需要新型灑水車；同時(shí)針對(duì)清除現(xiàn)有城市“牛皮癬”廣告及交通設(shè)施的清洗仍然以人力為主，因而多功能清洗車有廣闊的應(yīng)用前景。所以本設(shè)計(jì)以灑水車為原型進(jìn)行改裝設(shè)計(jì)從而增加新型清洗車的功能。
所以設(shè)計(jì)以多功能清洗車改裝設(shè)計(jì)為題目，設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容有以下幾個(gè)方面,確定多功能清洗車的總體設(shè)計(jì)方案;對(duì)二類底盤的計(jì)算與選擇; 對(duì)清洗水罐的選擇與設(shè)計(jì); 清洗作業(yè)平臺(tái)及清洗裝置；對(duì)整車的結(jié)構(gòu)及副車架的設(shè)計(jì);對(duì)多功能清洗車進(jìn)行整車性能分析。最后所設(shè)計(jì)出來的是一個(gè)以高壓清洗車為主灑水、澆灌、降溫、防塵等為輔的的多功能清洗車。
關(guān)鍵詞：改裝設(shè)計(jì)；多功能；高壓清洗；二類底盤；清洗裝置
ABSTRACT
With the development of our national economy, improvement of people's living standard, the size of a city is more and more big.The Old-fashioned city greeningcleaning car can complete the task of water water, or From the economic or other aspects , will need new sprinkler; Meanwhile according to remove existing city "psoriasis" advertising and transport facilities, with manpower still mainly cleaning and multi-function cleaning cars have broad application prospects. So this design with sprinkles as the prototype be modified design thus increasing the function of new cleaning cars.
So this paper with multi-function car modification design for cleaning the main content of the topic, the design has the following aspects, determine the multi-function cleaning car overall design scheme; Category ii chassis calculation and selection; Water to clean the selection and design; Cleaning work platform and cleaning device; The structure of the vehicle and the design of x; Car of multi-function cleaning vehicle performance analysis. Finally designed a high-pressure cleaning cars and water cooling mainly sprinkling, dust-proof, etc, supplemented by multifunctional cleaning cars.
Key words：Modification Design ；Multi-functional；H igh-pressure cleaning；
Type chassis；Cleaning device
III
目 錄
摘要………………………………………………………………………………………Ⅰ
Abstract ………………………………………………………………………………Ⅱ
第1章 緒論……………………………………………………………………………1
1.1 多功能高壓清洗車清洗改裝的目的和意義 ………………………………… 1
1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展前景
1.2.1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀 … ……… ………………………………………………1
1.2.2 國內(nèi)外專用汽車產(chǎn)品的特點(diǎn) …………………… …… …………………3
1.2.3 國外專用汽車產(chǎn)品的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì) …………… … ………………6
1.3 課題主要內(nèi)容…………………………………………………………… ………7
第2章 方案的設(shè)計(jì)分析與整車布置………………………………………………9
2.1 方案的設(shè)計(jì)與分析……………………………………………………… ………9
2.2 整車總體布置………………………………………………………… …………9
2.2.1水罐罐體的布置及副車架外型尺寸的確定……………………………9
2.2.2清洗裝置的選取與布置 …………………………………………………9
2.3 二類底盤選型 …………………………………………… …………… … ……9
2.3.1 二類底盤初選………………………………………………………………9
2.3.2 二類底盤裝載質(zhì)量的初步校核…………………… ……… ……………10
2.4 高壓清洗車參數(shù)確定 ………………………………………… ………………11
2.5 性能特點(diǎn) …………………………………………………………… …………12
2.6 本章小結(jié)………………………… …………… …………………… …………13
第3章 水罐及清洗裝置設(shè)計(jì)計(jì)算選型……………………………………14
3.1 水罐外形尺寸設(shè)計(jì) ………………………………………………………… …14
3.1.1 初步確定罐體尺寸及材料………………………………… ……………14
3.1.2 罐體參數(shù)計(jì)算………………………… …………………………………14
3.2 防波板的設(shè)計(jì) …………………………………………………………………15
3.3 清洗裝置的選擇 ………………………………………………………………16
3.4 人孔設(shè)計(jì) …………………………………………………… ……… ………17
3.5 清洗作業(yè)平臺(tái)設(shè)計(jì)………… ……………… …………………………………21
3.5.1水炮作業(yè)平臺(tái)設(shè)計(jì) ………………………………………………………21
3.5.2走臺(tái)設(shè)計(jì) …………………………………………………………………22
3.5.3梯子設(shè)計(jì) …………………………………………………………………22
3.6清洗管路設(shè)計(jì)…………………………………… ……………… ……… ……19
3.7泵與取力器的選型…………………………………………… … ……… ……21
3.7.1水泵的設(shè)計(jì)與選型…………………………………………………………21
3.7.2取力器的設(shè)計(jì)與選型………………………………………………………21
3.8本章小結(jié)………………………………………………………… …………… 22
第4章 副車架的設(shè)計(jì)計(jì)算……………………… ………………… ……………23
4.1 副車架的外形設(shè)計(jì)計(jì)算………………………… ……… …… ……………24
4.1.1 副車架的截面形狀設(shè)計(jì)計(jì)算 ……………… ……………… …………24
4.1.2 副車架的前端形狀選型 ………………… …………… …… ……… 24
4.2 副車架與主車架連接方式……………………………………………………24
4.3 副車架主要尺寸設(shè)計(jì)…………………………………………………………25
4.4 副車架的強(qiáng)度剛度彎曲適應(yīng)性校核…………………………………………26
4.4.1 額定裝載時(shí)整車重心作用點(diǎn)的求解 …………… ……… ……… ……26
4.4.2 副車架剪力及彎矩的求解 ………………… ……………… ………… 27
4.4.3副車架強(qiáng)度剛度校核………………… …………… ……………………29
4.4.4副車架彎曲變形校核…………………………… ……… ………………30
4.5 本章小結(jié)………………………………………………………………………30
第5章 整車性能分析 ……………………………… … ……………… …………33
5.1 汽車動(dòng)力性能分析…………………………………… …………………………33
5.1.1 基本參數(shù)的確定……………………………… ………… ………………33
5.1.2 汽車行駛方程式……………………………… ……… …………………34
5.1.3 汽車最高車速的確定……………………… ………… …………………37
5.2 燃油經(jīng)濟(jì)型計(jì)算…………………………………… ……………………………37
5.3 整車軸荷分配…………………………………………………………… ………39
5.4 本章小結(jié)…………………………………………………… … ………………39
結(jié)論………………………………………………………………………………………40
參考文獻(xiàn) ………………………………………………………………………………41
致謝………………………………………………………………………………………42
第1章 緒 論
1.1 改裝多功能清洗車的目的和意義
隨著工業(yè)的迅猛發(fā)展，環(huán)境污染顯得越來越嚴(yán)重，人民的生活水平也日益提高，環(huán)保問題已是一個(gè)全球的戰(zhàn)略問題。為適應(yīng)城市環(huán)境衛(wèi)生建設(shè)的需要，及時(shí)清理城市路面，改善空氣質(zhì)量，樹立城市的良好形象環(huán)衛(wèi)車輛的開發(fā)和發(fā)展，已成為擺在我們面前的重要課題。我國城市化的發(fā)展，道路的增加及對(duì)環(huán)保要求的提高，使得對(duì)環(huán)衛(wèi)車的需求日益增加，多功能清洗車作為環(huán)衛(wèi)車輛中的一種，具有清洗道路、清掃道路、護(hù)欄和凈化空氣等作用，是城市環(huán)保的一種重要設(shè)備 。目前國內(nèi)生產(chǎn)的清洗車技術(shù)落后，存在許多問題；國外的清洗車性能雖然優(yōu)越，但價(jià)格昂貴，需要大量的外匯，終究不是解決問題的辦法。為此，設(shè)計(jì)改裝新型多功能清洗車已成為我國城市環(huán)保工作中需要解決的重要問題。它不但具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，而且可以提高我國專用車的設(shè)計(jì)水平，帶動(dòng)我國環(huán)衛(wèi)車輛的自主設(shè)計(jì)開發(fā)及制造能力。
本次多功能清洗車改裝設(shè)計(jì)目的在于增加舊式清洗車的功能，使價(jià)格變低，使操作簡(jiǎn)單。這也適應(yīng)了經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展要求，相信這樣的多功能清洗車會(huì)將廣泛的適用于市場(chǎng)。綜合運(yùn)用大學(xué)四年所學(xué)的專業(yè)知識(shí)去分析、解決問題，在作畢業(yè)設(shè)的的過程中，讓所學(xué)知識(shí)得到良好的疏理和充分的運(yùn)用，提高自己動(dòng)手能力和培養(yǎng)自己的解決問題的能力。從而使各項(xiàng)專業(yè)知識(shí)得到良好的融會(huì)貫通，也將會(huì)為以后解決工作中遇到的專業(yè)問題打下良好的基礎(chǔ)，給自己樹立一定的信心來迎接將來所要面臨的各類和專業(yè)有關(guān)的工作。
1.2 國內(nèi)外現(xiàn)狀及發(fā)展前景
1.2.1 國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀
隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展、人民生活水平的提高，人民對(duì)環(huán)境質(zhì)量的要求也越來越高，城市的規(guī)模越來越大。城市綠地、樹木的澆灌量也越來越大；同時(shí)道路的清潔、除塵量也在增加，夏季為防止路面損壞而采取的降溫灑水也要必須解決。舊式的城市綠化專用車只能完成澆灌輸水的任務(wù)，從水的利用率和燃油的經(jīng)濟(jì)性來考慮，可用灑水車作為城市綠化專用車，然而舊有的灑水車噴水量過大，無論從經(jīng)濟(jì)還是其他方面考慮，必然需要新型灑水車；同時(shí)針對(duì)清除現(xiàn)有城市“牛皮癬”廣告及交通設(shè)施的清洗仍然以人力為主，因而多功能清洗車有廣闊的應(yīng)用前景盡快解決城市道路清掃過程中只清掃而不清洗，徹底消除“垃圾雖除、灰塵仍存”的問題成為呼吁的重點(diǎn)。市場(chǎng)的這需求直接導(dǎo)致了清洗車的應(yīng)運(yùn)而生，清洗車隨之迅猛發(fā)展起來。
為了更好地促進(jìn)我國清洗車行業(yè)的發(fā)展，提高洗車的技術(shù)水平，并規(guī)范清洗車的設(shè)計(jì)、制造、驗(yàn)及檢測(cè)，在中國汽車標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)專用車分標(biāo)委的指導(dǎo)下，長(zhǎng)沙中聯(lián)重工科技發(fā)展股份有限公司為主要起草標(biāo)準(zhǔn)單位制定了行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)OC/750-006《清洗年通用技術(shù)條件》，這一標(biāo)準(zhǔn)已由國家發(fā)展改革委員會(huì)于2006年8月1日正式發(fā)布實(shí)施《清洗車通用技術(shù)條件》出臺(tái)的意義在于：打破了長(zhǎng)期以來洗車無行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的局面，同時(shí)規(guī)范了清洗車各生產(chǎn)廠家的設(shè)計(jì)、制造、試驗(yàn)及檢測(cè)過。該標(biāo)準(zhǔn)適用于由定型二類底盤改裝的清洗路、管道及墻面的清洗車。值得一提的是，在我國除清洗管道的清洗車外，清洗路面和墻而的清洗車是新開發(fā)的產(chǎn)品。
但是隨著科技的日新月異清洗掃路車是近幾年開發(fā)的深受市場(chǎng)歡迎的新一代環(huán)衛(wèi)機(jī)械產(chǎn)品，從2008年北京奧運(yùn)會(huì)前后開始被逐步推向市場(chǎng)，并且得到廣大用戶的青睞。清洗掃路車結(jié)合高壓清洗車和掃路車的特點(diǎn)，利用吸盤將清洗后的污水全部回收，避免了高壓清洗車作業(yè)后污水二次污染的問題。本文所介紹的一種新型清洗掃路車融入了全新的設(shè)計(jì)理念，能在作業(yè)中一次性完成清掃、高壓清洗和垃圾、污水的收集，作業(yè)效果優(yōu)于掃路車和清洗車；該車所裝備的全新旋轉(zhuǎn)清洗盤，特別適用于廣場(chǎng)、步行街的清洗作業(yè)；該產(chǎn)品結(jié)構(gòu)新穎，集多種功能于一體，能滿足用戶的多種作業(yè)要求。
作為知名的環(huán)衛(wèi)設(shè)備制造廠家，中聯(lián)重科中標(biāo)分公司進(jìn)過一年多的精心研發(fā)，于2007年5月像北京市場(chǎng)推出了新款ZLJ5168GOX多功能清洗車。該產(chǎn)品創(chuàng)造了一種嶄新的路面清潔模式，集刷洗，高壓清洗和污水收集于一體。隨著車的前部3哥刷盤的旋轉(zhuǎn)洗刷和側(cè)刷貼著路緣石的洗刷，以及高壓射流水的清晰，配合吸嘴收集清洗污水，是作業(yè)后的路面呈現(xiàn)出原本色，它相當(dāng)于傳統(tǒng)的掃路車和高壓清洗車的二合一。作業(yè)過后的路面無塵，無漬、無污水，大大減少了空氣中的可吸入顆粒物，可以說是阿創(chuàng)造了潔凈的環(huán)境、清除路面粉塵的能手。該款新車的高技術(shù)性能獲得了業(yè)內(nèi)認(rèn)識(shí)的普遍認(rèn)可，不久后，這款新品也服務(wù)于北京西城區(qū)、順義區(qū)、大興區(qū)的所有重點(diǎn)路段、為北京奧運(yùn)會(huì)貢獻(xiàn)了力量。
中標(biāo)的清洗車，填補(bǔ)了國內(nèi)路緣石清洗及清洗污水回收機(jī)械的空白，已申請(qǐng)國家發(fā)明專利其主要的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下。
（1）采用達(dá)到國家lll排放水平的東風(fēng)二類底盤改裝，性能穩(wěn)定，通用性好。
（2）副發(fā)動(dòng)機(jī)威康明斯柴油機(jī)，功率強(qiáng)勁，工作可靠。
（3）高壓水泵及主要液壓、電氣元件采用國際名牌產(chǎn)品。
（4）V型布置的高壓水噴桿、工作時(shí)射流水自動(dòng)集流。左右清掃盤外甚至路緣石、旋轉(zhuǎn)洗刷/并匯集水，大大減小了所需吸嘴寬度，從而大大減小了風(fēng)機(jī)流量，降低了噪聲，節(jié)約了能量。
（5）前洗刷機(jī)構(gòu)可對(duì)路面局部嚴(yán)重污染處進(jìn)行洗刷，并可向左右偏轉(zhuǎn)，幫助向左右側(cè)掃動(dòng)垃圾至左右吸嘴。
（6）采用耐磨損高壓離心風(fēng)機(jī)，風(fēng)力強(qiáng)勁，使用壽命長(zhǎng)。
（7）左右洗掃盤及左右高壓水噴桿具有防撞功能和自動(dòng)復(fù)位功能。
（8）清水箱和污水箱內(nèi)壁采用噴合金屬防腐層處理，防腐蝕能力強(qiáng)。
（9）清水箱裝有低水位報(bào)警裝置，防止高壓水泵缺水損壞，污水箱裝有防溢滿報(bào)警裝置。
（10）裝有空調(diào)的駕駛室內(nèi)采用電、液、氣集中控制，方便舒適。
（11）裝有安全箭頭燈。
所以集清洗、清掃、灑水、污水回收、高壓水射流等功能于一身的多功能清洗車的出現(xiàn)帶動(dòng)了我國環(huán)衛(wèi)車輛的自助設(shè)計(jì)開發(fā)制造能力。
1.2.2 國內(nèi)外專用汽車產(chǎn)品的特點(diǎn)
近幾年我國專用汽車發(fā)展速度迅猛，專用汽車產(chǎn)品品種日趨豐富，設(shè)計(jì)更加合理和，質(zhì)量、技術(shù)水平不斷提高，尤其是隨著產(chǎn)業(yè)政策逐步落實(shí)和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)政策不斷完善，我國專用汽車市場(chǎng)還將得到更大發(fā)展；公路建設(shè)、城市發(fā)展、能源消耗結(jié)構(gòu)變化、重點(diǎn)工程建設(shè)加快，為我國專用汽車提供更廣闊的市場(chǎng)空間。有關(guān)專家預(yù)測(cè)，“十一五”期間，我國專用汽車產(chǎn)品將達(dá)到6000個(gè)品種，年產(chǎn)量90萬輛，占當(dāng)年載貨車產(chǎn)量的65%。到2020年我國專用汽車技術(shù)水平達(dá)到歐美日發(fā)達(dá)國家先進(jìn)水平，成為世界專用汽車產(chǎn)品出口大國。
（1）、專用汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢(shì)在西方發(fā)達(dá)國家中，專用汽車市場(chǎng)開發(fā)比較成熟，專用汽車占普通載貨汽車的比例在70%以上，產(chǎn)品涉及國民經(jīng)濟(jì)各個(gè)環(huán)節(jié)，產(chǎn)品滿足用戶個(gè)性化程度較高，產(chǎn)品特性明顯。相比之下，國內(nèi)專用汽車市場(chǎng)開發(fā)較為緩慢，市場(chǎng)細(xì)分程度不夠，目前專用汽車占普通載貨汽車比例在40%左右，產(chǎn)品雷同性大，滿足用戶個(gè)性化要求差。產(chǎn)品生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié)硬件方面國內(nèi)外差距正在明顯縮小，但在生產(chǎn)工藝管理、要求及執(zhí)行度方面國內(nèi)外企業(yè)差距較大。因此，無論從國內(nèi)還是從國際市場(chǎng)形勢(shì)來看，我國專用汽車都還有巨大的提升空間。
（2）高技術(shù)、高附加值發(fā)展趨勢(shì)隨著國民經(jīng)濟(jì)總量構(gòu)成的變化，市場(chǎng)對(duì)專用汽車品種的需求格局將相應(yīng)改變。普通自卸汽車需求量將會(huì)隨基礎(chǔ)設(shè)施的不斷完善逐漸減少，廂式車、半掛車以及用于城市配套服務(wù)車輛的需求量將大大增加。隨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)趨勢(shì)的加劇，產(chǎn)品成本的增加，勞動(dòng)密集型產(chǎn)品以價(jià)格取勝的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)將被進(jìn)一步弱化，以技術(shù)創(chuàng)新的替代性經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)將成為專用汽車行業(yè)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式。此外，市場(chǎng)對(duì)高技術(shù)高附加值產(chǎn)品的需求將大大增加，這種趨勢(shì)將提高專用車企業(yè)開發(fā)高技術(shù)、高附加值產(chǎn)品的積極性。
（3）合資合作、資產(chǎn)重組趨勢(shì)從國際市場(chǎng)形勢(shì)來看，國外發(fā)達(dá)國家因受勞動(dòng)力價(jià)格及經(jīng)濟(jì)低迷狀況的制約，近年來制造業(yè)紛紛外移，給我國專用汽車進(jìn)入國外市場(chǎng)提供了一定機(jī)遇。一方面，國內(nèi)專用汽車靠其價(jià)格優(yōu)勢(shì)在歐、美、日、東南亞和中東市場(chǎng)不斷增加市場(chǎng)份額，為國內(nèi)專用汽車進(jìn)入國際市場(chǎng)奠定了良性基礎(chǔ)；另一方面，國外專用汽車企業(yè)為尋求新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，將會(huì)積極開拓國內(nèi)市場(chǎng)，在中高端產(chǎn)品方面占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，通過合資合作，將會(huì)對(duì)促進(jìn)我國高附加值產(chǎn)品的開發(fā)起到一定的積極作用。同時(shí)，隨著政府加大國有企業(yè)改革力度，專用汽車行業(yè)民營(yíng)化率將會(huì)提高到80%以上，企業(yè)綜合競(jìng)爭(zhēng)力將進(jìn)一步增強(qiáng)。
（4）生產(chǎn)模式特色化趨勢(shì)國內(nèi)專用汽車生產(chǎn)企業(yè)一般分為運(yùn)輸類和作業(yè)類兩種模式，部分運(yùn)輸類企業(yè)有少量作業(yè)類產(chǎn)品。運(yùn)輸類企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)“小而全”，作業(yè)類企業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)成單一化、系列化，這種結(jié)構(gòu)模式將會(huì)維持較長(zhǎng)時(shí)期。運(yùn)輸類企業(yè)針對(duì)國內(nèi)小批量、個(gè)性強(qiáng)的產(chǎn)品用戶，需建立柔性生產(chǎn)線，完善產(chǎn)品配套體系，加強(qiáng)企業(yè)管理，適應(yīng)用戶及市場(chǎng)特征，借鑒國外專用汽車企業(yè)先進(jìn)管理經(jīng)驗(yàn)，改變“小而全”做不好專用汽車的落后思維，建立應(yīng)變能力強(qiáng)、有特色的新型現(xiàn)代化生產(chǎn)企業(yè)。作業(yè)類企業(yè)應(yīng)加強(qiáng)專業(yè)化產(chǎn)品的深度和廣度開發(fā)，樹立品牌意識(shí)，加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識(shí)，形成產(chǎn)品特色和企業(yè)特色。
（5）區(qū)域化的產(chǎn)業(yè)集中趨勢(shì)國家鼓勵(lì)優(yōu)勢(shì)企業(yè)強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合，形成有較強(qiáng)綜合競(jìng)爭(zhēng)力的規(guī)模企業(yè)發(fā)展政策，這一政策將推動(dòng)行業(yè)優(yōu)勢(shì)資源的重新配置，有實(shí)力的企業(yè)將進(jìn)一步整合行業(yè)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高專用汽車產(chǎn)品行業(yè)生產(chǎn)集中度，如半掛車產(chǎn)品、高空作業(yè)車產(chǎn)品、運(yùn)鈔車產(chǎn)品、混凝土泵車產(chǎn)品等。隨著國家宏觀政策調(diào)整，“十一五”期間，專用汽車發(fā)展將主要集中在東北老工業(yè)基地、京津冀地區(qū)、渤海灣經(jīng)濟(jì)區(qū)、東部沿海地區(qū)、中部分地區(qū)、“珠三角”地區(qū)、“成渝”地區(qū)，這些產(chǎn)業(yè)區(qū)域?qū)Ｓ闷嚠a(chǎn)業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力提升速度明顯。
（6）行業(yè)管理的科學(xué)化趨勢(shì)在歐、美、日等發(fā)達(dá)國家和地區(qū)，經(jīng)過多年實(shí)踐和發(fā)展，積累了一套比較完整和科學(xué)的行業(yè)管理體系，行政放松、標(biāo)準(zhǔn)從嚴(yán)，政府注重汽車產(chǎn)品安全、環(huán)保、節(jié)能等環(huán)節(jié)管理，整個(gè)管理體系簡(jiǎn)約且行之有效，管理成本較低。如日本專用汽車生產(chǎn)企業(yè)，在新產(chǎn)品開發(fā)階段依照日本保安基準(zhǔn)，設(shè)計(jì)完成后向日本國土交通省申報(bào)，申報(bào)批準(zhǔn)后新產(chǎn)品符合道路交通法即可運(yùn)行。為與國際接軌，我國汽車管理政策正處于轉(zhuǎn)型期，現(xiàn)行的汽車產(chǎn)品管理制度不盡完善，政府部門分工過細(xì)，行政手續(xù)比較復(fù)雜，在一定程度上制約了專用汽車行業(yè)發(fā)展。因此，國內(nèi)汽車管理政策將會(huì)繼續(xù)調(diào)整和完善并逐步向科學(xué)化邁進(jìn)。王煥民認(rèn)為，根據(jù)市場(chǎng)預(yù)測(cè)，今后幾年我國專用汽車產(chǎn)品將在幾個(gè)方面快速發(fā)展：一是高速公路運(yùn)輸車輛將成為市場(chǎng)的主角，如重型牽引車、集裝箱運(yùn)輸車、廂式車、廂式半掛車、專用半掛車、保溫冷藏車等，以及各種高速公路養(yǎng)護(hù)車、搶險(xiǎn)救援車等；二是城市專用汽車，包括環(huán)衛(wèi)類的清掃車、垃圾車，市政類的下水道清理車、多功能高空作業(yè)車，城建工程服務(wù)類的混凝土攪攔運(yùn)輸車、起重汽車，消防類用車，文化衛(wèi)生類的電視轉(zhuǎn)播車、照明車、醫(yī)療車等；三是煤田專用汽車；四是機(jī)場(chǎng)專用車，如飛機(jī)加油車、電源車、貨物升降平臺(tái)車、掃雪車、除冰車等；四是重大工程類用車，如西氣東輸氣體轉(zhuǎn)運(yùn)車輛、保證電力安全的帶電高空作業(yè)車、南水北調(diào)及公路、鐵路建設(shè)工程車輛等；五是油料及糧食運(yùn)輸車輛等等。未來幾年，我國專用汽車產(chǎn)品將主要呈現(xiàn)三大趨勢(shì)：重型化、多軸化趨勢(shì)。
國家經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，帶動(dòng)了相關(guān)行業(yè)的高速增長(zhǎng)，巨大的資源消耗，成為我國重型車和重型專用車發(fā)展的原動(dòng)力。2004年，我國重卡產(chǎn)量一度出現(xiàn)“井噴”，盡管好景不長(zhǎng)，去年重卡行業(yè)出現(xiàn)大幅度下滑，但是由于產(chǎn)品銷售結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，整個(gè)重卡行業(yè)的專用化程度越來越高，從而使重卡底盤的降幅大大小于重卡整車和半掛牽引車。不僅如此，重卡朝大噸位方向發(fā)展的趨勢(shì)已經(jīng)非常明顯，從去年前10個(gè)月的數(shù)據(jù)看，無論是整車還是半掛牽引車，噸位越小，同比降幅越高，噸位越大，同比漲幅越高。重卡尤其是重卡底盤的快速增長(zhǎng)充分印證了專用車重型化發(fā)展的趨勢(shì)。道路條件的改善和交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展為公路運(yùn)輸?shù)母咚倩⒓b廂化創(chuàng)造了良好條件，同時(shí)為大噸位、大功率、多軸化專用汽車的廣泛應(yīng)用提供了廣闊空間。輕量化、高技術(shù)化趨勢(shì)。相比較而言，我國專用汽車在輕量化方面與歐美及日本相比存在明顯差距。鋁合金及不銹鋼材料的罐體、廂體在我國專用汽車行業(yè)的應(yīng)用才剛剛起步，但在歐美已經(jīng)應(yīng)用了20多年，日本企業(yè)在上裝部分也已經(jīng)大量應(yīng)用鋁合金等輕型材料。采用新材料、新工藝，減輕自重，提高運(yùn)輸效率，對(duì)于推動(dòng)我國專用汽車技術(shù)進(jìn)步，縮短與國外產(chǎn)品的差距無疑具有十分重要的意義。此外，機(jī)、電、氣、液、微電子一體化技術(shù)及GPS技術(shù)等在專用車上的應(yīng)用能夠大大增強(qiáng)專用車產(chǎn)品的附加值和技術(shù)含量。專家預(yù)測(cè)，今后一段時(shí)期內(nèi)，高新技術(shù)的大量應(yīng)用加上我國專用汽車產(chǎn)品傳統(tǒng)的成本優(yōu)勢(shì)會(huì)使國產(chǎn)專用汽車在出口方面上一個(gè)新臺(tái)階。
（7）目前，城市專用汽車的輕型化趨勢(shì)已經(jīng)顯現(xiàn)，只是這些在城市使用的輕型專用汽車大多只經(jīng)過了簡(jiǎn)單的改裝，產(chǎn)品功能單一，檔次較低。目前國內(nèi)的輕型車市場(chǎng)還主要被價(jià)格所主導(dǎo)，企業(yè)沒有積極性和力量開發(fā)高檔次的輕型車產(chǎn)品，這在一定程度上限制了城市專用汽車產(chǎn)品的開發(fā)。不過王煥民認(rèn)為，這種狀況不會(huì)持續(xù)太久，福田等輕客輕卡生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)開發(fā)出了高檔次的產(chǎn)品，使專用汽車生產(chǎn)企業(yè)開發(fā)出高檔次的城市輕型專用車成為可能。
（8）多品種、小批量是西方工業(yè)先進(jìn)國家組織專用汽車生產(chǎn)的一個(gè)主要特點(diǎn)。如英國約克公司能生產(chǎn)牲畜運(yùn)輸車、保溫車、冷藏車、自卸車、市政工程車、多功能清洗車等品種。日本東急車輛制造株式會(huì)社是日本最大的專用車公司，專用車產(chǎn)品以掛車、罐車為主，其中多功能清洗車車占有較大比例。此外該公司還生產(chǎn)廂式車、自卸車、高空作業(yè)車、消防車、粉罐車等品種。
（9）廠家多、規(guī)模小是國外專用汽車生產(chǎn)行業(yè)的又一特點(diǎn)。例如英國專營(yíng)和兼營(yíng)專用汽車的廠家有600～700家，其中70%的工廠職工人數(shù)在 30人以下;根據(jù)美國 1981年有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，專用車廠有900多家，而職工不足20人的有 500多家。據(jù) 1988年資料，日本生產(chǎn)專用汽車的公司約有128家，工廠近200家。
（10）零部件專業(yè)化生產(chǎn)。國外大部分專用汽車廠實(shí)質(zhì)是一個(gè)總裝廠。其產(chǎn)品按結(jié)構(gòu)分工或組織專業(yè)化協(xié)作生產(chǎn)，如副車架、罐體、懸架等，自卸車油缸、工程車輛的關(guān)鍵專用設(shè)備等均由各專業(yè)廠集中生產(chǎn)。
1.2.3 國外專用汽車產(chǎn)品的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)
歐洲的專用汽車主要是重型專用汽車，且絕大多數(shù)產(chǎn)品為不同規(guī)格尺寸和不同承載量的低貨臺(tái)貨車、掛車和半掛車，最多的是適宜運(yùn)輸建筑機(jī)械的最大總質(zhì)量為30t或40t的低貨臺(tái)貨車。國外專用汽車產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)，具有重型化、散裝水泥車的列車化、一車多用化、以及新材料、新技術(shù)和微電腦的應(yīng)用等特點(diǎn)，其中專用底盤專業(yè)化趨勢(shì)最為明顯。如日本豐田等大汽車公司的專用底盤均已實(shí)現(xiàn)系列化、專業(yè)化生產(chǎn)。近年來，國外不少汽車廠專門從事專用汽車底盤生產(chǎn)，尤其重視專用底盤的系列化、專業(yè)化生產(chǎn)，滿足專用車的特殊需要。
1.3 課題主要內(nèi)容
高壓清洗車是通過高壓水射流來實(shí)現(xiàn)高壓清洗，通過水泵將水罐內(nèi)的水吸出加以高壓來完成清洗，澆灌，噴灑等目的 他可以對(duì)城市路面和高速公路進(jìn)行高壓強(qiáng)力去污，清洗，保持路面干凈；可以噴霧降塵，改善空氣質(zhì)量；對(duì)道路路牙、護(hù)欄、隔離墩、廣告牌高壓水洗，去除灰塵，保持清潔；夏天天熱時(shí)對(duì)路面灑水降溫；噴灑消毒液，進(jìn)行醫(yī)療防護(hù)；可以對(duì)草地樹木進(jìn)行綠化澆灌和消防救火；安裝高射水炮可以對(duì)空中設(shè)施進(jìn)行清洗；安裝推雪鏟子可以對(duì)道路除雪等；它是一種多功能的環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)專用車
由于多功能清洗車功能眾多 適應(yīng)各種天氣，但是以夏天噴灑為主所以本設(shè)計(jì)主要從高壓清洗、高空清洗、 噴灑防塵降溫等方面進(jìn)行改裝設(shè)計(jì)，多功能設(shè)計(jì)是國內(nèi)外的發(fā)展趨勢(shì)。
參考我國現(xiàn)階段國情可見，我國污染日益嚴(yán)重環(huán)境保護(hù)需求加大，作為環(huán)衛(wèi)車輛中重要的多功能清洗車責(zé)無旁貸，在國家大力推行節(jié)環(huán)境保護(hù)的政策指導(dǎo)下，多功能清洗車具有廣大的市場(chǎng)前景和可觀的收益回報(bào)，因此本文只對(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(jiǎn)單易于使用
第2章 方案設(shè)計(jì)分析與整車總布置
2.1 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2.1所示。為了保證罐體承受0.196MPa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0.2t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2.1多功能清洗車
2.2 整車總體布置
2.2.1 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 3880860250mm，材料型號(hào)為20的熱軋槽鋼（GB/T707-1988）。
2.2.2 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。
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(jiǎn)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(jiǎn)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(zhǎng), 液壓系統(tǒng)的故障比很低；
（5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(jiǎn)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。基于以上優(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)。
2.3 二類底盤選型
2.3.1 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2.1。
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2.2。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2.3。
表2.1 東風(fēng)1108KJ參數(shù)
外型尺寸(長(zhǎng)寬高)(mm)
6975×2462×2690
車架可用長(zhǎng)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(°)
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)
5.9
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)
GB3847-1999 GB17691-2001第二階段
輪胎
10.00R23.6
2.3.2 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m 。
因?yàn)閂=4m 取L=3000mm，a=850mm，b=525mm
所以：
V —— 罐體容積
A —— 罐體截面面積
L —— 罐體直線段長(zhǎng)度
a/b——橢圓形罐體長(zhǎng)短軸長(zhǎng)度
/——封頭深度
—— 罐體內(nèi)附件的總體積
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，
Pc——計(jì)算壓力（MP）
Di——圓柱筒體內(nèi)直徑（mm）
——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=686.82kg
初步計(jì)算裝載質(zhì)量為4000kg+682.82kg=4682.82kg，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2.2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
191kw
發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速
2 400r/min
發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩
1 025N·m
發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速
1 500 r/min
車輪動(dòng)力半徑
0.520 m
車輪滾動(dòng)半徑
r
0.536
主減速比
4.44
汽車列車迎風(fēng)面積
8
汽車滿載列車總質(zhì)量
10500kg
表2.3 變速器傳動(dòng)比
一檔
二檔
三檔
四檔
五檔
六檔
5.606
3.627
2.313
1.487
1.000
0.789
2.4 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(zhǎng)、清洗效果好的特點(diǎn)。
清洗車技術(shù)參數(shù)如下表：
表2.4清洗參數(shù)表
名稱
單位
數(shù)值與單位
高壓泵壓力
16-19Mpa
流量
8m3/h
膠管長(zhǎng)度
60m
卷管力
1800 N
膠管內(nèi)徑
19 mm
卷管速度
0-25m/min
孔夾角度
5°，25°
推進(jìn)力
180 N
噴水家清洗寬度
2.5-3.5 m
噴水架偏轉(zhuǎn)角
30°
最高清洗水壓
9 Mpa
清洗水流量
120 L/min
噴霧流量
120 L/min
清洗寬度
≥ 16 m
水槍射程
≥ 38 m
2.5 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(zhǎng)，可確保清洗效果, 進(jìn)口噴嘴，射流穩(wěn)定，壓力損失??；采用遠(yuǎn)射程不銹鋼水槍；
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2.5m-3m，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(chǎng)、機(jī)場(chǎng)、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)
2.6 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。
第3章 水罐及清洗裝置設(shè)計(jì)計(jì)算選型
3.1 水罐外形尺寸設(shè)計(jì)
3.1.1 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(zhǎng)3 000mm，長(zhǎng)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《GB150-1998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3.1所示。
圖3.1 罐體尺寸參數(shù)
3.1.2 罐體參數(shù)計(jì)算
（1）橢圓柱罐體容積V（m3）
V=2AL (3.1)
式中： A——橢圓柱筒體內(nèi)截面積（m2）
L——圓柱筒體長(zhǎng)度的1/2（m）
V=2AL
=4.2 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m 。
因?yàn)閂=4m 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(zhǎng)度
a/b——橢圓形罐體長(zhǎng)短軸長(zhǎng)度
L1/L2——封頭深度
V0 —— 罐體內(nèi)附件的總體積
（3.2）
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，
Pc——計(jì)算壓力（MP）
Di——圓柱筒體內(nèi)直徑（mm）
——材料的需用應(yīng)力（MP）
——焊縫系數(shù)
C ——壁厚附加量（mm）
3.2 防波板的設(shè)計(jì)
因?yàn)樵谧鳂I(yè)途中水罐中的水會(huì)產(chǎn)生波浪使罐體受壓所以在罐體內(nèi)應(yīng)裝有防波板來減小波浪，我所設(shè)計(jì)的防波板是可拆型便于罐內(nèi)清洗作業(yè) 。如圖3.2所示：
圖3.2防波板
3.3 清洗裝置的選擇
清洗裝置，主要由高壓清洗水炮，霧化器，前后鴨型噴嘴組成，是高壓清洗車的重要部分，它直接影響高壓清洗車專業(yè)性能。高壓水炮的作用：一是通過高壓水流進(jìn)行清洗等高壓作業(yè)；二是通過高壓進(jìn)行遠(yuǎn)距離澆灌、救火、等其他專用任務(wù)。霧化器作用：主要是使噴出的水霧對(duì)空氣進(jìn)行降溫防，塵。前后噴嘴作用：主要是對(duì)地面進(jìn)行清洗，有時(shí)候會(huì)噴灑消毒液體殺菌。
（1） 高壓水炮
本車分別在前后兩處裝有高壓水炮，高壓水炮在清洗過程中起到清洗護(hù)欄、墻壁、澆灌，灑水，清洗路燈等作用。高壓水炮是通過高壓水射流來完成工作的。如圖3.3
圖3.3高壓水炮
（2） 鴨型噴嘴
鴨型噴嘴在本車中起到清洗路面的作用如圖3.4所示
圖3.4鴨型噴嘴
（3）霧化裝置
霧化裝置是由若干個(gè)霧化器組成將水霧化噴灑到地面和空氣中起到降溫防塵的作用。如圖3.5所示
圖3.5霧化裝置
3.4 人孔設(shè)計(jì)
人孔裝置由人孔口蓋、密封圈、鎖緊裝置和進(jìn)水口等組成。按密封方式不同分為外壓密封式、內(nèi)壓自封式和雙重密封式。本設(shè)計(jì)選用內(nèi)壓自封式設(shè)計(jì)。其構(gòu)造如圖3.6所示。其上蓋板與球面料口蓋焊成一體，安裝在進(jìn)料口座上，由固定銷軸和活動(dòng)銷軸固定。內(nèi)壓自密封圈有唇狀邊的一側(cè)與球面料口蓋貼合，工作時(shí)時(shí)在罐內(nèi)氣壓作用下，密封圈唇邊緊壓在球面料口蓋上，形成環(huán)狀密封帶，罐內(nèi)氣壓越高，貼合越緊，進(jìn)料口密封性越好。根據(jù)《清洗車通用技術(shù)條件》在水罐頂部開一個(gè)直徑為500mm的人孔來進(jìn)行罐體清洗和注水工作。
1
2
3
4
5
1-活動(dòng)銷軸 2-內(nèi)壓自密封圈3-球面水口蓋4-上蓋板5-固定銷軸
圖3.6人孔蓋
1
2
3
4
5
3.5 清洗作業(yè)平臺(tái)的設(shè)計(jì)
3.5.1 水炮作業(yè)平臺(tái)設(shè)計(jì)
在水罐前方與水罐后方的水炮工作時(shí)需要人手操作所以需要設(shè)計(jì)作業(yè)平臺(tái)以便工作同時(shí)保護(hù)人的安全。（欄桿直徑30mm）如圖3.7所示
圖3.7 水炮清洗平臺(tái)
3.5.2 走臺(tái)設(shè)計(jì)
如圖3.8所示，為了達(dá)到人能在水罐頂部清潔的目的在水罐頂部焊有走臺(tái)以便人能在水罐頂部行走來完成到水罐內(nèi)的目的。
圖3.8人走臺(tái)
3.5.3 梯子設(shè)計(jì)
為了是操作人員能到達(dá)罐體頂部在水罐后方焊有梯子以便工作人員使用如圖3.9所示
3.6清洗管路設(shè)計(jì)
由于畫圖過程中不需要畫出各個(gè)裝置的連接方式所以。在此本人設(shè)計(jì)高壓清洗車管路原理圖來說明各清洗裝置間的連接方式。由取力器向發(fā)動(dòng)機(jī)取力帶動(dòng)高壓水泵工作，高壓水泵從觀眾溪水，經(jīng)過過濾器將水的雜質(zhì)濾掉，高壓水泵輸出高壓水，通過各種帶氣缸控制的球閥進(jìn)入噴水架，噴水架通過噴嘴噴出的高壓水清洗路面。通過氣動(dòng)球閥高壓水可以進(jìn)入噴霧器，噴霧器平噴霧降溫防塵。通過手動(dòng)球閥進(jìn)入高壓大噴槍，射出高壓水，高壓水錢分別安裝在罐體平臺(tái)上。通過該水系統(tǒng)有安全和一溜的雙重保護(hù)，溢流閥的壓力位10Mpa，安全閥壓力為12Mpa。如圖3.10
本管路圖中所涉及到的閥門有：
（1）帶氣缸高壓球閥：高壓球閥主要用于截?cái)嗷蚪油ü苈分械慕橘|(zhì)，亦可用于流體的調(diào)節(jié)與控制，其中硬密封V型球閥其V型球芯與堆焊硬質(zhì)合金的金屬閥座之間具有很強(qiáng)的剪切力，特別適用于含纖維、微小固體顆料等介質(zhì)。而多通球閥在管道上不僅可靈活控制介質(zhì)的合流、分流、及流向的切換，同時(shí)也可關(guān)閉任一通道而使另外兩個(gè)通道相連。本類閥門在管道中一般應(yīng)當(dāng)水平安裝。
（2）高壓手動(dòng)球閥：手動(dòng)球閥,三片式球閥和閘閥是同屬一個(gè)類型的閥門，區(qū)別在它的關(guān)閉件是個(gè)球體，球體繞閥體中心線作旋轉(zhuǎn)來達(dá)到開啟、關(guān)閉的一種閥門。 球閥在管路中主要用來做切斷、分配和改變介質(zhì)的流動(dòng)方向。三片式球閥是近年來被廣泛采用的一種新型閥門，本類閥門在管道中一般應(yīng)當(dāng)水平安裝。
(3)節(jié)流閥：節(jié)流閥是通過改變節(jié)流截面或節(jié)流長(zhǎng)度以控制流體流量的閥門。將節(jié)流閥和單向閥并聯(lián)則可組合成單向節(jié)流閥。節(jié)流閥和單向節(jié)流閥是簡(jiǎn)易的流量控制閥，在定量泵液壓系統(tǒng)中中，節(jié)流閥和溢流閥配合，可組成三種節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)，即進(jìn)油路節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)、回油路節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)和旁路節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)。節(jié)流閥沒有流量負(fù)反饋功能，不能補(bǔ)償由負(fù)載變化所造成的速度不穩(wěn)定，一般僅用于負(fù)載變化不大或?qū)λ俣确€(wěn)定性要求不高的場(chǎng)合。
（4）安全閥：安全閥是一種安全保護(hù)用閥，它的啟閉件受外力作用下處于常閉狀態(tài)，當(dāng)設(shè)備或管道內(nèi)的介質(zhì)壓力升高，超過規(guī)定值時(shí)自動(dòng)開啟，通過向系統(tǒng)外排放介質(zhì)來防止管道或設(shè)備內(nèi)介質(zhì)壓力超過規(guī)定數(shù)值。安全閥屬于自動(dòng)閥類，主要用于鍋爐、壓力容器和管道上，控制壓力不超過規(guī)定值，對(duì)人身安全和設(shè)備運(yùn)行起重要保護(hù)作用。是根據(jù)壓力系統(tǒng)的工作壓力自動(dòng)啟閉，一般安裝于封閉系統(tǒng)的設(shè) 備或管路上保護(hù)系統(tǒng)安全。當(dāng)設(shè)備或管道內(nèi)壓力超過安全閥設(shè)定壓力時(shí)，自動(dòng)開啟泄壓，保證設(shè)備和管道內(nèi)介質(zhì)壓力在設(shè)定壓力之下，保護(hù)設(shè)備和管道正常工作，防止發(fā)生意外，減少損失。
圖3-10清洗管路原理圖
3.7水泵及取力器的選型
3.7.1水泵的設(shè)計(jì)與選型
由于清洗作業(yè)對(duì)水泵有一定的要求，所以水泵的最小流量應(yīng)滿足清洗時(shí)的最大流量。即8m3/h
選取型號(hào)為80QZB60/90D的自吸式高壓水泵此泵滿足高壓清洗車作業(yè)時(shí)所需求的壓力
參數(shù)如表3-1
表3-1水泵參數(shù)表
品牌
隨州
型號(hào)
80QZB60/90
材質(zhì)
鑄鋁
驅(qū)動(dòng)方式
氣動(dòng)
用途
增壓泵
揚(yáng)程
90（m）
轉(zhuǎn)速
1180（r/m）
功率
22.5（W）
流量
60（）
3.7.2取力機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)與選型
由水泵參數(shù)可知
由公式得Te=9549=218Nm
所以取力器的最小輸出扭矩應(yīng)大于218
二類底盤所配變速器型號(hào)為DF6S650，六檔手動(dòng)變速器。根據(jù)此變速器型號(hào)選取4205NB-010B型取力器。其主要技術(shù)參數(shù)如表5.2所示。
表3.2 4205KBA-010B型取力器參數(shù)
取力器型號(hào)
4205NB-010B
速比
1.113
輸出旋轉(zhuǎn)方式
與發(fā)動(dòng)機(jī)相反
輸出方式
法蘭
最大輸出扭矩 （Nm）
450
操縱方式
遠(yuǎn)距離電控氣操作
變速器取力齒輪參數(shù)見表3.3。
表3.3變速器取力齒輪參數(shù)
齒數(shù)
46
法向模數(shù)
4.25
壓力角
20
螺旋角
23.5
徑向變位系數(shù)
+0.1335
齒輪旋向
右旋
齒寬
29
變速器取力窗口尺寸如圖。取力器安裝位置如圖3.2，
圖3.10 變速器取力窗口尺寸
圖3.11取力器安裝位置示意圖
3.8 本章小結(jié)
本章確定了水罐的材料及外形尺寸，完成了清洗裝置、人孔、清洗平臺(tái)的設(shè)計(jì)，確定了與水罐相關(guān)裝置的設(shè)計(jì)，以及確定了水泵及取力器的布置位置參數(shù)及型號(hào)，并為水泵選定了動(dòng)力來源，清洗裝置提供了了動(dòng)力來源。進(jìn)一步為下章的設(shè)計(jì)計(jì)算提供幫助。
第4章副車架的設(shè)計(jì)計(jì)算
4.1副車架的外形設(shè)計(jì)計(jì)算
4.1.1副車架的截面形狀設(shè)計(jì)計(jì)算
清洗車車副車架的截面形狀一般和主車架縱梁的截面形狀相同，多采用圖4-1的槽形結(jié)構(gòu)，其截面形狀尺寸取決于專用汽車的種類及其承受載荷的大小。為了提高副車架的抗扭和抗彎能力，可以采用一塊腹板將副車架截面封閉起來，這樣可以很大程度上提高其抗扭和抗彎的能力。加入加強(qiáng)板后的形狀見圖4-2本車只采用4-1的截面形狀。
圖4-1 副車架的截面形狀 圖4-2 加強(qiáng)后的副車架截面形狀
1—副車架