本科學(xué)生畢業(yè)設(shè)計城市道路清掃車的設(shè)計系部名稱：專業(yè)班級：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：職 稱：The Graduation Thesis for Bachelor's DegreeDesign of the city road sweeperCandidate： Specialty： Class： Supervisor： I摘 要我 國 道 路 清 掃 車 行 業(yè) 歷 經(jīng) 數(shù) 十 年 的 發(fā) 展 ， 產(chǎn) 品 從 單 一 的 純 掃 式 發(fā) 展 到 目 前 的多 種 型 式 ， 產(chǎn) 品 性 能 和 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 迅 速 提 高 ， 特 別 是 在 改 革 開 放 以 后 ， 通 過 進 口 關(guān)鍵 外 購 件 使 掃 路 車 產(chǎn) 品 性 能 和 可 靠 性 大 大 提 高 。 但 目 前 我 國 掃 路 車 的 水 平 與 國 外發(fā) 達 國 家 相 比 ， 還 存 在 一 定 的 差 距 ， 特 別 是 在 產(chǎn) 品 的 可 靠 性 方 面 。文中介紹了道路清掃車的改裝設(shè)計說明。敘述了在改裝道路清掃車過程中容易出現(xiàn)的問題。對清掃系統(tǒng)進行了詳細的設(shè)計，敘述了相關(guān)專用設(shè)備的工作原理，并進行了比較分析。對掃盤、吸嘴、集塵箱、風(fēng)機等設(shè)備的選擇進行了仔細的對比分析。保證道路清掃作業(yè)的安全性。關(guān)鍵詞：道路清掃車；掃刷；掃盤；吸嘴；集塵箱；專用車IIABSTRACTOur country path sweeps clear the vehicle profession to have been through repeatedly the dozens of years the development, the product from sole sweeps the type to develop present many kinds of patterns purely, the product performance and the product quality rapid enhancement, specially after reform and open policy, causes the sweeping machine product performance and the reliability through the import key outsourcing enhances greatly.But the present our country sweeping machine level and the overseas developed country compare, but also has certain disparity, specially in product reliable aspect.In the article introduced the path sweeps clear the vehicle the re-equipping design explanation.Narrated in re-equipped the path to sweep clear the question which in the vehicle process easy to appear.To swept clear the system good detailed design, narrated the correlation special purpose equipment principle of work, and has carried on the comparative analysis.To swept the plate, attracts mouth, collection dust box, air blower equipment and so on choice has carried on the careful contrast analysis.Guaranteed the path sweeps clear the work the security.Key words: the path sweeps clear the vehicle；the scanning；sweeps the plate；attracts the mouth；the collection dust box； the private car目 錄摘要 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????IAbstrct????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????II第 1 章 緒論 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11.1 道路清掃車改裝的意義和目的 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11.1.1 道路清掃車改裝的意義 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11.1.2 道路清掃車改裝的目的 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11.2 道路清掃汽車的發(fā)展與展望 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11.2.1 道路清掃汽車的發(fā)展歷史 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11.2.2 道路清掃汽車的現(xiàn)狀 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????11.2.3 道路清掃車的發(fā)展與展望 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????21.3 道路清掃車的比較 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????21.4 本設(shè)計的主要內(nèi)容 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????3第 2 章 道路清掃車的總體設(shè)計 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????42.1 設(shè)計思想 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????42.2 整車參數(shù)的確定 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????42.2.1 尺寸參數(shù) ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????42.2.2 質(zhì)量參數(shù) ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????52.3 發(fā)動機結(jié)構(gòu) ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????72.4 變速器 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????72.5 改裝須知 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????72.5 總體設(shè)計 ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????82.5.1 工作原理 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????82.5.2 構(gòu)造及功能 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????82.6 本章小結(jié) ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????10第 3 章 主要零件選擇及其設(shè)計 ????????????????????????????????????????????????????????????????????113.1 風(fēng)機的選擇 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????113.1.1 風(fēng)機的工作原理 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????113.1.2 風(fēng)機的選擇 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????123.2 副發(fā)動機的選擇 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????143.3 副發(fā)動機與風(fēng)機的傳動設(shè)計 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????143.4 集塵箱的設(shè)計 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????163.5 集塵箱卸載擺臂的設(shè)計 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????163.6 掃盤掃刷的設(shè)計 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????213.7 掃盤的布置形式 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????223.8 吸嘴的設(shè)計 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????233.9 噴水頭、水泵、進塵管和水箱的選擇設(shè)計 ??????????????????????????????????????????????????????????243.10 本章小結(jié) ???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????25第 4 章 清掃系統(tǒng)的動力設(shè)計與計算 ????????????????????????????????????????????????????????????264.1 清掃系統(tǒng)的動力選擇 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????264.2 掃盤的驅(qū)動馬達選擇 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????264.3 水泵馬達的選擇 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????264.4 液壓缸的選擇 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????274.5 液壓泵的選擇 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????274.6 油路控制 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????274.7 取力器的選擇 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????284.8 本章小結(jié) ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????29第 5 章 整車性能分析 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????305.1 汽車動力性能分析 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????305.1.1 基本參數(shù)確定 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????305.1.2 汽車的行駛方程 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????315.1.3 汽車最高車速的確定 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????335.2 燃油經(jīng)濟性計算 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????355.3 整車軸荷分配計算 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????355.4 整車穩(wěn)定性分析 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????365.4.1 作業(yè)質(zhì)心高度的計算 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????365.4.2 作業(yè)側(cè)傾角的確定 ????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????365.5 最小轉(zhuǎn)彎直徑的計算 ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????365.6 本章小結(jié) ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????37結(jié)論 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????38參考文獻 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????39致謝 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????41附錄 ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????421第 1 章 緒 論1.1 道路清掃車改裝的意義和目的1.1.1 道路清掃車改裝的意義隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展，人民生活水平的提高，城市的規(guī)模也越來越大。近年來城市的清掃任務(wù)量也越來越大。同時伴隨著我國高速公路建設(shè)通行里程的迅猛增長，高速公路及公路的清掃除塵任務(wù)也越來越繁重，因此為提高清掃速度，減輕環(huán)衛(wèi)工人及道路養(yǎng)護工人的任務(wù)量和勞動量，道路清掃車的需求量日益增加。1.1.2 道路清掃車改裝的目的我國城市規(guī)模發(fā)展迅速，伴隨著嘗試的環(huán)保任務(wù)越來越重。道路清掃車能大大減輕城市環(huán)衛(wèi)和道路的保養(yǎng)，同時縮小我國在道路清掃車設(shè)計自造技術(shù)與國外的差異。1.2 道路清掃汽車的發(fā)展與展望1.2.1 道路清掃汽車的發(fā)展歷史道路清掃保潔機械 19 世紀(jì) 20 年代起源于歐洲，其技術(shù)發(fā)展經(jīng)歷了純掃式、純吸式、吸掃式掃路車 3 個階段。其中吸掃式又有干、濕 2 種類型。在我國的發(fā)展則始于 20 世紀(jì) 60 年代，其發(fā)展歷史可分為 3 個階段。20 世紀(jì) 60年代至 80 年代末，第 1 代純掃式清掃車研制成功，揭開了我國自主研發(fā)清掃車技術(shù)的序幕；但因純掃式清掃車有性能差、質(zhì)量差、外觀差，清掃效果差等缺陷。直至20 世紀(jì) 80 年代末，建設(shè)部長沙建設(shè)機械研究院設(shè)計出我國第一輛吸掃式清掃車，迅速縮短了我國清掃車與發(fā)達國家之間的差距，成為我國清掃機械發(fā)展里程中的新起點。第 2 代吸掃式掃路車具有清掃效率高、清掃能力強、清掃污染小等優(yōu)點，被迅速應(yīng)用到我國大中城市的主要道路清掃作業(yè)中。21 世紀(jì)之后，國內(nèi)路面清掃車市場開始呈現(xiàn)多元發(fā)展的態(tài)勢，出現(xiàn)了不同工作原理和模式的清掃機械，如純吸式清掃車、干式清掃車等第 3 代掃路車。由于全國各地氣候差異大，冬季水易結(jié)冰，對濕式除塵的吸掃式清掃車在部分區(qū)域作業(yè)效果有影響；而在高速公路，城市高架橋等處，由于取水點遠，不便于濕式除塵清掃車連續(xù)作業(yè)，隨著人們節(jié)水意識的加強，催生出無需灑水壓塵的干式除塵掃路車系列 [1]。1.2.2 道路清掃汽車的現(xiàn)狀現(xiàn)在，在我國清掃車市場中，吸掃式清掃車占有率在 95%以上。第 2 階段(20 世2紀(jì) 80 年代至 90 年代末)，是我國清掃車發(fā)展最快的階段，清掃車的使用不但從大中城市擴展到小城市，而且從城市道路拓展到公路和高速公路。市場需求的迅速膨脹，各種類型和各種規(guī)格的吸掃式清掃車不斷涌現(xiàn)。這期間，我國清掃車多數(shù)由 2～8 t 汽車底盤改裝，適合于大面積、遠距離清掃，常用于城市主干道、城鄉(xiāng)結(jié)合部、高速公路的路面清掃作業(yè) [2]。隨著清掃車市場的擴大，用戶對清掃車的需求也在發(fā)生變化，出現(xiàn)了小型全液壓清掃機。由于它具有油耗低、行駛無級變速、體積小巧、機動靈活及操作簡單等優(yōu)點，備受用戶青睞，特別適用于人口密度大、交通繁忙的城市道路以及居民小區(qū)、公園、車站、機場、企事業(yè)單位等路面的清掃保潔作業(yè)。不少清掃車生產(chǎn)企業(yè)也開發(fā)出專用底盤的中小型全液壓清掃車。但發(fā)達國家相比，我國清掃保潔機械還存在不小的差距。我國的清掃車在清掃保潔效率、清掃保潔能力及除塵效果等作業(yè)性能方面與發(fā)達國家的水平相當(dāng)，而在清掃保潔車輛的噪聲、排放、可靠性、舒適性以及自動調(diào)整等方面仍存在差距，特別是全液壓清掃車，僅相當(dāng)于發(fā)達國家 20 世紀(jì)產(chǎn)品的水平。1.2.3 道路清掃車的發(fā)展與展望隨著創(chuàng)建清潔城市的指標(biāo)越來越高及環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)對清掃保潔車輛要求多功能化，出現(xiàn)了創(chuàng)新概念清掃保潔機械——“洗掃車” ，其中的代表車型有中聯(lián)重科環(huán)衛(wèi)機械分公司開發(fā)的大中型洗掃車。它集清掃、清洗、污水回收于一體，且一次行駛同步完成，清潔作業(yè)后即可達到無塵、無漬、無積水的作業(yè)效果，最大程度呈現(xiàn)路面本色，大大提高了道路清潔質(zhì)量，實現(xiàn)了道路清掃保潔觀念的突破，也是國際上首創(chuàng)的產(chǎn)品。發(fā)展的趨勢現(xiàn)代化清掃保潔機械應(yīng)與生態(tài)型、現(xiàn)代化國際大都市發(fā)展相適應(yīng)，具有環(huán)保優(yōu)先、技術(shù)創(chuàng)新、國際先進等裝備特征。從滿足單一的普通作業(yè)需求，向滿足聯(lián)合作業(yè)、規(guī)范作業(yè)、模塊組合、環(huán)保作業(yè)及同步監(jiān)控管理等需求發(fā)展 [3]。1.3 道路清掃車的比較純掃式清掃車有性能差、質(zhì)量差、外觀差，清掃效果差二次污染嚴(yán)重等缺陷，基本被淘汰。吸掃式掃路車具有清掃效率高、清掃能力強、清掃污染小等優(yōu)點，被迅速應(yīng)用到我國大中城市的主要道路清掃作業(yè)中。我國吸掃式清掃車多數(shù)由 2～8 t 汽車底盤改裝，適合于大面積、遠距離清掃，常用于城市主干道、城鄉(xiāng)結(jié)合部、高速公路的路面清掃作業(yè)?，F(xiàn)在，在我國清掃車市場中，吸掃式清掃車占有率在 95%以上。隨著清掃車市場的擴大，用戶對清掃車的需求也在發(fā)生變化，出現(xiàn)了小型全液壓清掃機。由于它具有油耗低、行駛無級變速、體積小巧、機動靈活及操作簡單等優(yōu)點，備受用戶青睞，特別適用于人口密度大、交通繁忙的城市道路以及居民小區(qū)、公園、車站、機場、企3事業(yè)單位等路面的清掃保潔作業(yè)。不少清掃車生產(chǎn)企業(yè)也開發(fā)出專用底盤的中小型全液壓清掃車。純吸式清掃車、干式清掃車等。由于全國各地氣候差異大，冬季水易結(jié)冰，對濕式除塵的吸掃式清掃車在部分區(qū)域作業(yè)效果有影響。同時純吸式清掃車清掃只適合灰塵較少的城市，對于我國東北地區(qū)、西北地區(qū)灰塵較大的城市基本不使用。1.4 本設(shè)計的主要內(nèi)容本設(shè)計主要內(nèi)容：（1）清掃形式的選擇；（2）對二類底盤的計算與選擇；（3）對清掃刷及其動力系統(tǒng)的選擇與設(shè)計；（4）對吸塵系統(tǒng)的選擇和設(shè)計；（5）對集塵系統(tǒng)的設(shè)計和計算；（6）灑水系統(tǒng)的設(shè)計計算；（7）對整車液壓系統(tǒng)的設(shè)計計算；（8）整車性能的分析。4第 2 章 道路清掃車的總體設(shè)計2.1 設(shè)計思想根據(jù)我國目前的實際情況，經(jīng)過反復(fù)的調(diào)查研究，確定如下設(shè)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；（2）合理地選擇底盤及有關(guān)總成，以保證各總成之間的匹配和整車性能；（3）整車結(jié)構(gòu)布置合理，便于組織生產(chǎn)；（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(jié)構(gòu)設(shè)計要最大限度地貫徹標(biāo)準(zhǔn)化、系統(tǒng)化和通用化；（6）結(jié)構(gòu)緊湊，造型新穎，美觀大方，保證性能的前提下，盡量降低生產(chǎn)成本；（7）符合國家、行業(yè)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī) [4]。2.2 整車參數(shù)的確定2.2.1 尺寸參數(shù)（1）外廊尺寸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。在我國 GB1589－93《汽車外廓尺寸的界限 》中，明確規(guī)定，車輛高不超過 4m；車輛寬(不包括后視鏡)不超過 2.5m；外開窗、后視鏡等突出部分距車身不超過 250mm;車輛長:貨車不超過 12m，半掛汽車列車不超過 16.5m,全掛汽車列車不超過 20m。設(shè)計的半掛液化氣汽車總長度為 13.4m，車高為 3.5m，車寬為 2480mm。（2）軸距軸距影響到車輛總長，最小轉(zhuǎn)向直徑、縱向通過半徑或縱向通過角、軸荷分配和質(zhì)量轉(zhuǎn)移系數(shù)，也影響到車輛的操縱穩(wěn)定性和行駛平順性。綜合考慮設(shè)計的道路清掃車汽車的車軸距 5200mm。（3）輪距輪距影響到車輛總寬、橫向通過半徑、轉(zhuǎn)向時的通道寬度以及車輛的橫向穩(wěn)定性，5輪距要與車寬相適應(yīng)，設(shè)計的道路清掃車的輪距為 1800mm 左右。（4）前、后懸汽車的前、后懸直接涉及到汽車的接近角和離去角，一般要求都在 25°以上，至少不小于 20°。前懸應(yīng)滿足車輛接近角和軸荷分配的要求。前懸與駕駛室、發(fā)動機、轉(zhuǎn)向器、前保險杠等總成布置有關(guān)。后懸應(yīng)滿足車輛離去角和軸荷分配的要求，同時還要滿足有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，即對于客車和全封閉廂式車輛，后懸不得超出軸距的 0.65 倍;對于其它車輛，后懸不得超出軸距的 0.55 倍，但最長不得超出 3.5m。在實際改裝過程中，后懸變動比較多。例如對于自卸車，一般要將所選的普通汽車底盤的后懸變短，而對于有些罐式和廂式汽車，則要將后懸加長。設(shè)計的道路清掃車的前懸為 1205mm，后懸為 1700mm[6]。2.2.2 質(zhì)量參數(shù)（1）裝載質(zhì)量 對裝載質(zhì)量考慮以下兩方面:a.考慮到清掃城市和清掃范圍，如果中小城市則宜采用小噸位車輛，如果大中城市則宜采用大噸位車輛，以便于提清掃效率。b.合理分級在裝載噸位級別仁，要分布合理，以利于專用車產(chǎn)品的系列化、通用化和標(biāo)準(zhǔn)化。對于同一底盤，在設(shè)計時應(yīng)盡量提高裝載質(zhì)量。設(shè)計的道路清掃的裝載質(zhì)量為 7000kg 左右 [6]。（2）整備質(zhì)量 所謂整備質(zhì)量是指專用汽車帶有全部工作裝置及底盤所有的附屬設(shè)備，加滿油和水，但未載人和載貨時的整車質(zhì)量。整備質(zhì)量是一個重要設(shè)計指標(biāo)，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(zhì)量減少 10%，可使經(jīng)濟性提高 8.5%。因此從設(shè)計原則上講，應(yīng)減少整備質(zhì)量，盡量采用輕質(zhì)金屬材料和非金屬材料，減少原材料消耗，降低制造成本。道路清掃的整備質(zhì)量為 11000kg 左右。（3）總質(zhì)量 所謂總質(zhì)量是指專用汽車裝備齊全，滿載(規(guī)定值)貨物及乘員時的質(zhì)量。其計算公式為 （2.1）0aepm??式中：m p——乘員質(zhì)量 kg，按座位數(shù)計，65kg/人。對于作業(yè)型專用汽車，如起重舉升車、高空作業(yè)車等，總質(zhì)量主要由改裝后的汽車底盤質(zhì)量和專用工作裝置質(zhì)量確定，無需考慮裝載質(zhì)量。為了部分彌補專用汽車裝載質(zhì)量的下降，可采用原車底盤允許的最大總質(zhì)量，合理地利用原車底盤的超載能力。6一般最大允許可超過原車型總質(zhì)量的 5%。設(shè)計的道路清掃的總質(zhì)量為 12000kg 左右。結(jié)合設(shè)計要求及其我國主要城市環(huán)衛(wèi)要求選擇東風(fēng)牌 EQ1122GZ12D7 載貨汽車二類底盤進行改裝。東風(fēng)牌 EQ1122GZ12D7 載貨汽車二類底盤的主要參數(shù)見表 2.1、2.2 和 2.3。表 2.1 底盤質(zhì)量參數(shù)底盤型號 EQ1122GZ12D7整備質(zhì)量/kg 4750前軸軸載質(zhì)量/kg 4970空載后軸軸載質(zhì)量/kg 7465允許前軸最大軸載質(zhì)量/kg 5000額定軸載質(zhì)量分配允許后軸最大軸載質(zhì)量/kg 10000表 2.2 性能參數(shù)底盤型號 單位或代號 EQ1122GZ12D7最高車速 Km/h 95最大爬坡度 % 23油箱容積 L 280百公里油耗 L 35最小轉(zhuǎn)彎直徑 m 12.5駐車坡度 % 20表 2.3 尺寸參數(shù)總長 OL 8995總寬 OW 2430外型尺寸 高 OH 2700軸距 WB 5200前懸 FOH 1180后懸 ROH 2615車架前高 FHF 650車架后高 FHR 700前輪 N1 1845輪距后輪 N2 1640后輪胎最外尺寸 N3 974車架外寬 N4 8607車架可用長度 M0 5530駕駛室后圍位置 M1 870蓄電池位置 M2 1433儲氣筒位置 M3 2198油箱位置 M4 2016表 2.3 尺寸參數(shù) 續(xù)表接近角（度） ?34離去角（度） ?402.3 發(fā)動機結(jié)構(gòu)該車的的發(fā)動機為直列六缸、四沖程水冷柴油增壓發(fā)動機，參數(shù)見表 2.4。表 2.4 發(fā)動機參數(shù)型式 直列四缸、四沖程水冷柴油增壓發(fā)動機型號 C240 10額定轉(zhuǎn)速 r/min 2200額定功率 KW (2200r/m) 235最大轉(zhuǎn)矩 N·M(1500r/min) 880最低燃油消耗率 g/(KW·h) 200缸徑 ×沖程 mm 114×135排量 L 8.3壓縮比 17.3：1工作順序 1-5-3-6-2-4燃油：夏季：0 號輕柴油：冬季：根據(jù)氣溫選用合適的輕柴油2.4 變速器變速器可以選裝 DF6S750 齒六擋變速器，變速器參數(shù)見表 2.5。表 2.5 變速器傳動比一檔 二檔 三檔 四檔 五檔 六檔 倒檔5.606 3.627 2.313 1.487 1 0.79 5.0452.5 改裝須知底盤的質(zhì)量參數(shù)要求 底盤經(jīng)過改裝后，前、后軸的軸載質(zhì)量應(yīng)不超過允許的最大軸載質(zhì)量。 改裝后整車的要求： （1）改裝后，必須保證汽車的功能和工作安全性，以及所有運動部件的運動空間； （2）要保證改裝部分有足夠的維修保養(yǎng)空間，特別是各潤滑點，緊固螺栓、蓄8電池和制動裝置零部件的可操作空間； （3）日常保養(yǎng)的各檢查及潤滑點，必須保證不進行任何拆卸就能進行； （4）為滿足法規(guī)的要求，不允許撤卸所設(shè)置的隔音板； （5）不允許對發(fā)動機的冷卻系進行更改，不得妨礙空氣吸入和廢氣排出； （6）安裝改裝部分時，各個部件都必須保證安全通過性，運行安全性、可靠性、功能及維修保養(yǎng)的方便性； （7）要確保底盤運動件如車橋、懸架、傳動軸、轉(zhuǎn)向器、制動元件及換檔桿的功能和運動自由空間； （8）不得妨礙維修保養(yǎng)和潤滑作業(yè)的進行； （9）當(dāng)改裝部分伸出駕駛室之上時，應(yīng)保證駕駛室能夠自由地翻轉(zhuǎn)； （10）不得因改裝而影響汽車的行駛、制動和轉(zhuǎn)向性能； （11）所有的改裝和對汽車的更改要按照國家現(xiàn)行法規(guī)實施；（12）改裝廠家不經(jīng)許可不能取下或更換東風(fēng)標(biāo)志，也不得在其它部位設(shè)置東風(fēng)的標(biāo)志，隨散裝件提供的東風(fēng)標(biāo)志要安裝在東風(fēng)汽車有限公司規(guī)定的位置上 [7]。2.5 總體設(shè)計2.5.1 工作原理該道路清掃車由東風(fēng) EQ1122GZ12D7 汽車底盤、副發(fā)動機、風(fēng)機、垃圾箱、水箱、水泵、油箱、油泵、掃刷、吸盤、附車架等組成。見圖 2.1 掃刷將垃圾掃至規(guī)定位置,吸塵系統(tǒng)的高壓風(fēng)機產(chǎn)生高速運動的氣流,在吸盤處形成較強負壓,將垃圾吸入垃圾箱。由于垃圾箱空間突然加大,氣流速度突然降低,同時集塵箱在兩進灰口交接處噴出高壓霧化水，將進出集塵箱內(nèi)的灰塵噴濕，噴濕的塵土、垃圾及體積質(zhì)量較小的顆粒在重力作用下沉至垃圾箱底部,樹葉、紙張等被網(wǎng)擋住,細小顆粒再經(jīng)垃圾箱隔板、擋板等進行二次降塵,使空氣進一步凈化,最后經(jīng)風(fēng)機再次回吹到吸塵口。9圖 2.1 道路清掃總體布置2.5.2 構(gòu)造及功能（1）副發(fā)動機及風(fēng)機傳動系統(tǒng)該系統(tǒng)由發(fā)動機、發(fā)動機支座、帶輪、風(fēng)機、等組成。它為風(fēng)機提供動力,副發(fā)動機啟動后帶動風(fēng)機作業(yè)。副發(fā)動機采用 BN492QA 柴油機,經(jīng)傳動軸、皮帶傳動帶動風(fēng)機運轉(zhuǎn),副發(fā)動機通過安裝在駕駛室內(nèi)的油門控制器控制油門開度對轉(zhuǎn)速進行調(diào)整,通過油門控制器上的限位螺釘限定其最高工作轉(zhuǎn)速和怠速。發(fā)動機怠速為750~800r/min,最高工作轉(zhuǎn)速限定為 2200r/min。該發(fā)動機最大扭矩為175.1N.m/2200r/min,最大功率為 57.4KW、3800r/min 。風(fēng)機采用 926-5A 標(biāo)準(zhǔn)通用型風(fēng)機 [8]。（2）吸盤裝置由吸盤、吸管、拖桿、吸口、側(cè)滾輪、后滾輪等組成。為確保最佳清掃效果,吸盤支承滾輪著地后底邊和地面的間隙應(yīng)保持 20mm 左右,該間隙可通過提高和降低吸盤兩側(cè)支承滾輪的安裝高度來調(diào)節(jié)。不清掃時通過提升裝置提起吸盤,保證吸盤剛性部分離地間隙大于 100mm,以利快速行駛。（3）清掃裝置該裝置由與車架中心線對稱的左、右兩清掃裝置組成。掃盤離地 110mm 左右，掃刷觸地狀況對清掃效果和減少掃絲的磨損很重要,必須將掃盤對地傾斜成一定的角度,即將掃盤外傾 3°左右。掃刷磨損后必須對掃盤進行調(diào)整。當(dāng)掃刷長度磨損減短至 100mm 時就需更換新掃刷。（4）垃圾箱垃圾箱為密閉的簿壁焊接容器,其作用是沉積垃圾和除塵。當(dāng)從吸口吸入垃圾塵粒時含塵氣流從吸口進入,經(jīng)過垃圾箱空腔,通過分離孔板進入風(fēng)機。垃圾箱內(nèi)部經(jīng)過防銹處理,垃圾箱安裝在副車架上,由翻斗油缸傾翻卸料。垃圾箱與吸盤、風(fēng)機、后箱10門結(jié)合處用密封條嚴(yán)密密封以提高吸塵效果。當(dāng)以上結(jié)合部密封條脫落或損壞時吸塵效果會明顯下降,此時應(yīng)及時緊固或更換密封條 [9]。（5）液壓與電氣系統(tǒng)掃路車掃盤的旋轉(zhuǎn)、伸出、縮回,垃圾箱的傾翻收回,吸盤的放下、提起等動作都由液壓系統(tǒng)驅(qū)動和控制。液壓系統(tǒng)主要由液壓泵、液壓馬達、液壓缸、電磁閥、單向節(jié)流閥、液壓單向閥、背壓閥、集流塊、 、液壓油箱、連接油管等組成。掃路車具有汽車底盤電氣和專用工作裝置電控與儀表兩個獨立的電氣系統(tǒng)。底盤電氣系統(tǒng)為常規(guī)通用系統(tǒng);專用工作裝置電控與儀表系統(tǒng)由電控箱、副發(fā)動機電氣元件及電磁閥等組成,通過駕駛室內(nèi)的儀表盤按鈕操作實現(xiàn)專用工作裝置電、液控制 [10]。（6）灑水系統(tǒng)本掃路車是濕式、吸掃式掃路車,該車在清掃時和吸入時都設(shè)有噴水裝置,達到壓塵和防止二次污染的目的。水泵選擇三缸活塞泵，額定轉(zhuǎn)速 820r/min，最高轉(zhuǎn)速1200r/min，流量 30L/min，最高壓力 3Mpa，最大耗用功率 1.86KW。清掃作業(yè)時,將水泵工作控制開關(guān)旋至“工作”位置,壓力水經(jīng)灑水噴嘴及垃圾箱內(nèi)噴嘴噴出,并形成水霧。2.6 本章小結(jié)本章主要是對整車方案進行了初步的分析，并確定了整車方案中基本參數(shù)。對整車設(shè)計基本方案的確定。11第 3 章 主要零件選擇及其設(shè)計3.1 風(fēng)機的選擇3.1.1 風(fēng)機的工作原理掃路車對塵粒的吸拾主要依賴風(fēng)機對塵粒的作用力。這種作用力有兩種形式，即空氣流動對塵粒產(chǎn)生的動壓和風(fēng)機直接對塵粒產(chǎn)生的負壓(靜壓)。動壓和負壓之和為風(fēng)機的全風(fēng)壓?？諝饬鲃訒r產(chǎn)生的動壓力相對較小，它只能帶動較小的塵粒流動，最終還要依靠風(fēng)機產(chǎn)生的負壓吸拾塵粒。對質(zhì)量較大的塵粒的吸拾主要依靠風(fēng)機對塵粒產(chǎn)生的負壓力。動壓和負壓可以相互轉(zhuǎn)化，根據(jù)風(fēng)流通道的形式，動壓和負壓會有不同的表現(xiàn)形式。通過塵粒在進人垃圾箱之前會經(jīng)過兩種不同形式的路徑，即風(fēng)道和吸嘴。在風(fēng)道內(nèi)，風(fēng)機對塵粒的作用力主要體現(xiàn)在風(fēng)機的負壓上。若僅使用通道吸拾塵粒，那么風(fēng)機只需要有足夠的負壓力便可。風(fēng)機的風(fēng)流量可以很小。但僅用風(fēng)道吸拾塵粒，使得掃路車對路面的吸拾寬度太小，不適合掃路車的工作性能，為此增設(shè)吸嘴，目的是通12過風(fēng)流產(chǎn)生的動壓將吸嘴寬度內(nèi)的塵粒都帶到風(fēng)道的進口。在吸嘴內(nèi)，除風(fēng)道的進口存在極大的負壓外，其余空間的負壓較小，此時風(fēng)機對塵粒的作用力主要依賴風(fēng)機流量產(chǎn)生的動壓力。根據(jù)動能定理（3.1）可知風(fēng)的流速越大，風(fēng)流產(chǎn)生的動壓越大。其中，E 為風(fēng)的動能，m 為空氣介質(zhì)的密度，v 為空氣的流速。能量守恒定律告訴我們:在一個封閉的系統(tǒng)中，流體的總能量是一個常數(shù)。根據(jù)伯努利方程可知（3.2）(在掃路車的吸塵系統(tǒng)中，式中的流體勢能 pgh 很小，可以忽略不計)，如果吸塵系統(tǒng)中的氣流流經(jīng)一個收縮(節(jié)流)截面時，氣體將被加速。這種氣體的加速將使它的動能增加，卻使被加速處的靜壓力降低。根據(jù)式(3.1)可以看出若能獲得較大的流速，則吸嘴的風(fēng)流截面越小越好。為此，在設(shè)計吸嘴時，在保證塵粒能順利進人吸嘴的同時，應(yīng)盡量減少吸嘴與路面的距離。吸嘴的兩個側(cè)面和后側(cè)面使用圍板，也可以有效地減少吸嘴的風(fēng)流截面，同時在較大塵粒不能被風(fēng)流的動能帶動時，還可以將其拖送至風(fēng)道的進口。根據(jù)幾種典型風(fēng)機的性能參數(shù)繪制風(fēng)機的流量。圖 3.1 幾種風(fēng)機的流量和功率曲線從圖 3.1 可以看出，隨風(fēng)流量的增加，風(fēng)機所需的能量會急劇增加。而且，風(fēng)機產(chǎn)生的噪聲主要是因為氣流間的摩擦、流量的增加。因此，在風(fēng)機的負壓能滿足吸拾塵粒的要求時，盡量選用小流量的風(fēng)機，在降低能耗的同時，還可有效的降低風(fēng)流產(chǎn)生的噪聲，有利于除塵。133.1.2 風(fēng)機的選擇掃路車欲吸拾塵粒，必須滿足下述條件F 吸拾 G 塵粒 （3.3）式中：F——吸拾力，N；G——塵粒本身的重力，N。吸拾塵粒所需的負壓為p1πd24 ρgπd36（3.4）21pg?式中： ——理想狀態(tài)下吸拾垃圾塵粒所需要的負壓，pa；1p——密度，kg/ ；P3md——直徑（或當(dāng)量直徑） ，mm。因為會有能量損失，所以需要工況系數(shù) k 來補充（3.5）??2=????1在此，取動壓是全壓的 20%計算，于是，所需風(fēng)機的全壓為（3.6）??3=??2(1-20%)=1.25????1濕式清掃車會有壓力損耗。除塵方式的壓力損耗如表 3.1。表 3.1 常用除塵形式的壓力損耗.質(zhì)性除塵 重力除塵 袋式除塵100~1500 50~150 700~1000因為袋式除塵基本不會濕式清掃車上應(yīng)用，所以慣性除塵和重力除塵的最大壓力損失之和1650Pa，結(jié)合式（3.2） 、 （3.3） 、 （3.4）可得風(fēng)機需要的全風(fēng)壓應(yīng)滿足以下關(guān)系式（3.7）1650??kpgd吸 拾式中： ——掃路車在實際應(yīng)用具有的全風(fēng)力。吸 拾p根據(jù)實際情況取 K=1.2，當(dāng)量直徑 d=150mm,能吸入最大灰粒重量大約為 3kg。則p吸拾 =561.2× 34×3.14×0.1533×10×0.15+1650=1653.1847w下面開始選擇風(fēng)機型號: （1） 計算隧道內(nèi)所需的通風(fēng)量； （2）計算所需總推力 tI（3.8）????=???×????其中，At：風(fēng)口橫截面積(m 2) ：：各項阻力之和(Pa)。???風(fēng)機性能參數(shù)見表 3.2風(fēng)機性能參數(shù)見表 3.214表 3.2 9-26-5 型離心通風(fēng)機性能參數(shù)傳動方式 轉(zhuǎn)速 流量 全壓 內(nèi)效率 內(nèi)功率 所需功率V 帶傳動 2900r/min 4293m3/h 6035pa 77.2% 9.12kw 10.5kw3.2 副發(fā)動機的選擇副發(fā)動機在本設(shè)計中只驅(qū)動風(fēng)機，因此對副發(fā)動機選擇要求如下：(1)能完全驅(qū)動風(fēng)機；(2)質(zhì)量體積油耗越小越好；(3)價格越廉價越好。綜合考慮選擇為：BN49QA，最大扭矩：171.5N.M/2200r/min ，最大功率：57.4kw/3800r/min。3.3 副發(fā)動機與風(fēng)機的傳動設(shè)計依據(jù)風(fēng)機和副發(fā)動機參數(shù)，風(fēng)機與副發(fā)動機采用 V 帶傳動，由于風(fēng)機工作載荷變動很小，選擇工作系數(shù) 故功率 為2.1?aKcpkwpkAc 6.50?又由 ，轉(zhuǎn)速 n=2900r/min，選擇 SPZ 窄 V 帶。.又因為 應(yīng)不小于 63mm，故取 =100mm1d1d因為帶輪傳動比（3.9）)(122???nid2=n1n2d1(1-? )=56~96.89mm為風(fēng)機轉(zhuǎn)速 2 900r/min， 為發(fā)動轉(zhuǎn)速 2 200—3 800r/min， 為風(fēng)機帶輪， 副發(fā)動1n 1d2d機帶輪。取 。md302?驗算帶速（3.10）smndv17.5061???帶速在 5-25m/s 范圍，滿足要求。初選中心距 a0=1.5(d1+d2)=345mm取 =450mm，符合 0.7 20a)(21d??帶長（3.11）maL14.64)(2121????15參照表 13-2，窄帶 SPZ 取 L=1250mm。實際中心距a=a0+Ld-L02 =450mm驗算小帶輪包角（3.12）ad1218???。?滿足要求。求 v 帶根數(shù) Z（3.13）????Lacckp00???式中： ——單根 V 帶的基本功率；0p——單根 V 帶 i 時額定功率的增量；?1?——包角修正系數(shù)；ak——帶常修正系數(shù)。L查表 13-5 的 =3.90kw。0p故傳動比 ii= d2d1(1-? )=1.3查表 13.5 得 =0.350p?又 = 查 13-7 和 13-2 得 ，?。8.17698.0?ak6.Lk=3.589 （3.14）????LaccpZ00??取 Z=4 根。作用在帶輪上的力 QF查表 13.1 得 SPZ 窄 V 帶單位長度質(zhì)量 q=0.17kg/m，由（3.15）Nqvkzpvc 8.105.202???????????作用在軸上壓力為（3.16）FQ=2ZF0sinα 12 =1807N帶輪結(jié)構(gòu)件零件圖。3.4 集塵箱的設(shè)計集塵系統(tǒng),主要工作部分為位于車體中上部的集塵箱。集塵箱是集塵系統(tǒng)的核心,集塵箱的結(jié)構(gòu)直接決定了其流場分布,從而決定了集塵效率。圖為設(shè)計清掃車集塵箱的結(jié)構(gòu)示意圖。清掃車工作時,從吸盤中吸入的垃圾隨著高速氣流一起進入集塵箱內(nèi),16由于集塵箱體內(nèi)部空間大,氣流在集塵箱內(nèi)速度迅速下降,當(dāng)氣流速度下降到一定程度,在重力的作用下,垃圾將會與氣流分離并將沉降在集塵箱的底部,而氣流則會經(jīng)由集塵箱的頂部,在風(fēng)機的作用下排出集塵箱,輸送到吸盤作為二次回吹 [11]。圖 3.2 集塵箱結(jié)構(gòu)為提高集塵箱體的容積利用率和降塵效率，對集塵箱體的結(jié)構(gòu)進行了一系列的優(yōu)化，其目的有三個：（1）提高集塵箱體的容積利用率和降塵效率；（2）降低在靠近底部位置的氣流速度,有利于垃圾的沉降與堆積；（3）提高氣流在集塵箱內(nèi)部的停留時間。圖 3.2 為本設(shè)計垃圾箱結(jié)構(gòu)示意圖，提高吸盤至集塵箱體內(nèi)部的管道高度，增加圓弧擋板。這樣高速氣流主要集中在從吸盤導(dǎo)管的出口處與集塵箱內(nèi)部擋板處，而且高度氣流所占面積很小。在離開內(nèi)部擋板后，氣流速度迅速下降。在集塵箱體內(nèi)部大部分區(qū)域，氣流速度比較均勻，相對于不均應(yīng)氣流,其最高氣流速度較低，這有利于垃圾與氣流的分離。3.5 集塵箱卸載擺臂的設(shè)計集塵箱卸載才用擺臂卸載，才用法擺臂卸載有利于卸載時整車的穩(wěn)定。擺臂的結(jié)構(gòu)形式如圖 3.3 所示:17圖 3.3 集塵箱卸載擺臂結(jié)構(gòu)擺臂的材料為 45 鋼，擺臂折點采用接點表面焊接而成。擺臂的校核，擺臂受力如圖所示，擺臂在上升時候 B 點受力最大，故校核 B 點滿足強度則整個擺臂滿足要求，可對擺臂進行剛度和強度驗算。圖 3.4 集塵箱卸載擺臂結(jié)構(gòu)軸的撓度和轉(zhuǎn)角如圖 3.4 所示，若軸在垂直面內(nèi)撓度為 ，在水平面內(nèi)撓度為cf和轉(zhuǎn)角為 δ，可分別用下式計算：sf（3.17）EILbaFfc321?（3.18）fs2（3.19）??ILab31???式中: ——齒輪齒寬中間平面上的徑向力（N） ；1F——齒輪齒寬中間平面上的圓周力（N） ；218——彈性模量（MP a） ， =2.1×105 MPa；EE——慣性矩（mm 4） ，對于實心軸， ；I 64dI??——軸的直徑（ mm） ，花鍵處按平均直徑計算；d、 ——齒輪上的作用力距支座 A、B 的距離（ mm） ；ab——支座間的距離（ mm） 。L軸的全撓度為 mm。2.02???scff擺臂在垂直面和水平面內(nèi)撓度的允許值為=0.05～0.10mm， =0.10～0.15mm。??cf??sf擺臂上的銷軸校核，銷軸 1、2、3 的材料都為 45 鋼。銷軸 1、2、3 的直徑分別為 72mm、90mm、50mm。銷軸結(jié)構(gòu)如圖 3.5 所示：圖 3.5 集塵箱卸載擺臂結(jié)構(gòu)銷軸擺臂作業(yè)時，對三銷軸校核。計算輸入軸的支反力。N748cos211???dTFgt ?N222ytN648)cos(31131????dTFgt ?（1）垂直面內(nèi)支反力對點取矩，由力矩平衡可得到 2 點的支反力，即（3.20）bFL2?19將有關(guān)數(shù)據(jù)代入（3.18）式，解得， =11868N2F同理，對 2 點取矩，由力矩平衡公式可解得， 。N64201?（2）水平面內(nèi)的支反力由力矩平衡和力的平衡可知（3.21）bFaBHA?（3.22）1t?將相應(yīng)數(shù)據(jù)代入（3.20） 、 （3.21）兩式，得到： NFBHA826??（3）計算垂直面內(nèi)的彎矩B 點的最大彎矩為N·mm5670aMAB（4）計算水平面內(nèi)的彎矩N·mm29?FH（5）計算合成彎矩 22TBA?N·mm308491956709222 ????TMBHA作用在齒輪上的徑向力和軸向力，使軸在垂直面內(nèi)彎曲變形，而圓周力使軸在水平面內(nèi)彎曲變形。在求取支點的垂直面和水平面內(nèi)的支反力之后，計算相應(yīng)的彎矩、 。軸在轉(zhuǎn)矩 和彎矩的同時作用下，其應(yīng)力為BMH（3.23