3.5t的高压清洗汽车设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 随着城市化步伐的加快，道路的迅速增加，对环保要求的日益提高，导致城市对高压清洗车的需求日益增长。开发具有自主知识产权的高压清洗车也就成了我国城市环卫事业中的重要课题，而且对提高我国专用车的设计水平，带动我国环卫车辆的自主设计开发具有重要意义。 北京一些大城市更是 迈向国际化大都市的步伐，对城市环境质量要有更高的要求，因此，高压清洗车作为清洁城市的“卫士”应该是当前最具发展前景的专用汽车品种之一。 文中通过大量调研，改装了一种以二类底盘为基础，额定载质量为 高压清洗汽车。文中主要进行了由 水 罐、水罐的内部结构、及 二类 底盘装置的 选型和 设计。对 高压水泵、液压泵、液压缸 的选型计算 。最后，对改装完成后的高压清洗车进行了必要的动力性、燃油经济性和稳定性等主要整车性能的计算分析，计算结果表明整车性能满足要求。 关键词： 汽车；底盘； 水泵；液压泵；液压缸 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 of in in of of of an of to of my of of 008 is of an to be as a t A of a to on of In by of of of as of of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 摘 要 . I . 论 . - 1 - . - 1 - . - 1 - . - 2 - . - 3 - 第 2 章 高压清洗车总体设计 . - 3 - . - 3 - . - 3 - . - 4 - . - 4 - . - 4 - . - 4 - . - 6 - . - 6 - . - 7 - . - 8 - 第 3 章 水路系统 的设计计算 . - 10 - . - 10 - . - 10 - . - 10 - . - 10 - . - 11 - . - 13 - . - 14 - . - 16 - . - 16 - . - 16 - . - 16 - . - 16 - . - 17 - 第 4 章 液压系统的选型 计算 . - 19 - . - 19 - . - 19 - . - 20 - . - 21 - 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 调速方式的选择 . - 21 - . - 21 - . - 22 - . - 22 - . - 22 - . - 24 - . - 24 - . - 24 - . - 25 - . - 25 - 第 5 章 高压清洗车基本性能参数计算 . - 26 - . - 26 - . - 26 - . - 28 - . - 30 - . - 34 - . - 35 - 结 论 . - 37 - 参考文献 . - 38 - 致 谢 . - 39 - 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 1 - 绪 论 题研究前景 近 10年来，我国高压清洗车的装备技术得到了迅速发展，产品的类型、功能已能基本满足一般的作业要求。随着经济社会的快速发展、城市环境卫生容貌和人们对生活环境质量要求的不断提高特别是，高压清洗车及装备将向集成化、环保化、人性化、数字化方向发展，由单一的作业功能特征向集作业、信息、监管为一体的综合功能特征方向发展，使国内环卫装备水平满足现代化国际大都市发展的需求，并建立起具有一流技术、符合中国国情的环卫作业装备系统 1 。 当今由于国外高压清洗汽车企业对国内市场不了解，要想进入中国市场，多会采取合资或合作的方式。国内生产企业应与外方进行积极的合作，学习其先进技术和管理方法，以尽快提高我国生产企业的技术水平和创新能力。我国原有的具有国际竞争力的清洗汽车品种以及入世后引进并形成生产能力的清洗汽车新品 种，打入国际市场参与国际市场竞争，分析各国市场的不同需求，采取各种灵活的贸易方式，建立、健全自己的国际市场营销网络和服务体系，占领国际市场，在国际市场的激烈竞争中求生存、求发展。由于清洗车采用的多是专用设备和装备，因此生产涉及到许多相关的专利技术和专有技术。这些技术可以通过技术转让或技术许可等技术引进方式获得。但是，对于引进的技术只是加以消化、吸收是远远不够的，更重要的是在引进技术的基础上进行技术创新，形成企业的核心技术。同时，还要注意形成一个充满活力的技术群体，从而培养自己的持续性的新产品研究开发和生产能 力，并将其转化为强大的市场进入和开拓能力。否则，我国清洗汽车生产企业就只能永远跟在人家后面，处于国际市场竞争的不利地位 2 。 题研究现状 我国高压清洗车的研发机构、改装生产企业通过引进、消化、吸收国外先进技术，加快了国产高压清洗车新产品的研发和生产，使国产高压清洗车的技术装备水平得到较快发展和很大提高，改变了传统的的环卫作业方式，由人工作业向机械化、半机械化方向发展，高压清洗车的装备技术由简单型向技术密集型方向发展，已由低压力喷洒发展到高压力清洗。用高压力、 小流量的清洗车淘汰单一洒水工功能的低压力、大流量的洒水车，符合节约型社会发展的要求，用最少的水量获得最佳的清洗效果 3 。 我国清洗汽车产品具有价格优势，由于我国劳动力成本和原材料成本与发达国家相买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 2 - 比较为低廉，因此我国清洗汽车产品在性能、质量与国外产品相同的情况下，具有价格优势。但是，我国清洗汽车品种过于单一，远远不能足国内外市场的多品种需求。如果我国清洗汽车生产企业可以通过合资、技术引进等手段，促进技术的升级换代，使我国清洗汽车产品的技术性能水平接近和达到国际先进水平 ，提高产品的性能价格比，就能进一步满足国内，乃至国外市场的多样化需求。我国的清洗汽车汽车在形成独立的清洗汽车生产行业以后，已经成功地引进了许多整车和零部件技术项目。尽管我国专用汽车市场需求量大，但由于品种单一、数量和品质又不能完全满足国内市场需要，国外专用汽车制造商一定会积极寻找机会，进入中国市场。我国具有人工成本低、资源丰富、投资环境优越以及本土的市场营销网络等区位优势，因此国外清洗汽车制造商多趋向于采取合资的方式进入中国市场。在这种情况下，只要我国企业能在合资企业中将外方注入的先进技术和管理方法，进行消 化、吸收和整合，就能促进我国专用汽车行业的技术更新换代。 目前，国内除压缩式垃圾车、车厢可卸式垃圾车和公路型扫路车的功能已接近国外同类产品，而高压清洗车与国外先进产品相比，其功能还存在一定的差距，并且性能与国外先进产品存在较大差距。生产企业受加工装备简陋、工装模具不全、工艺技术落后、生产规模小的限制，低端产品特征明显，整车性能差。技术上缺乏具有自主知识产权和概念创新。大部分国产高压清洗车是以模仿进口车功能为基础来研制生产的，产品同质化现象较为普遍，缺乏具有自主知识产权和创新的产品。 事实说明，与发达国家相比 ，国产高压清洗车在功能结构、作业效率、可靠性、推广程度等多方面还落后许多；在用的不少国产高压清洗车存在着技术落伍、寿命短、作业效率低、达不到环保要求等缺陷，清洗城市下水道、管道的沉积物、死角泥沟的疏通，大部分城市仍主要靠人工用竹片等疏导，用勺掏空，劳动强度大，条件差，效率低。因此，环卫部分希望开发一种低价格，多功能的清理车，特别是那些功能强大的高压清洗车，它不仅可以用于清洗城市下水管道、管道的沉积物、死角沟渠的疏通，亦用于清洗工业排液管道、壁面等。高压清洗车的需求，随着城市建设，公路建设的发展，国家对加大基 础设施和公路建设的大投入，这必须推动市政车辆设备的市场需求。 题研究目的和意义 伴随着工业的迅猛发展，环境污染变得越来越严重，环境保护成为一个全球性的战略问题。为适应城市环卫事业的发展，及时改善城市环境质量，改善空气质量，开发和发展各种行之有效的清洗车辆，成为我们面前的重要任务 2 。城市化步伐的加快，道路的迅速增加，对环保要求的日益提高，导致城市对高压清洗车的需求日益增长。 为此，开发具有自主知识产权的高压清洗车也就成了我国城市环卫事业中的重要课题，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 3 - 而且对提 高我国专用车的设计水平。 北京等一些大城市更是加快了迈向国际化大都市的步伐，对城市环境质量要有更高的要求，因此，高压清洗车作为清洁城市的“卫士” ,应该是当前最具发展前景的专用汽车品种之一。 计的主要内容 本设计是改装一种高压清洗车，并满足专用汽车相关设计要求。需进行二类底盘的选型分析，产生具有实践意义的选型总结。然后对车辆进行总体布置，用总布置草图表达主要底盘部件 重要工作装置的布置。进行 水罐的详细设计，在正确计算的基础上，完成部件设计选型，达到工艺合理、小批量加工容易、成本低、可靠性高， 装载质量达 3500最后， 完成总装配图，清楚表达设计。 第 2 章 高压清洗车总体设计 与普通汽车相比，高压清洗车是装置有专用设备，具备专用功能，用于承担专门清洗任务的汽车。因此，设计上再满足普通基本型汽车性能的基础上，还要满足专用清洗功能的要求，与专用工作装置合理匹配，构成一个协调的整体，使高压清洗车的基本性能和专用功能都得到充分发挥 4 。 体设计方案分析 目前，市场上的高压清洗车种类众多，其总体设计方案也各不相同。通过前期调研以及结合本次改装设计的特点 ，设计方案图 2 方案一： 图 2体设计方案比较 布置简单，效率利用率高，节省了低压水泵，利用节流阀对高压水进行降压，以实现低压清洗。并且与液压系统相对独立，可以互不干扰进行作业。 量参数的确定 变速箱 取力器 2 高压水泵 液压泵 液压缸 取力器 1 高压清洗 节流阀 低压清洗 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 4 - 车整备质量 整车整备质量是指专用汽车带有全部工作装置及底盘所有的附属设备，加满燃料和水，但没有载货和载人时的整车质量。整备质量是一个重要设计指标，对专用汽车的动力性和经济性有很大影响，整备质量减小，可以增加装载量，节 约燃料，是汽车设计工作中必须遵守的一项重要原则。 所选 盘的整备质量为 3720于在本次设计中加装了水罐和专用工作设备，其整备质量要增大，估计其质量约为 1500高压清洗车整车整备质量为： 5 2 2 01 5 0 03 7 2 00 m 载质量 汽车的装载质量是指在硬质良好路面上行驶时所允许的额定装载量。对装载质量的确定，首先要考虑车辆的用途和使用条件。其次，要和行业产品规划的系列相符合，做到在装载吨位级别上分布合理，以利于专用车产品的系列化、通用 化和标准化。本次设计中，高压清洗车的装载质量确定为 3500 3500em 汽车总质量 汽车总质量是指专用汽车装备完好齐全，满载（规定值）货物及乘员时的质量。假设乘员质量为 65，乘坐 3 人，汽车总质量的计算公式为： 8 1 9 53653 5 0 05 2 2 0 装后高压清洗汽车最大总质量在原车最大总质量范围内，符合质量要求。最大轴载质量的分配应基本接近原车底盘轴载要求，改装后的高压清洗汽车的整车质心位置比原汽车的质心略向后移 5 。 压清洗车底盘的选型 专用汽车性能的好坏对专用汽车性能影响很大，通常专用车辆所采用的基本底盘按结构分可分为二、三、四类底盘，而该高压清洗车是在二类底盘的基础上进行改装设计。所谓二类底盘，就是指在基本型整车基础上去掉货厢。 专用汽车底盘的选择主要是根据专用汽车的类型、用途、装载质量、使用条件、专用汽车的性能指标、专用设备或装置的外形、尺寸、动力匹配等决定，目前，几乎 80%以上的专用车辆采用二类底盘进行改装设计。采用二类汽车底盘进行改装设计工作重点是整车总体布置和工作装 置设计，对底盘仅作性能适应性分析和必要的强度校核，以确保改装后的整车性能基本与原车接近 6 。 目前国内市场上底盘的种类多、品种全，如解放、东风、红岩等系列底盘性能好，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 5 - 价格便宜，市场保有量大，选用的底盘也多为这些系列的产品。 一般专用改装车辆在选用底盘时 不但要根据 专用汽车的类型、用途、装载质量、使用条件、专用汽车的性能指标 进行考虑，还从适用性、可靠性、先进性、方便性等方面进行比较分析，表 2常用三类底盘的性能对比列表： 表 2盘性能对比列表 解放 东风 红 岩 适用性 适用于各类载重货车及专用汽车特殊功能的要求 适用于各类载重货车及专用汽车特殊功能的要求 适用于各吨位载重货车的改装设计要求以及部分专用车辆的特殊要求 可靠性 工作可靠，出现故障的几率少，零部件要有足够的强度和寿命 工作性能好，故障率低，零部件要有足够的强度和寿命 性能可靠，出现故障率低，各部件要有足够的强度 先进性 动力性、经济性、行驶平顺性及通过性等基本性能指标和功能方面达到同类车型的先进水平 动力性、经济性、操纵稳定性等基本性能指标和功能方面达到同类车型的先进水平 动力性、经济性、行 驶平顺性及通过性等基本性能指标和功能方面达到同类车型的先进水平 方便性 安装、检查保养和维修方便，结构紧凑 安装、检查保养和维修方便，结构紧凑 安装、检查保养和维修方便，结构紧凑 价格 较便宜 比较便宜 便宜 供货来源 市场拥有量多 市场拥有量多 市场拥有量较多 常见吨位 各种吨位车型 各种吨位车型 轻、中型载货车型 通过调研与分析，并结合本次改装设计的特点，选用东风系列底盘相对较合理。确定东风 盘作为本次高压清洗汽车的底盘，其主要技术参数见表 2示： 表 2盘技术参数列 表 底盘型号 盘整备质量（ 3720 发动机 盘最大承载质量（ 5230 轴距（ 3800 厂定最大设计总质量（ 8950 车架前悬 / 后悬（ 1270/1730 规格（ 680021402395 接近角 /离去角 胎规格 6 ，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 6 - 6 体支撑座的设计 为避免专用工作装置的布置对车架造成集中载荷，可采用具有足够刚性的副车架，因此可以将这种集中载荷转化成均布载荷，有利于改善主车架纵 梁的强度和寿命。 对于高压清洗车的设计，由于加装的水罐与汽车车架的连接需要通过罐体底部的支承座和固定装置来完成，罐体支承座可相当于副车架的作用，它们都是安装在罐体的底部。本次改装采用整体式支承座，纵梁和横梁焊在一起，纵梁截面有 L 形或与上部零件的连接面组成长方形、梯形、直角梯形等，上部形状视罐体外形而定。横梁截面多为 承座与汽车之间用固定装置连锁 7。 撑座校核计算 罐式汽车支承座的截面形状一般和主车架纵梁的截面形状相同，多采用如图 2示的槽形结构，其截面形状尺寸取决于罐式汽车的种类及 其承受载荷的大小 8。 图 2承座的截面形状 参考 式容器支座用材规定：支座材料多选用 素钢。 根据机械设计手册规定，取截面尺寸为 60305 假设容器总重（包括自重以及水的重量）为 支座反力 07 003 50 04 支座长度为 L，容器重量沿长度方向均匀分布，则其均布载荷 立力学模型，其受力图、弯矩图如下： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 7 - a） b） 241 c） 图 2体支承座受力图 根据受力图、弯矩图知： 0 0 （ 2 0 0 2 2 （ 2 根据弯矩图可知，其危险截面出现在最大弯矩 1/2时 2141 00 401015 1021 33m a x 35以，支承座强度符合要求。 车架的前端形状及安装位置 为了避免由于副车架截面高度尺寸的突然变化而引起主车架纵梁的应力集中，副车架的前端形状应采用逐步过渡的方式。例如采用如图 示的三种过渡方式。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 8 - 对于这三种不同形状的副车架前端，在其与主车架纵梁相接触的翼面上都加工有局部斜面，其斜面尺寸如图 2c） 所示。0h=1l=1520。 图 2车架前端的三种形式 （ a） （ b）角形 （ c） 体支撑座的固定装置 连接板上端通过焊接与副车架固定，而下端则利用螺栓与主车架纵梁腹板相连接。止推板的优点在于可以承受较大的水平载荷， 防止副车架与主车架纵梁产生相对水平位移。相邻两个推止推连接 板之间的距离在 500 到 1000 围内 4。 图 2推板的连接结构 1 副车架 2 止推连接板 3 主车架纵梁 本次改装设计采用适用范围比较广的刚性连锁，连结块分别装支承座和车架上，然后用螺栓、螺母将两者刚性连接在一起 5。结构见图 2示： 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 9 - 2 图 2性固定装置 1 支承座 2 车架 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 10 - 第 3 章 水路系统的设计计算 高压清洗车配有水路清洗系统，高压水路系统产生高压水源（水压达 10上），充分利用高压水的动能，以高压力、低流量的方式清洗，去污能力强、高效节水，被广泛应用于城市下水管 道的清洗作业。低压水路系统提供大流量、低压力水（水压达 可以对壁面进行一般冲洗和洒水，也可以对树木、园林进行喷洗和浇灌以及应急消防 10。 罐的设计及计算 体选材 高压清洗车罐体属于常压钢制容器，根据 制压力容器规定：锅炉和压力容器用钢都可以在常压容器中使用。通过机械设计实用手册可知， 15 号钢由于具有极好的塑性、韧性、焊接性能和冷冲压性能，广泛用于受力不大韧性要求较高的零件。比如，化工容器、蒸汽锅炉等。能 满足大部分容器的壳体的要求 。所以，高压清洗车罐体采用 15 号钢板即可满足要求。 体设计要求 根据专用汽车结构与设计要求，确定罐体形状，应有利于降低整车质心高度，减少自身质量，增大容积效率，减小空气阻力，并与驾驶室外形相称，使整体造型美观，所以选择罐体设计成椭圆形，由于平盖封头具有结构简单、制造方便的特点，主要用于常压和低压设备上或者高压小直径设备上，因此封头推荐采用长、短轴比值为 2的标准型平盖封头。受工艺要求、制造条件以及容器安装要求等，建议容器的长径比范围在 27范围内 11。 根据 750洗车通用技术条件规定： 在罐 内设有横向防波板，以加强罐体刚度及减弱车辆行驶中水对罐体的冲击。罐体上部开有直径为 500于工作人员出入检查和维修，人孔附近要设置扶手和扶梯。为防止空气和水对罐体的氧化，罐体内表面要经过防腐蚀处理。 体容积的确定 根据罐体设计要求规定，还要考虑整车的布置以及载荷的分配，确定为4000000000圆形横截面罐体的总体积按下式计算，见图 3 34 21 （ 3 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 11 - 式中 a 、 b 椭圆长短轴长度 (m)； L 椭圆筒体长度 (m)； 1L 、 2L 封头长度 (m)； 罐内附件的体积总和 (m)。 图 3圆形横截面罐体容积计算图 罐内附件主要为防波板，其体积相对于罐体体积很小，可做忽略不计。特殊形状封头具有更强的承 压能力，作为高压清洗车的水罐只需承受常压，因此，采用平盖封头，取 021 可满足要求。根据计算公式，知： 厚计算校核 根据压力容器设计知识规定知：由于常压和低压容器按照强度计算公式出的壁厚较小，给制造和运输带来了困难。为了满足制造工艺的要求以及运输和安装过程中对刚度的要求，对壳体规定了不包括腐蚀欲量的最小厚度。 圆筒的最小厚度按照下列规定设计 当 38001000/2m in ，且不小于 3 罐体内径 41 0 0 0/2 0 0 02m 水罐内部，水均匀分布，可等效为均匀载荷，取 h=1000 33 设支座为支点，水罐与支座接触部分为横梁，建立力学模型： a) 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 12 - b) 281c) 图 3罐受力分析图 根据 a ） 图，得方程 00 （ 3 02110 02 2212110 21则当 ,0 时，剪应力 121m a x （ 3 由机械设计实用手册，知： 钢板厚度 16 235s375b430于常压容器压力较小，储存介质的危害程度也较小， n n 取 150t 取横梁一段为研究对象，假设其尺寸为 30于矩形横梁，最大切应力为平均切应力的 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 13 - (3 4m a x 50以，强度符合要求。 泵的选型计算 根据 750洗车通用技术条件规定，清洗车基本参数见表 3示： 表 3洗车基本参数 序号 项 目 参 数 值 清洗路面 清洗管道 清洗墙面 1 清洗水压力， 5 10 清洗水流量， L/ 60 60 30 3 清洗宽度， m 清洗车宽度 根据高压水射流清洗作业安全规范知，工作压力在 10 到 100水射流，属于高压水射流，设备主机多采用高压往复泵。 结合本次设计，确定高压清洗车水泵的清洗压力为 16洗水流量在 100 至150L/用 高压往复泵。 因此，通过调研分析以及参考现在市场上高压清洗车高压水泵的使用状况，考虑各种泵的使用情况、条件以及质量保证，初选上海耀登机电设备有限公司生产的 列高压水泵和山东潍坊生建集团生产的 36 型高压水泵为参考。两款泵的参数比较见表 示 ： 表 3泵参数比较 型 号 流量(L/进口压力 (出口压力 (转速 (r/要求功率 (22 6 800 37 36 133 6 1480 55 根据清洗车通用技术条件规定，清洗车的轴功率要小于等于发动机铭牌功率的65%，其余的 35%作为储备功率。根据公式： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 14 - 21321(3 式中 水泵所需发动机功率； 泵的轴功率； 1K 发动机附件系数 常取 1K = 2K 标定功率换算系数 常取 2K = 1 离合器传动效率 常取 1 = 2 取力器传动效率 常取 2 = 3 水泵传动轴传动效率 常取 3=压泵轴功率计算： sN %65103 36 高压泵轴功率计算： sN 过计算功率均符合要求，但是由于 36 高压泵的功率要求偏大，能满足条件的取力器很少，而且尺寸也都会偏大。如果采用这款泵，通过转速计算，需要采用变速器上盖取力，但这种取力方式多用于消防车上，对于本次 改装不适用。所以，本次改装高压水泵采用 压泵。 力装置的分析计算 由于绝大多数专用汽车上的的专用设备都是以汽车自身的发动机为动力源。本次改装，高压水泵和液压泵通过取力器获得动力，带动专用工作装置进行工作。因此，取力装置的选取显得尤为重要 7 。 通过水泵的选型计算，选用 高压水泵。确定取力器的传动比： 21 3 式中 1n 发动机额定转速 (r/ 2n 专用工作装置转速 (r/ 同理，液压泵取力器传动比为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 - 15 - i 通过转速计算的传动比过于偏大，普通取力器难以满足要求。在此考虑采用变速 器侧盖取力，由于在设计变速器时已经考虑了动力输出，因而一般在变速器的左侧和右