　　　With the development of China's highways. Especially The extension of high-grade highway mileage in recent years. China's road network, road sweeping conservation has attracted people's attention, manual cleaning of the low efficiency of conservation can not meet the requirements of the times, the development of efficient, economic, practical mechanical sweeping changes in the highway clean-up operation of the status quo, raise the level of mechanization and conservation great significance.

　　　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.

　　　Mechanical solution for cleaning,Snowing efficiency and other issues, people, vehicles travel more convenient, the road is smooth, flat, to reduce traffic problems and achieve green traffic.

Key words: SLCX Maintenance Car；The Scanning；Sweeps The Plate；The Collection Dust Box；Push The Snow Shovel；The Private Car

目　　录

摘　　要I

AbstractII

第1章绪　　论1

1.1SLCX小型多功能养护车设计的意义和目的1

1.1.1SLCX小型多功能养护车设计的意义1

1.1.2SLCX小型多功能养护车设计的目的1

1.2SLCX小型多功能养护车的发展与展望1

1.2.1SLCX小型多功能养护车的发展历史1

1.2.3SLCX小型多功能养护车的发展与展望3

1.3SLCX小型多功能养护车的比较3

1.4本设计的主要内容5

第2章 SLCX小型多功能养护车的总体设计6

2.1设计思想6

2.2整车参数的确定6

2.2.1尺寸参数6

2.2.2质量参数7

2.3 副车架的设计10

2.4总体设计12

2.4.1工作原理12

2.4.2构造及功能13

2.5本章小结14

第3章主要零件选择及其设计15

3.1风机的选择15

3.1.1风机的工作原理15

3.1.2风机的选择16

3.2副发动机的选择17

3.3副发动机与风机的传动设计17

3.4集尘箱的设计19

3.5扫盘扫刷的设计20

3.6扫盘的布置形式23

3.7喷水头、水泵、进尘管、水箱的选择设计25

3.8推雪铲的设计25

3.9本章小结27

第4章清扫系统的动力设计与计算28

4.1清扫系统的动力选择28

4.2扫盘的驱动马达选择28

4.3水泵马达的选择29

4.4液压缸的选择29

4.5液压泵的选择29

4.6油路控制30

4.7取力器的选择31

4.8本章小结34

第5章整车性能分析34

5.1汽车动力性能分析34

5.1.1基本参数确定34

5.1.2汽车的行驶方程35

5.1.3汽车最高车速的确定38

5.2燃油经济性计算39

5.3整车稳定性分析40

5.3.1作业质心高度的计算40

5.3.2整车侧倾角的确定40

5.4本章小结41

结论42

参考文献43

致谢45

1.1SLCX小型多功能养护车设计的意义和目的

1.1.1SLCX小型多功能养护车设计的意义

　　　道路安全关系着社会生产、人民生活、交通安全、环境保护等诸多相关问题。对养护车的设计就是要用机械解决清扫、压尘、清雪问题，提高工作效率，使人、车出行更加便利，公路畅通、平坦，减少交通隐患，实现绿色交通。随着我国公路事业的发展，高等级公路里程的延长，道路清扫养护已引起人们的重视，人们需要高效、经济、实用的清扫机械对改变高速公路清扫作业现状，提高工作效率和机械化养护水平有着重大意义。

1.1.2SLCX小型多功能养护车设计的目的

　　　随着我国公路建设，特别是高速公路的建设，不仅数量增长快，技术标准也不断提高，而且交通量日益增加，车速加快，载质量加大。对公路养护的要求越来越高，因此专用道路养护车必须不断改进和发展。我国道路养护机械仍然较落后，与发达国家相比有很大的差距，存在着养护机械少、品种类型不全、生产量少、功能单一、技术水平低等缺点，为此有必要进行小型多功能养护车的设计。

　　　保障交通工具安全，顺畅通行是道路交通的首要任务。道路交通工具数量的快速增加及其通行速度的快速提高，要求道路养护质量与交通运输业的发展协调一致。因此，现代道路建设对道路养护专用汽车的发展提出了更高的要求，养护车的发展必适于社会总体发展使之具有智能化、环保化、节能化、专业化和多功能化的发展趋势。

1.2SLCX小型多功能养护车的发展与展望

1.2.1SLCX小型多功能养护车的发展历史

　　　进入20世纪80年代中期，随着国外新建公路速度趋于平缓，公路养护工作在国外已提到明显的重要位置。为适应养护工作需要，国外工业发达的国家将大量的资本和开发都开始投向养护机械研制生产，从而使国外养护机械得到了迅速增加，对公路养护工作提出了新的、更高的要求，公路养护机械的研制开发工作因而也备受有关方面重视。欧美国家一般使用真空吸扫式清扫车，由于其普遍采用湿式降尘、密封式吸音隔音、液压或气动控制系统、吸、扫双重清扫作业，因而具有工作效率高、操作简单、环境污染小等优点。加装游动软管，以抽吸边沟及隔离带中的垃圾，扩展了设备的功能。主要制造商有：美国ELGIN公司，其生产的GE系列清扫车，最大清扫宽度达3.45m，辅助发动机与风机之间采用机械传动，结构较为简单，维修方便，采用S型尘土分离器有较高的除尘效果，控制台装有电子状态显示及故障诊断系统，使操作更加简便。英国JOHNSTON公司，其生产600系列清扫车，最大清扫宽度达2.2m，辅助发动机与风机之间采用液力偶合器传递动力，功率损失小，在垃圾斗内设有冲击板、折流板、尾部有金属过滤网，增加气流碰撞，加大除尘效果，根据实际清扫需要，辅动发动机可分别在“节能状态”和“增强状态”两种工况下工作，节约能源[1]。

　　　我国公路养护机械发展严重滞后于公路建设发展，高等级公路的养护机械至今仍依赖进口。和国外产品相比，国产养护机械在机械化程度、机械品种及数量、产品的性能及质量等方面存在较大差距，因此迅速发展我国公路养护机械已迫在眉睫。

　　　在引进、消化、吸收国外先进技术的基础上，近几年来，国内开始研制开发适合我国国情的公路养护机械，且产品质量也有一定的提高，某些养护械械的技术性能指标甚至接近或达到国外同类机械的先进水平。专家们提出了发展养护机械的几点意见：

　　　（1）养护机械必须与养护工艺、材料同时发展；

　　　（2）合理选型；

　　　（3）开发一机多用底盘；提高公路养护机械管理水平；

　　　（4）多功能养护底盘及工作装置；

　　　（5）沥青路面再生设备及就地再生机组；

　　　（6）合理选型；

　　　（7）水泥路面养护维修机械[2]。

　　　我国自80年代开始生产道路清扫车，近几年发展较快，不仅表现在产品规格型号明显增多，而产品的技性能也有明显提高。工作装置采用美国ELGIN公司的全套产品，其生产的BAQ5130GXS型清扫车，最大清扫宽度达2.438m，垃圾斗容量6.1m3；BAQ5120GXS型清扫车，最大清扫宽度达3.45m，垃圾斗容量5.73m3。天津扫地王专用汽车有限公司，该公司是国内从事道路清扫车生产较早的厂家之一，其生产的TSW5110GXC型清扫车，采用国产东风底盘，最大清扫宽度达3.5m，垃圾斗容量5m3；TSW5090GX型清扫车，采用国产解放底盘，最大清扫宽度达2.7m，垃圾斗容量5m3；TSW5060GQS型清扫车，采用国产跃进底盘，最大清扫宽度达2.7m,垃圾斗容量3.5m3。扬州特种车辆厂，其生产的JT5140GXC清扫车，采用左右双驾驶系统，最大清扫宽度达2.2m，垃圾斗容量4m3。南京晨光集团公司，该公司在吸收意大利DULEVO清扫车技术基础上研制开发出CGJ5050GXCNKR型清扫车，该车采用五十铃汽车底盘，干式除尘，最大清扫宽度达2.6m，垃圾斗容量3.9m3。佛山市公路局机械厂，其生产的ZHF5110TSC型清扫车，采用东风底盘，所有清扫作业均由可编程序控制器自动控制，最大清扫宽度达2.2m，垃圾斗容量5.3m3[3]。第2章 SLCX小型多功能养护车的总体设计

2.1设计思想

根据我国目前的实际情况，经过反复的调查研究，确定如下设计原则：

（1）既可在高等级公路上使用，也可在城市道路中使用；

（2）合理地选择底盘及有关总成，以保证各总成之间的匹配和整车性能；

（3）整车结构布置合理，便于组织生产；

（4）车辆运行机动灵活，工作可靠，功能齐全，附件装夹迅速，操作使用方便；

（5）为便于车辆的维修，结构设计要最大限度地贯彻标准化、系统化和通用化；

（6）结构紧凑，造型新颖，美观大方，保证性能的前提下，尽量降低生产成本；

（7）符合国家、行业的有关标准和法规。

2.2整车参数的确定

2.2.1尺寸参数

　　　（1）外廊尺寸

　　　外廓尺寸即指整车的长、宽、高，由所选的汽车底盘及工作装置确定，但最大尺寸要满足法规要求。车辆高不超过4m；车辆宽(不包括后视镜)不超过2.5m；外开窗、后视镜等突出部分距车身不超过250mm;车辆长:货车不超过12m，半挂汽车列车不超过16.5m,全挂汽车列车不超过20m。

　　　（2）轴距

　　　轴距影响到车辆总长，最小转向直径、纵向通过半径或纵向通过角、轴荷分配和质量转移系数，也影响到车辆的操纵稳定性和行驶平顺性。综合考虑设计的养护车汽车的车轴距5200mm。

　　　（3）轮距

　　　轮距影响到车辆总宽、横向通过半径、转向时的通道宽度以及车辆的横向稳定性，轮距要与车宽相适应，设计的养护车的轮距为1800mm左右。

　　　（4）前、后悬

　　　汽车的前、后悬直接涉及到汽车的接近角和离去角，一般要求都在25°以上，至少不小于20°。前悬应满足车辆接近角和轴荷分配的要求。前悬与驾驶室、发动机、转向器、前保险杠等总成布置有关。后悬应满足车辆离去角和轴荷分配的要求，同时还要满足有关标准的规定，即对于客车和全封闭厢式车辆，后悬不得超出轴距的0.65倍;对于其它车辆，后悬不得超出轴距的0.55倍，但最长不得超出3.5m。在实际改装过程中，后悬变动比较多。例如对于自卸车，一般要将所选的普通汽车底盘的后悬变短，而对于有些罐式和厢式汽车，则要将后悬加长。设计的养护车的前悬为1205mm，后悬为1700mm[9]。

2.2.2质量参数

　　　专用汽车的质量参数包括汽车的最大总质量、最大整备质量、装载质量以及以及汽车的轴载质量分配。汽车最大总质量以及轴间分配，直接影响汽车的各种性能。设计时应该参考原来底盘对汽车质量参数的要求，合理的加以选取。

　　　(1)车辆的最大总质量

　　　最大总质量指汽车装备齐全，并按照规定装满货物的总质量，其大小对货车为总质量与货物质量之和，对于乘用汽车为整车整备质量与所有乘员质量之和。专用汽车设计时，一般根据所选择底盘的承载能力，首先确定汽车的最大总质量，以便依据该数据对汽车各种性能进行全面估算。对于货车国内外汽车厂家现今大都是以汽车的最大总质量作为不同级别汽车的分类标准。因此，所选择汽车的最大总质量一定要符合国家的相关规定。本设计中的车辆的最大总质量是12000kg。

　　　(2)车辆的整车整备质量

　　　整车整备质量指带有全部装备、加满油料和冷却水时空车总质量。这一参数是一个重要的设计参数，从结构设计来说，它必须不可以少的。当汽车处于运动状态的时候，则希望该值越小越好。设计时的原则是既要考虑减少整备质量对汽车的使用性能的好处，以及充分利用好材料，又要充分充分考虑结构设计时的可能，在满足结构和功能的前提下，尽可能地减小它。

　　　本设计中车辆的整车整备质量是11000kg。

　　　(3)车辆的装载质量

　　　汽车的装载质量是汽车的一个和重要的参数。它直直接决定汽车的运输效率。专用汽车设计时，应该结合整车最大总质量，整车整备质量的选取，尽可能的增大汽车的装载能力。

　　　本设计中车辆的装载质量是2700kg。

　　　(4)汽车的轴载质量

　　　轴载质量是整车总质量在汽车的各个轴上的分配值。轴载质量分配值直接影响汽车的各种性能以及各轴轮胎的磨损状况。我国公路工程标准中规定，总质量20t的汽车，单后轴轴载质量不得超过13t，总质量为30t的汽车双后轴轴载质量不得超过26t。这一原则主要是从公路设施安全角度来规定的。从汽车的使用性能来看，考虑到轴轮胎的磨损的均匀性，应该将汽车的质量均匀地分配给各个轮胎。

　　　专用汽车设计时，由于考虑装载质量布置以及专用装置布置得可能性，往往很难使轴载质量分配符合轮胎均匀磨损的原则，加之还要考虑轴载质量分配对其它性能的影响，此时的轴载质量分配必须满足GB7258-2004《机动车运行条例》的规定，即前轴轴载质量不得小于总质量的20%。

　　　本设计中车辆的前后轴轴栽质量分别是：4970kg和7465kg。

　　　综上所述，在专用汽车的设计中，汽车设计的有关参数选取的时候一定要遵循有关的规定。在规定的范围内，根据结构布置得可能性要求，进行设计的最优化的选择。

　　　所谓的二类底盘就是在原车的基础上去掉货厢剩下的部分就是我们所要选用的二类底盘。车辆的改装就是在二类底盘的基础上加装专用装置或者所需要的特种车身。而改装设计工作的重点就是整车的总体布置和专用装置的设计。在设计时若严格控制了整车总质量、轴载质量分配、质心高度位置等，则基本上能保持原车型的主要性能。但是，还要对改装后的整车重新作出性能分析和计算[10]。

　　结合设计要求及其我国主要城市道路养护要求选择东风牌EQ1122GZ12D7载货汽车二类底盘进行改装。

　　　东风牌EQ1122GZ12D7载货汽车二类底盘的主要参数见表2.1、2.2和2.3。

表2.1 底盘质量参数

底盘型号EQ1122GZ12D7

空载整备质量/kg4750

前轴轴载质量/kg4970

后轴轴载质量/kg7465

额定轴载

质量分配允许前轴最大轴载质量/kg5000

允许后轴最大轴载质量/kg10000

表2.2 性能参数

底盘型号单位或代号EQ1122GZ12D7

最高车速Km/h95

最大爬坡度%23

油箱容积L280

百公里油耗L35

最小转弯直径m12.5

驻车坡度%20

表2.3 尺寸参数

外型尺

寸总长 OL8995

总宽 OW2430

高 OH2700

轴距 WB5200

前悬 FOH1180

后悬 ROH2615

车架前高 FHF650

车架后高 FHR700

轮距前轮 N11845

后轮 N21640

后轮胎最外尺寸 N3974

车架外宽 N4 860

车架可用长度 M0 5530

驾驶室后围位置 M1 870

蓄电池位置 M21433

储气筒位置 M32198

油箱位置 M4 2016

　　　该车的发动机为直列六缸、四冲程水冷柴油增压发动机，参数见表2.4。

　　　表2.4发动机参数

型式直列四缸、四冲程水冷柴油增压发动机

型号 C240 10

额定转速r/min 2200

额定功率KW (2200r/m) 235

最大转矩N·M(1500r/min) 880

最低燃油消耗率g/(KW·h) 200

缸径×冲程mm 114×135

排量L 8.3

压缩比 17.3：1

工作顺序 1-5-3-6-2-4

燃油：夏季：0号轻柴油：冬季：根据气温选用合适的轻柴油

　　　变速器可以选装DF6S750齿六挡变速器，变速器参数见表2.5。

表2.5 变速器传动比

一档二档三档四档五档六档倒档

5.6063.6272.3131.48710.795.045

2.3 副车架的设计

　　　为了汽车主车架承受尽可能均衡的载荷，在专用车厢或专用装置与车架之间多采用副车架过度。

　　　1、副梁的截面尺寸及形状

　　　专用车辆副车架的纵梁（副梁）多采用如图2.1所示的槽形截面。其截面主要尺寸取决于专用车辆的种类及其所受载荷的大小。

　　　2、副梁的前端形状及其位置

　　　为了避免由于副梁刚度的突然变化而引起汽车车架纵梁的应力集中，副梁前端形式应该采用逐步过渡的方式。例如采用如图2.2的三种过渡形式。

图2.2中，对于U形前端形状：

　　　我国高速公路的养护管理工作却严重滞后，已不能适应我国公路事业高速发展的需要，成为了国民经济快速发展的一个巨大瓶颈。研究新的养护方法来代替人工维护，提高公路养护工作的效率和公路的养护质量，对于加快道路质量的发展有着不可估量的作用。

　　　经过调查、分析完成本设计的内容并取得了如下成果；

　　　（1）对清扫装置的设计，对清扫机械的清扫装置的工作原理及其所实现的功能进行了深入的研究，对清扫装置进行了结构设计。

　　　（2）对输送提升装置的设计，将路面上的沙粒和尘土提升到集尘箱内。对输送与提升装置的各部分进行了分析，指出了提高提升效率也是提高系统工作可靠性的关键技术问题，并对提高提升效率的措施的问题进行了探讨。

　　　（3）对液压系统的研究，设计了用液压传动及控制的方法进行解决的技术方案。

　　　同时本设计还存在如下问题：

　　　（1）由于本设计在调查中采集的样本数量有限，且在各装置设计内容的详细程度不是很均匀；

　　　（2）理论的分析中，有些数据采用了参考资料上的原始数据，因此得出的结果存在一定的误差

　　　（3）由于没有获得足够的资料，主要设计的装置只是简单普遍的，不能满足道路日益发展的需求。

　　　在进一步的研究中，应在获取足够多资料的前提下，给出整个养护车研究计划，并着眼未来，制定更为先进的智能系统。随着我国养护车机型的不断增加，应制定道路质量规范的基本方案，以满足道路及养路机械的共同发展，为人们带来更加安全便利的出行场所。

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副车架.gif

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雪铲.gif

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内容简介：: SY-025-BY-3毕业设计（论文）开题报告学生姓名系部汽车与交通工程学院专业、班级车辆07-6指导教师姓名职称副教授从事专业车辆工程是否外聘是否题目名称SLCX小型多功能养护车的设计一、课题研究现状、选题目的和意义1、课题研究现状1）国内研究现状现代科学技术的发展，促进了道路养护专用汽车的发展。现代机械设计理论计算机辅助设计与仿真技术，现代机械加工技术，现代传感技术，计算机与数字控制技术等现代科学理论与技术在道路养护专用汽车领域得到成功应用。道路养护机械的科技水平进展迅速，针对不同等级道路建设与养护要求，不同类型、不同作业功能的专业型、多功能养护车相继研制成功，已形成种类繁多、规格系列化的发展趋势。我国自行开发高等级公路养护车始于20世纪70年代初，到了80年代以后才有较快的发展。我国交通系统的一些科研单位、生产厂家、公路部门和高等级院校研制了许多种养护机械，为我国养护车的发展打下了基础。改革开放后，从国外引进了公路建设技术与机械设备，促进了我国养护车的发展。主要体现在以下几方面：（1）小型路面养护车发展较快，大力推广节能新技术。公路养护与筑路一样耗能很大。在养护生产中应用节能先进技术较慢。公路部门普遍推广了太阳能加热、红外辐射加热、导热油加热、热能综合利用技术等，都取得了良好节能效果。（2）积极开发新型养护车。近些年来，为适应公路养护的需要，有关部门和一些厂家积极开发新型养护车，诸如清扫车、清洗车、排障车、路面再生车等，为使我国养护车增加品种和进一步发展打下了基础。但是，我国公路养护车仍然较落后，与发达国家相比有很大的差距，适应不了公路发展的需要。主要表现在以下几方面：（1）养护车少，且不配套，管理跟不上，还没有实现机械化养护。（2）品种类型不齐全。现在有不少种类的养护车在我国还是空白，或者处在研制阶段，没有定型批量生产，制约了养护机械化的实现。(3)生产量少。尽管生产养护车的厂家和单位不少，但生产总量不多，与公路养护的实际需要相差很大。许多养护车产品还处在试制阶段，没有形成专业化批量生产。(4)技术水平低。在养护车结构设计、制造工艺、零部件供应，使用管理等方面都存在技术水平低的问题，致使养护车可靠性差、故障多、效率低、寿命短、成本高，严重影响了养护车的发展。1自20世纪70年代以来，我国环卫部门已经研制出几种类型的清扫养护车，主要用在城市街道的清扫，但其性能不高，效率较低。近年来，国内已有多个生产厂家研制并开发出若干种吸扫式清扫养护车，采用了喷水压式、湿式除尘、吸扫结合的工作方式。此外，有些生产厂家还引进了国外先进吸扫机工作装置的生产技术，与国产汽车底盘配套生产清扫机，大大提高了国产清扫机械的技术性能。2我国对除雪养护车的开发生产起步较晚。20世纪70年代前有些厂家和公路部门虽研制过一些样机，但未能推广；到了80年代中期转子式除雪机研制成功。80年代后期，除雪机发展速度有所提高，但规格品种少，以拖挂顶锥式、螺旋转子式除雪机为主。最近几年，一些厂家参照国外先进技术，已研制出了适应我国除雪作业急需的犁式和转子式除雪机、拖式洒盐机等。但是，与世界先进国家相比，我国除雪机在产品数量及性能等方面差距较大，且远不能适应我国目前的公路除雪要求。32）国外研究现状综观国外养护车的发展情况，约呈现如下趋势:(1)采用先进技术世界科技日新月异，为养护车的发展提供了技术条件，机、电、液一体化高科技成果不断应用到养护车上。电脑和高灵敏传感器等现代高新技术在养护车的各种装置和机具的操纵、计量、控制、报警、排障和作业智能化等方面得到推广应用。红外线、激光等先进技术也逐步应用在养护车上。这些高新技术的应用将使养护车更加可靠、多功能和高度自动化。(2)开发新产品为了适应公路养护作业项目多、工序繁杂、工艺要求严的需要，在激烈的市场竞争下，各国生产厂家都致力于开发新产品，随着养护工艺的发展，不断推出新类型的养护车。养护车正朝着产品多样化、系列化、成套化、一机多功能综合化、大型与小型两极化方向发展。4国外清扫养护车已经经历了几十年的发展历程，产品经过了几代的改进与完善，在工作原理、结构形式等方面有许多的优点，工作性能和技术水平较高，形成规格系列齐全、技术先进、能耗低、工作性能可靠的定型产品，值得我们学习和借鉴。近几十年来，国外除雪车发展非常迅速，种类越来越多，各生产商在采用新技术、新材料、新工艺的同时，不断提高产品的作业性能和操作性能，以适应冬季除雪提出的更高要求，增强产品的竞争力。在国外，最初的清雪机械是采用推土机或装载机，利用其推土板和装载斗将积雪集中在一起，这后来发展成犁式除雪机。早在1943年日本就开始把V型犁装在载重卡车上用于除雪，经过多年的发展，国外犁式除雪机已具有较高的技术水平。犁式除雪机出现以后，又出现了将用合成材料制成的指向圆周不同方向排列的棒装在滚筒上作为清雪专用器械，但只对没冻的积雪效果好，直到后来出现了连续快速的大型旋转式清雪机后，清理积雪的工作才变得简单。旋转式除雪机一般具有切削、集中、推移和抛投的功能，具有结构复杂、功能多的特点。俄罗斯和日本是生产旋转式除雪机的主要国家，技术成熟。其产品性能居世界领先水平。除雪机在国外已经发展了几十年，特别是在瑞典、芬兰等北欧国家已经相当成熟。国外发达国家除雪机的品种规格较为齐全。近年来，由于社会对冬季道路养护提出的更高要求，各类除雪机的保有量在发达国家迅速增长，在性能方面朝着自动化和一机多能方面发展。一些大型专用除雪机械已开始开发使用，现已能生产出超大功率的旋转除雪机，并不断提高机械的作业安全性和操作舒适性，其主要发展趋势有以下几个方面：5（1）开发高性能专用除雪车底盘，普遍采用液力变矩器、动力换挡装置和全自动电液控制系统，实现自动变速换挡功能，使作业速度自动适应除雪作业的负荷变化。（2）研发配置于普通底盘的除雪属具，提高机器的使用效率，拓宽机器的使用范围。研制高效的清除坚硬冰雪装置、拓宽作业装置、滑雪装置、高雪堤处理装置、药剂散布装置等各种作业装置，并对已有除雪装置的结构、铲板形状、除雪切入角、叶片形状等进行优化设计，使除雪属具结构简单、受力合理、操作方便，提高其使用寿命、经济性和安全性。目前，各国普遍采用的除雪方法是机械除雪法和融雪法两种基本方法。机械除雪法是通过机械对冰雪的直接作用而解除冰雪危害的一种方法。积雪按状态可分成三种类型：（1）松散雪，即降雪不久且未经人员和车辆碾压的雪，质地松散；体积大，流动性好；（2）压实雪，即降雪后经人踩和车压形成的冰雪混合物，有不同程度的硬层，不易清除；（3）冰层，是积雪因阳光暴晒或车辆压融化成水后又冻结成冰；所以除雪机械包括除雪机和除冰机两种。根据工作原理的不同，除雪机可分为推移式，抛雪式和吹雪机式三种。推移式除雪机是将推雪铲刀，除雪犁等装置安装在推土机或其它车辆上，将雪推走，开出通道，然后用卡车将积雪运走。这种方法只能将积雪推到路边，不具备集雪能力，且只适用于新鲜雪或破碎后的压实雪，效率低，容易划伤地面。抛雪式除雪机配有抛雪泵，将收集到的积雪抛到路边或送入运输车辆。其中以螺旋式最为常见。吹雪式除雪机一般配备航空发动机，产生强大的高压空气流由喷口吹除地面积雪。吹雪式除雪机运行速度较高，有很高的生产率，但它只适用于新鲜雪，只能在机场、桥梁和高速路上应用，成本很高，不适合开发小型产品。62、选题的目的和意义保障交通工具安全，顺畅通行是道路交通的首要任务。道路交通工具数量的快速增加及其通行速度的快速提高，要求道路养护质量与交通运输业的发展协调一致。因此，现代道路建设对道路养护专用汽车的发展提出了更高的要求，养护车的发展必适于社会总体发展使之具有智能化、环保化、节能化、专业化和多功能化的发展趋势。在高等级公路上作业的清扫养护车应具有足够的行驶速度，能在短时间内完成养护作业，以减少对交通的妨碍。以小型底盘或拖拉机为基础发展的各种悬挂和拖挂式小型清扫机具作为一般公路或市政街道使用，高等级公路则需要技术性能良好、作业速度快的清扫机。清扫机械应具有卓越、可靠的技术性能，并且在品种规格上形成系列，这对我国公路养护机械化将具有极其重要的意义。除雪养护车是用于清除路面冰雪，保障车辆、飞机和行人安全的冬季路场养护专用设备。利用机械清雪是把人从繁重的扫雪工作中解放出来的一种最好的途径，并大大提高了清雪效率和速度。根据我国国情，国内应加强雪的力学性质研究、建立道路气象系统，除雪机械应向小型化、高速度的方向发展，向多功能、机电液一体化的方向发展，同时应注意提高安全性和舒适性。因此，科学工作者一直在探索如何研制出安全、可靠和实用的养护除雪车。目前我国的除雪方法比较原始，主要是依靠人力，用铁锹和扫把清理积雪，这种方式不但浪费了较大的人力和物力，而且清雪的效率低，往往不能及时清除积雪，而积雪被车压实后更加能以清除。因此，寻找一种既有较高效率，成本又比较低的清雪方法成为当务之急。7随着我国公路建设，特别是高速公路的建设，不仅数量增长快，技术标准也不断提高，而且交通量日益增加，车速加快，载质量加大。对公路养护的要求越来越高，因此专用道路养护车必须不断改进和发展。我国道路养护机械仍然较落后，与发达国家相比有很大的差距，存在着养护机械少、品种类型不全、生产量少、功能单一、技术水平低等缺点，为此有必要进行小型多功能养护车的设计。二、设计（论文）的基本内容、拟解决的主要问题1. 基本内容1) 客观分析道路养护车的特点以及养护车的使用环境和自身特点，确定slcx小型多功能养护车的设计方案；2) 设计清扫装置、输送与提升装置、推雪铲。参数计算；3) 总成装配4）主要零件图一张(A0图纸) 零件图两张（A1图纸）2. 拟解决的主要问题设计清扫装置、输送与提升装置、推雪铲。多功能养护车各机构合理配合，提高养护效率，实现多功能。三、技术路线（研究方法）调研和查阅资料确定slcx小型多功能养护车的设计方案推雪铲的设计清扫装置的设计输送和提升装置的设计计算清扫装置、输送提升装置、推雪铲各项参数总成装配完成设计图纸，说明书四、进度安排1、收集相关资料，准备开题报告第1周2、调研完成多个方案设计，准备方案评审第2、3周3、方案评审第4周4、方案设计第5、6、7周5、工作图设计第8、9、10周6、编制验证方法及验收条件第11周7、毕业设计第12、13周8、答辩准备第14周五、参考文献1 马文星，邓洪超除雪车的设计，筑路与养护路机械 2005.32 杨慧萍,朱国平,徐达.可清洗路牙的小型清扫车的设计,专用汽车, 2001, 2: 1112 3 贾长海，展朝勇，郑忠敏，公路养护机械与养护机械化，2004.14 宁维庆.纯扫式路面清扫机扫辊结构浅析与转速计算.筑路机械与施工机械化J2006-.4：585 崔宪江，除雪机械，19986 崔增辉，王祖德，专用汽车发展趋势研究j,汽车工业研究，2006（3）7 崔生杰，道路综合养护车工作装置计算机仿真研究，建筑机械，2000（9）六、备注指导教师签字：年月日教研室主任签字：年月日本科学生毕业设计SLCX多功能养护车的设计院系名称：汽车与交通工程学院专业班级：车辆07-6 学生姓名：指导教师：职称：副教授黑龙江工程学院二一一年六月摘要随着我国公路事业的发展，特别是近几年来，高等级公路里程的延长，我国的公路网的形成，道路清扫养护已引起人们的重视，人工清扫养护的低效率已不能满足时代的要求，开发高效、经济、实用的清扫机械对改变高速公路清扫作业现状，提高机械化养护水平有着重大意义。文中介绍了SLCX小型多功能养护车设计说明。叙述了在改装道路养护车过程中容易出现的问题。对养护系统进行了详细的设计，叙述了相关专用设备的工作原理，并进行了比较分析。对扫盘、集尘箱、风机、推雪铲等设备的选择进行了仔细的对比分析。保证道路清扫作业的安全性。对用机械解决道路的清理问题，可以提高工作效率，使人、车出行更加便利，公路畅通、平坦，减少交通隐患，实现绿色交通。关键词：SLCX小型多功能养护车；扫刷；扫盘；集尘箱；推雪铲、专用车ABSTRACTWith the development of Chinas highways. Especially The extension of high-grade highway mileage in recent years. Chinas road network, road sweeping conservation has attracted peoples attention, manual cleaning of the low efficiency of conservation can not meet the requirements of the times, the development of efficient, economic, practical mechanical sweeping changes in the highway clean-up operation of the status quo, raise the level of mechanization and conservation great significance.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.Mechanical solution for cleaning,Snowing efficiency and other issues, people, vehicles travel more convenient, the road is smooth, flat, to reduce traffic problems and achieve green traffic.Key words: SLCX Maintenance Car；The Scanning；Sweeps The Plate；The Collection Dust Box；Push The Snow Shovel；The Private CarXLIX目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1SLCX小型多功能养护车设计的意义和目的11.1.1SLCX小型多功能养护车设计的意义11.1.2SLCX小型多功能养护车设计的目的11.2SLCX小型多功能养护车的发展与展望11.2.1SLCX小型多功能养护车的发展历史11.2.3SLCX小型多功能养护车的发展与展望31.3SLCX小型多功能养护车的比较31.4本设计的主要内容5第2章 SLCX小型多功能养护车的总体设计62.1设计思想62.2整车参数的确定62.2.1尺寸参数62.2.2质量参数72.3 副车架的设计102.4总体设计122.4.1工作原理122.4.2构造及功能132.5本章小结14第3章主要零件选择及其设计153.1风机的选择153.1.1风机的工作原理153.1.2风机的选择163.2副发动机的选择173.3副发动机与风机的传动设计173.4集尘箱的设计193.5扫盘扫刷的设计203.6扫盘的布置形式233.7喷水头、水泵、进尘管、水箱的选择设计253.8推雪铲的设计253.9本章小结27第4章清扫系统的动力设计与计算284.1清扫系统的动力选择284.2扫盘的驱动马达选择284.3水泵马达的选择294.4液压缸的选择294.5液压泵的选择294.6油路控制304.7取力器的选择314.8本章小结34第5章整车性能分析345.1汽车动力性能分析345.1.1基本参数确定345.1.2汽车的行驶方程355.1.3汽车最高车速的确定385.2燃油经济性计算395.3整车稳定性分析405.3.1作业质心高度的计算405.3.2整车侧倾角的确定405.4本章小结41结论42参考文献43致谢45第1章绪论1.1SLCX小型多功能养护车设计的意义和目的1.1.1SLCX小型多功能养护车设计的意义道路安全关系着社会生产、人民生活、交通安全、环境保护等诸多相关问题。对养护车的设计就是要用机械解决清扫、压尘、清雪问题，提高工作效率，使人、车出行更加便利，公路畅通、平坦，减少交通隐患，实现绿色交通。随着我国公路事业的发展，高等级公路里程的延长，道路清扫养护已引起人们的重视，人们需要高效、经济、实用的清扫机械对改变高速公路清扫作业现状，提高工作效率和机械化养护水平有着重大意义。1.1.2SLCX小型多功能养护车设计的目的随着我国公路建设，特别是高速公路的建设，不仅数量增长快，技术标准也不断提高，而且交通量日益增加，车速加快，载质量加大。对公路养护的要求越来越高，因此专用道路养护车必须不断改进和发展。我国道路养护机械仍然较落后，与发达国家相比有很大的差距，存在着养护机械少、品种类型不全、生产量少、功能单一、技术水平低等缺点，为此有必要进行小型多功能养护车的设计。保障交通工具安全，顺畅通行是道路交通的首要任务。道路交通工具数量的快速增加及其通行速度的快速提高，要求道路养护质量与交通运输业的发展协调一致。因此，现代道路建设对道路养护专用汽车的发展提出了更高的要求，养护车的发展必适于社会总体发展使之具有智能化、环保化、节能化、专业化和多功能化的发展趋势。1.2SLCX小型多功能养护车的发展与展望1.2.1SLCX小型多功能养护车的发展历史进入20世纪80年代中期，随着国外新建公路速度趋于平缓，公路养护工作在国外已提到明显的重要位置。为适应养护工作需要，国外工业发达的国家将大量的资本和开发都开始投向养护机械研制生产，从而使国外养护机械得到了迅速增加，对公路养护工作提出了新的、更高的要求，公路养护机械的研制开发工作因而也备受有关方面重视。欧美国家一般使用真空吸扫式清扫车，由于其普遍采用湿式降尘、密封式吸音隔音、液压或气动控制系统、吸、扫双重清扫作业，因而具有工作效率高、操作简单、环境污染小等优点。加装游动软管，以抽吸边沟及隔离带中的垃圾，扩展了设备的功能。主要制造商有：美国ELGIN公司，其生产的GE系列清扫车，最大清扫宽度达3.45m，辅助发动机与风机之间采用机械传动，结构较为简单，维修方便，采用S型尘土分离器有较高的除尘效果，控制台装有电子状态显示及故障诊断系统，使操作更加简便。英国JOHNSTON公司，其生产600系列清扫车，最大清扫宽度达2.2m，辅助发动机与风机之间采用液力偶合器传递动力，功率损失小，在垃圾斗内设有冲击板、折流板、尾部有金属过滤网，增加气流碰撞，加大除尘效果，根据实际清扫需要，辅动发动机可分别在“节能状态”和“增强状态”两种工况下工作，节约能源1。我国公路养护机械发展严重滞后于公路建设发展，高等级公路的养护机械至今仍依赖进口。和国外产品相比，国产养护机械在机械化程度、机械品种及数量、产品的性能及质量等方面存在较大差距，因此迅速发展我国公路养护机械已迫在眉睫。在引进、消化、吸收国外先进技术的基础上，近几年来，国内开始研制开发适合我国国情的公路养护机械，且产品质量也有一定的提高，某些养护械械的技术性能指标甚至接近或达到国外同类机械的先进水平。专家们提出了发展养护机械的几点意见：（1）养护机械必须与养护工艺、材料同时发展；（2）合理选型；（3）开发一机多用底盘；提高公路养护机械管理水平；（4）多功能养护底盘及工作装置；（5）沥青路面再生设备及就地再生机组；（6）合理选型；（7）水泥路面养护维修机械2。我国自80年代开始生产道路清扫车，近几年发展较快，不仅表现在产品规格型号明显增多，而产品的技性能也有明显提高。工作装置采用美国ELGIN公司的全套产品，其生产的BAQ5130GXS型清扫车，最大清扫宽度达2.438m，垃圾斗容量6.1m3；BAQ5120GXS型清扫车，最大清扫宽度达3.45m，垃圾斗容量5.73m3。天津扫地王专用汽车有限公司，该公司是国内从事道路清扫车生产较早的厂家之一，其生产的TSW5110GXC型清扫车，采用国产东风底盘，最大清扫宽度达3.5m，垃圾斗容量5m3；TSW5090GX型清扫车，采用国产解放底盘，最大清扫宽度达2.7m，垃圾斗容量5m3；TSW5060GQS型清扫车，采用国产跃进底盘，最大清扫宽度达2.7m,垃圾斗容量3.5m3。扬州特种车辆厂，其生产的JT5140GXC清扫车，采用左右双驾驶系统，最大清扫宽度达2.2m，垃圾斗容量4m3。南京晨光集团公司，该公司在吸收意大利DULEVO清扫车技术基础上研制开发出CGJ5050GXCNKR型清扫车，该车采用五十铃汽车底盘，干式除尘，最大清扫宽度达2.6m，垃圾斗容量3.9m3。佛山市公路局机械厂，其生产的ZHF5110TSC型清扫车，采用东风底盘，所有清扫作业均由可编程序控制器自动控制，最大清扫宽度达2.2m，垃圾斗容量5.3m33。1.2.3SLCX小型多功能养护车的发展与展望随着我国公路养护体制的变化及国家产业政策的调整、科技创新的力度不断加强，公路养护机械行业必将随着公路建设事业发展逐步成为技术先进、型号齐全、具有相当规摸的新兴行业。社会文明的进步也要求公路养护以机械化逐步取代人工作业，尽可能改善养护工人的作业条件，降低劳动强度。而养护机械化是提高公路养护作业质量、速度和效率的最重要手段，是实现传统养护方式向现代养护方式转变的物质基础。因而改革公路养护组织形式，加快养护机械化进程，是公路事业发展的客观要求。1.3SLCX小型多功能养护车的比较我国自行开发高等级公路养护车始于20世纪70年代初，到了80年代以后才有较快的发展。我国交通系统的一些科研单位、生产厂家、公路部门和高等级院校研制了许多种养护机械，为我国养护车的发展打下了基础。改革开放后，从国外引进了公路建设技术与机械设备，促进了我国养护车的发展。主要体现在以下几方面：（1）小型路面养护车发展较快，大力推广节能新技术。公路养护与筑路一样耗能很大。在养护生产中应用节能先进技术放慢，我国处在领先水平。公路部门普遍推广了太阳能加热、红外辐射加热、导热油加热、热能综合利用技术等，都取得了良好节能效果。（2）积极开发新型养护车。近些年来，为适应公路养护的需要，有关部门和一些厂家积极开发新型养护车，诸如清扫车、清洗车、排障车、路面再生车等，为使我国养护车增加品种和进一步发展打下了基础。但是，我国公路养护车仍然较落后，与发达国家相比有很大的差距，适应不了公路发展的需要。主要表现在以下几方面：（1）养护车少，且不配套，管理跟不上，还没有实现机械化养护。（2）品种类型不齐全。现在有不少种类的养护车在我国还是空白，或者处在研制阶段，没有定型批量生产，制约了养护机械化的实现。(3)生产量少。尽管生产养护车的厂家和单位不少，但生产总量不多，与公路养护的实际需要相差很大。许多养护车产品还处在试制阶段，没有形成专业化批量生产。(4)技术水平低。在养护车结构设计、制造工艺、零部件供应，使用管理等方面都存在技术水平低的问题，致使养护车可靠性差、故障多、效率低、寿命短、成本高，严重影响了养护车的发展。综观国内、外养护车的发展情况，约呈现如下趋势:(1)采用先进技术世界科技日新月异，为养护车的发展提供了技术条件，机、电、液一体化高科技成果不断应用到养护车上。电脑和高灵敏传感器等现代高新技术在养护车的各种装置和机具的操纵、计量、控制、报警、排障和作业智能化等方面得到推广应用。红外线、激光等先进技术也逐步应用在养护车上。这些高新技术的应用将使养护车更加可靠、多功能和高度自动化。(2)开发新产品为了适应公路养护作业项目多、工序繁杂、工艺要求严的需要，在激烈的市场竞争下，各国生产厂家都致力于开发新产品，随着养护工艺的发展，不断推出新类型的养护车。养护车正朝着产品多样化、系列化、成套化、一机多功能综合化、大型与小型两极化方向发展4。除雪养护车是用于清除路面冰雪，保障车辆、飞机和行人安全的冬季路场养护专用设备。利用机械清雪是把人从繁重的扫雪工作中解放出来的一种最好的途径，并大大提高了清雪效率和速度。因此，科学工作者一直在探索如何让研制出安全、可靠和使用的清雪机械。近几十年来，国外除雪车发展非常迅速，种类越来越多，各生产商在采用新技术、新材料、新工艺的同时，不断提高产品的作业性能和操作性能，以适应冬季除雪提出的更高要求，增强产品的竞争力。目前，国外除雪车的主要发展趋势如下。（1）开发高性能专用除雪车底盘，普遍采用液力变矩器、动力换挡装置和全自动电液控制系统，实现自动变速换挡功能，使作业速度自动适应除雪作业的负荷变化。（2）研发配置于普通底盘的除雪属具，提高机器的使用效率，拓宽机器的使用范围。研制高效的清除坚硬冰雪装置、拓宽作业装置、滑雪装置、高雪堤处理装置、药剂散布装置等各种作业装置，并对已有除雪装置的结构、铲板形状、除雪切入角、叶片形状等进行优化设计，使除雪属具结构简单、受力合理、操作方便，提高其使用寿命、经济性和安全性。研制具有仿形能力的避让机构，保护路面和除雪工作装置，提高除雪车的路面适应能力，向高速度、智能化、机电液一体化的方向发展。加强雪力学性质的分析研究，建立道路气象系统，及时、准确地掌握路面温度、湿度、风向、风速、冰雪性质等方面的信息，为灵活、高效地使用除雪车辆及提高除雪车设计水平提供基本依据5。国外清扫机械经过几十年的发展，产品经不断改进，工作性能和技术水平都达到了很高的程度，形成规格齐全、技术先进、能耗低、工作性能可靠的定型产品。自20世纪70年代以来，我国开始研制清扫机械。近年来，国内厂商先后研制成功采用喷水压尘、湿式除尘、吸扫结合的现代吸扫式清扫机；一些厂商引进国外先进的吸扫技术与国产汽车底盘配套，大大提高了国产清扫机械的技术性能，并已形成从小型到大型、从无动力到有动力、从手推式到自行式、从喷水压尘到湿式除尘。从清扫到吸扫等产品系列6。1.4本设计的主要内容本设计主要内容：（1）SLCX小型多功能养护车清扫形式的选择；（2）对二类底盘的计算与选择；（3）对清扫刷及其动力系统的选择与设计；（4）对吸尘系统的选择和设计；（5）对集尘系统的设计和计算；（6）对整车液压系统的设计计算；（8）对推雪铲的选型与设计（7）整车性能的分析。第2章 SLCX小型多功能养护车的总体设计2.1设计思想根据我国目前的实际情况，经过反复的调查研究，确定如下设计原则：（1）既可在高等级公路上使用，也可在城市道路中使用；（2）合理地选择底盘及有关总成，以保证各总成之间的匹配和整车性能；（3）整车结构布置合理，便于组织生产；（4）车辆运行机动灵活，工作可靠，功能齐全，附件装夹迅速，操作使用方便；（5）为便于车辆的维修，结构设计要最大限度地贯彻标准化、系统化和通用化；（6）结构紧凑，造型新颖，美观大方，保证性能的前提下，尽量降低生产成本；（7）符合国家、行业的有关标准和法规。2.2整车参数的确定2.2.1尺寸参数（1）外廊尺寸外廓尺寸即指整车的长、宽、高，由所选的汽车底盘及工作装置确定，但最大尺寸要满足法规要求。车辆高不超过4m；车辆宽(不包括后视镜)不超过2.5m；外开窗、后视镜等突出部分距车身不超过250mm;车辆长:货车不超过12m，半挂汽车列车不超过16.5m,全挂汽车列车不超过20m。（2）轴距轴距影响到车辆总长，最小转向直径、纵向通过半径或纵向通过角、轴荷分配和质量转移系数，也影响到车辆的操纵稳定性和行驶平顺性。综合考虑设计的养护车汽车的车轴距5200mm。（3）轮距轮距影响到车辆总宽、横向通过半径、转向时的通道宽度以及车辆的横向稳定性，轮距要与车宽相适应，设计的养护车的轮距为1800mm左右。（4）前、后悬汽车的前、后悬直接涉及到汽车的接近角和离去角，一般要求都在25以上，至少不小于20。前悬应满足车辆接近角和轴荷分配的要求。前悬与驾驶室、发动机、转向器、前保险杠等总成布置有关。后悬应满足车辆离去角和轴荷分配的要求，同时还要满足有关标准的规定，即对于客车和全封闭厢式车辆，后悬不得超出轴距的0.65倍;对于其它车辆，后悬不得超出轴距的0.55倍，但最长不得超出3.5m。在实际改装过程中，后悬变动比较多。例如对于自卸车，一般要将所选的普通汽车底盘的后悬变短，而对于有些罐式和厢式汽车，则要将后悬加长。设计的养护车的前悬为1205mm，后悬为1700mm9。2.2.2质量参数专用汽车的质量参数包括汽车的最大总质量、最大整备质量、装载质量以及以及汽车的轴载质量分配。汽车最大总质量以及轴间分配，直接影响汽车的各种性能。设计时应该参考原来底盘对汽车质量参数的要求，合理的加以选取。(1)车辆的最大总质量最大总质量指汽车装备齐全，并按照规定装满货物的总质量，其大小对货车为总质量与货物质量之和，对于乘用汽车为整车整备质量与所有乘员质量之和。专用汽车设计时，一般根据所选择底盘的承载能力，首先确定汽车的最大总质量，以便依据该数据对汽车各种性能进行全面估算。对于货车国内外汽车厂家现今大都是以汽车的最大总质量作为不同级别汽车的分类标准。因此，所选择汽车的最大总质量一定要符合国家的相关规定。本设计中的车辆的最大总质量是12000kg。(2)车辆的整车整备质量整车整备质量指带有全部装备、加满油料和冷却水时空车总质量。这一参数是一个重要的设计参数，从结构设计来说，它必须不可以少的。当汽车处于运动状态的时候，则希望该值越小越好。设计时的原则是既要考虑减少整备质量对汽车的使用性能的好处，以及充分利用好材料，又要充分充分考虑结构设计时的可能，在满足结构和功能的前提下，尽可能地减小它。本设计中车辆的整车整备质量是11000kg。(3)车辆的装载质量汽车的装载质量是汽车的一个和重要的参数。它直直接决定汽车的运输效率。专用汽车设计时，应该结合整车最大总质量，整车整备质量的选取，尽可能的增大汽车的装载能力。本设计中车辆的装载质量是2700kg。(4)汽车的轴载质量轴载质量是整车总质量在汽车的各个轴上的分配值。轴载质量分配值直接影响汽车的各种性能以及各轴轮胎的磨损状况。我国公路工程标准中规定，总质量20t的汽车，单后轴轴载质量不得超过13t，总质量为30t的汽车双后轴轴载质量不得超过26t。这一原则主要是从公路设施安全角度来规定的。从汽车的使用性能来看，考虑到轴轮胎的磨损的均匀性，应该将汽车的质量均匀地分配给各个轮胎。专用汽车设计时，由于考虑装载质量布置以及专用装置布置得可能性，往往很难使轴载质量分配符合轮胎均匀磨损的原则，加之还要考虑轴载质量分配对其它性能的影响，此时的轴载质量分配必须满足GB7258-2004机动车运行条例的规定，即前轴轴载质量不得小于总质量的20%。本设计中车辆的前后轴轴栽质量分别是：4970kg和7465kg。综上所述，在专用汽车的设计中，汽车设计的有关参数选取的时候一定要遵循有关的规定。在规定的范围内，根据结构布置得可能性要求，进行设计的最优化的选择。所谓的二类底盘就是在原车的基础上去掉货厢剩下的部分就是我们所要选用的二类底盘。车辆的改装就是在二类底盘的基础上加装专用装置或者所需要的特种车身。而改装设计工作的重点就是整车的总体布置和专用装置的设计。在设计时若严格控制了整车总质量、轴载质量分配、质心高度位置等，则基本上能保持原车型的主要性能。但是，还要对改装后的整车重新作出性能分析和计算10。结合设计要求及其我国主要城市道路养护要求选择东风牌EQ1122GZ12D7载货汽车二类底盘进行改装。东风牌EQ1122GZ12D7载货汽车二类底盘的主要参数见表2.1、2.2和2.3。表2.1 底盘质量参数底盘型号EQ1122GZ12D7空载整备质量/kg4750前轴轴载质量/kg4970后轴轴载质量/kg7465额定轴载质量分配允许前轴最大轴载质量/kg5000允许后轴最大轴载质量/kg10000表2.2 性能参数底盘型号单位或代号EQ1122GZ12D7最高车速Km/h95最大爬坡度%23油箱容积L280百公里油耗L35最小转弯直径m12.5驻车坡度%20表2.3 尺寸参数外型尺寸总长 OL8995总宽 OW2430高 OH2700轴距 WB5200前悬 FOH1180后悬 ROH2615车架前高 FHF650车架后高 FHR700轮距前轮 N11845后轮 N21640后轮胎最外尺寸 N3974车架外宽 N4 860车架可用长度 M0 5530驾驶室后围位置 M1 870蓄电池位置 M21433储气筒位置 M32198油箱位置 M4 2016该车的发动机为直列六缸、四冲程水冷柴油增压发动机，参数见表2.4。表2.4发动机参数型式直列四缸、四冲程水冷柴油增压发动机型号 C240 10额定转速r/min 2200额定功率KW (2200r/m) 235最大转矩NM(1500r/min) 880最低燃油消耗率g/(KWh) 200缸径冲程mm 114135排量L 8.3压缩比 17.3：1工作顺序 1-5-3-6-2-4燃油：夏季：0号轻柴油：冬季：根据气温选用合适的轻柴油变速器可以选装DF6S750齿六挡变速器，变速器参数见表2.5。表2.5 变速器传动比一档二档三档四档五档六档倒档5.6063.6272.3131.48710.795.0452.3 副车架的设计为了汽车主车架承受尽可能均衡的载荷，在专用车厢或专用装置与车架之间多采用副车架过度。1、副梁的截面尺寸及形状专用车辆副车架的纵梁（副梁）多采用如图2.1所示的槽形截面。其截面主要尺寸取决于专用车辆的种类及其所受载荷的大小。2、副梁的前端形状及其位置为了避免由于副梁刚度的突然变化而引起汽车车架纵梁的应力集中，副梁前端形式应该采用逐步过渡的方式。例如采用如图2.2的三种过渡形式。图2.2中，对于U形前端形状：对于角形前端形状：对于L形前端形状：，图2.1副梁截面形状a) U形 b) 角形 c) L形图2.2 副梁的前端形式对于这三种不同形式的副梁前端，在其与车架纵梁相接触的翼面上都加工有局部斜面，斜面尺寸如下：mm, mm 如果加工成这类形状有困难时，可以采用如图2.3所示的副梁前端简易形状。此时斜面尺寸较大，如：对于钢质副梁：mmmm mmmm 对于硬木质副梁：mmmm a) 钢质副梁 b) 硬木质副梁图2.3 副梁的前端简易形状副梁在车架上安装的时候，其前端应该尽量靠近驾驶室，越近越好。以上的三种形式中角形端面的副梁被广泛的应用，考虑到本设计的需要和车辆的负载情况，本设计中选择了U形截面的副梁作为养护车的副梁。3、副车架与车架的连接可以采用多种结构形式的连接装置将副车架连接到车架上，常用的有三种形式分别是：止推板连接、连接支架连接、U形夹紧螺栓连接。本设计中选用了止推板连接。 4、副车架的形状本设计中副车架形式，如图2.4 。图2.4所示的副车架是最常见的形式，其副梁和横梁均采用标准的槽钢，副梁采用的是碳素结构钢Q235型号是12.6，横梁采用的是同样的材料型号是18a11。 a) 副车架 b) 副梁断面图2.4 副车架的形式2.4总体设计2.4.1工作原理该SLCX小型多功能养护车由东风EQ1122GZ12D7汽车底盘、副发动机、风机、垃圾箱、水箱、水泵、油箱、油泵、扫刷、吸盘、推雪铲、附车架等组成。见图2.5扫刷将垃圾扫至规定位置,吸尘系统的高压风机产生高速运动的气流,在吸盘处形成较强负压,将垃圾吸入垃圾箱。由于垃圾箱空间突然加大,气流速度突然降低,同时集尘箱在两进灰口交接处喷出高压雾化水，将进出集尘箱内的灰尘喷湿，喷湿的尘土、垃圾及体积质量较小的颗粒在重力作用下沉至垃圾箱底部,树叶、纸张等被网挡住,使空气进一步净化,最后经风机再次排出集尘箱。在冬季积雪路面时，车辆前部可安装附属配件推雪铲，将积雪推至路边，再进行清扫作业。图2.5 slcx多功能养护车总体布置2.4.2构造及功能（1）副发动机及风机传动系统该系统由发动机、发动机支座、带轮、风机、等组成。它为风机提供动力,副发动机启动后带动风机作业。副发动机采用BN492QA柴油机,经传动轴、皮带传动带动风机运转,副发动机通过安装在驾驶室内的油门控制器控制油门开度对转速进行调整,通过油门控制器上的限位螺钉限定其最高工作转速和怠速。发动机怠速为750800r/min,最高工作转速限定为2200r/min。该发动机最大扭矩为175.1N.m/2200r/min,最大功率为57.4KW、3800r/min。风机采用926-5A标准通用型风机。（2）吸盘装置由吸盘、吸管、拖杆、吸口、侧滚轮、后滚轮等组成。为确保最佳清扫效果,吸盘支承滚轮着地后底边和地面的间隙应保持20mm左右,该间隙可通过提高和降低吸盘两侧支承滚轮的安装高度来调节。不清扫时通过提升装置提起吸盘,保证吸盘刚性部分离地间隙大于100mm,以利快速行驶12。（3）清扫装置该装置由与车架中心线对称的左、右两清扫装置组成。扫盘离地110mm左右，扫刷触地状况对清扫效果和减少扫丝的磨损很重要,必须将扫盘对地倾斜成一定的角度,即将扫盘外倾3左右。扫刷磨损后必须对扫盘进行调整。当扫刷长度磨损减短至100mm时就需更换新扫刷。（4）集尘箱集尘箱为密闭的簿壁焊接容器,其作用是沉积垃圾和除尘。当从吸口吸入垃圾尘粒时含尘气流从吸口进入,经集尘箱空腔,通过分离孔板进入风机。集尘箱内部经过防锈处理,集尘箱固定安装在副车架吊装臂上,通过吊装进行卸料。垃圾箱与吸盘、风机、后箱门结合处用密封条严密密封以提高吸尘效果。当以上结合部密封条脱落或损坏时吸尘效果会明显下降,此时应及时紧固或更换密封条13。（5）推雪铲推雪铲是养护车广泛配备的一种犁板式除雪工作装置，通过可拆卸固定连接方式安装于养护车的底盘前端。推雪铲导板的形状一般呈现复杂空间曲面，可对新雪、粉雪、粒雪、压雪、冰水混合物等采取高速推进方式，利用曲面旋移原理清理路面。将积雪推至路边再进行清扫作业14。（6）液压与电气系统SLCX小型多功能养护车扫盘的旋转、伸出、缩回,推雪铲的摆动,吸盘的放下、提起等动作都由液压系统驱动和控制。液压系统主要由液压泵、液压马达、液压缸、电磁阀、单向节流阀、液压单向阀、背压阀、集流块、液压油箱、连接油管等组成。Slcx养护车具有汽车底盘电气和专用工作装置电控与仪表两个独立的电气系统。底盘电气系统为常规通用系统;专用工作装置电控与仪表系统由电控箱、副发动机电气元件及电磁阀等组成,通过驾驶室内的仪表盘按钮操作实现专用工作装置电、液控制。2.5本章小结本章主要是对整车方案进行了初步的分析，并确定了整车方案中基本参数包括整车的尺寸参数，车辆质量参数，对整车设计基本方案的确定。对副车架进行了选型设计，简单阐述了小型多功能养护车各装置的工作原理。第3章主要零件选择及其设计3.1风机的选择3.1.1风机的工作原理SLCX小型多功能养护车对尘粒的吸拾主要依赖风机对尘粒的作用力。这种作用力有两种形式，即空气流动对尘粒产生的动压和风机直接对尘粒产生的负压(静压)。动压和负压之和为风机的全风压。空气流动时产生的动压力相对较小，它只能带动较小的尘粒流动，最终还要依靠风机产生的负压吸拾尘粒。对质量较大的尘粒的吸拾主要依靠风机对尘粒产生的负压力。动压和负压可以相互转化，根据风流通道的形式，动压和负压会有不同的表现形式。通过尘粒在进人集尘箱之前会经过两种不同形式的路径，即风道和吸嘴。在风道内，风机对尘粒的作用力主要体现在风机的负压上。若仅使用通道吸拾尘粒，那么风机只需要有足够的负压力便可。风机的风流量可以很小。但仅用风道吸拾尘粒，使得扫路车对路面的吸拾宽度太小，不适合扫路车的工作性能，为此增设吸嘴，目的是通过风流产生的动压将吸嘴宽度内的尘粒都带到风道的进口。在吸嘴内，除风道的进口存在极大的负压外，其余空间的负压较小，此时风机对尘粒的作用力主要依赖风机流量产生的动压力。根据动能定理（3.1）可知风的流速越大，风流产生的动压越大。其中，e为风的动能，m为空气介质的密度，v为空气的流速。能量守恒定律告诉我们:在一个封闭的系统中，流体的总能量是一个常数。根据伯努利方程可知（3.2）(在吸尘系统中，式中的流体势能pgh很小，可以忽略不计)，如果吸尘系统中的气流流经一个收缩(节流)截面时，气体将被加速。这种气体的加速将使它的动能增加，却使被加速处的静压力降低。根据式(3.1)可以看出若能获得较大的流速，则吸嘴的风流截面越小越好。为此，在设计吸嘴时，在保证尘粒能顺利进人吸嘴的同时，应尽量减少吸嘴与路面的距离。吸嘴的两个侧面和后侧面使用围板，也可以有效地减少吸嘴的风流截面，同时在较大尘粒不能被风流的动能带动时，还可以将其拖送至风道的进口。随风流量的增加，风机所需的能量会急剧增加。而且，风机产生的噪声主要是因为气流间的摩擦、流量的增加。因此，在风机的负压能满足吸拾尘粒的要求时，尽量选用小流量的风机，在降低能耗的同时，还可有效的降低风流产生的噪声，有利于除尘15。3.1.2风机的选择清扫时欲吸拾尘粒，必须满足下述条件F吸拾 G尘粒（3.3）式中：F吸拾为吸拾尘粒所需的吸拾力，N；G尘粒的重力，N。选取尘粒密度为P，初设可吸拾直径为d的尘粒(不规则物体按当量直径计算)，则吸拾尘粒所需的负压为（3.4）式中：理想状态下吸拾灰粒所需要的负压，pa；密度，；D直径（或当量直径），mm。式（3.1）为理想状态下，风机吸拾尘粒所需的负压。但在实际工作过程中往往因为吸口形式、管路形状、路面状况的影响，所需的负压会大于理想状态下的负压，为此，需要用工况系数k(kl)来弥补作业中的能量损失，此时（3.5）风机的全风压为动压和负压之和，动压和负压的比例会随着吸尘系统结构的不同而有所变化。离心式通风机在最佳工况下，出口动压约占全压的1020%，当偏离最佳工况时会大些。在此，取动压是全压的20%计算，于是，所需风机的全压为（3.6）SLCX小型多功能养护车有多种除尘形式，每种除尘形式均有压力损耗，常用除尘形式的压力损耗如表3.1。表3.1常用除尘形式的压力损耗.质性除尘重力除尘袋式除尘1001500501507001000其中袋式除尘多在干式扫路车上才有应用，在此，只选取惯性除尘和重力除尘的最大压力损失之和1650Pa，结合式（3.2）、（3.3）、（3.4）可得风机所需的全风压应满足如下关系式（3.7）式中：SLCX小型多功能养护车在实际应用具有的全风力。综合实际情况取K=1.2，当量直径d=150mm,能吸入最大灰粒重量为3kg左右。则风机跟吸尘系统的关系密切，在选用多功能养护车的风机时可以参考以下两点:为减少风机的能耗和噪声污染，应尽量减小风机的流量，在保证吸拾垃圾的性能的同时，最有效的办法是缩小吸嘴的风流截面16。在吸尘车上使用的风机以离心式风机为宜。设计SLCX小型多功能养护车风机选择9-26型离心通风机输送介质的温度一般不超过80度。介质中所含的尘土及硬质细颗粒不大于150毫克/立方米。风机的传动方式为带式传动。出风口位置角度可按装配需要而定，并可根据装配的实际需求制作非标产品。风机性能参数见表3.2表3.2 9-26-5型离心通风机性能参数传动方式转速流量全压内效率内功率所需功率V带传动2900r/min4293m3/h6035pa77.2%9.12kw10.5kw3.2副发动机的选择副发动机在本设计中只驱动风机，因此对副发动机选择要求如下：(1)能完全驱动风机；(2)质量体积油耗越小越好；(3)价格越廉价越好17。综合考虑选择为：BN49QA，最大扭矩：171.5N.M/2200r/min，最大功率：57.4kw/3800r/min。3.3副发动机与风机的传动设计根据风机和副发动机参数，风机与副发动机采用V带传动，由风机工作载荷变动很小（每天工作16小时，参照（马秋生主编机械设计基础。机械工业出版社，V带的设计参照表都为本书图表）表8-9选择工作系数故功率为又由，转速n=2900r/min，查8-12选择SPZ窄V带18。有参照表8-4，应不小于50mm，故取=100mm又由带轮传动比（3.9）为风机转速2 900r/min，为发动转速2 2003 800r/min，为风机带轮，副发动机带轮。取。当时发动机基本处于最大功率，经济油耗工况下工作，满足设计要求。验算带速（3.10）带速在5-25m/s范围，满足要求。初选中心距取=450mm，符合带长（3.11）参照表8-3，窄带SPZ取L=1250mm。实际中心距验算小带轮包角（3.12）满足要求。求v带根数Z （3.13）式中：单根V带的基本功率；单根V带时额定功率的增量；包角修正系数；带常修正系数。查表8-6的=3.90kw。故传动比i查表8-7得=0.35又查8-8和8-3得，（3.14）取Z=4根。作用在带轮上的力查表8-2得SPZ窄V带单位长度质量q=0.17kg/m，由（3.15）作用在轴上的压力为 3.4集尘箱的设计垃圾输送提升系统,主要工作部分为位于车体中上部的集尘箱。集尘箱是集尘系统的核心,集尘箱的结构直接决定了其流场分布,从而决定了集尘效率。现代养护车的除尘系统，绝大部分采用重力降尘与惯性力除尘的组合方案，且基本上都以在气力输送过程中对含尘系统的捕、集分离，提高除尘效率。根据牛顿定律可知，垃圾尘粒在流动的过程中，具有保持其原有速度和方向不变的特性。由于垃圾尘粒密度要远远大于空气的密度，也就是说尘粒的惯性要比空气的惯性大得多。因此，绝大多数清扫机在垃圾箱中设置一道或几道障碍挡板或孔板，利用尘粒惯性，使尘粒在与挡板的碰撞过程中，改变运动方向和速度大小，使其从运载空气中分离出来，达到除尘的目的。湿式喷雾输送的主要目的是利用雾化水对微细尘粒进行拦截捕获、收集以及湿尘团的碰撞凝聚作用提高系统除尘效率。由于微细尘粒的悬浮速度低，虽然易于输送，但其沉降速度也低，难以从输送气流中分离出来，是造成清扫机除尘不净，产生二次扬尘污染的主要原因。利用湿式喷雾，在除尘之前的输送过程中，对微细尘粒经行预处理，使其凝成具有较大沉降速度的粉尘团，可以在不过大增加集尘箱空间的基础上，提高除尘系统对于微细尘粒捕集率，防止二次污染19。图为设计slcx养护车集尘箱的结构示意图。养护车工作时,含尘气流从吸尘管进入，经过集尘箱空腔，通过重力降尘作用，气流经集尘箱空腔从排气道排出。尘粒从吸管进入集尘箱后，因集尘箱的截面远大于吸管截面积，带尘气流速度降低，尘粒在重力作用下降落。而气流则会经由集尘箱的顶部,在风机的作用下排出集尘箱。图3.1 集尘箱结构为提高集尘箱体的容积利用率和降尘效率，对集尘箱体的结构进行了一系列的优化，其目的有三个：（1）提高集尘箱体的容积利用率和降尘效率；（2）降低在靠近底部位置的气流速度,有利于垃圾的沉降与堆积；（3）提高气流在集尘箱内部的停留时间。图3.1为本设计垃圾箱结构示意图，提高吸盘至集尘箱体内部的管道高度，增加圆弧挡板。这样高速气流主要集中在从吸盘导管的出口处与集尘箱内部挡板处，而且高度气流所占面积很小。在离开内部挡板后，气流速度迅速下降。在集尘箱体内部大部分区域，气流速度比较均匀，相对于不均应气流,其最高气流速度较低，这有利于垃圾与气流的分离。3.5扫盘扫刷的设计立式侧刷的工作原理见图3.2。刷毛栽装在圆盘上，与圆盘固联在一起，动力通过立轴输入，侧刷绕垂直轴线旋转。在工作状态时，刷毛与路面接触，地面的砂粒和尘土等垃圾向上抛起，以便于收集。扫刷的设计要求，清扫效果好，效力高。从扫刷接地点受力分析塑料扫刷，从形状上分有片形、圆形、椭圆形等；钢片扫刷为片形，尼龙扫刷和塑料扫刷多为圆形或椭圆形，但也有片形，有的扫刷甚至采用空心塑料管压扁用作扫刷；不管扫刷为何种形状，它对扫刷的磨损关系不大。而选用何种材料制造扫刷则对扫刷的磨损影响很大。事实上，与扫刷磨损有关的材料性能有硬度、导热性、摩擦因数等诸多因素，扫刷材料的耐磨性是这诸多因数的综合反映。材料硬度对扫刷磨损的影响在材料的诸多与磨损有关的因数中，对材料耐磨起主要作用的应当是材料的硬度。勿容置疑，钢片扫刷比尼龙或塑料扫刷硬度更大，耐磨性更好。但是由于钢片扫刷清扫作业时容易对路面造成损坏，所以大多养护车使用的是尼龙或塑料扫刷，特别是清扫沥青路面的养护车。由于影响扫刷耐磨性的材料性能主要是扫刷材料的硬度，硬度越高，耐磨性越好，所以要提高扫刷的耐磨性就要提高扫刷材料的硬度，但是扫刷材料的硬度提高会使扫刷变脆，导致扫刷工作时易于折断。这就是说：扫刷要求材料不但具有高的硬度，并且还要有高的韧性。材料导热性对扫刷磨损的影响扫路车进行清扫工作时，扫刷以一定的压力与地面接触，旋转时与地面产生摩擦。扫刷与地面的摩擦，使扫刷接地端发热。对于钢片扫刷来说，这种发热对其耐磨性影响不大，原因之一是钢片扫刷有较好的导热性，此外钢的熔点较高，使其变软的温度也较高，钢片扫刷在摩擦发热下不易变软。但是，尼龙或塑料扫刷的导热性较差，摩擦发热时容易变软，使硬度降低而加快扫刷的磨损20。图3.2 扫盘扫刷结构综合考虑本设计扫刷如图3.2所示，扫盘直径d=216mm, 厚h=40mm，材料45，最大扫刷直径D=500mm.刷毛长度（mm）：200230，刷毛数量（根）：50010，刷毛直径（mm）：2.7，材质：PP聚丙烯或PE聚乙烯。计算驱动主刷所需的功率（3.16）克服刷毛和路面间摩擦力所需功率，kw刷毛变形所需的功率，kw克服空气阻力所消耗的功率，kw计算克服刷毛和路面间摩擦力所需的功率（kw）（3.17）式中：N变形刷毛作用在路面上的压力，N；刷和路面间的摩擦因数，对于高碳钢的刷毛=0.34；机器工作时的行驶速度；刷的圆周线速度，；从发动机到刷的传动效率。计算刷毛作用到路面上的压力N可以用以下经验公式计算：（3.18）式中：d刷毛直径，钢毛刷；刷的半径，圆盘刷=0.25m；刷毛的自由长度，=0.2m;刷毛材料的弹性模量，钢丝=；刷毛断面的惯性矩，；刷毛的变形量，通常采用的范围为=0.010.025m;工作刷毛的数量; 68.83 N消耗在刷毛变形上的功率 1.878扫刷旋转时空气阻力所消耗的功率（3.19） 0.457将数据代入得（3.20）6.905清扫机的生产率Q生产率是指清扫机连续工作一小时的清扫面积（3.21）式中：清扫行程的重叠系数，。3.6扫盘的布置形式SLCX小型多功能养护车具有路面清扫范围宽、连续工作里程长、清扫保洁效率高、适应性好等特点。由于其吸扫装置对微细垃圾及尘埃具有良好的吸拾、除尘和输送效果,有效减少了清扫对环境的污染,同时能满足高等级公路快速往返和低速作业的要求,因而是高等级公路路面保洁最理想的清扫设备。SLCX多功能养护车采用定型汽车底盘和双发动机驱动形式,其行走系统具有汽车行驶的独立性和工作可靠性,同时副发动机又可满足吸扫系统对动力的要求。掌握清扫机构的关键应用技术,正确使用,合理维护,对保持清扫机械正常运转、提高出勤率和延长机械使用寿命有着十分重要的作用。合理选用吸扫装置的结构形式国产吸扫式清扫机的吸扫装置有4种布置形式:中置四扫盘后置吸嘴式、中置四扫盘加后置卧刷吸嘴式、前置二扫盘加中置二扫盘吸嘴式和中置二扫盘加中置卧刷双吸嘴式。中置四扫盘后置吸嘴式清扫车是在吸收国外先进技术的基础上,结合国内实际情况开发出的新一代路面清扫结构,具有清扫视线好、易操作、清扫效果好等特点,其清扫宽度可达2.5m,清扫速度可高达30 km/h,垃圾吸入粒度大(最大可达125 mm),扫净度可高达97.2%,且对周围环境污染小,最适合清扫刚性水泥或其它硬性路面21。扫盘的布置形式如图3.3所示：图3.3 扫盘布置形式扫刷处于工作状态时的接地方位必须保证正确的抛尘方向、足够大的清扫区域和清扫机的最大清扫宽度见图3.4。若扫刷的整个圆周平面接地旋转，就会将垃圾尘粒沿侧刷的圆周的切线方向向四周抛射，这样不仅达不到定向输送垃圾的作用，反而造成了垃圾灰尘的飞扬扩散，即二次污染，并且整个侧刷工作面于路面接触旋转，加快了刷毛的磨损，缩短了毛刷的使用期。图3.4 扫刷转速对接地点速度及方向的影响a)整个圆周平面接地旋转 b)前外侧约120的毛刷与地面接触图3.5 侧刷与地面接触方式为了实现定向抛射垃圾尘粒，防止二次污染，需要加大毛刷与地面的接触面积，所以扫刷的前方外侧中心角为120见图3.5。扫刷工作时，只有前外侧约120范围内的刷毛与地面接触，这样就可以顺利的将垃圾输送到吸嘴吸拾区域内，再进行收集。3.7喷水头、水泵、进尘管、水箱的选择设计湿式喷雾输送的主要目的是利用雾化水对微细尘粒进行拦截捕获、收集以及湿尘团的碰撞凝聚作用提高系统除尘效率。由于微细尘粒的悬浮速度低，虽然易于输送，但其沉降速度也低，难以从输送气流中分离出来，是造成清扫机除尘不净，产生二次扬尘污染的主要原因。利用湿式喷雾，在除尘之前的输送过程中，对微细尘粒经行预处理，使其凝成具有较大沉降速度的粉尘团，可以在不过大增加集尘箱空间的基础上，提高除尘系统对于微细尘粒捕集率，防止二次污染23。参照同类车型水泵选择三缸活塞，三缸活塞泵的性能参数见表3.3。表3.3 活塞泵性能参数额定转速最高转速流量最高压力最大耗用功率820r/min1200r/min30L/min3Mpa1.86kw在清扫过程中，要求洒水根据作业要求选择精细雾化喷嘴，精细雾化喷嘴性能参见表3.4。表3.4 精细雾化喷嘴性能参数流量代码入口接头喷射角度喷嘴流量平均粒径异物直径Ybs003螺纹801.89L/min70um0.5mm根据喷水头和作业时间选择水箱，令喷水头每分钟的喷水量为Q,时间t，喷水头流量为v,则（3.22）设清扫时间为12小时，则水箱的容积为为（3.23）水箱设计为方形，其效容积能满足设计要求。进尘管选择风管，材料：B弹性钢丝生产；直径：60mm-130mm；风速：35/s。用途：用于固体如粉尘，粉末和纤维和屑片和颗粒，气体和液体环境，真空吸尘器，输送系统。食品和制药工业适用。3.8推雪铲的设计小型多功能养护车在冬季积雪路面清雪时前端可安装犁板式除雪装置，这种除雪装置的最大特点是结构简单、造价低、性能可靠、安装方便。推雪铲通过可拆卸固定连接方式安装于养护车底盘前端。前铲导板的形状呈复杂的空间曲面。可对新雪、粉雪、粒雪、压雪、冰水混合物等采用高速推进方式，利用曲面旋移原理清理路面24。图3.6 前推雪铲示意图前铲材质选择时兼顾经济性，除连接零件外，大部分材质选择Q235钢。选取切削刃材料时除考虑耐磨性、韧性、经济性等因素外，需考虑工作温度对其物理性的影响，选取65Mn调制钢。切削刃是易损件。由于积雪路面情况复杂多变，为避免铲刃局部受损而更换整个铲刃板，把铲刃设计成几块拼装的形式，采用螺栓连接到铲板上。切削角是铲刃的一个重要参数，直接影响切削阻力及切削刃的强度。实践证明，在清除新雪、粉雪、压雪和冰水混合物时，切削角取值为20-30范围内效果理想。前铲行进角是铲板长度方向与车辆行进方向所夹的锐角，行进角与除雪阻力、排雪性能、推雪铲长度都有很大关系。根据经验及相关实验，前铲进行角取值为50-60。图3.7 推雪铲结构推雪铲如图3.7所示设计一个特殊的固定架采用螺栓连接与养护车车架相连接，固定架最小离地高度为300mm，这样可以保证除雪时车辆通过一定高度的台阶或其它障碍。支架支撑除雪部件上来自各个方向的外力，推雪铲机架采用三角形结构布置，机架下部两水平板之间嵌入横梁，横梁通过一个带螺纹的中心销与三角形机架相连接在横梁与机架之间设置一个偏转液压缸，偏转液压缸的一端与机架相连另一端与横梁连接，液压缸伸缩带动横梁向左或向右偏转。这种结构简单紧凑，承载能力强，向左或向右摆动空间大，可以满足构件运动及快接的要求，是一种简单合理的结构布置。3.9本章小结本章对SLCX小型多功能养护车的主要零部件风机、集尘箱、扫盘扫刷、推雪铲等进行选择和设计，并对所选择零部件和设计零部件进行结构分析，性能分析，对其实用性、经济型、安全性等作整体分析和精选。第4章清扫系统的动力设计与计算4.1清扫系统的动力选择根据小型多功能养护车的结构特点，主机以外的所有附加装置的驱动完全采用液压传动方式实现，主要包括两大部分：清扫装置驱动和清扫装置位置控制。液压系统要实现其工作目的必须经过动力源控制机构机构三个环节。其中动力源主要是液压泵；传输控制装置主要是一些输油管和各种阀的连接机构；执行机构主要是液压马达和液压缸。这三种机构的不同组合就形成了不同功能的液压回路。泵马达回路是清扫作业的主要回路，按照泵循环方式的不同有开式回路和闭式回路两种。开式回路中马达的回油直接通回油箱，工作油在油箱中冷却及沉淀过滤后再由液压泵送入系统循环，这样可以防止元件的磨损。但油箱的体积大，空气和油液的接触机会多，容易渗入。闭式回路中马达的回油直接与泵的吸油口相连，结构紧凑，但系统结构复杂，散热条件差，需设辅助泵补充泄漏和冷却。而且要求过滤精度高，但油箱体积小，空气渗入油中的机会少，工作平稳25。设计的养护车清扫系统的动力系统有机械传动、液压传动、还有气压传动。机械传动效力高，但机构太过复杂，制造成本高。气压传动效力太低，故选择液压传动。采用取力器从变速器取力，取力器驱动液压泵，液压泵驱动扫盘马达、水泵马达和液压缸。4.2扫盘的驱动马达选择综合清扫道路实际情况选择扫盘转速为200r/min左右。故选择BM100P摆线液压马达4个。马达与扫盘通过联轴器连接。表4.1 BM100P摆线液压马达主要参数排量额定压力额定转速额定扭矩最大被压输出功率重量总效率100mm/L10Mpa200r/min100N.M4Mpa2.05KW5.7kg60%4.3水泵马达的选择根据水泵参数，驱动水泵所需扭矩：（4.1）综合选择YM-B61BJL型中压双作用叶片马达1个，马达与扫盘通过联轴器连接。表4.2 YM-B61BJL型中压双作用叶片马达主要参数排量额定压力最高压力额定转速最高转速转矩重量安装尺寸61.13mL/r6.3Mpa7Mpa1000r/min2000r/min43.16N.m12.7kg脚架安装4.4液压缸的选择扫盘升降液压缸的选择根据装配尺寸和升降力，选择轻型拉杆液压缸W70L-1-2LB100B-40R700-AB液压缸2个。 W70L-1-2LB100B-40R700-AB液压缸装配尺寸见装配图。推雪铲摆动液压缸的选择根据装配尺寸和举升力，选择清江液压公司生产的HSG-32/d的液压缸1个。4.5液压泵的选择液压泵驱动扫盘马达4个，水泵1个，液压缸3个。应液压缸工作时个马达都不工作，5个马达同时工作，故泵能驱动马达则能满足，由液压马达性能参数和液压损失、液力损失和泄漏故液压泵应满足式中：、和分别泵、扫盘驱动马达和水泵驱动马达的流量，分别为扫盘驱动马达和水泵驱动马达的流量和转速。液压泵的额定液压应大于液压马达和液压缸中的任何一个，故液压泵的额定压力大于16Mpa。综上选择外啮合齿轮泵CBG2040。表4.3 外啮合齿轮泵CBG2040的主要参数排量额定压力最高压力额定转速最高转速工作油温容积效率总效率驱动功率40.6mL/r16Mpa20Mpa2000r/min3000r/min-208092%83%47.2kw4.6油路控制液压回路控制常用的有机械式、电磁阀控制等。电磁阀控制己广泛使用并相当成熟，操作性能得到了很大的提高。该设计采用电磁阀控制，该液压系统中扫盘上升和举升推雪铲偏转时候需要保压，该系统采用弹簧蓄能器，对扫盘上升和推雪铲按一定偏角摆动后保压。蓄能器选择CF-7-Ea10BF蓄能器。该液压系统中，扫盘和推雪铲摆动需控制上升速度系统需要装置节流阀，根据上升速度要求，扫盘上升时间为60S此选择节流阀为YF2-QS-010节流阀。油路控制原理见图4.1。图4.1 液压控制图原理图作业循环表见表4.4所示：表4.4SLCX养护车作业循环表动作名称电磁铁状态1YA2 YA3 YA4 YA5 YA6 YA7 YA扫盘下降+-+扫盘作业-+扫盘上升-+-扫盘锁止-推雪铲摆动+-+推雪铲锁止-+清扫作业+运输行走-4.7取力器的选择各种类型的专用汽车的专用装置主要都是由汽车的发动机提供动力的。取力器就是汽车的一种专用的动力输出装置。它从发动机取出部分功率，用于驱动各类液压泵、真空泵、空压机以及各种专用汽车工作机械。专用车取力器总布置方案决定于取力方式。常用的取力方式分类如下：主要分为发动机取力、变速器取力、传动轴取力和分动器取力。其中发动机取力又分为从前端取力和从飞轮取力，变速器取力又分为从I轴取力、从中间轴取力、从中间轴末端取力、丛轴取力和从倒档齿轮取力。 1、发动机前端取力方案其特点是采用液压传动，适合于远距离输出动力。故此种取力方式常用于由长头式汽车底盘改装的大型混凝土搅拌运输车。2、飞轮后端取力方案此方案特点是取力器不受主离合器影响，传动系统与发动机直接相连，取力器到工作装置距离短、传动系统简单可靠、取出的功率大、传动效率高。这种方案应用较广，如由平头式汽车改装的大、中型混凝土搅拌车等。3、变速器轴取力方案（上置式）图4.2是从变速器轴取力的布置方案。该方案又称变速器上置式方案，此种方案将取力器跌置于变速器之上，用一惰轮与轴常啮合齿轮啮合获得动力，故需改制原变速器顶盖。此方案应用很广，如自卸车、液罐车、冷藏车、垃圾车等一般都从变速器上端取力。1-齿轮轴；2-离合啮合；3-花键轴；4-蜗杆；5-蜗轮；6-离合手柄；7-输出凸缘；8-变速器轴；9-拨叉；10-拉杆；11-取力器壳体；12-惰轮；13-小齿轮图4.2 变速器轴取力布置方案4、从变速器取力的其它各种方案从变速器取力还有多种结构形式，图4.3是从轴取力方案。最常见的是中间轴齿轮取力，称为侧置式取力器，又可分为左侧与右侧布置方案，如CA1091系列汽车取力器、EQ1091系列汽车取力器均为侧置取力器。1-发动机；2-离合器；3-变速器；4-取力器；5-水泵图4.3变速器轴取力方案5、传动轴取力方案图4.4是将取力器设计成一独立结构，设置于变速器输出轴与汽车万向传动轴之间，该独立的专用取力装置固定汽车车架上不随传动轴摆动，也不可伸缩。设计时应使用可伸缩的附加传动轴与其相连，并注意动平衡与隔振消振。1-发动机；2-离合器；3-变速器；4-取力器；5-水泵图4.4传动轴取力布置方案6、分动器取力布置方案此方案主要用于全轮驱动的牵引车、汽车起重机等来驱动绞盘或起重机构。从取力器到工作装置间可采用机械传动或液压传动26。SLCX多功能养护车取力器驱动液压泵，应液压泵驱动功率为47.2kw故取力器的输出功率应大于泵的驱动功率，参照二类底盘和变速器型号选择东风4205KP-010取力器。27表4.5 4205KP-010取力器技术参数取力器型号4205KP1-010速比1.216输出方式法兰（矩形内花键连接）最大输出扭矩400N.m输出旋转方式于发动机相反操纵方式远距离电控操纵4.8本章小结在本章详细的介绍了SLCX小型多功能养护车清扫系统的动力来源，动力传动，并对主要动力来源方式进行了比较与选择，对驱动马达、水泵马达等经行了选择，对液压油路控制原理进行了设计，并对清扫系统动力性作详细分析计算。第5章整车性能分析5.1汽车动力性能分析5.1.1基本参数确定发动机的输出转矩和输出功率随着发动机的转速变化的二条重要特性曲线，为非线形曲线。工程实践表明，可用而次三相式来描述汽车发动机的的外特性，即（5.1）式中：发动机输出转矩(Nm)；发动机输出转速(r/min)；a、b、c待定系数，有具体的外特性曲线决定。根据外特性数值建立外特性方程式如果已知发动机的外特性，则可利用拉格朗日三点插值法求出公式中的三个待定系数的a、b、c。在外特性曲线上取三点，即、及、，依拉氏插值三项式有将上式展开，按幂次高低合并，即可得三个三个待定系数为因为不知道外特性曲线图，故按经验公式拟合外特性方程式。如果没有所要发动机的外特性，但从发动机铭牌上知道该发动机的最大输出功率及相应转速和该发动机的最大转矩及相应转速时，可用下列经验公式来描述发动机的外特性。（5.2）式中：发动机最大输出转矩（Nm）；发动机最大输出转矩时的转速（r/min）；发动机最大输出功率时的转速（r/min）；发动机最大输出功率时的转矩（Nm）。由公式（5.1）和公式（5.2）可得对台架试验数据用修正系数进行修正，才能得到发动机的使用外特性。按标准试验中=0.850.9128。5.1.2汽车的行驶方程在直线行驶时，驱动力和行驶阻力之间的关系式如下（5.3）式中：驱动力；滚动阻力；空气阻力；坡度阻力；加速阻力。（1）驱动力的计算汽车在地面行驶时受到发动机限制所能产生的驱动力与发动机输出转矩的关系为（5.4）式中：变速器任意挡的传动比；主减速器传动比；传动系统任意挡的机械效率；驱动轮的动力半径；发动机外特性修正系数。（2）滚动阻力的计算滚动阻力的计算公式为：（5.5）式中：道路清扫车作业满载的总质量；道路坡度角；滚动阻力系数。（3）坡道阻力的计算汽车上坡行驶时，整车重力沿坡道的分力为坡道阻力，其计算公式为：（5.6）（4）空气阻力的计算汽车的空气阻力与车速的平方成反比，即（5.7）式中：空气阻力系数，可取为0.50.9；迎风面积（m2），可按估算，为轮距，为整车高度。（5）加速阻力的计算加速阻力是汽车加速行驶时所需克服的惯性阻力计算公式为（5.8）式中：汽车加速度（m/s2）；汽车整备质量（kg）；传统系统回转质量换算系数。的计算公式为（5.9）式中：车轮的转动惯量（kgm2）；发动机飞轮的转动惯量（kgm2）；车轮的滚动半径（m）。进行动力性计算时，若、的值不确定，则可按下述经验公式估算值：（5.10）式中：。低挡时取上限，高档时取下限。将式（5.4）、（5.5）、（5.6）、（5.7）、（5.8）代入式（5.3），得（5.11）因为（5.12）将式（5.10）代入（5.9）中得：（5.13）式中： 5.1.3汽车最高车速的确定汽车最高车速的计算（其它参数见表5.1 5.2）当汽车以直接挡行使时有公式=184= 976=-264600=163.53因为A0，D0，求专用汽车的最高车速为km/h表5.1 相关系数名称符号数值发动机外特性修正系

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