ST5063TQZ清障车改装设计
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目 录
摘 要1
Abstract2
第1章 绪 论3
1.1 课题研究的目的和意义3
1.2 国内外清障车的发展现状4
1.3 设计的主要内容5
第2章 清障车的分类及总体布置6
2.1 清障车的分类6
2.2 工作原理7
2.3 二类底盘的选择8
2.4 总体布置10
2.5本章小结10
第3章 清障车的结构与设计11
3.1基本尺寸参数的确定11
3.2质量参数的确定11
3.2.1额定装载质量11
3.2.2整车整备质量12
3.2.3总质量12
3.3道路清障汽车副车架的设计与分析12
3.3.1副车架的截面形状及尺寸12
3.3.2副车架的前端形状及安装位置13
3.4 本章小结15
第4章 液压系统设计16
4.1举升机构形式的选择16
4.2 液压系统的类型和特点18
4.3 液压系统的组成19
4.3.1 液压系统的组成19
4.3.2 液压缸的组成19
4.4 油缸的选型与计算21
4.4.1 油缸直径及行程确定21
4.4.2 活塞杆直径d的确定23
4.4.3 液压缸壁厚和外径的计算23
4.4.4 缸体长度的确定24
4.5 油泵的计算与选型24
4.5.1 油泵工作压力的计算25
4.5.2 油泵理论流量的计算25
4.5.3油泵排量的计算25
4.5.4 油泵功率的计算26
4.6液压绞盘的设计26
4.6.1系缆部分26
4.6.2液压马达部分26
4.6.3绞盘性能参数计算27
4.6.4液压马达的性能计算27
4.7油箱与油管的计算与选型27
4.7.1油箱容积的计算27
4.8.2油管内径的计算27
4.8取力器设计28
4.9 本章小结29
第5章 整车性能计算分析30
5.1道路清障车整车参数30
5.2动力性计算31
5.2.1发动机外特性31
5.2.2汽车的行驶方程式32
5.2.3动力性评价指标的计算36
5.2.4道路清障车整车动力性计算35
5.3燃油经济性计算37
5.4道路清障车稳定性计算38
5.4.1道路清障车运输状态稳定性计算39
5.4.2道路清障汽车载运时稳定性计算40
5.5本章小结.41
结论42
参考文献43
致谢44
摘 要
随着经济的发展，我们国家道路上的汽车不断地增长，而相应的则是越来越频发的交通事故，为了避免车辆的二次损坏，道路清障车在作业时应十分注意对事故车辆的保护，特别对一些新车、高档轿车，应必免因为作业中捆绑、挤压以及运输对事故车辆的损坏，特别对一些高档轿车，应避免因为作业中的捆绑、挤压、以及运输中的碰撞造成对事故车辆机件及外观上的进一步损伤了改。ST5063TQZ平板清障车作为专用清障车的一种，它利用附加的液压绞盘、液压举升装置、托板能够对事故车辆施行装载运输，实现对事故车辆的快速处理，并且不受事故车辆车速的限制。
在查阅大量相关资料的基础上，深入分析了平板清障汽车设计的总体方案，对底盘、举升机构、液压系统、液压绞盘以及相关附件等进行了合理选择。并通过对底盘型号的选取，确定了整车性能参数。确定了对背式清障汽车的总体参数。此外，对改装后的整车性能也进行了分析和计算，以确定是否能满足国家标准。
关键词：清障车；平板；液压绞盘；升降机构；液压系统
ABSTRACT
With the rapid development of the modern logistics dustry, More and more cars continue to grow in our country, the corresponding is more and more frequent traffic accident, in order to avoid the damage again. The wrecker truck is considered as a kind of the special lorry for carrying goods. By making use of an additional rear gate, the vehicle completes the self-lifting and self-unloading of the goods to make the loading and unloading operations achieve mechanization, thereby brings out the fast freight on some degree.
The article makes in-depth analysis of the program of the overall design on the basis of searching for a large number of relevant information, make a reasonable choice for chassis,the tailgate lift, hydraulic system, rear gate and the related accessories. And also through the selection of the chassis, the article determines the performance parameters of the vehicle. On this basis, adding to the kinematics and mechanical analysis of the tailgate lift mechanism, it makes the identification and verification of the size of the tailgate lift’s movements. Meanwhile, adopting a hydraulic control system to controll each component, it carrys on the function of rising goods, lifting, and unloading goods, and though the design of hydraulic components, it determines the components of the hydraulic models. At this point, the article determines the overall parameters of the whole vechile. In addition, it makes the analysis and calculation for the whole after repacking to test whether it can meet the national standard.
Key word: Wrecker truck；Rear gate；Hauling-up device；Tailgate lift mechanism；Hydraulic system
表2.1 HFC1061k93底盘参数
底盘型号HFC1061K93 详细参数
轴数2轴距（mm）3815
轮胎数6轮胎规格7.05-16
前轮距（mm）1665后轮距（mm）1525
燃料种类柴油弹簧片数9/12
乘驾人数3轴荷3815
表5.1 道路清障车部分整车参数
名称符号数值与单位
发动机最大功率80KW
发动机最大功率时的转速2800r/min
发动机最大转矩300Nm
发动机最大转矩时的转速1400～1800r/min
车轮动力半径0.34m
车轮滚动半径0.316m
主减速比4.04
汽车迎风面积5.7m2
汽车总质量(满载)9195kg
表5.2 道路清障车变速器速比
挡位12345
传动比84.7592.8291.6821
1.1 课题研究的目的和意义
现代汽车工业具有全球性，是开放性的综合产业。汽车工业的发展是社会经济发展的必然，而经济社会的发展对汽车使用功能不断提出新的要求，是汽车更好的为经济发展服务，在社会经济不断发展和人民生活水平不断提高的双重要求下，专用车的出现更好的满足了客户的专业需求。
2002年我国公路通车里程已达175.8万公里，其中高速公路达2.5万公里，跃居世界第二。随着京沈、京沪、西南出海通道等高速公路的开通，我国以五纵七横国道主干线为重点的国家公路主骨架已初步建成。这为清障车的突飞发展孕育了广阔市场，作为“让大地的脉络更畅通”的使者——清障车，要使其更能发挥安全快捷、强而有力的道路清障优势，那么清障车底盘专用化、重型化、智能化、作业附件实用性是清障车技术发展的必然趋势。
清障车底盘专用化，是国内清障车行业发展的必然趋势。目前，国内的清障车全部是利用二类底盘来改装的。二类底盘的轴荷分布是按载货车来设计的，这与清障车托举作业时的所要求轴荷分布是不同的。往往会出现清障的托举机构还有潜力，清障车的总质量也小于其最大总质量，但其后轴却已经超载了。二类底盘的轴荷分布对清障车是不适用的。由于清障车是种作业车，其需随车携带许多作业附件工具。现在国内的二类底盘两大梁外侧已被燃油箱、电瓶、气罐占住了空间，这样就很难再布置工具箱来安放清障车所需的众多作业附件。若清障车底盘专用化，就能很好地来解决这些问题。? 清障车重型化也是清障车技术发展的一个显著特点。随着我国汽车吨位重型化的调整，国家西部开发、南水北调和西气东输的建设，加上奥运会、上海世博会和广州亚运会的成功举办，道路条件的改善，交通运输业的发展，公路运输向高速化、集约化、专用化、集装箱化发展，必将引起重型汽车业（包括专用重型汽车）的崛起。作为保证道路畅通的清障车，无凝也必须重型化，才能满足重型车辆的清障需要。现在国内最大吨位的清障车为48吨。? ? 清障车智能化，就是从安全、方便、人性化考虑，在系统中装配一些智能设备，如遥控系统，机构安全报警系统，紧急拯救系统。? ?作业安全、快速是道路清障拯救的两项重要指标。而专用作业辅件是作业安全快速重要的保证。随着车辆的种类和款式的不断增多，道路上造成事故与故障的模式也千变万化，因此，只有不断地开发安全、实用、高效的作业辅件才能满足各类清障作业的需要。
道路清障汽车自上世纪初诞生以来，不断发展，日趋完善。已经是专用车中一个大家族，根据其中作业能力，清障汽车可分为轻型，重中型及超重型；根据结构形式区分，道路清障汽车可分为臂架起重机型清障汽车，门架叉式清障汽车，简单叉式清障汽车和背式清障汽车四个基本类型；从吊臂的作业功能来分，清障汽车有吊臂旋转型清障汽车，托臂负载折叠型，吊臂滑动型及吊臂固定型。从托臂的作业功能来分清障汽车有托臂负载折叠型，托臂折叠型，及托臂不折叠型；从整车结构来分，清障汽车有单功能型，双功能型及多功能混合型。典型清障车结构如图1.1。
1.2 国内外清障车的发展现状
清障车创始于公路交通非常发达的国家，早在20世纪50年代美国就生产出第一辆清障车。当时这种车还比较简单，靠机械传动带动卷扬机，拉杆支撑，故障车一端被吊起拖离现场；往往采用自制底盘，功能较单一，这是清障车发展的第一阶段。第二阶段，以引入液压传动与控制技术为标志，20世纪70年代第一批采用全液压传动的清障车生产出来，涌现了一批著名的清障车企业，如美国的ENTURY，CHALLENGER，JERR-DAN，WRECKER，澳地利的EMPL,日本的TOKYU，加拿大的NRC。这一阶段的清障车技术和生产得到很大的发展，首先是系列品种、规模增多，结构形式多样化，其次是所用专用底盘、二类底盘多样化。大型清障车最大为4桥。第三阶段，结构多样、功能齐全，具有托举、起吊、拖曳、牵引、背拖、破折、清洁、维修等功能。第四阶段。工作能力更大，拖举能力最大达25吨，拖牵能力达48吨，起吊能力达40吨。第五阶段，操作方式更先进，工作环境更舒适。
我国清障车产业起步于20世纪80年代未。近20年来，我国清障车行业经历了整车引进、吸收仿制到自主研发的过程。随着我国城市交通与高速公路的快速发展，国产清障车的技术水平、制造工艺已取得突破性进展，形成了产品多功能化、智能化、人性化的技术特点，上装（专用机构）具有采用新材料、模块化设计和专用设备制造的工艺特点。我国一些企业通过采用专用设备和模块化设计，实现了清障车的流水生产线生产，产量提高，成本下降，并有一定上装产品出口。
包括国有企业，目前我国清障车生产企业有10家左右，生产2—60吨100余个不同型号和规格的清障车产品。据悉，国内目前最大吨位的清障车为48吨，产品投入市场后很受欢迎。我国自主开发的60吨级清障车也已实现销售，80吨级清障车的开发已开始筹划。可以说，国内清障车的设计与市场开发已进入一个新的时代。
1.3 设计的主要内容
设计主要承担的任务是设计举升机构，初步选定采取全液压操纵，取力器从变速箱窗口取力，发动机的输出动力通过传动轴到达齿轮泵，油泵输出高压油，流经多路换向阀、液压阀，然后到达各执行原件。
设计总体分为三个方面：机械举升部分（包括举升臂的选材、外形尺寸的确定等）；液压控制部分（包括液压缸的计算和型号确定、液压控制系统的设计和辅助元件的选择等）；相关辅助系统部分。
第2章 清障车的分类及总体布置
清障车总体设计的主要任务是：正确确定清障车的性能指标，正确选择汽车底盘，为各部件设计提供控制参数和设计要求，对各部件进行合理布置和运动校核，并对车辆性能进行准确计算和控制。
对道路清障车进行改装设计，一般应满足以下设计要求：
1、具有一般清障汽车的功能；
2、能将满载货物的车厢在比较水平的状态下平稳地举升到一定高度；
3、拖拽功能；
4、牵引功能。
2.1 清障车的分类
按类别主要分为：拖吊连体型、拖吊分离型、平板一拖二型、360度旋转吊型、液压自动夹紧型。
按牵引吨位分为:2吨、3吨、5吨、8吨、10吨、15吨、25吨、30吨、50吨、80吨。
按品牌分为：江淮清障车、五十铃清障车、东风小霸王平板清障车、东风多利卡托吊型清障车、东风平头道路清障车、红岩重型清障车、斯太尔重型清障车、平板清障车、依维柯清障车。
按作业能力分为：轻型，中重型及超重型。轻型清障国作业对象是轻型载货汽车，微型客车及轿车等，中重型清障车的清障作业对象是中重型载货汽车，大中型客车等，超重型清障车作业对象是重型载货汽车及超重型半挂汽车系列等。
清障车按其使用特点可分为运载类、起吊牵引类。运载类是将损坏的车辆牵引到运载车上运走；起吊牵引类是用车上安装的起吊牵引装置把损坏汽车的一端托起(或吊起)离开地面，另一端仍然着地，然后由起吊牵引式清障车拖离现场。
清障车基本上都是采用载货汽车的二类底盘改装的，按清障车结构型式可分为拖运、装运、吊运、救援(单臂式和双臂式)式清障车。
2.2 工作原理
平板型清障车不具备的工作台翻转能力，运动形式类似翻斗卡车。清障车在工作平台前部装有液压传动紧绳机构，是装车卸车的动力来源。工作原理：在二类通用汽车底盘上装有用油缸、连杆和底盘相联接的工作平台，工作平台、汽车底盘、翻转油缸及连杆共同构成在汽车纵向垂直平面内的四杆机构。当翻转油缸伸出时，工作平台平缓地后移和翻转，平台末端落地，与地面成1l°～22°角，位于事故车正前方。
2.4 总体布置
本次设计的清障车为平板式清障车，其主要由底盘、副车架、托盘、托臂、液压系统、工具箱等组成。
平板清障车各部分结构的功能：
1、副车架是各个上装部件的安装基础，能够将各部件的集中载荷均匀地分布到底盘车架上，改善底盘受力状况。
2、托架是托盘滑动，托臂托举等作业的支撑骨架。托盘在托架轨道上被油缸推着前后滑动；托架油缸推动托架实现托盘倾斜；托架后部安装托臂来完成各种托举作业。
3、托盘是清障车参与救援工作的主要部件。托盘向后滑移，并倾斜合适角度，尾部支腿靠地。此时绞盘可将故障车辆顺利牵引到托盘上来,借助各液压油缸的伸缩动作，托盘收回原位，完成驮载作业。
4、托臂是清障车参与救援工作的关键部件，对故障车辆的托举牵引工作主要通过托臂来实现。借助于各液压油缸的伸缩动作，托臂能够实现折叠、举升、倾斜及伸缩等运动，从而完成各项清障救援任务。
5、配置一个大工具箱。用于存放清障车的各种作业附件及其备件。在车身后部两侧有两个操纵箱，是安装液压操纵手柄的空间，可始终处于安全的一侧操纵。
2.5本章小结
本章主要介绍了清障车的分类以及清障车工作原理，对本设计中的清障车进行了总体布置，确定了本设计所使用的二类底盘的型号。
第3章 清障车的结构与设计
3.1基本尺寸参数的确定
道路清障汽车与普通专用汽车一样，都是在二类底盘的基础上进行改装而成，主要尺寸参数原则上应于原车底盘尺寸相同，从而保证其整车性能参数与原车基本保持不变。常见二类底盘机构如图3.1所示。
参考文献
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