汽車專業(yè)課程改裝簡介

1、 §1 概 述 一、汽車工業(yè)成為國際性支柱產(chǎn)業(yè)，汽車成為了國際貿(mào)易的主要商品 二、汽車已成為改變地球面貌和改造人類的最主要機器 三、汽車已成為人類的最大的有形和無形的劊子手，奪取了千萬人的生命,發(fā)達國家的年死亡人數(shù)在逐年下降，發(fā)展中國家的年死亡人數(shù)在逐年增加。在全球范圍，平均每萬輛汽車每年死亡9.7人1、平均每4.8分鐘有1人死于車禍，每0.9分鐘有1人在車禍中傷殘。我國平均每天有299.6人死于道路交通事故，相當(dāng)于每天墜毀1架滿載客人的波音777-200型飛機！ 2. 汽車排放污染：城市大氣污染、破壞臭氧層四、汽車已成為能源的最大消費者，世界石油行情能影響國家的政治形勢 消耗量：每

2、年汽車用油量要占世界石油產(chǎn)量的90%！ §2 專用汽車的一般概念及分類 一、專用汽車的定義 1. 國外相關(guān)術(shù)語 美國和英國： “特種汽車”（Special Type of Vehicle） 包括：客車、平頭貨車、柴油貨車、市政送貨車、三輪、大輪貨車、救護車、殯儀車等 “專用汽車”（Special Purpose Vehicle）包括：消防車、救護車、機場用車、銀行用車等日本： “特裝車”（Special Equipment of Vehicle）包括：自卸車、液罐車、消防車、混泥土攪拌車、垃圾車等 “特用車”（Special Usage Vehicle） 包括：宣傳車、救護車、郵政車

3、、銀行用車等 “特殊車”（Especial Vehicle） 包括：履帶車、農(nóng)耕作業(yè)車、起重車等 日本汽車分類： “貨車運輸車”：包括長頭/平頭貨車、自卸車、廂式貨車、三輪貨車、全掛/半掛車等 “特殊用途車”：包括消防車、警車、救護車、醫(yī)療防疫車、冷凍/冷藏車、宣傳車、液罐/灑水車、工程車、郵政車、混泥土攪拌車、垃圾車等 “大型特殊車”：包括推土機、鏟運機、裝載機、 起重車、叉車、瀝青車、長貨運輸車、農(nóng)用拖拉機等2. 國外專用汽車/專用車輛界定 一種在許多特征上不同于基本型汽車或經(jīng)過特殊改裝 之后才能用于運輸貨物和（或）人員的車輛，以及只能用于完成特定任務(wù)的車輛（Special Vehicle

4、） 3. 我國專用汽車界定 （GB/T 17350-98） Ø 專用汽車：裝置有專用設(shè)備、具備有專用功能，用于承擔(dān)專門運輸任務(wù)或?qū)ｍ椬鳂I(yè)以及其他專門用途的汽車 4.我國專用汽車劃分：專用汽車 專用自卸汽車 起重舉升汽車 倉柵式汽車 特種結(jié)構(gòu)汽車 廂式汽車 罐式汽車 二、專用汽車在汽車工業(yè)中的地位和作用 ®1. 國外專用汽車保有量巨大 專用車保有量占貨車保有量的比例：50%70% ! 2. 專用汽車/專用車輛的作用 1) 有效地提高汽車運輸效率，減少勞動消耗、降低勞動成本 （1）5T集裝箱運輸車與同噸位載貨車： 運輸效率提高37% （2）混泥土泵送車施工：降低施工費用 20%

5、30%，縮短工時30%35%，節(jié)約勞動力41% 1)有效減少運輸途中的貨損、貨差，顯著提高貨物安全性 統(tǒng)計數(shù)據(jù): 世界各國每年生產(chǎn)食品30多億噸，易腐食品占 1/3，流通過程中腐爛變質(zhì)不能食用約23億噸發(fā)展專用汽車生產(chǎn)能擴大汽車的應(yīng)用領(lǐng)域、增加汽車的工業(yè)產(chǎn)出 國外汽車制造廠80%的載貨車是以底盤形式提供給專用汽車廠改裝 專用車保有量比重：美國68%，日本64%，德國76% 專用車發(fā)展為國民經(jīng)濟帶來巨大的經(jīng)濟效益 散裝水泥運輸車：每運送100萬 噸水泥可節(jié)約袋裝紙6000噸，同時可節(jié)約40萬勞動力我國水泥產(chǎn)量：3億噸，若水泥散裝運輸率達90%，每年可節(jié)約包裝費用65億元§3 專用汽車的

6、發(fā)展概況 ®一、國內(nèi)外專用汽車生產(chǎn)組織 1. 主機廠設(shè)分公司或分廠生產(chǎn) 戴姆勒.奔馳汽車公司自產(chǎn)救護車、消防車、清掃灑水車等豐田集團公司由15家公司組成，旗下荒川車體工業(yè)株式會社生產(chǎn)硬頂吉普和急救車、宣傳車等特種車 2. 專用汽車廠外購底盤裝配生產(chǎn) 美國大中型貨車的出廠型式幾乎全部是底盤：英國福特汽車公司生產(chǎn)出售的貨車中80%為二類底盤 原蘇聯(lián)高爾基汽車廠：70%的汽車以底盤型式出廠供專用車廠改裝使用3. 非汽車公司組織專用車生產(chǎn) 從事飛機制造、造船、設(shè)備制造、鐵道車輛的公司設(shè)分公司/分廠生產(chǎn)專用汽車 4. 用戶兼營專用汽車生產(chǎn) 二、專用汽車生產(chǎn)的特點 : 多品種，小批量 廠家多，規(guī)

7、模小Ø零、部件專業(yè)化生產(chǎn) 專業(yè)化協(xié)作生產(chǎn)：罐車車軸、牽引座、支腿、懸架、自卸車油缸、工程車輛關(guān)鍵設(shè)備/部件四、專用汽車產(chǎn)品的發(fā)展趨勢 1. 專用汽車重型化: 專用車 >15t； 掛車5070t；(多軸化；812軸) 裝載容量3060m3 ! 2. 散裝專用汽車列車化: 發(fā)動機功率 >3600kW;有效載質(zhì)量>500t;雙軸結(jié)構(gòu)前轉(zhuǎn)向架，三聯(lián)式后軸 ! 3. 一車多用化4. 專用底盤專業(yè)化5. 新材料、新技術(shù)和微電腦的應(yīng)用 : 新材料：不銹鋼大梁、復(fù)合材料車架(環(huán)氧5208樹脂基體、碳T300增強纖維)、GRP(玻璃纖維增強塑料)、鋁合金和不銹鋼車身/罐體 豪華舒適：

8、轎車化、房車結(jié)構(gòu)車身 新技術(shù)：發(fā)動機電子控制、 自動變速器、專用裝置動力傳遞電子控制五、國內(nèi)專用汽車產(chǎn)品發(fā)展?fàn)顩r 1. 我國專用汽車生產(chǎn)概況 品種：1550多個，專用車已占商用車產(chǎn)量的20%25%左右 主要產(chǎn)品： 自卸車、牽引車、半掛車、貨廂式車、集裝箱平板車 產(chǎn)量：2002年352046輛（改裝廠273143輛，主機廠78903輛） ® 2. 專用汽車分品種增長情況 主要品種： 自卸車17.3萬輛、半掛車6.1萬輛、起重汽車1.02萬輛（2002年），分別占專用車總量49.1%、17.3%和2.8% 近年發(fā)展較快的品種：（19982002年平均每年遞增率）混凝土攪拌車：223.2%

9、 ；半掛汽車：44.1% ；車輛運輸車：421.6% ；起重汽車：45.6% 產(chǎn)量：2002年352046輛（改裝廠273143輛，主機廠78903輛） 3. 我國專用汽車主要技術(shù)特點 主要技術(shù)靠引進與合資合作 （大多為上裝及關(guān)鍵件） 4. 我國專用汽車存在問題及與國外差距 (1)高科技產(chǎn)品及高技術(shù)關(guān)鍵件仍需進口 關(guān)鍵技術(shù)：消防車中一些50m以上登高消防車的上裝部分；混凝土泵車上裝部分的一些關(guān)鍵件；混凝土攪拌車中部分關(guān)鍵件；防彈運鈔車 (2)對科技含量高的產(chǎn)品缺乏自主開發(fā)能力 存在問題：批量小，開發(fā)新產(chǎn)品投入又較大，企業(yè)在技術(shù)上投入不足，在資金上缺乏，大多為仿造國外車型，個別車型為引進國外產(chǎn)品

10、的關(guān)鍵技術(shù)、關(guān)鍵件 (3)專用載貨車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不太合理 存在問題： 比例低：國外>50%，我國25% ； 結(jié)構(gòu)不合理：輕、中、重比例國外為3 4 3，我國為3 5 2 ； 品種少：國外6000多種，我國不到2000個品種。（4）專用底盤(特地為專用車設(shè)計的)較為缺乏 存在問題：大多數(shù)采用載貨車底盤改裝，使一些車型的載質(zhì)量小，車輛適應(yīng)性、經(jīng)濟性欠佳，平順性差 （5）受相關(guān)行業(yè)發(fā)展水平的制約 存在問題：液壓件、泵類、閥類、控制儀表等還未達到較高的技術(shù)水平，制約了高水平專用車的開發(fā)生產(chǎn) (6）專用車技術(shù)開發(fā)能力有待進一步加強 (7)專用車生產(chǎn)存在散、亂、差問題 存在問題：廠多規(guī)模小產(chǎn)量小，機械化

11、程度低，手工作坊式的多。產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，難于實現(xiàn)經(jīng)濟規(guī)模，企業(yè)的經(jīng)濟效益大多較差。個別車型相對受到行業(yè)的保護。5. 今后幾年發(fā)展快的品種或應(yīng)關(guān)注的新產(chǎn)品 (1)混凝土攪拌運輸車 產(chǎn)品特點：價格較高、利潤較高，技術(shù)含量也較高，更適應(yīng)合資引進生產(chǎn)，國內(nèi)需求量為7000輛左右 (2)運油車與加油車 產(chǎn)品特點：旺銷產(chǎn)品，其技術(shù)含量也不是太高，重型或半掛大型油罐車的未來市場前景廣闊 (3)車輛運輸車 產(chǎn)品前景：今后幾年轎車將高速增長>20%，2010年轎車產(chǎn)量預(yù)計>500萬輛，對車輛運輸車需求每年增長20%以上 (4)有前景的新品專用車 城市環(huán)衛(wèi)用車；高速公路護欄、市區(qū)護欄清洗車；高層建筑

12、外墻清洗高空作業(yè)車；防疫消毒車 ；帶粉碎、噴灑裝置的城市園林用車 ；宿營旅居車 ；擴展式軍用廂式車6. 對專用車發(fā)展的建議 (1)鼓勵新產(chǎn)品開發(fā)、特別鼓勵基型車生產(chǎn)廠開發(fā)專用車 (2)鼓勵兼并、重組、對產(chǎn)品質(zhì)量差、生產(chǎn)量極少、無發(fā)展前景企業(yè)逐步淘汰 (3)對于新技術(shù)、新產(chǎn)品在稅收上予以優(yōu)惠 (4)打破地區(qū)、行業(yè)部門間封鎖，鼓勵市場競爭，允許民企及其它所有制企業(yè)進入專用車各個生產(chǎn)領(lǐng)域 (5)國家科研部門對專用車、專用車上高技術(shù)含量的關(guān)鍵件聯(lián)合攻關(guān) (6)加強有關(guān)專用車標(biāo)準(zhǔn)制定，加強專用車產(chǎn)品認證，提高專用車整體水平 (7)鼓勵專用車出口，努力開辟國內(nèi)外兩個市場§5 本課程的任務(wù)和要求

13、1. 任務(wù)：學(xué)會分析和評價專用汽車及其各總成的結(jié)構(gòu)與性能，合理選擇結(jié)構(gòu)方案及有關(guān)參數(shù)，并學(xué)到一些專用汽車（發(fā)動機除外）的設(shè)計與計算方法和總體設(shè)計的一般方法，為以后進行畢業(yè)設(shè)計及畢業(yè)后從事汽車技術(shù)工作打下良好的基礎(chǔ)。 2. 要求：學(xué)習(xí)和掌握有關(guān)專用汽車設(shè)計的基本理論和方法，理論和實踐相結(jié)合。 3. 課程關(guān)系： 1） 先修課程：高等數(shù)學(xué)、理論力學(xué)、材料力學(xué)、機械設(shè)計、互換性與技術(shù)測量、汽車構(gòu)造、汽車?yán)碚?、汽車設(shè)計基礎(chǔ) 2） 后續(xù)課程： 有限元原理與方法、 汽車可靠性設(shè)計 第二章一、專用汽車設(shè)計程序 a.消防車, b.救護車 c.殯喪車, d.清掃車 e.灑水車, f.掃雪車 g. 撒鹽車 h. 垃

14、圾裝運車 i. 污水吸取車 j. 冷藏車 k. 工程搶險車 l. 混凝土攪拌車 m. 自裝卸式貨車 n. 液（氣等）罐式汽車 二、專用汽車設(shè)計的特點和要求 1. 設(shè)計的特點 1）多選用定型的基本型汽車底盤進行改裝設(shè)計 二類底盤、三類底盤 2）設(shè)計的主要工作：總體布置設(shè)計和專用工作裝置的匹配 2. 設(shè)計的要求 1）應(yīng)考慮產(chǎn)品的系列化、產(chǎn)品變型要求 特點：批量小、品種多 2）對自制零件設(shè)計，應(yīng)考慮通用設(shè)備加工的可能性 3）對專用車工作裝置中的核心部件和總成要進行優(yōu)選 4）載荷變化，要對一些重要的總成結(jié)構(gòu)件進行強度校核 5）應(yīng)滿足有關(guān)機動車輛公路交通安全法規(guī)的要求 6）專用汽車有良好的適應(yīng)性、工作可

15、靠，且要設(shè)安全裝置，要了解、掌握國家行業(yè)相應(yīng)的規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)三、專用汽車底盤選型的基本特點 1. 選型依據(jù)： 專用汽車的類型、用途、裝載質(zhì)量、使用條件、性能指標(biāo)、專用設(shè)備或裝置的外形尺寸、動力匹配等 二類底盤：廂式車、罐式車、自卸車 三類底盤： 客車、客貨兩用車、廂式貨車 四類底盤： 特種結(jié)構(gòu)車、工程機械、農(nóng)用車 2. 底盤或總成選型的要求 1）適用性：滿足功能要求 2）可靠性：故障少，壽命長 3）方便性：安裝、檢查、保養(yǎng)、維修 4）先進性：動力性、經(jīng)濟性、制動性、操縱穩(wěn)定性、行駛平順性、通過性，功能性 四、專用汽車的功率平衡和比功率計算 1. 專用汽車的功率平衡計算： 動力性能要求驅(qū)動功率P t

16、：Pt=1/T(Pf+Pw)+P0/0=1/T(ma*g*fr*Vmax+(CD*A/76140)*Vmax3)+P0/0 (KW) 式中：T 汽車底盤傳動系的機械效率 單級主減速器取0.9，雙級取0.86 m a 整車總質(zhì)量（kg） f r 滾動阻力系數(shù)，貨車取0.02，礦用車取0.86 CD 空阻系數(shù)，貨車取0.81.0，客車取0.6 0.7 A D整車迎風(fēng)面積，貨車A=B1·H；B1 前輪距，H車總高 V max 最高車速（km/h) P0專用工作裝置在車輛行駛中從汽車底盤所取的功率（kW） 0專用工作裝置的機械效率 專用汽車的總功率P P = Pt/(0.75 0.90) (

17、kW) (2 2) - 2. 專用汽車的比功率計算： 定義 比功率P d=P / m a (KW*kg-1) × - 一般要求：P d> 0.006 kW/kg §2-2 專用汽車的總體布置 總布置的任務(wù)正確選定整車參數(shù)，合理布置工作裝置和附件，使取力裝置、專用工作裝置、其他附件裝置與所選定的汽車底盤形成相互協(xié)調(diào)和匹配的整體，達到設(shè)計任務(wù)書所提出的整車基本性能和專用性能的要求。 一、總布置的原則 1. 滿足專用工作裝置性能的要求 功能得到充分發(fā)揮 2. 避免汽車底盤各總成位置的改變 影響：增加成本、影響整車性能 3. 應(yīng)滿足底盤性能的要求 4.應(yīng)減少整車整備質(zhì)量，以提

18、高裝載質(zhì)量 5.避免造成集中載荷對車架的直接作用 6. 應(yīng)符合有關(guān)法規(guī)的要求二、整車總體參數(shù)的確定 E整車總體參數(shù)： 尺寸參數(shù) 外廓尺寸、軸距L、輪距B、前懸LF、后懸LR 、接近角a、離去角b、貨車車頭長度和貨箱尺寸等 質(zhì)量參數(shù) 裝載質(zhì)量、整備質(zhì)量、總質(zhì)量、軸載質(zhì)量等 （一）尺寸參數(shù)：2. 軸距L ØØ （1）L 對其他參數(shù)、整車使用性能的影響： L 影響到整備質(zhì)量、汽車總長、Rmin、傳動軸長度、軸荷分配以及R等參數(shù)指標(biāo)。 L小，上述指標(biāo)多數(shù)減小，但會使貨箱長度減小，后懸長通過性差；縱向振動大；加速或制動時軸荷轉(zhuǎn)移大，使操縱穩(wěn)定性變壞；傳動軸夾角大。 （2）確定L 的原

19、則 貨車：運送輕拋貨物、載貨量多L大，機動性要求高L小 L LH LJ SLR 注： LH 貨廂長度； L J 前輪中心至及駕駛室后壁的距離； S駕駛室與貨廂之間的距離， 一般S=50100mm；LR后懸尺寸3. 前輪距B 和后輪距B （1）輪距對其他參數(shù)、整車使用性能的影響 B影響到整備質(zhì)量、汽車總寬 Rmin、橫向穩(wěn)定性和機動性 （2）影響B(tài)選擇的因素 Ø B1 ：1)車架的前部寬度；2 ）前懸架寬；3 ）前輪最大轉(zhuǎn)向角；4）轉(zhuǎn)向拉桿和輪胎以及車架間運動間隙 B2 ：1) 后板簧寬度E ；2 ）后板簧距F；3 ）輪胎寬K；4）板簧與輪胎間的間隙G 要求：掛車輪距和牽引車輪距一致！

20、 4. 前懸LF和后懸LR （1）前、后懸的確定原則 LF ：應(yīng)有利于固定安裝發(fā)動機、水箱、轉(zhuǎn)向器等部件 LR ：取決于貨廂（或行李箱）長、軸距和軸荷分配 注意：LF、LR不宜太長(影響汽車通過性、視野性) ；也不宜太短，影響汽車安全性 接近角a、離去角b一般>25°，至少20° （2）取值 Ø 大客車： LR 60%L ，其絕對值3.5m ； 貨車： 一般LF=1.11.3m ；LR=1.22.2m ；長軸距、特長貨廂車LR可達2.6m (LR 55%L) （二） 質(zhì)量參數(shù)的確定 1. 汽車整備質(zhì)量m0 指車上帶有全部裝備(包括隨車工具、備胎等)，加滿燃料

21、、水，但沒有裝貨和載人時的整車質(zhì)量 （1）影響因素 汽車成本、使用經(jīng)濟性 m0 10%, 經(jīng)濟性 8.5% 減小m0的措施 ：輕質(zhì)材料、合理的結(jié)構(gòu) （2）m0 的估算 對樣車m0及其相應(yīng)部件的質(zhì)量進行測定和分析初步估算新車各部件質(zhì)量新車m0 按人均占整車質(zhì)量的統(tǒng)計平均值新車m02. 裝載質(zhì)量 me （1）影響me的因素：汽車用途，使用條件（2）裝載質(zhì)量me ：汽車型譜，國家法規(guī)，合理分級 裝載質(zhì)量貨車指在良好的硬質(zhì)路面上行駛時所允許的額定裝載量（壞路面時減少1015%） 越野車指在土路上或越野行駛時所允許的額定裝載量 3. 總質(zhì)量 mam a 指裝備齊全、并按規(guī)定裝滿客貨時的整車質(zhì)量 ma=m

22、0+me+mp式中：mp 乘員質(zhì)量（kg），按座位計，65kg/人 4. 軸載質(zhì)量（軸荷） （1）軸載質(zhì)量（軸荷）的計算：m2=(mi0*xi)/L+m'2; m1=ma-m2 式中：m1 m2整車前、后軸軸載質(zhì)量(kg)；L 軸距；m2 原車底盤的后軸空載質(zhì)量；mi0 貨物、專用設(shè)備各部件及乘員質(zhì)量（kg），i=1,2,n;xi 貨物、專用設(shè)備各部件及乘員質(zhì)心到前軸中心的水平距離。5. 軸載質(zhì)量（軸荷）的分配原則1)應(yīng)使輪胎磨損均勻(2)應(yīng)滿足汽車使用性能上的要求符合軸載質(zhì)量（軸荷）的限制規(guī)定輪胎負荷系數(shù): 輪胎負荷系數(shù)=最大靜負荷/輪胎額定負荷=0.19.0=操縱穩(wěn)定性-改裝后具有

23、一定的不足轉(zhuǎn)向特性。質(zhì)心位置穩(wěn)定性:保證車輛不發(fā)生側(cè)翻，要求：tgb=B/(2*hg)> j 保證車輛不發(fā)生縱翻，要求：tga=b/hg>j B 專用汽車輪距（m）； b整車質(zhì)心到后軸中心線的水平距離（m）； hg 整車質(zhì)心到地面的高度（m）； 路面附著系數(shù)，一般取j = 0.7 ； b 側(cè)傾穩(wěn)定角（°）；-縱傾穩(wěn)定角（°）（一）發(fā)動機的布置：影響因素:視野性、離地間隙、軸荷分配、乘坐舒適性定位參數(shù)：3個X：缸體前端面與曲軸中心線交點到前輪中心線的縱向距離Z：缸體前端面與曲軸中心線交點到地平面的上下距離：曲軸中心線相對于車架上平面的傾角(一般=1° 4

24、°） （二）傳動軸的布置要求 : 應(yīng)使a1與a2盡量相等,且滿載靜止時4°,最大值7°；滿足跳動空間及工作要求計算和校核臨界轉(zhuǎn)速n k :nk=1.2×108（Dc2+dc2）(1/2)/Lc2 (r/min)式中：Lc傳動軸長度(mm)，即兩個萬向節(jié)的中心距；Dc 、dc 傳動軸的外徑和內(nèi)徑（mm）。傳動軸安全系數(shù)K: K=nk/nmax 式中：K=1.22.0（三）制動系統(tǒng)的布置： 改裝注意：1)運動無干涉； 2)避免自行制動 主要工作： 管路的布置 儲氣筒的布置 制動踏板的布置 附加耗氣裝置的 布置:可取11.5L (四）電路裝置的布置 主要工作：

25、 附加耗電裝置的電源布置 電器裝置的接地布置 導(dǎo)線的布置 （五）其它附件的布置 改裝注意：1) 專用設(shè)備的安全； 2) 人身安全 主要工作： 消聲器的布置 燃油箱的布置(排氣管的距離>300mm ） 備胎架的布置 后保險杠的布置 要求:罐式車一定要安裝長度b (0.800.85)B ；伸出罐體后端>100mm 計算載荷F=5ma*g 防護裝置 閥門箱及泵箱的布置 四、取力器的布置 前置式：發(fā)動機前端取力 發(fā)動機后端取力 夾鉗式取力中置式 ：變速器上蓋取力 變速器側(cè)蓋取力 變速器后端取力 后置式 ： 分動器取力 傳動軸取力 §2-3 專用汽車底盤車架的改裝設(shè)計 一、主車架的

26、改裝 （一）主車架的鉆孔和焊接 改裝注意： 盡量避免在車架高應(yīng)力區(qū)附近鉆孔和焊接 ！（二）主車架的加長設(shè)計 同尺寸規(guī)格、同性能材料；坡口焊（V型） （三）主車架加強板的設(shè)計 Ø1. 設(shè)置車架縱梁加強板的條件 裝載質(zhì)量增加 軸距和總長變化 強度剛度要求 2. 加強板的形狀 3. 加強板的布置 （四）加強板的聯(lián)接 B=75mm, h=70mm, s=8mm 二、副車架的設(shè)計 （ 一 ）副車架的截面形狀及尺寸（二）副車架的前端形狀及安裝位置副車架前端形狀：h0 =1mm;l0 =1520mm 副車架前端形狀：鋼質(zhì)車架: h0 =57mm;l0 =200300mm 木質(zhì)車架: h0 =510

27、mm; l0 =H 副車架安裝: 尺寸A ：設(shè)備安裝空間；尺寸B ：B= 100mm;尺寸C：C= 500800mm。 （三）副車架與主車架的聯(lián)接 1. 止推聯(lián)結(jié)板 2. 連接支架 §2-4 專用汽車主要性能計算 目的: 檢驗整車參數(shù)選擇是否合理，使用性能參數(shù)是否滿足要求。 一、動力性計算 專用汽車的動力性 指汽車動力裝置和傳動系相匹配的特性對其行駛阻力相適應(yīng)的能力 汽車運動方程式 ：Ft=Ff+Fw+Fi+Fj (N) 式中：Ft 驅(qū)動力（N）； Ff滾動阻力（N）； Fw空氣阻力（N）； Fi 坡道阻力（N）； Fj 加速阻力（N）。 （一）發(fā)動機的外特性 指發(fā)動機油門全開時的速

28、度特性外特性曲線多項式 Te=a*ne2+b*ne+c + - 式中：Te 發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)矩（N·m ）； ne 發(fā)動機輸出轉(zhuǎn)速（r/min）； a、b、c待定系數(shù)，由具體的外特性曲線決定。 二、燃油經(jīng)濟性計算 燃油經(jīng)濟性用車輛在水平的混泥土或瀝青路面上以經(jīng)濟車速v 滿載行駛的百公里耗油量（L/100km）來評價。 1. 百公里油耗：Q= Pe*ge /1.02vr (2-47) 式中:Pe 發(fā)動機的有效輸出功率（kW）； ge 發(fā)動機的比油耗量（g/kW·h ）； g r燃油的重度：汽油取r= 6.967.15N/L，柴油取r= 7.948.13N/L 。 2. 等速百公里

29、油耗曲線 步驟： 1）選一初速va,計算：ne=i0 va /(0.377r) (2-1) 2）由（2-1）式計算Pe ： 3）由Pe、ne 值，查發(fā)動機萬有特性，得到ge ; 4）由（2-47）式計算Q； 5）再選一初速va ，按上述步驟計算，求出新的Q值； 6）將va和與之相應(yīng)的Q值構(gòu)成的坐標(biāo)點連成光滑曲線,得到該擋在一定路面條件下的等速行駛百公里油耗曲線。三、專用汽車靜態(tài)穩(wěn)定性計算 車輛的靜態(tài)穩(wěn)定性 指車輛停放或等速行駛在坡道上，當(dāng)整車的重力作用線越過車輪的支承點（接地點），則車輛會發(fā)生傾翻。 1. 改裝車質(zhì)心位置計算：式中:mi 第i個總成的質(zhì)量（kg）； xi 第i個總成的質(zhì)心到前軸

30、中心的水平距離（m）； yi 第i個總成的質(zhì)心到地面的高度（m）； hg 整車質(zhì)心到地面的高度（m）。 2. 靜態(tài)穩(wěn)定性計算 最大傾翻穩(wěn)定角當(dāng)車輛整車的重力作用線 好通過支承點，則車輛處于傾翻臨界狀態(tài),此時的坡度角稱為最大傾翻穩(wěn)定角 max。 tg max=B/2hg 最大穩(wěn)定滑移角當(dāng)車輛停放在坡道或在坡道行駛，若坡道阻力大于附著力時，車輛由于附著力不足而向下滑移出現(xiàn)失穩(wěn)，此時的坡度角稱為最大穩(wěn)定滑移角amax。 tgamax= - Ø側(cè)傾穩(wěn)定條件： （側(cè)滑先于側(cè)翻） (Z1+Z2) <=ma*g*sin( max) + j£ × b 而:( Z1+Z2)=

31、ma*g*cos( max) × 由此得到： tg max>= 即：B/2*hg>= 討論:在良好的水泥路面上j=0.7，則車輛的最大側(cè)傾穩(wěn)定角為： max35° 縱向穩(wěn)定條件： 最大穩(wěn)定滑移角 當(dāng)車輛停放在坡道或在坡道行駛?cè)羝碌雷枇Υ笥诟街r，車輛由于附著力不足而向下滑移出現(xiàn)失穩(wěn)，此時的坡度角稱為最大穩(wěn)定滑移角amax。 b F若a>b，則上坡時車輛易于后翻： 穩(wěn)定條件： tg max=b/hg>= 若a<b，則下坡時車輛易于前翻： 穩(wěn)定條件： tg max=a/hg>= §2-5 專用汽車整車性能試驗 試驗項目: 動力性試

32、驗、燃油經(jīng)濟性試驗、制動性試驗、 操縱穩(wěn)定性試驗 一、動力性試驗 試驗條件: 良好的平直鋪裝路面，滿載， 1. 道路試驗： 縱向坡度1%，氣溫040，風(fēng)速3m/s 最高車速測定: 測定汽車以最高車速行經(jīng)一段距離路段的時間（我國規(guī)定200m） 加速性能測定: 以常用擋位起步，按最佳換擋規(guī)律逐次換至高擋、節(jié)氣們?nèi)_、全力加速至0.8Vamax的加速過程來評價；常用原地起步加速至某一車速或某一距離所需時間來評價。 帕坡度測定: 在長度25m的一系列不同坡度的坡道上測試 坡度換算辦法: a0=arcsin(Ga*ig1/G*iga)sinaaa 式中:a a0換算得到的最大爬坡度 (0)；aa試驗時的

33、實際爬坡度(0 ) ； Ga 試驗時的汽車重力 (N)； G 汽車最大總質(zhì)量的重力(N)； ig1 擋傳動比； iga 試驗時變速器所用擋位傳動比。汽車風(fēng)阻與滾阻試驗測試: 汽車滑行試驗，記錄u-t曲線 Ff+Fw= c*m*dv/dt-Tr/r 式中:dc滑行時汽車的旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)； Tr滑行時傳動系統(tǒng)加于驅(qū)動輪的摩擦阻力矩與從動輪摩擦阻力矩之和。一般常忽略Tr 。 2. 室內(nèi)試驗 ：試驗方法:試驗汽車置于試驗臺上，從動輪置于固定臺面，驅(qū)動輪置于轉(zhuǎn)鼓上。啟動發(fā)動機掛擋，驅(qū)動與之相連接的轉(zhuǎn)鼓旋轉(zhuǎn)。輸入先期測定的風(fēng)阻與滾阻，從而判斷專用汽車的動力性能 二、燃油經(jīng)濟性試驗 1. 道路試驗 ： 燃

34、油經(jīng)濟性測定: 汽車等速行駛百公里燃油消耗量試驗 試驗條件:平直道路長度：500m(或1000m),車速20km/h、30km/h等10km/h的整倍數(shù)，燃油流量計，五輪儀或速度計，油耗-速度曲線2. 室內(nèi)試驗 ： 試驗條件: 多工況試驗標(biāo)準(zhǔn)(15工況) ,測功機-轉(zhuǎn)鼓試驗臺，排氣分析儀、燃油量測定儀器 三、制動性試驗 試驗測定指標(biāo): 冷制動及高溫下汽車制動距離、制動減速度、制動時間等以及轉(zhuǎn)彎與變更車道時汽車制動的方向穩(wěn)定性 1. 路上試驗 ： 試驗方法：良好的平直鋪裝路面，縱向坡度1%；路面附著系數(shù)0.720.75，氣溫235，風(fēng)速5m/s；測試車輛充分預(yù)熱 試驗儀器：第五輪儀或減速度計、壓

35、力傳感器 冷制動試驗: 制動器溫度100、汽車加速至V0+(35)km/h ； 200次制動器磨合，制動減速度3.5m/s2 。數(shù)據(jù)記錄 Ø高溫工況試驗: 制動器加熱(中:140150 .重:170200 )、測定試驗 ü加熱方式： u連續(xù)制動 （0.8Vmax,3.5m/s2 ,0.4Vmax ，4560s，15-20次） u下長坡連續(xù)制動 （坡度6%10%，長710km，V0=30km/h） 轉(zhuǎn)彎制動試驗: 半徑40m/50m;側(cè)向加速度5 ±0.5m/s ;車速51km/h或57km/h 半徑100m/50m;側(cè)向加速度4 ±0.4m/s2;車速7

36、2km/h 測定指標(biāo)：制定減速度、橫擺角速度、航向角變動量、制動時路徑偏離量： 2. 室內(nèi)試驗 ： 試驗方法: 試驗汽車置于試驗臺上（平板式、滾筒式），附著系數(shù)>0.6 四、汽車操縱穩(wěn)定性的路上試驗 試驗儀器：第五輪儀或非接觸式車速儀、時間信號發(fā)生器、測力轉(zhuǎn)向盤、 加速度計、二自由度角速度陀螺（測汽車橫擺角）、三自由度航向陀螺（測汽車航向角）垂直陀螺（測汽車側(cè)傾角） 1.低速行駛轉(zhuǎn)向輕便性試驗 試驗條件：車速10km/h，雙紐線 L=d(cos2 )1/2 2. 穩(wěn)態(tài)轉(zhuǎn)向特性試驗（定轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角試驗） 試驗?zāi)康?測定汽車對轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角輸入達到穩(wěn)定行駛狀態(tài)時，汽車的穩(wěn)態(tài)橫擺響應(yīng) 試驗方法: 1

37、、15m或20m圓周，轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角sw0;測定V 及橫擺角速度r0，轉(zhuǎn)向半徑R0 為：R0=v0/r0 2、汽車緩慢均勻加速:0.25m/s2, 6.5m/s2。連續(xù)測定V及橫擺角速度r值，可求出：R=v/r, ay=v*r 3、作出R/R0aya曲線，據(jù)此判定轉(zhuǎn)向穩(wěn)定轉(zhuǎn)向特性。 4、根據(jù)R值可換算出前、后輪側(cè)偏角之差，進而作出a1-a2-ay曲線 來判定轉(zhuǎn)向穩(wěn)定轉(zhuǎn)向特性。 a1-a2=57.3L1/R0-1/R 3. 瞬態(tài)橫擺響應(yīng)試驗 Ø試驗?zāi)康?用階躍試驗來測定汽車對轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)角輸入時汽車的瞬態(tài)響應(yīng) 4. 汽車回正能力試驗 試驗意義:是表征和測定汽車自曲線回復(fù)到直線行駛的過渡過程，是

38、測定自由操縱力輸入的基本性能試驗 5. 轉(zhuǎn)向盤角脈沖試驗 意義: 通常以汽車橫擺角速度頻率特性來表征汽車的動特性。常用轉(zhuǎn)向 盤角位移脈沖試驗來確定汽車的頻率響應(yīng)§2-6 運動校核 目的: 確定各相對運動的零部件的運動軌跡和運動空間,并防止各部件之間產(chǎn)生運動干涉 一、轉(zhuǎn)向輪跳動圖 目的: 確定轉(zhuǎn)向輪上跳并轉(zhuǎn)至極限位置時占用的空間，以決定輪罩形狀及翼子板開孔形狀，檢查轉(zhuǎn)向輪與縱拉桿、車架之間的運動間隙 二、傳動軸跳動圖 目的: 確定傳動軸上下跳動的極限位置及最大擺角、空載時萬向節(jié)傳動的夾角、傳動軸長度的變化量 三、轉(zhuǎn)向傳動裝置與懸架共同工作校核圖 目的: 檢查轉(zhuǎn)向拉桿與懸架導(dǎo)向機構(gòu)的運動

39、是否協(xié)調(diào) 四、專用工作裝置工作校核圖 目的: 檢查專用工作裝置運動軌跡和運動空間，運動是否協(xié)調(diào)，驗證專用工作裝置的使用安全性。第三章 自卸汽車構(gòu)造與設(shè)計§3-1 概述 一、自卸汽車的特點 自卸汽車?yán)帽拒嚢l(fā)動機動力驅(qū)動液壓舉升機構(gòu)，將其車廂傾斜一定角度卸貨；并依靠車廂自重使其復(fù)位的專用汽車。 特點：帶自舉升機構(gòu)、車廂傾卸貨物載運不易破損貨物，裝卸方便快捷§3-2 普通自卸汽車 一、自卸汽車的組成 組成：汽車底盤上裝部分：車廂、副車架、舉升機構(gòu)、液壓系統(tǒng)、電氣系統(tǒng) 1、車廂的結(jié)構(gòu)型式 組成： 前、后欄板， 左、右側(cè)欄板，底板2、舉升機構(gòu)的結(jié)構(gòu)型式 特點:均采用液體壓力作為舉升

40、動力 舉升機構(gòu)分類：（前置式 后置式）連桿組合式（油缸前推式油缸后推式）直推式的特點:利用液壓油缸直接舉升車廂傾卸，機構(gòu)布置簡單、結(jié)構(gòu)緊湊、舉升效率高 連桿組合式特點：舉升平順、油缸活塞工作行程短、舉升機構(gòu)布置靈活 類型: T式舉升機構(gòu)(馬德里式油缸前推舉升機構(gòu))，應(yīng)用廣泛 D式舉升機構(gòu)(加伍德式油缸后推舉升機構(gòu)) ，應(yīng)用不廣 F式舉升機構(gòu)(油缸浮動式舉升機構(gòu)) ，應(yīng)用較廣 二 常見類型自卸汽車結(jié)構(gòu)分析 常用類型:T式、F式舉升機構(gòu) 1、連桿組合式舉升機構(gòu) 結(jié)構(gòu)分析 ：重點：提高整車橫向穩(wěn)定性，降低重心、降低油壓 舉升機構(gòu)閉合高度控制：400440mm 最高油壓控制：<200MPa

41、16;液壓系統(tǒng) 工作原理 ：舉升過程 中停位置ü下降過程 2、前推式多級缸舉升機構(gòu) 結(jié)構(gòu)分析 v車廂長度：68m 工作原理 ：舉升過程 中停位置 下降過程 3 、后置式直推舉升機構(gòu)三、自卸汽車主要部件 1、自卸汽車車廂v矩形廂鋼板厚度為(mm) ：底8、邊4、前4、后5 v簸箕廂鋼板厚度為(mm)： 底12、邊6四、自卸汽車主要尺寸和質(zhì)量參數(shù)的確定 1、主要尺寸參數(shù)的確定 主要尺寸參數(shù)為：軸距、輪距、外廓尺寸 確定L 的原則：運送輕拋貨物、載貨量多L大機動性要求高L小 v*軸距計算：L LH LJ CLR 注：LH貨廂長度；LR后懸尺寸 LJ 前輪中心至及駕駛室后壁的距離； S駕駛室

42、與貨廂之間的距離，一般C=100250mm ； *輪距B(前輪距B1,后輪距B2)2、質(zhì)量參數(shù)的確定 質(zhì)量參數(shù)為：改裝部分質(zhì)量、整備質(zhì)量、裝載質(zhì)量、總質(zhì)量 改裝部分質(zhì)量指在底盤上改裝時附加的部件質(zhì)量，包括車廂、 副車架、液壓系統(tǒng)、舉升機構(gòu)以及其他改裝部件質(zhì)量 整備質(zhì)量m0指車上帶有全部裝備(包括隨車工具、備胎等），加滿燃料、水，但沒有裝貨和載人時的整車質(zhì)量 影響因素：汽車成本、使用經(jīng)濟性 m0 的估算E對樣車m0及其相應(yīng)部件的質(zhì)量進行測定和分析 初步估算新車各部件質(zhì)量-按人均占整車質(zhì)量的統(tǒng)計平均值新車m0 裝載質(zhì)量指在硬質(zhì)良好路面上行駛時汽車所允許的額定裝載質(zhì)量 汽車總質(zhì)量ma 指裝備齊全、并

43、按規(guī)定裝滿客、貨時的整車質(zhì)量 貨車：ma=m0+me+mr 式中：E mr 駕駛員質(zhì)量(65kg/人) 自卸汽車質(zhì)量利用系數(shù)hG0 ：裝載質(zhì)量me與整車整備質(zhì)量m0之比 Go=me/mo 反映汽車的結(jié)構(gòu)先進 性和制造工藝水平！ 通常：國產(chǎn)自卸車hG0 =1.01.5 ，國外自卸車hG0 =1.32.03、最大舉升角max的確定 確定max的依據(jù)：所傾卸貨物的安息角確定max的原則:max必須大于所傾卸貨物的安息角 一般取:max= 50°60°（三）其他連桿組合式舉升機構(gòu)設(shè)計 1、后推杠桿放大式 特點：結(jié)構(gòu)簡單，占據(jù)空間小,放大倍數(shù)增加、工作效率高 v應(yīng)用：420t自卸汽車

44、 2、浮動油缸連桿組合式 “F”式特點:結(jié)構(gòu)較緊湊、橫向剛度好、舉升時轉(zhuǎn)動圓滑、桿系受力合理。 后推杠桿放大式舉升機構(gòu) v應(yīng)用：特別適合于雙后軸大噸位重型自卸汽車 “Z”式特點:兩個舉升臂聯(lián)動,進一步放大了油缸的行程,橫向剛度好、桿系受力合理、單節(jié)油缸制造工藝簡單；但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,液壓管路設(shè)計、布置有困難 應(yīng)用：大噸位、較長軸距的自卸汽車 二、自卸汽車舉升機構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計 （一）舉升機構(gòu)性能的主要評價參數(shù)： Ø1、舉升力系數(shù)K單位舉升重力所需要的油缸推力，即：K=F/mg 式中：K 油缸的有效推力(N)，K值較小為好； m舉升質(zhì)量(kg)。 Ø2、機構(gòu)高度在汽車底盤上布置某一舉

45、升機構(gòu)所需的空間高度。 Ø3、最大舉升角max 舉升機構(gòu)能使車廂傾翻的最大角度.即：一般自卸車：max=50°60° 重型自卸車: max=65°70°。 4、油缸最大行程車廂達到最大舉升角時，油缸的最大伸長量。 既是油缸的結(jié)構(gòu)參數(shù)，也是舉升機構(gòu)的性能參數(shù)。 5、起始油壓P0 機構(gòu)在開始舉升時所要求的油缸工作壓力。應(yīng)滿足：P00.85Pmax 。 式中：P0 開始舉升時油缸的工作壓力(MPa); Pmax舉升過程中液壓系統(tǒng)的最大工作壓力(MPa)。 6、油壓特性曲線 油缸工作壓力：P=P( ) 特點：Pmax應(yīng)出現(xiàn)在<15°的范

46、圍內(nèi); Pmin應(yīng)出現(xiàn)在30°max 階段。 （二）優(yōu)化設(shè)計變量 1、不變參數(shù) 舉升連桿尺寸、油缸直徑、行程與安裝尺寸、整個舉升機構(gòu)所占空間尺寸等。 2、可變參數(shù)車廂長度、車廂與副車架的后鉸支點縱向位置和汽車后懸長度、舉升質(zhì)量的質(zhì)心至車廂后鉸支點的距離、舉升機構(gòu)在升程中的位置等。 （三）優(yōu)化設(shè)計的目標(biāo)函數(shù) 1、舉升力系數(shù)K 目標(biāo)函數(shù)：min(K0) 或max(Kmax) 。 2、油壓波動系數(shù)aa 定義：a=Pmax/p-1 a- 一般應(yīng)有：a<0.2a<0.2 式中：Pmax 舉升過程中液壓系統(tǒng)最大工作壓力(MPa); P 舉升過程中液壓系統(tǒng)平均工作壓力(MPa)。 目標(biāo)

47、函數(shù): mina=Pmax/P-1êa- （四）優(yōu)化設(shè)計的約束條件 應(yīng)根據(jù)總布置允許占用的空間決定。且舉升機構(gòu)各構(gòu)件之間、或構(gòu)件與副車架、車廂地板之間不發(fā)生運動干涉！三、自卸汽車液壓系統(tǒng)的設(shè)計 Ø組成：動力部分、操縱部分、執(zhí)行部分(二)液壓舉升機構(gòu)操縱方式的選擇 1、機械操縱式 特點：可靠性好、通用性強、維修方便，但其桿件較多、布置復(fù)雜。2、液壓操縱式 特點：可靠性好、通用性強、維修方便，但其桿件較多、 布置復(fù)雜。 3、氣動操縱式 特點：操縱簡便、功能齊全結(jié)構(gòu)較先進、適用于 中重型自卸車但 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、氣動轉(zhuǎn)化成液動需 兩套管路。§3-4 后裝壓縮式垃圾汽車的結(jié)構(gòu)

48、與設(shè)計 一、后裝壓縮式垃圾汽車的結(jié)構(gòu)組成及總體布置 Ø1、總體結(jié)構(gòu)：底盤、車廂、裝載廂 功能：主要用于收集、轉(zhuǎn)運袋裝生活垃圾。 特點：能壓縮、破碎垃圾，增大裝載質(zhì)量。2、總體設(shè)計： 總體結(jié)構(gòu)要求： 城市垃圾汽車要求機動性好，一般采用輕、中型貨車的二類底盤。 常用：EQ1090、CA1091 （4500kg) 車廂采用全封閉結(jié)構(gòu)，以防止運輸途中垃圾的二次污染。 改裝后的整車外廓尺寸 （汽車的總長、總寬、總高）應(yīng)不大于原型汽車的相關(guān)尺寸 改裝前后的軸距不變。改裝后接近角應(yīng)不小于30°，離去角應(yīng)不小于22°。LR 55%L 。 城市垃圾車的額定裝載質(zhì)量一般設(shè)計為原汽車額

49、定裝載質(zhì)量的85%90%，以保證改裝前后的汽車總質(zhì)量及軸荷分配基本保持不變。 目前城市生活垃圾的密度較?。?00600kg/m ），故應(yīng)適當(dāng)增加車廂高度，且垃圾汽車必須滿足滿載時在7 °的坡道上不得發(fā)生縱向傾翻的條件。（二）推鏟 工作原理：推鏟周邊與車廂內(nèi)壁間隙：1525mm。 結(jié)構(gòu)型式：折面型、曲面型 特點：推出垃圾時有向上的分力，可減小廂底面與垃圾間的摩擦力采用較小的推鏟推力 推鏟導(dǎo)軌： 作用：減輕推鏟運動阻力，為推鏟導(dǎo)向 型式：(a)中置式； (b)邊置式。推鏟的驅(qū)動方式： (a)多級油缸直接驅(qū)動式；(b)連桿放大機構(gòu)驅(qū)動式。 （三）裝載廂與壓縮填裝機構(gòu) 裝載廂組成：裝載箱體、壓縮填裝機構(gòu)。 壓縮填裝機構(gòu)型式：（1）復(fù)合連桿式壓縮機構(gòu)；（2）帶弧形板復(fù)合連桿式壓縮機構(gòu)；（3）滑板式壓縮機構(gòu)。 1、復(fù)合連桿式壓縮機構(gòu) 工作過程：倒入