消防車改裝設(shè)計(jì)

1、摘 要隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，全世界幾乎每年要發(fā)生近百萬次火災(zāi)造成大量人員傷亡和較大的物質(zhì)損失。因此，如何防止火災(zāi)發(fā)生，在火災(zāi)發(fā)后如何有效地組織撲救，以便盡可能地減少火災(zāi)損失。本設(shè)計(jì)將參考水罐消防車的基本形狀，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求查找相關(guān)資料進(jìn)行的設(shè)計(jì)。其中主要的設(shè)計(jì)內(nèi)容有，二類底盤的計(jì)算與選擇：由整車總體布置和工作裝置設(shè)計(jì)確定二類底盤，計(jì)算整車總質(zhì)量；消防水罐的選擇與設(shè)計(jì)：通過水重確定壓強(qiáng)，由壓強(qiáng)算出水罐壁厚，確定材料選擇水罐；消防管路系統(tǒng)的選擇和設(shè)計(jì)：由整車的總體布置來選擇管路系統(tǒng)，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和性能參數(shù)選取消防泵和取力器，布置消防附件。最后進(jìn)行整車的性能分析計(jì)算,結(jié)果表明基本達(dá)到了國(guó)家對(duì)改裝車

2、上路的標(biāo)準(zhǔn)。關(guān)鍵詞：水罐；水泵；水炮；消防車；水罐消防車ABSTRACTWith the continuous development of the national economy, the whole world to take place almost every year a fire nearly a million times. Caused heavy casualties and material losses larger. Therefore, how to prevent the fire occurred after the fat in the fire how to

3、 effectively organize to fight in order to minimize fire losses. The water will be designed to reference the basic shape of fire engines, and in accordance with design requirements to find relevant information design. The design of the main contents, the calculation of second-class chassis with opti

4、ons: by car overall layout and design work to determine second-class chassis, calculated the total mass of vehicle; Fire choice and design of water: re-determine the pressure through the water by water pressure to calculate wall thickness, material selection to determine water; Fire pipeline system

5、selection and design: from the vehicle to choose the overall layout of piping system, in accordance with national standards and performance parameters of the design of fire pumps and take power, and layout of the Fire Annex . Finally, analysis of vehicle performance,the results show that the state r

6、eached a standard road car modified.Keyword:WaterTanks Pump;Water Cannons;Fire Engines; Fire-extinguishing Water Tanker目錄摘要.IAbstractII第1章 緒論.11.1 水罐消防汽車定義，組成，功用.11.2 國(guó)內(nèi)外水罐消防汽車的發(fā)展概況.21.3 水罐消防汽車發(fā)展方向與前景.31.4 設(shè)計(jì)的目的和意義.71.5 設(shè)計(jì)內(nèi)容.7第2章 底盤及罐體的選擇計(jì)算92.1 水罐消防汽車底盤的選擇.92.2 罐體的設(shè)計(jì)及材料的選擇.112.3 防波板的設(shè)計(jì).142.4 本章

7、小結(jié).14第3章 水泵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與選擇.153.1 高壓離心消防泵選擇.15 高壓離心消防泵的特點(diǎn)15 高壓離心消防泵的發(fā)展趨勢(shì)15 消防車用水泵的選擇153.2 取力器的選擇.17 取力器布置方案選擇17 取力器基本參數(shù)選擇183.3 本章小結(jié).19第4章 主要車用消防裝備的選擇.204.1 水槍和水炮.20 水槍20 絞盤的選用21水炮的選擇.214.2本章小結(jié).22第5章 副車架的設(shè)計(jì).235.1副梁的截面形狀及尺寸.235.2副梁的前端形狀及位置.245.3副車架與車架的連接.245.4副車架強(qiáng)度剛度校核.265.4.1額定裝載時(shí)整車重心的求解265.4.2副車架剪力與彎矩的求解 26

8、5.4.3副車架強(qiáng)度剛度校核295.4.4副車架彎曲變形校核305.5本章小結(jié).32第6章 水罐消防車基本性能參數(shù)計(jì)算336.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性.33 發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性33 汽車行駛方程式36 動(dòng)力性評(píng)價(jià)指標(biāo)37整車動(dòng)力性計(jì)算396.2 燃油經(jīng)濟(jì)性計(jì)算.416.3 水罐消防汽車穩(wěn)定性計(jì)算.426.4 額定工況工作狀態(tài).446.5 本章小結(jié).44結(jié)論.45參考文獻(xiàn).36致謝.48附錄A.49附錄B.53第1章 緒 論國(guó)家相關(guān)部門統(tǒng)計(jì)資料顯示，我國(guó)的消防車保有量約為2.3萬輛，近年新增和更新消防車近3000輛。但我國(guó)的消防車車型結(jié)構(gòu)不盡合理，特種車比例過低，水罐消防車約占總量的70，而特種車（除水罐

9、、干粉、泡沫外的車輛）僅占10，且車型較老。有專家預(yù)測(cè)：目前，我國(guó)消防車市場(chǎng)，從總體上看正處于一個(gè)高增長(zhǎng)的階段。在未來的5年之內(nèi)，這種增長(zhǎng)的勢(shì)頭一直不會(huì)減弱。每年平均增長(zhǎng)量會(huì)維持在2000臺(tái)左右，水罐消防車有很大的市場(chǎng)前景1。1.1 水罐消防汽車定義組成和功用水罐消防車是利用本車發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車載水泵，將高壓水送到水槍或水炮，水依靠泵產(chǎn)生的高壓將水送往高處。消防汽車,是裝備各種消防器材、消防器具的各類消防車輛的總稱，是目前公安消防隊(duì)、企業(yè)消防隊(duì)與火災(zāi)作斗爭(zhēng)的主要工具，是最基本的移動(dòng)式消防裝備。水罐消防車自上世紀(jì)初誕生以來，不斷發(fā)展，日趨完善，以成為當(dāng)今消防的主要專用車之一。水罐消防車按最大總質(zhì)量可

10、分為三類：一類為輕型水罐消防車（2t5t）；中型（8t12t）、重型（14t以上）。消防車在撲救火災(zāi)中所以能發(fā)揮獨(dú)特的威力，主要依賴于汽車快速反應(yīng)的機(jī)動(dòng)性，車上裝備的機(jī)動(dòng)式泵以及其他各種消防器具的獨(dú)特功能和工作效率。普通水罐消防車有三大部分組成，即二類汽車底盤、水罐和水泵系統(tǒng)。其主要組成如下：其中水泵系統(tǒng)是水罐消防車的主要結(jié)構(gòu)部分。1.2 國(guó)內(nèi)外水罐消防汽車的發(fā)展概況我國(guó)專用車生產(chǎn)始于上世紀(jì)60年代初，經(jīng)過40多年的發(fā)展，尤其是在上世紀(jì)80年代以后通過技貿(mào)結(jié)合與合作生產(chǎn)方式，從國(guó)外引進(jìn)若干先進(jìn)的水罐消防車制造技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上形成以若干大型汽車制造廠為主體的機(jī)械傳動(dòng)式水罐消防車生產(chǎn)企業(yè)集團(tuán)。為

11、我國(guó)水罐消防車的騰飛打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。當(dāng)然除普通水罐消防車以外，專用水罐消防車的生產(chǎn)也得到了一定的發(fā)展，尤其是新世紀(jì)以來，隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)和交通環(huán)境的改善，各行業(yè)對(duì)專用汽車尤其是工程系列專用汽車的需求越來越大。專用汽車將跟更加注重行業(yè)化、專用化、系列化。目前消防車輛的高科技產(chǎn)品和關(guān)鍵部件仍需進(jìn)口。我國(guó)消防車輛在產(chǎn)量上已具有一定的規(guī)模，但大多數(shù)屬于勞動(dòng)密集型和中低技術(shù)水平的產(chǎn)品，品質(zhì)和細(xì)節(jié)有待加強(qiáng)。一些技術(shù)含量較高的車型尤其是關(guān)鍵零部件仍需進(jìn)口，例如一些50以上登高消防車的上裝部分、數(shù)控水炮、A類泡沫滅火系統(tǒng)等。此外，進(jìn)口消防車輛的動(dòng)力性、耐久性及舒適性等方面也較國(guó)產(chǎn)車輛好。消防車輛改裝企業(yè)的規(guī)

12、模與基型車、乘用車生產(chǎn)企業(yè)相比普遍過小，技術(shù)力量薄弱，研發(fā)資金也相對(duì)較少。由于消防車輛市場(chǎng)容量相對(duì)較小，新產(chǎn)品開發(fā)投人大，回報(bào)周期長(zhǎng)，絕大多數(shù)企業(yè)在技術(shù)研發(fā)上投人不足，只好通過引進(jìn)、仿制來完成產(chǎn)品的升級(jí)換代，缺乏自主研發(fā)，尤其是對(duì)高科技含量產(chǎn)品的自主研發(fā)能力。國(guó)內(nèi)消防車輛雖然近幾年發(fā)展較快,但在品種和車型結(jié)構(gòu)上還存在較大的差距。國(guó)外消防車輛品種較為豐富,從小型拖車到大型掛車,從摩托車到汽車列車,從簡(jiǎn)單的乘用車到雙發(fā)動(dòng)機(jī)的機(jī)場(chǎng)消防車等,類型十分豐富。此外,國(guó)外消防車輛輕、中、重型比例為343 ,而我國(guó)目前為253 ,從這一比例可以看出,我國(guó)輕型消防車輛比重偏少。消防車輛底盤具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)技術(shù)要求

13、。與普通貨車相比,消防車輛使用頻率較低,但消防部隊(duì)面臨的任務(wù)卻要求車輛必須具備極高的完好率和可靠性,能夠快速到位,持久作戰(zhàn)。底盤作為消防車輛行走、動(dòng)力輸出的基礎(chǔ)部分,必須具備高效、可靠、持久的特點(diǎn)。此外,車輛底盤還承擔(dān)著與上裝部分連接、匹配的重任,底盤結(jié)構(gòu)的布局直接影響著消防車輛的整體設(shè)計(jì)。我國(guó)消防車輛上裝的關(guān)鍵件總體水平不太高,如液壓件、電控件、水泵、閥門、儀表等與國(guó)外差距較大,制約了高水平消防車輛的開發(fā)生產(chǎn)。由于消防車輛具有批量小、種類多、品種雜、多數(shù)上裝科技含量高等特點(diǎn),對(duì)底盤有著各自獨(dú)特的要求,只有較為合適的底盤,才能與上裝合理匹配,有效地發(fā)揮消防車輛整體效能,并延長(zhǎng)其使用壽命。國(guó)內(nèi)消

14、防車輛專用底盤供應(yīng)不足,絕大多數(shù)改裝廠只能用二類載貨車底盤改裝,為了生產(chǎn)不得已對(duì)二類載貨車底盤進(jìn)行大刀闊斧的改造,結(jié)果弄得底盤面目全非,性能受損,嚴(yán)重的還影響到了車輛安全性,制約了國(guó)產(chǎn)消防車輛的發(fā)展。為提高水罐消防車的科技含量，追求高附加值，各國(guó)更是不斷采用先進(jìn)技術(shù)，其主要表現(xiàn)以下幾個(gè)方面：全面提高水罐消防車內(nèi)在質(zhì)量和使用性能；隨著使用范圍的不斷擴(kuò)大、用戶要求的不斷提高，水罐消防車正朝者多品種、系列化、小批量的方向發(fā)展；在制造加工方面，水罐消防車朝著底盤生產(chǎn)專業(yè)化、零部件生產(chǎn)專業(yè)化、工藝專業(yè)化和輔助生產(chǎn)專業(yè)化方向發(fā)展；廣泛采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)，以提高設(shè)計(jì)的質(zhì)量和縮短設(shè)計(jì)研制的周期；在材料配置上，

15、將更多地采用高強(qiáng)度鋁合金、不銹鋼、工程塑料和聚合材料等。目前，水罐消防車以形成自己獨(dú)特的結(jié)構(gòu)與車型系列。水罐消防車作為消防車家族的重要組成，多品種、小批量也是其一大特點(diǎn)。水罐消防車生產(chǎn)的另一個(gè)特點(diǎn)是零部件專業(yè)化生產(chǎn)，大部分專用汽車廠實(shí)際是一個(gè)總裝廠。其產(chǎn)品按結(jié)構(gòu)分工或組織專業(yè)化協(xié)作生產(chǎn)2。1.3水罐消防汽車發(fā)展方向與前景近幾年，隨著消防部隊(duì)滅火和搶險(xiǎn)救援任務(wù)的飛速發(fā)展，消防部隊(duì)對(duì)車輛裝備也有了較高的要求，這就迫使消防車輛生產(chǎn)企業(yè)必須針對(duì)市場(chǎng)研發(fā)出適應(yīng)當(dāng)前多樣化、復(fù)雜化、專業(yè)化實(shí)戰(zhàn)需求的消防專業(yè)車輛。在第十屆國(guó)際消防設(shè)備技術(shù)交流展覽會(huì)上，國(guó)內(nèi)外近30家企業(yè)展出了20多個(gè)品種70余輛消防車，一改中

16、型車輛唱主角的現(xiàn)象，重型車輛引人注目，輕型車輛各有特色，體現(xiàn)了今后一段時(shí)期國(guó)內(nèi)消防車輛的發(fā)展方向。但僅僅這些車型還難以滿足日益復(fù)雜、危急的滅火和搶險(xiǎn)救援實(shí)戰(zhàn)的要求，仍需不斷增加車輛類型，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)趨于合理。物流車輛正向著重型化和輕型化兩方面發(fā)展，重型車輛主要用于跨區(qū)域公路貨物運(yùn)輸，發(fā)揮其載重量大、成本低的特點(diǎn)；而輕型車輛則用于城市內(nèi)運(yùn)輸集散，發(fā)揮其體積小，快速便捷的特點(diǎn)。國(guó)內(nèi)消防車輛也將向重型化和輕型化兩個(gè)方向發(fā)展，一方面隨著我國(guó)公路網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展，使得消防部隊(duì)遠(yuǎn)距離、多裝備滅火和搶險(xiǎn)救援更為便捷，這就要求作戰(zhàn)車輛必須具備大功率、高速、重載、高效等特點(diǎn)，重型化車輛必是首選；另一方面，隨著城市交

17、通的日益擁堵和滅火技術(shù)的不斷發(fā)展，上裝高效滅火設(shè)備或多用途的輕型消防車輛憑借其體積小巧，機(jī)動(dòng)性強(qiáng)的特點(diǎn)，將更加適應(yīng)城市滅火和搶險(xiǎn)救援任務(wù)。重型化和輕型化消防車輛各有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，在實(shí)戰(zhàn)中兩者可以相互補(bǔ)充，發(fā)揮其最佳配置效能。傳統(tǒng)的中型消防車輛由于數(shù)量較多，維修方便和受傳統(tǒng)觀念影響等原因，在一段時(shí)期內(nèi)還會(huì)繼續(xù)發(fā)展。底盤生產(chǎn)企業(yè)與改裝企業(yè)合作，生產(chǎn)出消防車輛專用底盤。消防車輛底盤具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)技術(shù)要求。與普通貨車相比，消防車輛使用頻率較低，但消防部隊(duì)面臨的任務(wù)卻要求車輛必須具備極高的完好率和可靠性，能夠快速到位，持久作戰(zhàn)。底盤作為消防車輛行走、動(dòng)力輸出的基礎(chǔ)部分，必須具備高效、可靠、持久的特點(diǎn)。此

18、外，車輛底盤還承擔(dān)著與上裝部分連接、匹配的重任，底盤結(jié)構(gòu)的布局直接影響著消防車輛的整體設(shè)計(jì)。    國(guó)外經(jīng)驗(yàn)表明，底盤生產(chǎn)企業(yè)與改裝企業(yè)針對(duì)消防車輛特點(diǎn)，聯(lián)合研發(fā)出幾種消防車輛專用底盤，形成一定規(guī)模的產(chǎn)量，一方面能降低企業(yè)的生產(chǎn)成本；另一方面能最大限度發(fā)揮車輛與上裝的效能。目前國(guó)內(nèi)一些消防車輛生產(chǎn)企業(yè)已經(jīng)意識(shí)到這一問題，有的企業(yè)與底盤生產(chǎn)企業(yè)積極合作，在原有二類底盤的基礎(chǔ)上對(duì)底盤結(jié)構(gòu)進(jìn)行有針對(duì)性的布局設(shè)計(jì)，以滿足上裝部分的特殊需求?？梢灶A(yù)見，隨著消防車輛上裝部分技術(shù)、功能的要求越來越苛刻，對(duì)車輛底盤也將提出更加專業(yè)的要求，底盤廠與改裝廠為了適應(yīng)市場(chǎng)的需求

19、，必將研發(fā)出批量生產(chǎn)的專業(yè)化消防車輛底盤。 消防車輛上裝部分的發(fā)展消防車輛的上裝部分主要包括動(dòng)力輸出系統(tǒng)、滅火系統(tǒng)、專勤系統(tǒng)和各種電氣設(shè)備等。其中，滅火系統(tǒng)和專勤系統(tǒng)是體現(xiàn)消防特色的兩個(gè)重要組成部分。    在各類滅火劑中，水是最主要也是最重要的滅火劑，但隨著水資源的日益緊張，國(guó)家節(jié)能中長(zhǎng)期專項(xiàng)規(guī)劃的實(shí)施，節(jié)水高效滅火系統(tǒng)將逐步替代傳統(tǒng)的水滅火系統(tǒng)。當(dāng)今世界較為先進(jìn)的空氣壓縮泡沫滅火系統(tǒng)和細(xì)水噴霧滅火系統(tǒng)會(huì)有較大需求。    空氣壓縮泡沫滅火系統(tǒng)的滅火用水由消防泵中抽出，加入特定比例的濃縮泡沫液，然后再充入壓縮空氣泵產(chǎn)生的空

20、氣，在消防水管或消防水帶中強(qiáng)力攪拌，形成一種高能量的滅火泡沫，這種泡沫體積較小，所攜帶的水量不多，卻可以達(dá)到完整吸熱的作用，吸熱速度比單純用水快5倍以上。實(shí)驗(yàn)表明：滅同樣規(guī)模的火，空氣壓縮泡沫滅火系統(tǒng)水的使用量?jī)H為傳統(tǒng)滅火用水量的15.目前，美國(guó)大力公司上裝此類系統(tǒng)的CAPS消防車，已少量裝備部隊(duì)，反映較好。國(guó)內(nèi)也有消防車輛改裝企業(yè)引進(jìn)了此類系統(tǒng)，已研制出定型車輛。    此外，還有沉寂多年的適應(yīng)車輛上裝需要的干粉滅火系統(tǒng)、二氧化碳滅火系統(tǒng)等，隨著火災(zāi)形勢(shì)的發(fā)展，也將有少量專業(yè)需求。針對(duì)這些系統(tǒng)極少使用，一旦使用滅火劑用量極大等特點(diǎn)，此類車輛的發(fā)展以重型

21、車輛、拖掛車輛為主，可以區(qū)域范圍內(nèi)配置，跨區(qū)域調(diào)度。專勤系統(tǒng)是指完成某項(xiàng)或多項(xiàng)消防專業(yè)技術(shù)作業(yè)的系統(tǒng)，如舉高系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)、防化系統(tǒng)等。隨著近幾年消防部隊(duì)火災(zāi)和搶險(xiǎn)救援任務(wù)的復(fù)雜化、多樣化、專業(yè)化，各種上裝專勤系統(tǒng)的消防車輛也相應(yīng)得到了發(fā)展。國(guó)內(nèi)專勤消防車輛的發(fā)展應(yīng)以“多功能、專業(yè)性、實(shí)戰(zhàn)性”為原則，大力倡導(dǎo)“模塊化、系列化、通用化”設(shè)計(jì)理念，強(qiáng)調(diào)上裝系統(tǒng)的實(shí)戰(zhàn)性、可靠性、持久性。舉高、照明、排煙、防化、通訊指揮、空氣呼吸器充裝、無線遙控、吊裝、自動(dòng)裝卸等系統(tǒng)，將是今后多功能專勤車輛使用較為頻繁的上裝部分3。    安全性方面車輛的安全性是當(dāng)前

22、汽車業(yè)最熱門的領(lǐng)域，消防車輛由于其使用的特殊性，對(duì)安全性方面應(yīng)具備更加嚴(yán)格的要求，如對(duì)車輛的重心高度、側(cè)傾角度、照明警示等標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)適當(dāng)高于普通民用車輛。    在車輛上裝備制動(dòng)防抱死（ABS）和加速防滑（ASR）系統(tǒng)的電子穩(wěn)定程序（ESP），可以一直監(jiān)控車輛的行駛狀態(tài)，在快速度的彎道行駛、濕滑道路、緊急制動(dòng)以及緊急避讓等緊急情況下，對(duì)可能發(fā)生側(cè)滑或車輪抱死自動(dòng)做出反應(yīng)，通過調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)管理和制動(dòng)系統(tǒng)來穩(wěn)定車輛的行駛狀態(tài)，從而有效提高了車輛的安全性；大量應(yīng)用LED照明和警示燈具，使車輛發(fā)光效率高、照明范圍大、能源消耗低、使用壽命長(zhǎng)、反應(yīng)速度快；配備歐洲標(biāo)準(zhǔn)

23、的前后防鉆入裝置；大量采用無尖角設(shè)計(jì)和抗破碎、抗折斷及阻燃材料等，從而在主動(dòng)安全性和被動(dòng)安全性兩個(gè)方面提高車輛的整體安全性能。    國(guó)產(chǎn)消防車輛使用壽命一般為八年，但部分車輛在使用五至七年后，車輛性能大不如前，各種閥門、卷簾門開啟困難，滅火劑容器滴漏，車漆起泡剝落，可靠性不如進(jìn)口車輛。隨著我國(guó)汽車制造業(yè)發(fā)展，動(dòng)力性好、承載力大、堅(jiān)固耐用、大修里程增長(zhǎng)的國(guó)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)底盤將更多的用于消防車輛的改裝。耐銹蝕電泳底漆；鍍鉻和塑封技術(shù)；預(yù)應(yīng)力高分子橡膠支撐和空氣懸架；高強(qiáng)度鋼和新型復(fù)合材料等技術(shù)的使用將一步提升消防車輛的可靠性4。   

24、 輕型化是降低油耗，增加有效上裝質(zhì)量，提高運(yùn)載效率和操控安全性的重要途徑之一，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外消防車輛追求的新目標(biāo)。輕量化材料應(yīng)用較多的有鋁合金、鎂合金、高強(qiáng)度鋼、塑料及復(fù)合材料等。根據(jù)當(dāng)前國(guó)內(nèi)汽車制造業(yè)的水平推測(cè)，消防車輛在發(fā)動(dòng)機(jī)、車架和車廂、車身板件和覆蓋件、滅火劑容器等部分大量使用上述輕量化材料，這將是衡量消防車輛生產(chǎn)技術(shù)是否先進(jìn)的重要標(biāo)準(zhǔn)。    智能控制和信息系統(tǒng)裝備，包括車輛底盤發(fā)動(dòng)機(jī)管理、保養(yǎng)和維修、換擋、制動(dòng)，以及穩(wěn)定控制、后從動(dòng)尾橋及橫搖控制等系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了底盤智能化、自動(dòng)化和優(yōu)異的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、安全性及長(zhǎng)使用壽命。上裝部分電子定

25、位導(dǎo)航系統(tǒng)和車輛專勤系統(tǒng)是指完成某項(xiàng)或多項(xiàng)消防專業(yè)技術(shù)作業(yè)的系統(tǒng)，如舉高系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、排煙系統(tǒng)、防化系統(tǒng)等。隨著近幾年消防部隊(duì)火災(zāi)和搶險(xiǎn)救援任務(wù)的復(fù)雜化、多樣化、專業(yè)化，各種上裝專勤系統(tǒng)的消防車輛也相應(yīng)得到了發(fā)展。國(guó)內(nèi)專勤消防車輛的發(fā)展應(yīng)以“多功能、專業(yè)性、實(shí)戰(zhàn)性”為原則，大力倡導(dǎo)“模塊化、系列化、通用化”設(shè)計(jì)理念，強(qiáng)調(diào)上裝系統(tǒng)的實(shí)戰(zhàn)性、可靠性、持久性。舉高、照明、排煙、防化、通訊指揮、空氣呼吸器充裝、無線遙控、吊裝、自動(dòng)裝卸等系統(tǒng)，將是今后多功能專勤車輛使用較為頻繁的上裝部分。    安全性方面車輛的安全性是當(dāng)前汽車業(yè)最熱門的領(lǐng)域，消防車輛由于其使用

26、的特殊性，對(duì)安全性方面應(yīng)具備更加嚴(yán)格的要求，如對(duì)車輛的重心高度、側(cè)傾角度、照明警示等標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)適當(dāng)高于普通民用車輛。    在車輛上裝備制動(dòng)防抱死（ABS）和加速防滑（ASR）系統(tǒng)的電子穩(wěn)定程序（ESP），可以一直監(jiān)控車輛的行駛狀態(tài)，在快速度的彎道行駛、濕滑道路、緊急制動(dòng)以及緊急避讓等緊急情況下，對(duì)可能發(fā)生側(cè)滑或車輪抱死自動(dòng)做出反應(yīng)，通過調(diào)節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)制動(dòng)管理和制動(dòng)系統(tǒng)來穩(wěn)定車輛的行駛狀態(tài)，從而有效提高了車輛的安全性；大量應(yīng)用LED照明和警示燈具，使車輛發(fā)光效率高、照明范圍大、能源消耗低、使用壽命長(zhǎng)、反應(yīng)速度快；配備歐洲標(biāo)準(zhǔn)的前后防鉆入裝置；大量采用無尖角設(shè)計(jì)和

27、抗破碎、抗折斷及阻燃材料等，從而在主動(dòng)安全性和被動(dòng)安全性兩個(gè)方面提高車輛的整體安全性能。    國(guó)產(chǎn)消防車輛使用壽命一般為八年，但部分車輛在使用五至七年后，車輛性能大不如前，各種閥門、卷簾門開啟困難，滅火劑容器滴漏，車漆起泡剝落，可靠性不如進(jìn)口車輛。隨著我國(guó)汽車制造業(yè)發(fā)展，動(dòng)力性好、承載力大、堅(jiān)固耐用、大修里程增長(zhǎng)的國(guó)產(chǎn)優(yōu)質(zhì)底盤將更多的用于消防車輛的改裝。耐銹蝕電泳底漆；鍍鉻和塑封技術(shù)；預(yù)應(yīng)力高分子橡膠支撐和空氣懸架；高強(qiáng)度鋼和新型復(fù)合材料等技術(shù)的使用將一步提升消防車輛的可靠性。    輕型化是降低油耗，增加有效上

28、裝質(zhì)量，提高運(yùn)載效率和操控安全性的重要途徑之一，是當(dāng)前國(guó)內(nèi)外消防車輛追求的新目標(biāo)。根據(jù)當(dāng)前國(guó)內(nèi)汽車制造業(yè)的水平推測(cè)，消防車輛在發(fā)動(dòng)機(jī)、車架和車廂、車身板件和覆蓋件、滅火劑容器等部分大量使用上述輕量化材料，這將是衡量消防車輛生產(chǎn)技術(shù)是否先進(jìn)的重要標(biāo)準(zhǔn)。智能控制和信息系統(tǒng)裝備，包括車輛底盤發(fā)動(dòng)機(jī)管理、保養(yǎng)和維修、換擋、制動(dòng)，以及穩(wěn)定控制、后從動(dòng)尾橋及橫搖控制等系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了底盤智能化、自動(dòng)化和優(yōu)異的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、安全性及長(zhǎng)使用壽命。上裝部分電子定位導(dǎo)航系統(tǒng)和車輛行駛記錄儀，舉高車的車體平衡和工作中自動(dòng)保護(hù)系統(tǒng)，紅外熱成相、熱尋的與無線傳輸、電子控制結(jié)合系統(tǒng)等。這些應(yīng)用電子信息技術(shù)、傳感技術(shù)、自動(dòng)控

29、制技術(shù)、機(jī)電一體化技術(shù)等高新技術(shù)的專用裝置，提高了消防車輛的智能化水平，增加了車輛的附加值，縮小了與國(guó)外產(chǎn)品的差距。在當(dāng)前消防部隊(duì)任務(wù)量大、人員短缺的條件下，提高消防車輛智能化水平，是節(jié)約人力、增強(qiáng)部隊(duì)?wèi)?zhàn)斗力最有效的途徑。    注重個(gè)性化和人性化設(shè)計(jì)國(guó)產(chǎn)消防車輛改裝企業(yè)引進(jìn)、仿制及技術(shù)合作越來越普遍，在車輛結(jié)構(gòu)和配置上越來越呈現(xiàn)出“同質(zhì)化”現(xiàn)象。為了提高市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，消防車輛改裝企業(yè)必須針對(duì)消防部隊(duì)的實(shí)際使用情況，在車輛功能、結(jié)構(gòu)、外觀上進(jìn)行科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)，注重個(gè)性化和人性化設(shè)計(jì)5。    例如，底盤縱梁上預(yù)置安

30、裝孔，便于上裝快捷、方便安裝，降低改裝難度和成本；應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)設(shè)計(jì)駕駛室布局，使環(huán)境舒適，顯著降低駕駛員的工作強(qiáng)度，使駕駛員遠(yuǎn)離疲勞；寬大的前風(fēng)擋和側(cè)窗、自動(dòng)加熱后視鏡、寬視角輔助后視鏡及側(cè)望地鏡等，為駕駛員提供了極佳的視野。成員室采用大空間設(shè)計(jì)，便于戰(zhàn)斗員在車上佩帶防護(hù)裝備，取用常用裝備；器材箱裝備放置牢固、合理，按照使用頻率以取用便捷為設(shè)計(jì)原則。并應(yīng)充分考慮人體高度對(duì)工作范圍的影響，疲勞狀態(tài)下的操作強(qiáng)度，長(zhǎng)時(shí)間緊張狀態(tài)下對(duì)舒適度的要求等細(xì)節(jié)方面。    消防車輛售后服務(wù)水平不斷提高消防車輛承擔(dān)著24小時(shí)滅火和搶險(xiǎn)救援的戰(zhàn)備值勤任務(wù)，要求車輛具備很高

31、的完好率，這就對(duì)消防車輛改裝企業(yè)的售后服務(wù)水平有著苛刻的要求。技術(shù)說明、培訓(xùn)、保養(yǎng)、維修等服務(wù)環(huán)節(jié)煩瑣而復(fù)雜，每一項(xiàng)過程的疏漏或錯(cuò)誤都會(huì)給用戶帶來不必要的麻煩或損失，從而危害到國(guó)家和人民群眾的利益。為使水罐消防汽車能夠在不同工況下圓滿的完成工作的需求，經(jīng)過調(diào)查、研究，我國(guó)水罐消防汽車的品種開發(fā)還應(yīng)從以下方面努力：進(jìn)一步發(fā)展和完善中型水罐消防汽車，以適應(yīng)農(nóng)業(yè)等部門的需求；進(jìn)一步提高水罐消防汽車的技術(shù)含量以追求其高附加值等。在以經(jīng)濟(jì)建設(shè)為中心的大環(huán)境里，在世界經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇的浪潮中。水罐消防汽車的發(fā)展前景將是一片美好，但是機(jī)遇與挑戰(zhàn)是并存的，只有抓住機(jī)遇迎接挑戰(zhàn)，才能實(shí)現(xiàn)我國(guó)專用汽車事業(yè)的真正騰飛6。1

32、.4設(shè)計(jì)的目的和意義目的: 綜合性地運(yùn)用幾年內(nèi)所學(xué)知識(shí)去分析、解決一個(gè)問題，在作畢業(yè)設(shè)計(jì)的過程中，在所學(xué)知識(shí)得到疏理和運(yùn)用，提高自己動(dòng)手能力和培養(yǎng)自己的解決問題的能力。意義：隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人民生活水平的提高，城市的規(guī)模也越來越大。近年來城市的火災(zāi)及火災(zāi)隱患也越來越多，帶給人們的損失也逐年增高。因此消防車的需求量也逐步增加，消防車的功能的要求也在增加。城市消防車的設(shè)計(jì)應(yīng)突出快速、靈活、機(jī)動(dòng)性好的特點(diǎn)，以適應(yīng)城市空間狹小、車流量大的特點(diǎn)。同時(shí)，在突發(fā)事件的時(shí)候能為居民提供生活用水。1.5設(shè)計(jì)內(nèi)容本設(shè)計(jì)將參考水罐消防車的基本形狀，并根據(jù)設(shè)計(jì)要求查找相關(guān)資料進(jìn)行的設(shè)計(jì)。其中主要的設(shè)計(jì)內(nèi)容有，二類

33、底盤的計(jì)算與選擇：由整車總體布置和工作裝置設(shè)計(jì)確定二類底盤，計(jì)算整車總質(zhì)量、軸載質(zhì)量分配和質(zhì)心高度位置；消防水罐的選擇與設(shè)計(jì)：通過水重確定壓強(qiáng)，由壓強(qiáng)算出水罐壁厚，確定材料選擇水罐；消防管路系統(tǒng)的選擇和設(shè)計(jì)：由整車的總體布置來選擇管路系統(tǒng)，根據(jù)國(guó)標(biāo)和性能參數(shù)設(shè)計(jì)消防泵和取力器，布置消防附件。在設(shè)計(jì)完整車后，對(duì)軸荷進(jìn)行合理的分配，使之符合使用要求。最后進(jìn)行整車的性能分析計(jì)算。在對(duì)各種結(jié)構(gòu)件進(jìn)行了分析計(jì)算后，繪制消防車的整體圖及主要部件的零件圖。第2章 底盤及罐體的選擇計(jì)算如前所述，消防車大部是用普通載重車的底盤改裝的。因?yàn)橄儡囍苯优c人民的生命財(cái)產(chǎn)有關(guān)，因此各國(guó)對(duì)消防車的底盤均有嚴(yán)格的要求。我國(guó)

34、首先對(duì)一般的消防車滅火消防車提出了通用底盤的標(biāo)準(zhǔn)（草案），其他專用消防車的標(biāo)準(zhǔn)尚處于醞釀階段。消防車用地盤必須是經(jīng)過國(guó)家有關(guān)部門鑒定的優(yōu)質(zhì)汽車底盤。還有少量的專用底盤也需經(jīng)過專門的試驗(yàn)和鑒定。駕駛室要求雙排、四開門 ,后門采用與前門一樣的 2級(jí)踏步盡量要寬一般為 800mm850mm以便成員快速進(jìn)出。同時(shí)要求在第二排乘員座位后預(yù)留安裝空氣呼吸器的空間 ,即后圍板距離門立柱 200mm230mm。乘員 46人。駕駛室內(nèi)要配置取力控制操縱機(jī)構(gòu)及配置雙缸液壓駕駛室翻轉(zhuǎn)裝置。 2.1水罐消防汽車底盤的選擇消防汽車必須具備良好的動(dòng)力性、機(jī)動(dòng)性、操縱穩(wěn)定性和使用可靠性等基本性能GB6244-86消防車通用

35、底盤系列、形式、基本參數(shù)和技術(shù)要求中規(guī)定的消防車底盤部分性能參數(shù)列于表2.1：表2.1 消防車底盤部分性能參數(shù)消防車性能輕型中型重型最高車速（）加速時(shí)間（）發(fā)動(dòng)機(jī)功率（）最大總質(zhì)量（）根據(jù)我國(guó)目前生產(chǎn)的各類型專用車輛的基本模式，大多是為了滿足國(guó)民經(jīng)濟(jì)某一服務(wù)領(lǐng)域的特定使用要求，主要是在已定型的基本車型底盤的基礎(chǔ)上，進(jìn)行車身及工作裝置的設(shè)計(jì)，與此同時(shí)對(duì)底盤各總成的結(jié)構(gòu)與性能進(jìn)行局部的更改設(shè)計(jì)與合理匹配，以達(dá)到滿足使用需求的較為理想的整車性能。因此，專用汽車性能的好壞直接取決于專用汽車底盤的好壞，通常專用車輛所采用的基本底盤按結(jié)構(gòu)分可分為二、三、四類底盤。二類底盤是在整車基礎(chǔ)上去掉貨廂，三類底盤是

36、從整車上去掉駕駛室與貨廂，四類底盤是在三類底盤的上去掉車架總成剩下的散件。汽車底盤的選擇主要是根據(jù)專用汽車的類型、用途、裝載質(zhì)量、使用條件、專用汽車的性能指標(biāo)、專用設(shè)備或裝置的外形、尺寸、動(dòng)力匹配等決定，目前，幾乎80%以上的專用車輛采用二類底盤進(jìn)行改裝設(shè)計(jì)。采用二類汽車底盤進(jìn)行改裝設(shè)計(jì)工作重點(diǎn)是整車總體布置和工作裝置設(shè)計(jì)，對(duì)底盤僅作性能適應(yīng)性分析和必要的強(qiáng)度校核，以確保改裝后的整車性能基本與原車接近7。與普通貨車相比，消防車輛使用頻率較低，但消防部隊(duì)面臨的任務(wù)卻要求車輛必須具備極高的完好率和可靠性，能夠快速到位，持久作戰(zhàn)。底盤作為消防車輛行走、動(dòng)力輸出的基礎(chǔ)部分，必須具備高效、可靠、持久的特

37、點(diǎn)。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上底盤的種類多、品種全，因?yàn)榻夥藕蜄|風(fēng)系列底盤性能好，市場(chǎng)保有量大，考慮到消防汽車必須具備良好的動(dòng)力性、機(jī)動(dòng)性、操縱穩(wěn)定性和使用可靠性的基本性能;水罐消防汽車是在二類底盤的基礎(chǔ)上進(jìn)行改裝而成，主要尺寸參數(shù)原則上應(yīng)于原車底盤尺寸相同，保證性能參數(shù)與原車基本保持不變。因?yàn)樗尴榔嚤绕胀ㄋ尴儡嚩嗉恿艘惶姿孟到y(tǒng)，所以裝載質(zhì)量應(yīng)比普通水罐消防車小，根據(jù)初定額定裝載質(zhì)量為3t，所以初選東風(fēng)牌EQ1126KJ車的底盤。1-副梁；2-止推板；3-車架縱梁圖5.5止推板結(jié)構(gòu)1-上托架；2-下托架；3-螺栓圖5.6 連接支架1-副梁；2-車架縱梁；3-止推連接板；4-后懸連接板；5-連接

38、支架圖5.7 支架與止推連接板的配合使用3、U型夾緊螺栓當(dāng)選用其它連接裝置困難時(shí)，可采用U型夾緊螺拴，但在車架受扭轉(zhuǎn)裁荷最大的范圍建不允許采用U型螺栓。當(dāng)采用U型螺栓固定時(shí)，為防止車架縱梁具面變形，應(yīng)在其內(nèi)例討以才塊，但在消聲器附近，必須使用角鐵或鋼管作內(nèi)襯。本設(shè)計(jì)中副梁前端形狀選擇圖5.4中（b）形式，水罐車制動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的力較大，此總前端形狀可有效防止副梁剛度的突然改變，而引起汽車車架縱梁的應(yīng)用力集中。本設(shè)計(jì)連接方式選用支架與止推連接板的配合使用。5.4副車架強(qiáng)度剛度彎曲適應(yīng)性校核5.4.1、 額定裝載時(shí)整車重心作用點(diǎn)的求解對(duì)主車架來說，其整車重心后移。其受力簡(jiǎn)圖如下圖5.8主車架額定裝載運(yùn)

39、輸重心作用簡(jiǎn)圖設(shè)定消防車在額定裝載質(zhì)量下，其前后軸承受的載荷相同，即有：N (5.1)由圖，可以列出：(5.2)求得 mm(5.3)5.4.2、副車架剪力及彎矩的求解由主車架重心作用簡(jiǎn)圖及求得的整車重心作用點(diǎn)，副車架受力簡(jiǎn)圖如下：圖5.9副車架額定裝載受力簡(jiǎn)圖將此時(shí)受力的副車架看為簡(jiǎn)支梁(見下圖)，以便進(jìn)行強(qiáng)度剛度及彎曲變形的校核。由下圖，可以列方程組：圖5.10副車架等效簡(jiǎn)支梁簡(jiǎn)圖可求得： = (5.4) = 即大小為47412N，方向與設(shè)定的方向相同?？汕蟮茫?= (5.5) = 即大小為15098N，方向與設(shè)定的方向相反。由以上，可畫出實(shí)際的副車架等效梁示意圖。圖5.11副車架實(shí)際等效梁

40、簡(jiǎn)圖列出彎曲剪力及彎矩方程：OA段 = 26587 N (0<X<1050) (5.6) = = 26587X (0X1050) (5.7) AB段= = 2658741650 =-15072 (1050<X<4190) (5.8) =13786150-15072X (1050X4190) (5.9) BC段 = = 5753 (4190<X<5240) =5753X65390500 (4190X5240)(5.10)根據(jù)以上剪力和彎矩的求解，可以畫出剪力及彎矩圖如下圖：圖5.12副車架額定載荷剪力圖5.4.3副車架強(qiáng)度剛度校核對(duì)于塑性材料，其彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度

41、條件為： (5.11)由即有 式中， 梁內(nèi)最大彎矩截面彎矩值；抗彎截面模量；梁截面對(duì)中性軸的慣性矩；最大彎矩截面距中性軸最遠(yuǎn)處。對(duì)與矩形副車架截面，截面慣性矩 (5.12) 即有： =425.51由于副車架設(shè)計(jì)成對(duì)稱的矩形，其截面上下邊緣最大抗拉應(yīng)力與最大抗壓應(yīng)力相等，即有：在所選材料的許用應(yīng)力范圍內(nèi)。5.4.4 副車架彎曲變形校核由以上知道副車架的等效簡(jiǎn)支梁形式，利用疊加法可求得梁的最大撓度和最大轉(zhuǎn)角，然后進(jìn)行副車架彎曲變形的校核。當(dāng)梁的形式為下圖所示形式時(shí)，梁的撓曲線方程為： (0xa) (axl) (5.13) 梁的轉(zhuǎn)角方程為： (5.14) 式中， 作用在梁上的力，規(guī)定其向下為正，向上

42、為負(fù)；梁構(gòu)成材料的彈性模量，；為梁的慣性矩。 進(jìn)行疊加后求得，在消防車額定裝載時(shí)，其撓度為： (0xa)(5.15) (axl)即有最大撓度：求得A、B兩處轉(zhuǎn)角為： =1.46784 =-0.46897即梁的最大轉(zhuǎn)角：-0.46897度由計(jì)算的撓度和轉(zhuǎn)角，參照選材的許用撓度和許用最大轉(zhuǎn)角，均在許用數(shù)值之內(nèi)。圖5.13副車架等效簡(jiǎn)支梁5.5本章小結(jié) 本章主要是進(jìn)行副車架計(jì)算及校核、副車架的尺寸確定、副車架截面形狀、前端形狀及與主車架連接方式的設(shè)計(jì)。通過以上的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和力學(xué)分析，該消防車的改裝設(shè)計(jì)已經(jīng)基本完成,還需要進(jìn)一步對(duì)整車的性能。第6章水罐消防車基本性能參數(shù)計(jì)算專用汽車性能參數(shù)計(jì)算是總體設(shè)計(jì)

43、的主要內(nèi)容之一，其目的是檢驗(yàn)整車參數(shù)選擇是否合理，使用性能參數(shù)能否滿足要求。最基本的性能參數(shù)計(jì)算包括動(dòng)力性計(jì)算、經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性計(jì)算。6.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性水罐消防汽車整車性能參數(shù)見表6.1，表6.2所示：表6.1 與計(jì)算有關(guān)的整車參數(shù)表名稱符號(hào)數(shù)值與單位發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率132發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速2500發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩700發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速2200車輪動(dòng)力半徑0.493車輪滾動(dòng)半徑0.509主減速比6.25汽車列車迎風(fēng)面積4.5汽車列車總質(zhì)量(滿載)13245表6.2 水罐消防汽車變速器速比擋位123456倒擋6.543.9862.2491.5441.000.8146.634 發(fā)動(dòng)機(jī)的外特

44、性發(fā)動(dòng)機(jī)外特性是專用發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性是指發(fā)動(dòng)機(jī)油門全開時(shí)的速度特性，是汽車動(dòng)力性計(jì)算的主要依據(jù)。在外特性圖上，發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩和輸出功率隨發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速變化的二條重要特性曲線，為非對(duì)稱曲線。工程實(shí)踐表明，可用二次三項(xiàng)式來描述汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性，即 （6.1）式中：發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，（）；發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速，（）；、待定系數(shù)，由具體的外特性曲線決定。、可由多種途徑獲得，如果沒有所要的發(fā)動(dòng)機(jī)外特性，但從發(fā)動(dòng)機(jī)銘牌上知道該發(fā)動(dòng)機(jī)的最大輸出功率及相應(yīng)轉(zhuǎn)速和該發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩及相應(yīng)轉(zhuǎn)速時(shí)，可用下列經(jīng)驗(yàn)公式來描述發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性: （6.2）式中：發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩，； 發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速，；發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出功率

45、時(shí)的轉(zhuǎn)速，；發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出功率時(shí)的轉(zhuǎn)矩，。由式（6.1）和式（6.2）可得：（6.3）如果知道發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線時(shí)，可利用拉格朗日三點(diǎn)插值法求出待定系數(shù)、。在外特性曲線上選取三個(gè)點(diǎn)，即（、）（、）（、），依拉氏插值三項(xiàng)式有:將上式展開，與（4-1）連例可得：（6.4） 汽車行駛方程式水罐消防汽車在直線行駛時(shí)，驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力之間存在如下平衡關(guān)系：（6.5）式中：驅(qū)動(dòng)力，（）； 滾動(dòng)阻力，（）；坡道阻力，（）； 空氣阻力，（）；加速阻力，（）。換算后的（6.6）又因?yàn)椋?.7）將式（6.7）代入式（6.6）并整理后，可得：（6.8）式中：（6.9） 動(dòng)力性評(píng)價(jià)指標(biāo)衡量汽車動(dòng)力性能的評(píng)價(jià)指標(biāo)有三個(gè)。

46、即最高車速、最大爬坡度和加速性能19。1、最高車速根據(jù)最高車速的定義，有a=0,j=0,由式（6.8）可得：將滾動(dòng)阻力方程式代入上式，可得：所以令 （6.10）又因 , ，可確定專用汽車的最高車速為： （6.11）2、最大爬坡度當(dāng)汽車以最第擋穩(wěn)定速度爬起時(shí)，j=0，則由式（6.8）可得： （6.12）將上式兩邊以為自變量求導(dǎo)，可得：當(dāng)時(shí)，a取最大值，此時(shí)：代入式（6.12），可得：令 （6.13）對(duì)上兩式整理可得：因?yàn)閷?shí)際上滾動(dòng)阻力總是存在，并且滾動(dòng)阻力系數(shù)愈大，汽車爬坡能力愈小，所以上式中應(yīng)取負(fù)號(hào)，又因，上式可簡(jiǎn)化為或 （6.14）式中：專用車輛的最大爬坡度，20%。3、加速度專用車輛在平坦

47、路面上的加速度的計(jì)算公式如下：（6.15）專用車輛在某一擋位加速過程中最大加速度可由的極值點(diǎn)求出，令： 但可得水罐消防汽車在該擋加速時(shí)的最大加速度()如下：（6.16）6.1.4 整車動(dòng)力性計(jì)算1、確定動(dòng)力性計(jì)算所需的有關(guān)系數(shù)系數(shù)、和的確定結(jié)果如表6.3所列，回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)如表6.4所列：表6.3動(dòng)力性計(jì)算需確定的有關(guān)系數(shù)名稱符號(hào)數(shù)值發(fā)動(dòng)機(jī)外特性修正系數(shù)0.90直接擋時(shí)傳動(dòng)系效率0.90其它擋時(shí)傳動(dòng)系效率0.87空氣阻力系數(shù)0.04滾動(dòng)阻力系數(shù)0.00860.000148表6.4 質(zhì)量換算系數(shù)的計(jì)算結(jié)果擋位123456倒擋2.7811.8041.3481.1931.1281.12.5972、

48、確定發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線的數(shù)學(xué)方程采用前面介紹的拉氏三點(diǎn)插值法來擬合該發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性曲線。首先在發(fā)動(dòng)機(jī)外特性圖上和表6.1中選擇三點(diǎn)有代表性的坐標(biāo)值，即 然后利用公式（6.4）計(jì)算系數(shù)、，為方便計(jì)算，記則即得發(fā)動(dòng)機(jī)外特性的數(shù)學(xué)方程如下：3、計(jì)算各檔位時(shí)的系數(shù)、和的值依據(jù)公式（6.9）和（6.10），將上面確定的有關(guān)參數(shù)分別代入計(jì)算，計(jì)算的結(jié)果如表6.3所列。 4、計(jì)算水罐消防汽車的最高車速將直接檔（第6檔位）、和值代入式（6.11），可得該水罐消防汽車的最高車速為5、計(jì)算最大坡度將最低檔（第一檔位）、的值代入式（6.13），可得：將E代入式（5-14），可得：水罐消防汽車的最大爬坡度為：表6.5

49、各檔位時(shí)的系數(shù)、和的計(jì)算結(jié)果檔位1-0.12140.14680.2378-851400.3644 2-0.30870.58790.1509-851400.14463-0.65100.20520.8890-851400.49784-0.20290.90340.5899-851400.21785-0.82940.44970.4162-851400.11046-0.46110.26020.3220-851400.6820倒檔-0.97720.12710.2212-851400.31506、最大加速度將各檔的、的值代入式（6.16）有：表6.6 各檔的最大加速度檔位123456倒檔1.1561.011

50、0.7690.6170.3410.2461.0466.2 燃油經(jīng)濟(jì)性計(jì)算水罐消防汽車的等速百公里油耗可以根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的負(fù)荷特性或萬有特性來計(jì)算。 首先根據(jù)水罐消防汽車的行駛車速計(jì)算出相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速() （6.17） 然后由水罐消防汽車在該車速時(shí)的行駛阻力計(jì)算出發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩（平坦路面上勻速行駛時(shí)，=0，=0） （6.18） 根據(jù)和的計(jì)算值，在萬有特性圖上查出有效燃油消耗率（），在利用下式計(jì)算百公里燃油消耗量（）：（6.19）式中：燃油的重度，。汽油可?。徊裼涂扇?。隨著車速的不同，各檔位燃油消耗量也不同，下面來計(jì)算一下水罐消防汽車在直接檔時(shí)經(jīng)濟(jì)速度（4050）下的燃油消耗量，代入式（6.17）得由

51、式（6.18）得由式（6.18）得6.3 水罐消防汽車穩(wěn)定性計(jì)算 由普通汽車底盤改裝成的專用汽車，其質(zhì)心位置均較普通貨車為高，其原因是由于副車架或工作裝置的布置，使裝載部分的位置提高了，因此需對(duì)整車的靜態(tài)穩(wěn)定性重新進(jìn)行計(jì)算。 對(duì)水罐消防汽車，不僅要對(duì)運(yùn)輸狀態(tài)進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，對(duì)作業(yè)狀態(tài)的穩(wěn)定性也應(yīng)進(jìn)行計(jì)算，如汽車急轉(zhuǎn)彎時(shí)，就有側(cè)向失穩(wěn)的可能性。 分析專用汽車的靜態(tài)穩(wěn)定性，首先應(yīng)計(jì)算出整車的質(zhì)心位置。當(dāng)水罐消防汽車的總布置基本完成后（見總裝配圖），即可對(duì)該車的質(zhì)心位置進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算時(shí)可根據(jù)已有的資料，或利用試驗(yàn)結(jié)果，也可用計(jì)算方法來確定專用車各總成的質(zhì)量及其質(zhì)心位置坐標(biāo)，然后按照力矩平衡方程式，求出整車的質(zhì)心位置。根據(jù)東風(fēng)EQ1126KJ重型水罐消防車滿載軸荷分配（前軸3900，后軸8600），可以估算出水罐消防汽車滿載軸荷分配情況，初定前軸3900，后軸8600。因?yàn)檩S矩為4700，則整車重心離前軸長(zhǎng)為，離后軸長(zhǎng)為。重心離地高度估算為。車