车辆工程毕业设计104多功能清洗车改装设计说明书

本科学生毕业设计
多功能清洗车改装设计
院系名称：汽车与交通工程学院专业班级：车辆工程
学生姓名：
指导教师：
职称：
The Graduation Design for Bachelor's Degree Design of Multi-functional cleaning cars
Candidate：Sun Zengyang
Specialty：Veheicle Engineering
Class：B07-4
Supervisor：Associate Prof. Su Qingyuan
Heilongjiang Institute of Technology
摘要
随着我国经济的发展，人民生活水平的提高，城市的规模越来越大。

旧式的城市绿化专用车只能完成浇灌输水的任务，从经济还是其他方面考虑，必然需要新型洒水车；同时针对清除现有城市“牛皮癣”广告及交通设施的清洗仍然以人力为主，因而多功能清洗车有广阔的应用前景。

所以本设计以洒水车为原型进行改装设计从而增加新型清洗车的功能。

所以设计以多功能清洗车改装设计为题目，设计的主要内容有以下几个方面,确定多功能清洗车的总体设计方案;对二类底盘的计算与选择; 对清洗水罐的选择与设计;清洗作业平台及清洗装置；对整车的结构及副车架的设计;对多功能清洗车进行整车性能分析。

最后所设计出来的是一个以高压清洗车为主洒水、浇灌、降温、防尘等为辅的的多功能清洗车。

关键词：改装设计；多功能；高压清洗；二类底盘；清洗装置
ABSTRACT
With the development of our national economy, improvement of people's living standard, the size of a city is more and more big.The Old-fashioned city greeningcleaning car can complete the task of water water, or From the economic or other aspects , will need new sprinkler; Meanwhile according to remove existing city "psoriasis" advertising and transport facilities, with manpower still mainly cleaning and multi-function cleaning cars have broad application prospects. So this design with sprinkles as the prototype be modified design thus increasing the function of new cleaning cars.
So this paper with multi-function car modification design for cleaning the main content of the topic, the design has the following aspects, determine the multi-function cleaning car overall design scheme; Category ii chassis calculation and selection; Water to clean the selection and design; Cleaning work platform and cleaning device; The structure of the vehicle and the design of x; Car of multi-function cleaning vehicle performance analysis. Finally designed a high-pressure cleaning cars and water cooling mainly sprinkling,
dust-proof, etc, supplemented by multifunctional cleaning cars.
Key words：Modification Design ；Multi-functional；H igh-pressure cleaning；
Type chassis；Cleaning device
目录
摘要 (Ⅰ)
Abstract (Ⅱ)
第1章绪论 (1)
1.1 多功能高压清洗车清洗改装的目的和意义 (1)
1.2 国内外现状及发展前景
1.2.1 国内外发展现状 (1)
1.2.2 国内外专用汽车产品的特点 (3)
1.2.3 国外专用汽车产品的现状及其发展趋势 (6)
1.3 课题主要内容 (7)
第2章方案的设计分析与整车布置 (9)
2.1 方案的设计与分析 (9)
2.2 整车总体布置 (9)
2.2.1水罐罐体的布置及副车架外型尺寸的确定 (9)
2.2.2清洗装置的选取与布置 (9)
2.3 二类底盘选型 (9)
2.3.1 二类底盘初选 (9)
2.3.2 二类底盘装载质量的初步校核 (10)
2.4 高压清洗车参数确定 (11)
2.5 性能特点 (12)
2.6 本章小结 (13)
第3章水罐及清洗装置设计计算选型 (14)
3.1 水罐外形尺寸设计 (14)
3.1.1 初步确定罐体尺寸及材料 (14)
3.1.2 罐体参数计算 (14)
3.2 防波板的设计 (15)
3.3 清洗装置的选择 (16)
3.4 人孔设计 (17)
3.5 清洗作业平台设计 (21)
3.5.1水炮作业平台设计 (21)
3.5.2走台设计 (22)
3.5.3梯子设计 (22)
3.6清洗管路设计 (19)
3.7泵与取力器的选型 (21)
3.7.1水泵的设计与选型 (21)
3.7.2取力器的设计与选型 (21)
3.8本章小结 (22)
第4章副车架的设计计算 (23)
4.1 副车架的外形设计计算 (24)
4.1.1 副车架的截面形状设计计算 (24)
4.1.2 副车架的前端形状选型 (24)
4.2 副车架与主车架连接方式 (24)
4.3 副车架主要尺寸设计 (25)
4.4 副车架的强度刚度弯曲适应性校核 (26)
4.4.1 额定装载时整车重心作用点的求解 (26)
4.4.2 副车架剪力及弯矩的求解 (27)
4.4.3副车架强度刚度校核 (29)
4.4.4副车架弯曲变形校核 (30)
4.5 本章小结 (30)
第5章整车性能分析 (33)
5.1 汽车动力性能分析 (33)
5.1.1 基本参数的确定 (33)
5.1.2 汽车行驶方程式 (34)
5.1.3 汽车最高车速的确定 (37)
5.2 燃油经济型计算 (37)
5.3 整车轴荷分配 (39)
5.4 本章小结 (39)
结论 (40)
参考文献 (41)
致谢 (42)
附录 (43)
第1章绪论
1.1 改装多功能清洗车的目的和意义
随着工业的迅猛发展，环境污染显得越来越严重，人民的生活水平也日益提高，环保问题已是一个全球的战略问题。

为适应城市环境卫生建设的需要，及时清理城市路面，改善空气质量，树立城市的良好形象环卫车辆的开发和发展，已成为摆在我们面前的重要课题。

我国城市化的发展，道路的增加及对环保要求的提高，使得对环卫车的需求日益增加，多功能清洗车作为环卫车辆中的一种，具有清洗道路、清扫道路、护栏和净化空气等作用，是城市环保的一种重要设备。

目前国内生产的清洗车技术落后，存在许多问题；国外的清洗车性能虽然优越，但价格昂贵，需要大量的外汇，终究不是解决问题的办法。

为此，设计改装新型多功能清洗车已成为我国城市环保工作中需要解决的重要问题。

它不但具有自主知识产权，而且可以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及制造能力。

本次多功能清洗车改装设计目的在于增加旧式清洗车的功能，使价格变低，使操作简单。

这也适应了经济社会的发展要求，相信这样的多功能清洗车会将广泛的适用于市场。

综合运用大学四年所学的专业知识去分析、解决问题，在作毕业设的的过程中，让所学知识得到良好的疏理和充分的运用，提高自己动手能力和培养自己的解决问题的能力。

从而使各项专业知识得到良好的融会贯通，也将会为以后解决工作中遇到的专业问题打下良好的基础，给自己树立一定的信心来迎接将来所要面临的各类和专业有关的工作。

1.2 国内外现状及发展前景
1.2.1 国内外发展现状
随着国民经济的快速发展、人民生活水平的提高，人民对环境质量的要求也越来越高，城市的规模越来越大。

城市绿地、树木的浇灌量也越来越大；同时道路的清洁、除尘量也在增加，夏季为防止路面损坏而采取的降温洒水也要必须解决。

旧式的城市绿化专用车只能完成浇灌输水的任务，从水的利用率和燃油的经济性来考虑，可用洒水车作为城市绿化专用车，然而旧有的洒水车喷水量过大，无论从经济还是其他方面考虑，必然需要新型洒水车；同时针对清除现有城市“牛皮癣”广告及交通设施的清洗仍然以人力为主，因而多功能清洗车有广阔的应用前景尽快解决城市道路清扫过程中只清扫而不清洗，彻底消除“垃圾虽除、灰尘仍存”的问题成为呼吁的重点。

市场的这
需求直接导致了清洗车的应运而生，清洗车随之迅猛发展起来。

为了更好地促进我国清洗车行业的发展，提高洗车的技术水平，并规范清洗车的设计、制造、验及检测，在中国汽车标准委员会专用车分标委的指导下，长沙中联重工科技发展股份有限公司为主要起草标准单位制定了行业标准OC/750-006《清洗年通用技术条件》，这一标准已由国家发展改革委员会于2006年8月1日正式发布实施《清洗车通用技术条件》出台的意义在于：打破了长期以来洗车无行业标准的局面，同时规范了清洗车各生产厂家的设计、制造、试验及检测过。

该标准适用于由定型二类底盘改装的清洗路、管道及墙面的清洗车。

值得一提的是，在我国除清洗管道的清洗车外，清洗路面和墙而的清洗车是新开发的产品。

但是随着科技的日新月异清洗扫路车是近几年开发的深受市场欢迎的新一代环卫机械产品，从2008年北京奥运会前后开始被逐步推向市场，并且得到广大用户的青睐。

清洗扫路车结合高压清洗车和扫路车的特点，利用吸盘将清洗后的污水全部回收，避免了高压清洗车作业后污水二次污染的问题。

本文所介绍的一种新型清洗扫路车融入了全新的设计理念，能在作业中一次性完成清扫、高压清洗和垃圾、污水的收集，作业效果优于扫路车和清洗车；该车所装备的全新旋转清洗盘，特别适用于广场、步行街的清洗作业；该产品结构新颖，集多种功能于一体，能满足用户的多种作业要求。

作为知名的环卫设备制造厂家，中联重科中标分公司进过一年多的精心研发，于2007年5月像北京市场推出了新款ZLJ5168GOX多功能清洗车。

该产品创造了一种崭新的路面清洁模式，集刷洗，高压清洗和污水收集于一体。

随着车的前部3哥刷盘的旋转洗刷和侧刷贴着路缘石的洗刷，以及高压射流水的清晰，配合吸嘴收集清洗污水，是作业后的路面呈现出原本色，它相当于传统的扫路车和高压清洗车的二合一。

作业过后的路面无尘，无渍、无污水，大大减少了空气中的可吸入颗粒物，可以说是阿创造了洁净的环境、清除路面粉尘的能手。

该款新车的高技术性能获得了业内认识的普遍认可，不久后，这款新品也服务于北京西城区、顺义区、大兴区的所有重点路段、为北京奥运会贡献了力量。

中标的清洗车，填补了国内路缘石清洗及清洗污水回收机械的空白，已申请国家发明专利其主要的结构特点如下。

（1）采用达到国家lll排放水平的东风二类底盘改装，性能稳定，通用性好。

（2）副发动机威康明斯柴油机，功率强劲，工作可靠。

（3）高压水泵及主要液压、电气元件采用国际名牌产品。

（4）V型布置的高压水喷杆、工作时射流水自动集流。

左右清扫盘外甚至路缘石、旋转洗刷/并汇集水，大大减小了所需吸嘴宽度，从而大大减小了风机流量，降低了
噪声，节约了能量。

（5）前洗刷机构可对路面局部严重污染处进行洗刷，并可向左右偏转，帮助向左右侧扫动垃圾至左右吸嘴。

（6）采用耐磨损高压离心风机，风力强劲，使用寿命长。

（7）左右洗扫盘及左右高压水喷杆具有防撞功能和自动复位功能。

（8）清水箱和污水箱内壁采用喷合金属防腐层处理，防腐蚀能力强。

（9）清水箱装有低水位报警装置，防止高压水泵缺水损坏，污水箱装有防溢满报警装置。

（10）装有空调的驾驶室内采用电、液、气集中控制，方便舒适。

（11）装有安全箭头灯。

所以集清洗、清扫、洒水、污水回收、高压水射流等功能于一身的多功能清洗车的出现带动了我国环卫车辆的自助设计开发制造能力。

1.2.2 国内外专用汽车产品的特点
近几年我国专用汽车发展速度迅猛，专用汽车产品品种日趋丰富，设计更加合理和，质量、技术水平不断提高，尤其是随着产业政策逐步落实和行业标准法规政策不断完善，我国专用汽车市场还将得到更大发展；公路建设、城市发展、能源消耗结构变化、重点工程建设加快，为我国专用汽车提供更广阔的市场空间。

有关专家预测，“十一五”期间，我国专用汽车产品将达到6000个品种，年产量90万辆，占当年载货车产量的65%。

到2020年我国专用汽车技术水平达到欧美日发达国家先进水平，成为世界专
用汽车产品出口大国。

（1）、专用汽车产业发展趋势在西方发达国家中，专用汽车市场开发比较成熟，专用汽车占普通载货汽车的比例在70%以上，产品涉及国民经济各个环节，产品满足用户个性化程度较高，产品特性明显。

相比之下，国内专用汽车市场开发较为缓慢，市场细分程度不够，目前专用汽车占普通载货汽车比例在40%左右，产品雷同性大，满足用户个性化要求差。

产品生产工艺环节硬件方面国内外差距正在明显缩小，但在生产工艺管理、要求及执行度方面国内外企业差距较大。

因此，无论从国内还是从国际市场形势来看，我国专用汽车都还有巨大的提升空间。

（2）高技术、高附加值发展趋势随着国民经济总量构成的变化，市场对专用汽车品种的需求格局将相应改变。

普通自卸汽车需求量将会随基础设施的不断完善逐渐减少，厢式车、半挂车以及用于城市配套服务车辆的需求量将大大增加。

随着市场竞争趋势的加剧，产品成本的增加，劳动密集型产品以价格取胜的竞争优势将被进一步弱化，以技术创新的替代性经济增长将成为专用汽车行业新的经济增长方式。

此外，
市场对高技术高附加值产品的需求将大大增加，这种趋势将提高专用车企业开发高技术、高附加值产品的积极性。

（3）合资合作、资产重组趋势从国际市场形势来看，国外发达国家因受劳动力价格及经济低迷状况的制约，近年来制造业纷纷外移，给我国专用汽车进入国外市场提供了一定机遇。

一方面，国内专用汽车靠其价格优势在欧、美、日、东南亚和中东市场不断增加市场份额，为国内专用汽车进入国际市场奠定了良性基础；另一方面，国外专用汽车企业为寻求新的经济增长点，将会积极开拓国内市场，在中高端产品方面占据绝对优势，通过合资合作，将会对促进我国高附加值产品的开发起到一定的积极作用。

同时，随着政府加大国有企业改革力度，专用汽车行业民营化率将会提高到80%以上，企业综合竞争力将进一步增强。

（4）生产模式特色化趋势国内专用汽车生产企业一般分为运输类和作业类两种模式，部分运输类企业有少量作业类产品。

运输类企业产品结构“小而全”，作业类企业产品结构成单一化、系列化，这种结构模式将会维持较长时期。

运输类企业针对国内小批量、个性强的产品用户，需建立柔性生产线，完善产品配套体系，加强企业管理，适应用户及市场特征，借鉴国外专用汽车企业先进管理经验，改变“小而全”做不好专用汽车的落后思维，建立应变能力强、有特色的新型现代化生产企业。

作业类企业应加强专业化产品的深度和广度开发，树立品牌意识，加强知识产权保护意识，形成产品特色和企业特色。

（5）区域化的产业集中趋势国家鼓励优势企业强强联合，形成有较强综合竞争力的规模企业发展政策，这一政策将推动行业优势资源的重新配置，有实力的企业将进一步整合行业产品结构，提高专用汽车产品行业生产集中度，如半挂车产品、高空作业车产品、运钞车产品、混凝土泵车产品等。

随着国家宏观政策调整，“十一五”期间，专用汽车发展将主要集中在东北老工业基地、京津冀地区、渤海湾经济区、东部沿海地区、中部分地区、“珠三角”地区、“成渝”地区，这些产业区域专用汽车产业竞争力提升速度明显。

（6）行业管理的科学化趋势在欧、美、日等发达国家和地区，经过多年实践和发展，积累了一套比较完整和科学的行业管理体系，行政放松、标准从严，政府注重汽车产品安全、环保、节能等环节管理，整个管理体系简约且行之有效，管理成本较低。

如日本专用汽车生产企业，在新产品开发阶段依照日本保安基准，设计完成后向日本国土交通省申报，申报批准后新产品符合道路交通法即可运行。

为与国际接轨，我国汽车管理政策正处于转型期，现行的汽车产品管理制度不尽完善，政府部门分工过细，行政手续比较复杂，在一定程度上制约了专用汽车行业发展。

因此，国内汽车
管理政策将会继续调整和完善并逐步向科学化迈进。

王焕民认为，根据市场预测，今后几年我国专用汽车产品将在几个方面快速发展：一是高速公路运输车辆将成为市场的主角，如重型牵引车、集装箱运输车、厢式车、厢式半挂车、专用半挂车、保温冷藏车等，以及各种高速公路养护车、抢险救援车等；二是城市专用汽车，包括环卫类的清扫车、垃圾车，市政类的下水道清理车、多功能高空作业车，城建工程服务类的混凝土搅拦运输车、起重汽车，消防类用车，文化卫生类的电视转播车、照明车、医疗车等；三是煤田专用汽车；四是机场专用车，如飞机加油车、电源车、货物升降平台车、扫雪车、除冰车等；四是重大工程类用车，如西气东输气体转运车辆、保证电力安全的带电高空作业车、南水北调及公路、铁路建设工程车辆等；五是油料及粮食运输车辆等等。

未来几年，我国专用汽车产品将主要呈现三大趋势：重型化、多轴化趋势。

国家经济的快速发展，带动了相关行业的高速增长，巨大的资源消耗，成为我国重型车和重型专用车发展的原动力。

2004年，我国重卡产量一度出现“井喷”，尽管好景不长，去年重卡行业出现大幅度下滑，但是由于产品销售结构发生了变化，整个重卡行业的专用化程度越来越高，从而使重卡底盘的降幅大大小于重卡整车和半挂牵引车。

不仅如此，重卡朝大吨位方向发展的趋势已经非常明显，从去年前10个月的数据看，无论是整车还是半挂牵引车，吨位越小，同比降幅越高，吨位越大，同比涨幅越高。

重卡尤其是重卡底盘的快速增长充分印证了专用车重型化发展的趋势。

道路条件的改善和交通运输业的发展为公路运输的高速化、集装厢化创造了良好条件，同时为大吨位、大功率、多轴化专用汽车的广泛应用提供了广阔空间。

轻量化、高技术化趋势。

相比较而言，我国专用汽车在轻量化方面与欧美及日本相比存在明显差距。

铝合金及不锈钢材料的罐体、厢体在我国专用汽车行业的应用才刚刚起步，但在欧美已经应用了20多年，日本企业在上装部分也已经大量应用铝合金等轻型材料。

采用新材料、新工艺，减轻自重，提高运输效率，对于推动我国专用汽车技术进步，缩短与国外产品的差距无疑具有十分重要的意义。

此外，机、电、气、液、微电子一体化技术及GPS技术等在专用车上的应用能够大大增强专用车产品的附加值和技术含量。

专家预测，今后一段时期内，高新技术的大量应用加上我国专用汽车产品传统的成本优势
会使国产专用汽车在出口方面上一个新台阶。

（7）目前，城市专用汽车的轻型化趋势已经显现，只是这些在城市使用的轻型专用汽车大多只经过了简单的改装，产品功能单一，档次较低。

目前国内的轻型车市场还主要被价格所主导，企业没有积极性和力量开发高档次的轻型车产品，这在一定程度上限制了城市专用汽车产品的开发。

不过王焕民认为，这种状况不会持续太久，福
田等轻客轻卡生产企业已经开发出了高档次的产品，使专用汽车生产企业开发出高档次的城市轻型专用车成为可能。

（8）多品种、小批量是西方工业先进国家组织专用汽车生产的一个主要特点。

如英国约克公司能生产牲畜运输车、保温车、冷藏车、自卸车、市政工程车、多功能清洗车等品种。

日本东急车辆制造株式会社是日本最大的专用车公司，专用车产品以挂车、罐车为主，其中多功能清洗车车占有较大比例。

此外该公司还生产厢式车、自卸车、高空作业车、消防车、粉罐车等品种。

（9）厂家多、规模小是国外专用汽车生产行业的又一特点。

例如英国专营和兼营专用汽车的厂家有600～700家，其中70%的工厂职工人数在30人以下;根据美国1981年有关资料统计，专用车厂有900多家，而职工不足20人的有500多家。

据1988年资料，日本生产专用汽车的公司约有128家，工厂近200家。

（10）零部件专业化生产。

国外大部分专用汽车厂实质是一个总装厂。

其产品按结构分工或组织专业化协作生产，如副车架、罐体、悬架等，自卸车油缸、工程车辆的关键专用设备等均由各专业厂集中生产。

1.2.3 国外专用汽车产品的现状及其发展趋势
欧洲的专用汽车主要是重型专用汽车，且绝大多数产品为不同规格尺寸和不同承载量的低货台货车、挂车和半挂车，最多的是适宜运输建筑机械的最大总质量为30t 或40t的低货台货车。

国外专用汽车产品的发展趋势，具有重型化、散装水泥车的列车化、一车多用化、以及新材料、新技术和微电脑的应用等特点，其中专用底盘专业化趋势最为明显。

如日本丰田等大汽车公司的专用底盘均已实现系列化、专业化生产。

近年来，国外不少汽车厂专门从事专用汽车底盘生产，尤其重视专用底盘的系列化、专业化生产，满足专用车的特殊需要。

1.3 课题主要内容
高压清洗车是通过高压水射流来实现高压清洗，通过水泵将水罐内的水吸出加以高压来完成清洗，浇灌，喷洒等目的他可以对城市路面和高速公路进行高压强力去污，清洗，保持路面干净；可以喷雾降尘，改善空气质量；对道路路牙、护栏、隔离墩、广告牌高压水洗，去除灰尘，保持清洁；夏天天热时对路面洒水降温；喷洒消毒液，进行医疗防护；可以对草地树木进行绿化浇灌和消防救火；安装高射水炮可以对空中设施进行清洗；安装推雪铲子可以对道路除雪等；它是一种多功能的环卫系统专用车
由于多功能清洗车功能众多适应各种天气，但是以夏天喷洒为主所以本设计主要从高压清洗、高空清洗、喷洒防尘降温等方面进行改装设计，多功能设计是国内外的
发展趋势。

参考我国现阶段国情可见，我国污染日益严重环境保护需求加大，作为环卫车辆中重要的多功能清洗车责无旁贷，在国家大力推行节环境保护的政策指导下，多功能清洗车具有广大的市场前景和可观的收益回报，因此本文只对多功能清洗车车进行改装设计。

具体设计包括以下内容。

（1）AUTO CAD的运用：从未完成过整车的绘制，软件熟练程度不够。

（2）二类底盘的选择。

（3）清洗水罐的选择。

（4）清洗管路系统（高、低压）的选择。

（5）二类底盘的计算。

(6)清洗水罐的设计。

(7)清洗管路系统（高、低压）的设计。

(8)交通设施等清洗作业平台设计。

(9)清洗管路的设计。

(10)轴荷的合理分配：如何正确的分配轴荷使之符合使用的要求。

(11)对各种结构件及整车性能的分析计算。

设计时尽量满足以下六点：
（1）要增加功能：要求在原有的洒水车基础上增加多功能清洗车的功能如高压清洗，高空清洗等。

（2）为节能的要求改进清洗管路的结构, 尽量减少每吨水清洗时的能量需用；
（3）降低车辆的自重, 增加车辆的载重, 设计大容量的重载车辆；
（4）提高车辆结构性能, 适应各种天气，路面装置的清洗的要求。

（5）降低车辆的改装成本
（6）尽量使清洗机构操作简单易于使用。