东风小金霸洒水车改装设计毕业论文.doc

第1章 绪 论

1.1 概述
1.1.1 洒水车设计目的
洒水车、绿化洒水车又称：水车、喷洒车、水罐车、水糟车、装水车、运水车、绿化洒水车、绿化喷洒车、喷水车、浇水车、拉水车。基本配置有前冲、后洒、侧喷、后置水泡平台和消防装置、尾部另配有柴油机农药喷洒装置、水泡最大射程可大于30米、喷射形状可调节、直喷、大雨、毛毛雨、可以连续调节、驾驶室安装总控电磁阀、方便控制管路、实现环卫洒水、消防应急。整车结构度高、使用寿命长、外形美观、方便保养。主要用于厂矿企业施工建设，大中型城市路面冲洗、压尘、城市绿化高、低位喷洒，农药喷洒、护栏冲洗，还具有运水、排水、应急消防等功能。
随着精神文明建设的深入开展和人们对环境保护的日益重视、企业、机关、学校甚至乡村都建有绿地和小型的园林场所。目前。这些草坪绿地的灌溉大多采用人工的方法。耗时、费力、效率低。还有，夏季天气干燥，加上城市改造拆迁、建筑工地施工及渣土运输车辆往来频繁，道路灰尘多，为了进一步降低空气粉尘对环境的污染，要经常在市区的主次干道进行冲洗和洒水是十分必要的。洒水作业，不仅可以除尘、降温，还可增加空气的湿度，这对市民的健康都是十分重要，所以洒水车的设计与研发是必不可少的。
1.1.2 洒水车设计意义
随着汽车工业的发展和交通、物流业的发展、社会对汽车的运输效率、经济性提出了越来越高的要求，汽车的专用趋势也越来越明显。“据中国汽车技术研究中心的统计数据显示，随着我国城镇化和工业化进程的进一步加快，专用汽车市场在未来一定时期还将保持高位需求，专用汽车发展迅速前景非常好。那么在中国专用汽车的前景那么好，我们应该在哪里下手去发展呢？应该从全局，从发展的角度去分析，观察。
在中国加入世界贸易组织，我们在经济方面面临着严峻的挑战，资金、先进的技术、管理的科学性、严密性、等等各种新的事物都向我们迎来，我们是会被狼吃掉，还是与狼共舞，在这中寻求利益？我们需要不断的努力学习，学习国外那些先进的技术，同时不断的创新，创造出属于中国的特色。在国外，专用汽车在整体汽车比例不断提升，专用车占有量占载货车保有量的50%左右，如今已增至70%～80%，已经到了很高的比例，而现在伴随着城市化、工业化的加速，城市粉尘、高温等问题的日益严重，专用车里的洒水车将崭露头角，以其特有的功能为城市建设、人们更好的生活等等做出了巨大的贡献。有这么大的作用伴随而来的就是各个政府、企业都纷纷去购买使用，从而一定会带来巨大的经济效益。我国正以相当高的发展速度去发展、建设，特别是城镇建设、城市化趋势走高，除尘降温等一些专门功能的车辆将加大需求，这使得洒水车的经济效益空间将会很大，这将会给专用车厂等企业带来巨大的利益。
在巨大市场前景的情况下，在中国快速发展的今天，洒水车，将是推动高效经济、人们舒适生活、比拼外国科技的有力武器。所以，我们要为祖国富强，人们生活更加舒适健康研发和设计一款符合市场需求，合经济利益的洒水装用车。
1.1.3 国内外研究现状
十一五”期间．我国明显加大了对基础设施的投入力度，诸如“西气东输、西电东送、南水北调”，青藏铁路和国内多条高速公路等大型建设项目的启动，促进了对工程专用汽车及各类专用货车、半挂汽车、随车起重运输车的市场需求量的大幅度增长。据分析：我国专用车产品从原来仅有的1600多种将会增长到6000个品种，年产量将到90万量。北京举办2008年奥运会，为建筑用车、市政用车、物流用车等专用汽车提供了一个巨大的市场平台。2010年的上海世博会工程将大大激发国内专用车市场的需求量。油田建设需要大量的勘探车、钻井车、固井车等专用汽车。机杨急需高质量的加油车、机场除雪车及货物专用运输车。矿山、大型水利工地需要大量矿用汽车、散装水泥车等，医疗卫生、国防等领域也都大量需要适用的专用汽车和特种车。种种迹象表明，在国民经济继续快速发展的宏观经济环境下，在产业政策逐步落实和行业标准法规政策不断完善的过程中，我国正处于专用车发展的绝佳时期。
在许多专用车品种中市政用车凭借因每年35000-40000辆以上的的总需求被人们看好，其中洒水车因为产品的功能日趋完善，慢慢成为市政用车中的主要车型。
发展形势非常好，那么对于国外洒水车的现状：国外最早发展洒水车产品的是美国和西欧的一些国家，第二次世界大战后，接踵在日本、前苏联等国得到了发展。 70 年代末，当汽车产业泛起世界性的萧条和滞销时，发展洒水车成了当时挣脱汽车产业危机的一条出路。这样，洒水车在世界范围内迅速发展起来。
外国洒水车厂从底盘厂购买底盘，装配自己全产的洒水车这些洒水车厂在接受用户订货后，从汽车底盘厂〔主要是主机厂）购买所需底盘进行改装出产。在竞争中，各主机厂大量出产适于改装专用车的各种底盘以求发展。例如英国的福特汽车公司，出产出售的货车中有 80%是带驾驶室的二类底盘。美国大中型货车的出厂型式几乎全部是底盘，而不是整车，由专用车厂改装成各种专用车。原苏联的各洒水车厂则在汽车厂提供的基本型底盘上改装出产各种厢式、罐式洒水车。例如高尔基汽车厂 70 ％的汽车是以底盘形式出厂供应专用车厂改装各种洒水车。专业程度很高，有助于高技术产品的制造。车型齐全，重、中、高、普、特新比例平衡。专业性强、技术高、价格低廉、这将对国内的洒水车长带来严峻的考验。
而国内洒水车技术现状：洒水车等专用车市场首要问题是定位问题，即在“专”上的问题。当前，国内一些改装车厂定位在汽车行业，和汽车行业是同盟军关系，造成了洒水车等专用车市场的混乱。使得洒水车等专用车的发展方向不能向着专门化、专业化方向发展，就是不能根据用户的特种要求生产包括起重车辆、带云梯的洒水车等专用车、集装箱运输车等，生产一些新结构、价格比较高、用途比较特别的车辆。
另外到现在为止，国产专用汽车底盘还十分匮乏。我国生产的洒水车等专用车，仍大多是采用东风、解放、斯太尔、依维柯等普通载货(客)车底盘，经过调整轴距等小幅度的改动进行改装的，根本谈不上特种车专用底盘的技术储备；生产出的大部分洒水车等专用车仍基本是技术含量低、售价低的劳动密集型的普通洒水车等专用车，如低吨位自卸车、半挂牵引车、罐车、邮政车等。即使目前国内厂家生产的比较先进的斯太尔系列汽车底盘，其技术在国际上已经显得很落后，在国际竞争中处于非常被动的地位。
目前国内洒水车等专用车生产仍基本停留在仿制阶段，开发设计雷同现象十分普遍。另一种普遍的现象就是如果一段时间内一种类型洒水车等专用车市场需求很大，则很多厂家就会一窝蜂似地组织生产，甚至有的小改装厂在地方保护主义的掩护下“照葫芦画瓢”似地拼装车辆出售，这些质量、性能良莠不齐的洒水车等专用车很快就破坏了洒水车等专用车市场的“游戏规则”，使正规的生产厂家蒙受巨大损失，也使正规厂家技术开发的积极性受到严重打击。
除了上述说的问题需要解决意外，洒水车需要变得多功能才能更好的发展下去，这需要很高的应用技术。洒水车应用范围越来越广，要有装备前冲（喷）后洒、带侧喷（花洒）、带后工作平台、平台上安装绿化洒水高炮(炮有大雨、中雨、毛毛雨、雾状可调节)，带吸水管，能够多角度喷洒，而且带消防接头，带自流阀，自吸自排，还可以选配绿化喷药卷盘、高空作业、随车吊货运等功能，另外也可加装药盘、药泵、罐内防腐防锈、多方位进出水接头、电磁阀、气动阀等先进设施。使洒水车功能更完善，用途更广泛，成为适用于、绿化、浇水、消防、打农药、园林、环卫、公路、送水于一体的专用车。
还有就是研发注意洒水车节水问题，怎么样才能更好的有效率的去工作应该得到我们的关注。
而对于国外怎么看待中国专用车的前景呢，很多国外专用车企业都有一个共同的认识：在中国有很多商机。这个商机主要包括两个方面：一是中国本土市场对专用车的据求在不断扩大。是中国专用车行业的研发和制造水平在不断提高, 参与国际市场竞争的能力在逐步增强。目前中国专用汽车行业存在的最大问题, 就是相关标准法规还很不完替, 一些企业没有严格执行现有的标准法规,很突出, 这在一定程度上抑制了中国专用汽车行业的发展。还有就是在中国的卡车市场, 中重型卡车所占的比例偏低, 半挂车列车也很少见, 甩挂运输的方式几乎看不见。这导致了运输效率很低, 抑制了挂车、半挂车的发展。但是巧吨以上的重卡发展很快, 这符合世界的发展潮流。
洒水车的前景是非常可观的，然而它也需要我们去努力，只有努力才能把我国的洒水车走出亚洲推向世界。
1.2 洒水车的组成部分
洒水车的基本组成:防锈罐体,连通器,专用自吸式洒水泵,管网,喷洒出口,工作平台,二类底盘，洒水车可选装配置:GPS,万向喷头,电磁阀门,气动阀门,可视操作系统,外接动力,药盘。
专用汽车底盘一般采用东风、解放、福田欧曼等二类底盘。目前使用的比较广泛的有“东风金霸洒水车、东风多利卡洒水车、东风140型洒水车（长头）、东风145型洒水车（平头）、东风153型洒水车（平头）、东风天锦洒水车、东风天龙DFL1250A8型洒水车（后双桥）。
罐体采用自动流水线罐体生产工艺分为:下料、拼板自动焊，封头旋压成型，罐体一次滚压成型等国内先进生产工艺．罐体材料多采用优质碳钢板生产。特殊用途的情况下也可以根据客户的需要采用304不锈钢。罐体容积为“4立方、5立方、6立方、8立方、10立方、13立方、15立方”等。
管路系统由“管道、阀门、过滤装置、出水口（前冲后洒、侧喷；高位侧花洒；后工作平台，带绿化洒水高炮）。
操纵系统主要由发动机带动变速箱，变速箱上安装的取力器带动洒水泵，洒水泵产生动力，将罐体内部的液体通过管网喷洒出去。工作范围：自吸高度:≤7m，洒水宽度:≥14m，最大射程：≥28m；可调节成柱状，射程≥28m；也可调节成雾状，射程≥15m。
洒水泵配备洒水车、绿化喷洒车大功率专用洒水泵(威龙泵)，带消防接头，带自流阀，带自吸功能。
可选装配置：可加装洒药盘、药泵、罐内防腐防锈、多方位进出水接头、电磁阀、气动阀等先进设施，以满足不同用户需求。
洒水车、绿化喷洒车专用功能：绿化环卫多功能，适合于城市小区工厂的绿化环卫用，采用全国质量领先的大功率专用洒水泵。前冲（喷）后洒、带侧喷（花洒）、带后工作平台、平台上安装绿化洒水高炮(炮有大雨、中雨、毛毛雨、雾状可调节)，带吸水管，带消防接头，带自流阀，自吸自排，可选配20米绿化喷药卷盘、高空作业、随车吊货运等功能。
1.3 本课题研究的主要内容与技术路线
1.3.1 本次设计主要包括以下内容
选择二类汽车底盘的选择；
根据所选总成进行汽车动力性、经济性、稳定性校核，实现整车的优化匹配；
进行防锈罐体，专用自吸式洒水泵，管网，喷洒出口，工作平台，底盘连接结构等的设计与校核。
绘制设计车辆的总图和上述部分的结构装配图、零件图。
1.3.2 技术路线（研究方法）

专用性能和主要参数确定
方案的设计
水泵管路设计FDVGDFGDFDF
水泵的选择
完成总装配图设计、校核
二类底盘的选择
副车架的设计
整车性能分析、校核

整车设计修正
完成设计说明书
附件的设计
进行车辆总体布置及总图方案设计
水罐装置设计SSDDDDDSDFSDFSDDFKJNDSK
喷洒出口设计
工作平台设计

图1.1半挂气卸粉罐车
半挂车连接装置设计
半挂牵引车和半挂车选择
技术路线图

第2章 二类底盘的选择及校核

2.1 专用汽车设计特点
专用汽车与普通汽车的区别主要是改装了具有专用功能的上装部分，能完成某些特殊的运输和作业功能。因此在设计上，除了要满足基本型汽车的性能要求外，还要满足专用功能的要求，这就形成了其自身特点，概括如下：
(1) 专用汽车设计多选用定型的基本型汽车底盘进行改装设计
这首先就需要了解国内外汽车产品，特别是货车产品的生产情况、底盘规格、供货渠道、销售价格及相关资料等。然后根据所设计的专用汽车的功能和性能指标要求，在功率匹配、动力输出、传动方式、外形尺寸、轴载质量、购置成本等方面进行分析比较，优选出一种基本型汽车底盘作为专用汽车改装设计的底盘。能否选到一种好的汽车底盘，是能否设计出一种好的专用汽车的前提。
对于不能直接采用二类底盘或三类底盘进行改装的专用汽车，也应尽量选用定型的汽车总成和部件进行设计，以缩短产品的开发周期和提高产品的可靠性。
(2) 专用汽车设计的主要工作是总体布置和专用工作装置匹配
设计时既要保证专用功能满足其性能要求，也要考虑汽车底盘的基本性能不受到影响。在必要时，可适当降低汽车底盘的某些性能指标，以满足实现某些专用工作装置性能的要求。
(3) 针对专用汽车品种多、批量少的生产持点
专用汽车设计应考虑产品的系列化，以便根据不同用户的需要而能很快的进行产品变型菜厂牵引车、半挂车和全挂车系列型谱。对专用汽车零部件的设计，应按“三化”的要求进行，最大限度地选用标难件，或选用已经定型产品的零部件，尽量减少自制件。
(4) 对专用汽车自制件的设计，应遵循单件或小批量的生产持点工的可能性。
(5) 对专用汽车工作装置中的某些核心部件和总成，如各种水泵、油泵、气泵、空压机及各种阀等，要从专业生产厂家中优选 因专用汽车专项作业性能的好坏，主要决定干这些部件的性能和可靠性。
(6) 在普通汽车底盘上改装的专用汽车，底盘受载情况可能与原设计不同，因此要对一些重要的总成结构件进行强度校核。
(7) 专用汽车设计应满足有关机动车辆公路交通安全法规的要求 对于某些特殊车辆，如重型半挂车、油田修井车、机场宽体客车等，应作为特定作业环境的特种车辆来处理。
(8) 某些专用汽车可能会在很恶劣的环境下工作，其使用条件复杂，要了解和掌握国家及行业相应的规范和标准，使专用汽车有良好的适应性，工作可靠，是要设安全性装置。
综上所述，专用汽车的设计有其自身的特点和要求，既要满足汽车设计的一般要求．同时又要获得好的专用性能。这就要求汽车和专用工作装置合理匹配，构成一个协调的整体，使汽车的基本性能和专用功能都得到充分发挥。
由于专用汽车种类繁多、结构复杂、使用面广、开发期短等待点，所以专用汽车设计人员．
既要具备汽车设计的知识相能力．向时也要掌握专用汽车各种不同工作装置的原理与设计计算。此外专用汽车设计人员还需要对用户的要求，市场动态有充分的了解，这样设计的产品才能在性能上先进，在市场上适销对路，在使用上满足用户的要求。
2.2 二类底盘的选型
目前，改装专用汽车选用的底盘主要是二类或三类底盘，也有为某些专用汽车设计的专用底盘。专用汽车底盘选型的好坏对专用汽车性能影响很大。汽车底盘的选择或设计专用车底盘主要根据专用汽车的类型、用途、转载质量、使用条件、专用汽车的性能指标、专用设备或装备的外形尺寸、动力匹配等来决定。常见二类底盘如图2.1所示。

图2.1 常见二类底盘
汽车底盘一般应满足以下要求：
（1）适用性
专用汽车底盘应适用于专用汽车的特殊使用功能要求,在此基础上进行改装造型设计；
（2）可靠性
汽车底盘工作可靠,出现故障的几率要小，零部件要有足够的强度刚度和使用寿命，并且各总成零部件的使用寿命趋于一致；
（3）先进性
所选汽车底盘,在动力性,经济性，操作稳定性，行驶稳定性及通过性等基本性能指标和功能方面达到同类车型的先进水平，并且满足国家或行业标准；
（4）方便性
所选底盘要便于改装，检查保养及维修，结构紧凑与调试装配空间合理匹配。
根据中华人民共和国汽车行业标准QC/T54-2006中的4.1.6 洒水车的厂定最大总质量不得超过原汽车底盘的最大许用值；整车行驶性能应符合原汽车底盘的规定。
因为要求装载为3吨水，再加上罐体重量，管路重量，附件重量，总重为4吨左右，所以我们选择二类底盘要从请卡二类底盘选择。
洒水车在洒水时，因为有水泵消耗一部分功率，所以功率平衡方程式中比一般的汽车多了一项。
即： （2.1） 式中——为洒水车克服滚动阻力小寒的功率（kw）
——为洒水车克服坡道阻力所消耗的功率（kw）
——为洒水车克服空气阻力所消耗的功率（kw）
——为洒水车克服加速阻力消耗的功率（kw）
——为机械效率（%）
——为水泵消耗功率（kw）
因为水泵总成借用其他公司,其型号也以确定，此型号功率为16kw。
带入方程（2.2）得：
（2.2）
式中： ——为车重（N）
——为滚动阻力系数
——为道路坡度
——为空气阻力系数
——为迎风面积
——为汽车旋转质量换算系数
——为行驶加速度
——为重力加速度
设汽车发动机匀速转动，汽车匀速行驶，并且汽车满载，水泵正在全功率洒水。所以
G——车重取65000（N）
F——滚动阻力系数取0.019
K——道路坡度取为0
——空气阻力系数取0.6
A——迎风面积5（）
——汽车旋转质量换算系数取，由经验公式δ=1+（0.04-0.06）+(0.008-0.013) 变速器传动比取6.333，主减速器传动比取7.29
——行驶加速度取0
——为重力加速度取9.8
所以
==35.3（kw）
又因为要求整车最高车速要求为95km/h,而此时洒水泵是不工作的，所以功率平衡力没有洒水泵功率。

=
综合分析后选用底盘型号：EQ1060TJ20D3，发动机选型为YC4F90-30，发动机功率为66kw。
排放标准为GB3847-2005,GB17691-2005国Ⅲ。
表2.1
二类底盘主要技术参数
底盘型号：
EQ1060TJ20D3
货厢尺寸：

整备质量：
3000(Kg)
最高车速：
95(km/h)
发动机：
YC4F90-30
排量：
2659 (ml)
功率：
66(kw)
生产厂家：
广西玉柴机器股份有限公司
排放标准：
GB3847-2005,GB17691-2005国Ⅲ
轴数：
2
前轮距：
1506(mm)
轴距：
3300
后轮距：
1466(mm)
轮胎数
6
轮胎规格：
7.00-16,6.50-16,7.00R16,6.50R16
燃料种类：
柴油
弹簧片数：
8/9+5,6/8+4
轴荷：
2600/3895
驾驶室乘人数
3,2
变速箱
机械手动式DF5S470

2.3 二类底盘的校核
2.3.1 动力性校核
洒水车装满水之后的总重量也为整车最大总质量，为5.5吨，整车的发动机功率为66kw，我们选择的水泵的功率为16kw,而整车洒水作业一般的在20km内进行，所以整车从起步到时速为20km/h之间用于驱动的功率是66-16kw=50kw,因为中华人民共和国汽车标准QCT 252的规定，汽车满载时必须能在5度的坡度上行驶，
因为机器运行所需的功率为
（2.3）
式中：——为整车重量（N）
——为机器工作行驶速度m/s
——为行驶阻力系数，一般等于0.02
——为道路坡度
——为发动机到驱动轮的传动效率
所以
X=m/s=3km/h
所以本车达到中华人民共和国汽车标准规定，在平路上的速度洒水作业的最高速度为

也达到了中华人民共和国汽车标准QC/T 54-2006中规定洒水车在洒水作业时时速超过5Km/h。
2.3.2发动机经济型校核
我们选择的水泵型号为80QZB(F)-60/62S(N)威龙泵业，输入轴转速为1180r/min,功率为16kw,自吸高度为6.5m，所以水泵在最大功率工作是发动机的转速为r/min。
我们选用的取力器的型号为4502D1-010，速比为1.588，最大扭矩为145Nm
我们选择的发动机为YC4F90-30,功率为66kw,该发动机的最大扭矩转速为1600~2400r/min，所以水泵工作的转速为发动机的经济转速范围内。
所以水泵在发动机的所以该水泵和取力器的选型还是比较合理的。
2.4 本章小结
本章二类底盘对其参数做了详细介绍，并确定了整车的质量参数和尺寸参数，通过分析它的适用性、可靠性、先进性、方便性等各方面因素选择比较使用的底盘；综合各方面情况最后选用EQ1060TJ20D3底盘作为本次洒水车改装的底盘。

第3章 水泵及取力器、管路设计与校核

3.1 水泵的选型：
水泵的性能参数主要包括流量、扬程、输入轴的转速、轴功率、自吸高度、自吸时间等，其选用依据主要以满足洒水汽车的各项工作性能为目的。各厂家具体的选用标准不一，在此以威龙泵业生产的两种型号的专用水泵为例进行比较分析
表3.1 QZF系列性能参数（常温清水）
型号
流量L/min
扬程
m
输入轴转速
r/min
轴功率
kw
自吸高度
m
80QZB—60/90
1000
90
1150
22.5
6.5
80QZB—40/90
666
90
1150
18
6.5
80QZB—60/80
1000
80
1150
20.5
6.5
80QZB—30/90
500
130
1150
18
6.5
80QZB—40/30
666
120
1150
20
6.5
80QZB—50/90
833
110
1150
24
6.5
表3.2 QZB系列性能参数
型号
流量L/min
扬程
m
输入轴转速
r/min
轴功率
kw
自吸高度
m
80QZB—60/90
1000
90
1480
22.5
6.5
80QZB—40/90
666
90
1480
18
6.5
80QZB—60/80
1000
80
1480
20.5
6.5
80QZB—30/90
500
130
1480
18
6.5
80QZB—40/30
666
120
1480
20
6.5
80QZB—50/90
833
110
1480
24
6.5
对照表3.2分析，可以看出其主要差异为：QZB系列的输入轴转速为1480r/min ,QZF系列的输入轴转速1150r/min 。在此额定转速下水泵的叶轮转速约为2900~3000r/min。
根据根据中华人民共和国汽车行业标准QC/T 54-2006中：

表3.3 洒水车的基本参数表
序号
名称
基本参数
水罐有效容积
＜4
≥4
1
洒水作业速度，km/h
≥4
2
洒水宽度
≥8
≥14
3
洒水量，L/min
≥0.2
4
喷嘴冲洗系统流量，kPa
≥300
5
水柱冲洗盆腔流量，L/min
≥60
≥100
6
配枪射程，m
＞15
＞20
7
吸水深度,m
≥4
根据洒水车流量和扬程来选择水泵。
3.1.1 流量Q的计算
流量 （3.1）
洒水时车速取V=12(Km/h洒水宽度取B=12米
降水量取
流量

3.1.2 扬程H的计算
洒水车洒水时喷咀有的一定的压力，同时在管路流动还有阻力，所以水泵出口压力（扬程）：
（3.2）
式中：——为喷咀进口压力（m）
——为喷咀出口水的流速(m/s)
——为水泵到喷咀的总水压损失（m）
——为喷咀安装位置与泵轴线的高差（m）
管路的总损失为管路水头损失和局部损失

管路水头损失（m）

第4章 罐体及副车架设计

4.1 罐体的设计
罐体主要由筒体，封头，防波板，隔板，入孔，支承座等组成。在罐体上还设有溢流管，排污口等组成
4.1.1 罐体材料
根据《固定式压力容器安全技术监察规程》，用于焊接的碳素钢和低合金钢碳素钢和低合金钢钢材， C≤ 0.25％、P≤ 0.035％、S≤ 0.035％。选择低合金钢板，材料16MnR。表4.1为16MnR中个元素含量。
表4.1 16MnR元素含量

C
Si
Mn
P
S

16MnR

0.13-0.19

0.20-0.55

1.20-1.60

≤0.025

≤0.018
因为考虑到成本、加工性等因素，决定罐体材料采用Q235A。
4.1.2 水罐容积确定
水罐容积的计算公
() （4.1）
(L)
式中：——底盘相对于额定载重量的需用过载系数（4吨的车载重汽车可取=1.2~1.3）
——底盘车的额定载重量（t）
——车厢重量（t）
——机器水罐等工作设备的质量对水箱容积之比，即每1L水罐容积的工作设备质量（）。
所以取底盘相对于额定载重量的需用过载系数k为1.3，底盘车的额定载重量GH取为（t）（3.3t），车厢重量GN取为0.3（t）（副车架重量）。

图4.2 单位水箱容积的工作设备质量γo与水箱容积V的关系
分析图4.2得单位水罐容积的工作设备质量图水罐容积V成反比关系

图4.3 单位水箱溶剂的工作设备重量γo与汽车的载重量GH的关系。
分析图4.3得单位水罐容积的工作质量与汽车载重量也成反比关系，而单位水罐容积的工作质量越小汽车的燃油经济型越好，使用经济型越好，所以γ0取最大载重量时的值。
机器水罐等工作设备的质量对水箱容积之比γ0取为0.38。
()
(L)

=3108（L）
又因为罐体里面有防波板，水只占罐体内体积的95%，而且水灾运输的过程中会气化，大约能占整个罐体的3%，所以水罐的内体积最少为3378（L）。
4.1.3 罐体厚度的确定
罐体的壁厚的计算
罐体的壁厚： （4.2）式中：p——罐体内压力（kPa）
——罐体截面曲率半径（mm）
k——焊缝强度系数（对于弧焊k=0.8）
δ——材料需用应力
1——锈蚀的附加厚度
根据加工工艺性选择平板性封头。
根据二类底盘最宽处宽度为1830mm，所以封头最宽处取为1800mm，封头截面取椭圆形，所以长轴长为1800，短轴长度取为1000，计算的此封头的面积为1414135。
所以水罐的长度为2388mm，我们取为整数3000mm。
所以p为罐体内压力为10，Pk为罐体截面曲率半径为500（mm），k为焊缝强度系数（对于弧焊k=0.8），δ为材料需用应力110。
所以 =3.6mm
所以我们取4mm后的钢板做罐体。
4.1.4 罐体的封头计算
罐体的封头厚 （4.3）

式中： A——分别为椭圆的长短直径（mm）
B——分别为椭圆的长短直径（mm）
C——为封头系数
焊缝系数取1，当封头由几部分组焊是k取0.8，封头系数为1，焊缝系数取1。

所以
=6.9mm
所以取7mm。
4.1.5 溢流管的确定
设备上为了保持一定液位而设置的管口，管口的截面必须足够，以便液位超过时，多余的液体能迅速溢流排出
4.1.6 入孔设计选型
根据《液体气体运输车》罐体上至少应设置一个公称直径不小于450 mm的人孔，储运易燃、易爆、毒性程度为中度以上危害介质的运输车应在气液相口处设置紧急切断装置。以《钢制压力容器设计手册》和《JB585-97》为标准依据，结合罐体公称直径，选取水平掉盖对焊法兰入孔。

图4.4水罐入口图
4.1.7 液位计的选型
根据工作要求我们应该选择液位计，这样才能知道水位的位置。
表4.5液位计表
型　号
介质密度
（g/cm3）
量程（m）
测量
方式
介质压力
（MPa）
浮球直径
（mm）
安装法兰
适用范围
UQZ-1-000
≥0.45
1、1.5、2、2.5
满度
≤1.6
Ф200
1、当仪表用于非承压容器时，用户利用制造厂提供的安装接头自制非标准法兰。
2、仪表用于承压容器时，用户按图纸自制法兰。

UQZ-1-001
≥0.7
1、1.5、2、2.5
Ф126
UQZ-2-000
≥0.45
1、1.5、2
≤1.8
Ф90
DN100 PN2.5光滑面平焊松套法兰HG20592-97
液化石油气
等轻介质
UQZ-2-001
≥0.56
1、1.5、2
≤2.5
Ф90
凸面平焊松套法兰DN100 PN2.5

一般液体介质
UQZ-2-002
1、1.5、2
液氨等腐蚀性介质
UQZ-3
≥0.45
1、1.5、2、2.5

≤1.8
Ф200
ZG3/4″锥管阳螺纹
液化石油气专用
因为我们是一般液体介质，所以我们选用UQZ-2型，安装使用注意事项：UQZ-1、UQZ-2、UQZ-3系列浮球液位计应安装在其浮球上下运支时不受妨碍的位置上。
4.2 水罐的校核
水罐的实际容积校核：
实际水的最大高度为溢流管的高度，所以实际的高度为溢流管长度990减去焊缝高4mm再减去罐体壁厚4mm。所以水的实际高度为982mm。
实际罐体容积的长度为罐体长度减去前后封板厚度，再减去焊缝高度，所以实际罐体有效容积长度为2978mm。所以实际罐体内部的容积为1407952mm所以体积为，因为罐体内有横向和纵向防波板、焊缝等，所以约占罐体总容积的5%，而罐体因水分蒸发约占罐体的5%。所以实际容积为3.37。
所以满足要求。
水罐受力分析：
水的压强是在各个方向的，所以水的压强最大的地方是水嘴深的地方及该水罐水压强最大的地方是在水罐的底部，所以只要水罐底部的强度足够，别地方的强度就能满足使用要求。
底部的压强为 （4.4）
10kpa应该满足使用要求的罐体壁厚为

所以4mm厚的钢板满足使用要求。
4.3 副车架的设计与分析
在专用汽车设计时，为了改善主车架的承载情况，避免集中载荷。同时也为了不破坏主车架的结构，一般多采用副车架(副梁)过渡。
在增加副车架的同时，为了避免由于副车架刚度的急剧变化而引起主车架上的应力集中，所以对副车架的形状、安装位置及与主车架的连接方式都有一定要求。
4.3.1 副车架的截面形状及尺寸
专用汽车副车架的截面形状一般和主车架纵梁的截面形状相同，多采用如图4.5所示的槽形结构，其截面形状尺寸取决于专用汽车的种类及其承受载荷的大小。

图 4. 5副车架的截面形状
我们取A为70mm，R为60mm
4.3.2 副车架的外形尺寸
图4.6 为洒水车副车架的外形尺寸。

图4.6 副车架车型

4.4 副架与主车架及支座的连接
副车架与主车架及支座的连接常采用如下几种形式。
4.4.1 连接支架
连接支架由相互独立的上、下托架组成，上、下托架均通过螺栓分别与副车架和主车架纵梁的腹板相固定，然后再用螺栓将上、下托架相连接，起到了连接副车架和支座的连接。

图3. 7 连接支架
4.4.2 U型夹紧螺栓
当选用其它连接装置有困难时，可采用U型夹紧螺栓。但在车架受扭转载荷最大的范围内不允许采用U螺性。当采用U型螺栓固定时，为防止主车架纵梁翼面变形，应在其内侧衬以木块，但在消声器附近，必须使用角铁等作内衬.。
4.5 本章小结
本章根据汽车的载质量设计及计算出了水管的容积，对水罐的加工材料进行了选取，以及对其进行了强度的校核。
为了改善主车架的承载情况，避免集中载荷，同时也不破坏主车架的结构，一般多采用副车架过渡，在增加副车架的同时，为了避免由于副车架刚度急剧变化而引起的应力集中，所以对副车架的形状，安装位置及与主车架及支座的连接方式都有一定要求。在本章都有重点体现。

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结 论

本设计课题是基于一般二类底盘上加装抽水、洒水与运水设备。本文通过从装水量和最高车速为基本条件从而选定满足使用要求的二类底盘的参数，然后从场上现有的二类底盘上选定综合性能与性价比及使用性能最