专用汽车设计的特点和要求.docx

专用汽车设计的特点和要求： 
(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 (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 (3)针对专用汽车品种多、批量少的生产特点 (4)对专用汽车自制件的设计，应遵循单件或小批量的生产特点， 要更多考虑通用设备加工的可能性。(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 (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 (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。 
专用汽车底盘的选型： 
所谓二类汽车底盘，即在基本型整车的基础上。去掉货箱。 所谓三类汽车底盘，一般是在基本型车的基础上，去掉货箱和驾驶室。 常规的厢式车、罐式车、自卸车等通常是采用二类汽车底盘改装设计。 底盘选型时应满足如下要求： 
（１）适用性 （２）可靠性 （３）先进性 （４）方便性 
总布置的原则： 
(1)尽量避免对汽车底盘各总成位置的变动.因为—些总成部件位置的变动，不仅会增加成本，而且也可能影响 到整车性能。但有时为了满足专用工作装置的性能要求，也需要作一些改动，如截短原汽车底盘的后悬、燃油箱和备胎架的位置作适当调整等。但改变的原则是不影响整车性能。(2)应满足专用工作装置性能的要求，使专用功能得到充分发挥 (3)装载质量、轴载质量分配等参数的估算和校核为适应汽车底盘或总成件的承载能力和整车性能要求。应修改总体布置方案。 (4)应避免工作装置的布置对车架造成集中载荷; (5)应尽量减少专用汽车的整车整备质量，提高装载质量 (6)应符合有关法规的要求 
整车总体参数包括尺寸参数和质量参数两大部分： 尺寸参数 1．外廓尺寸 外廓尺寸即指整车的长、宽、高，由所选的汽车底盘及工作装置确定，但最大尺寸要满足法规要求：车辆高不超过4m；车辆宽(不包括后视镜)不超过2.5m；外开窗、后视镜等突出部分距车身不超过250mm，车辆长：货车不超过13m，半挂汽车列车不超过16.5m，全挂汽车列车不超过20 m。2．汽车的前、后悬直接涉及到汽车的接近角和离去角，一般要求都在 25°以上，至少不小于20 °。前悬应满足车辆接近角和轴荷分配的要求。前悬与驾驶室、发动机、转向器、前保险杠等总成布置有关。后悬 应满足车辆离去角和轴荷分配的要求的同时还要满足有关标准的规定， 即对于客车和全封闭厢式车辆，后悬不得超出轴距的0.65倍；对于其它车辆，后悬不得超出轴距的0.55倍，但最长不得超出3.5m。 在实际改装过程中，后悬变动比较多。例如对于自卸车，一般要将 所选的普通汽车底盘的后悬变短，而对于有些罐式和厢式汽车，则要将 后悬加长。 (二)质量参数  1.装载质量me 
对装载质量，要考虑以下两方面： (1)用途和使用条件 如货流大，运距长，宜用大吨位，便于提高生产率、降低运输成本；而对于货流多变、运距短的运输，则宜采用中、小吨位车辆。 (2)合理分级 在装载吨位级别上，要分布合理利于专用车产品的系列化、通用化和标准化。对于同一底盘，在设计时应尽量提高装载质量。 2．整备质量m0 
所谓整备质量是指专用汽车带有全部工作装置及底盘所有的附属设 备，加满油和水，但未载人和载货时的整车质量。整备质量是一个重要 设计指标，对运输型专用汽车的动力性和经济性影响很大。据估计，载 重汽车整备质量减少10%，可使经济性提高8.5％。 3. 总质量ma  
所谓总质量是指专用汽车装备齐全,满载(规定值)货物及乘员时的质 量。对于作业型专用汽车，如起重举升车、高空作业车等，总质量主要 由改装后的汽车底盘质量和专用工作装置质量确定，无需考虑装载质 量。 为了部分弥补专用汽车装载质量的下降，可采用原车底盘允许的最大 总质量，合理地利用原车底盘的超载能力。一般最大允许可超过原车型 总质量的5％左右。  4. 轴载质量  
最大轴载质量是专用汽车在公路行驶时使用受限制的一个技术参数， 也是公路和桥梁设计载荷标准的依据。 (1)轴载质量的计算 专用汽车总质量ma和专用工作装置备部件质量及其质心位置确定 后，就可计算轴载质量。下图为某随车起重运输车的总布置图，设m1、 m2为整车前、后轴轴载质量，根据力矩平衡有： 
(2)轴载质量的限值 轴载质量(轴荷)的限定值是确定车辆总质量确定的依据。 5．轴载质量的分配原则  
所谓轴载质量分配是指车辆某一轴的承载质量占整车总质量的百分比，应分空载和满载两种上况考虑。 改装后的专用汽车轴载质量分配应尽量和原车型靠近。对于单车在满载条件下，长头车的前轴质量应达到25％，平头车的前轴质量应达到 30％，对于半挂汽车列车，在空载时，鞍式牵引车驱动桥轴载质量至少 应达到汽车列车总质量的25％ 
在确定轴载质量分配时，还应满足以下原则： ①轮胎磨损均匀。如对于4x 2型单胎车辆，前、后轴应各占1／2，对 于4×2型后双胎车辆，前轴应占1／3，而后轴应占2／3。 ②允许轴载质量的限制。 ③ 轮胎负荷系数。所谓轮胎负荷系数是指轮胎所受到的静负荷与轮 胎额定负荷之比。一般取0.9--1。 ④操纵稳定性。要求改装后的专用汽车在各种工况下，应具有一定的 不足转向。 ⑤质心位置。在横向，应使左、有车轮的承载质量分配均等，其最大 偏差不得大于3%~4%。在纵向，要满足前面提到的轴载质量分配条件。 在高度位置，应使质心尽可能低。从车辆行驶稳定性考虑，质心高度应 满足以下条件： 底盘改装部件的布置: 
一般以底盘车架的上平面线作为高度基准，以前轮中心线作为纵向基准，以汽车中心线(纵向对称平面)作为横向基准。 
 (一)发动机的布置 ①应使整车质心在横向尽量落在纵向对称垂直平面内。 ②尽量降低发动机的位置，以便于传动系的布置和降低整车的质心高 度。但要注意保证适当的地隙及和转向拉杆等杆件间的运动间隙。③ 曲轴中心线与车架上平面必要时可有一定的倾角。一般取 1°~4°，以减少万向节传动的夹角。 ④发动机维修保养方便。 
 (二)传动轴的布置 对于需要变动轴距的车辆，要对传动轴作重新布置，在布置时要特别 注意以下两点；(1)满载静止时，两传动轴的夹角不大于3 °~4 °。过大的传动轴夹角，会使传动效率降低，磨损加快。(2)若轴距加大后，传动轴要加长，此时要计算传动轴的临界转速。 
(三)制动系统的布置应注意以下事项： 1．管路的布置2．储气简的布置3．附加耗气装置的布置  
(四)电器装置的布置 1.附加耗电装置的电源当专用工作装置的驱动系统或控制系统需要电源时，可直接接上底 盘电路、但此时应校核底盘所装用的发电机、蓄电池塘的功率和容量是 否足够，必要时应相应地增大。 2．电器装置的接地专用汽车所用电器均是负极接地(搭铁)。对于加油或运油车，要有疏导静电的措施。在加油或供油的专用工作装置(油罐、管路、附件等)与车 架及地面管道之间都要有导线或导体相连，并通过金属链条或专用导电 橡胶板条接地。3．导线的布置 需延长导线时，应尽量采用与底盘上型号、颜色相同的导线，通过插 接件或接线住相连。当导线穿过车架纵横梁时，应有保护装置。导线的 固定管夹的间距应在200~800 mm之间。 
取力器的布置: 
(一)前置式 1．发动机前端取力 2．发动机后端取力 3．夹钳式取力器 
(二)中置式 1.变速器上盖取力 2．变速器侧盖取力 3．变速器后端盖取力 
(三)后置式 1．分动器取力2．传动轴取力  主车架的改装: 
(一)主车架的钻孔和焊接 主车架是受载荷很大的部件，除承受整车静载荷外，还要受到车辆 行驶时的动载荷，为了保持主车架的强度和刚度，原则上不允许在主车架纵梁上钻孔和焊接，应尽量使用车架上原有的孔。如果安装专用设备或其它附件，不得不在车架上钻孔或焊接时．应避免在高应力区钻孔或焊接。主车架纵梁的高应力区在轴距之间纵梁的下翼面和后悬的上翼面处。因为这些部位纵梁应力较大，钻孔容易产生应力集中。  (二)主车架的加长设计 因专用汽车法布置的需要，对主车架有时要进行加长。若用普通汽车底盘改装．则需要将轴距加大，改装长货厢来提高运输效率，此时要将车架在其中部断开后再加长。也有将车架后悬部分加长的改装设计。车架加长部分应尽量采用与原车架纵梁尺寸规格一样、性能相同的 材料。车架的加长部分与车架的连接一般采用焊接。 (三)主车架加强板的设计 
加强板和主车架的固定最好采用铆接。加强板末端和铆钉孔之间的最小距离为25mm,铆钉的间距为70一150 mm。
当铆接有困难时，可在 加强板上加工孔塞焊于纵梁胶板上，塞焊孔直径为20一30mm，塞焊孔与加强板端部的最小距离为25mm，孔间距为100一170mm。 副车架的设计: 
 (一)副车架的截面形状及尺寸:基本同于原车架形状提高抗扭抗弯能力 
 (二)副车架的前端形状及安装位置 :为了避免由于副车架截面高度尺寸的突然变化而引起主车架纵梁的 应力集中，副车架的前端形状应采用逐步过渡的方式。  (三)副车架与主车架的连接: 1)止推连接板;2) 连接支架;3)U形螺栓; 厢式零担运输车可分：长头驾驶室式和平头驾驶室式两种。前者车厢而积利用率较低、空气阻力系数较大；后者车厢面积利用率较前者有明显提高，外形较协调。装有导流罩的平头驾驶室式厢式零担运输车的空气阻力系数小，适于在高速公路上行驶。 
厢体构成：是由顶盖、底架(包括副车架纵梁、横梁)、前围、后围(后门框)、左右侧围六大块组焊而成。 厢体布置应遵循以下几点原则:1) 质心高度应满足GB 7258—87的规定，车辆在静态空载条件下，倾稳定角不小于35。2) 改装后最大总质量不应超过原车型的允许最大总质量，轴载质量应超过原车型最大轴载质量的3％。3) 厢体应有足够的内部高度和宽度，以便装卸作业及集装容器的运输。 
车厢与底盘的连接：实际上就是将车厢底架(副车架)纵梁紧固在底盘的纵梁上。一般同时采用角铁连接与传统的U型螺栓连接，以提高连接的可靠性。 
骨架结构及加工方法: “井”字形的矩形框架。首先将组成车厢的六大块，分别加工为骨架分总成，然后将这六大块骨架分总成焊接成一个完整的车厢骨架。底架是整个车厢的安装基础，受力比较严重，因此底架的纵梁和横梁均采用槽形截面，并且两者采用纵横搭接的结构，以提高底架的强度和刚度。 
蒙皮的设计：蒙皮本身就是薄壁板件。通过一定形式的连接(如铆接、焊接、粘接等)，将其固定在骨架的框架面上，成为车厢的内外表面。为了提高蒙皮的刚度，往往事先在薄板上压制成截面形状各异的加强筋。从提高刚度考虑，弧形最佳，其次是三角形和矩形。 
对车窗密封条提出以下要求：①具有良好的弹性，以保证密封可靠，②具有良好的抗老化性能，以保证有足够长的使用寿命；③具有良好的耐候性，即在-40一50℃相当宽的温度范围内，均保持良好的使用性能：④具有良好的机械强度和耐磨性；⑤便于成型和装配。 冷藏汽车是指既装有隔热结构的车厢，又装备有制冷装置，用于冷藏运输的专用汽车。保温汽车是指装有隔热结构的车厢，用于短途保温运输的专用汽车。 
冷藏保温汽车可按以下方式分类；(1)按制冷装置的制冷方式分为机械冷藏汽车、液氮冷藏汽车、冷板冷藏汽车、于冰冷藏汽车、水(盐)冰冷藏汽车。(2)按隔热车厢总传热系数瓦分为：普通隔热型车厢的冷藏汽车强化隔热型车厢的冷藏汽车 
冷藏汽车的制冷方式1.固体制冷{(1)水冰及盐冰制冷(2)干冰制冷} 2.冷板制冷3.液氮制冷4.机械制冷 冷藏汽车的加热方式主要有：燃油暖风机加热、电热丝加热、利用发动机冷却水水温和废气余热加热以及利用制冷机组制冷剂加热循环加热等。 
机械制冷冷藏汽车四大部件：动力装置、压缩机、冷凝器、蒸发器。整体式和和分体式 
冷藏保温汽车的热工参数主要是指车厢的总传热系数K、漏气倍数L、制冷(加热)装置的制冷(加热)量以及车厢内调温范围。 
车厢总传热系数K是冷藏保温汽车最重要的热工参数，是用来评价车厢隔热性能的综合性指标。主要取决于：①车厢壁的隔热性能。这主要与厢壁结构、隔热材料及隔热层厚度等因素有关。②车厢密封性能。主要与车厢构造、车门密封型式、密封材料等有关。密封性能越好，K值越小。 
车厢漏气倍数L漏气倍数L是用来评价车厢气密性能的指标。 
整体结构隔热车厢：整体骨架硬聚氨脂喷涂式车厢、整体骨架式隔热车厢结构 整体骨架式隔热车厢结构 
特点是：车厢的强度和刚度大；型式简单，不需要特殊的型材，但工艺繁琐。由于硬聚苯乙烯泡沫材料的导热系数较大，为了提高车厢隔热性能，势必加厚隔壁、增加车厢的整备质量、减小了有效容积。因此该型式车厢多用于保温性能要求较低的保温汽车上。 整体骨架硬聚氨脂喷涂式车厢 
与上述的填嵌式结构主要不同之处：隔热层采用现场喷涂发泡硬聚氨脂泡沫成形工艺，该工艺易于使隔热材料充满整个车厢的隔热空间，隔热性能较好；硬聚氨脂导热系数比聚苯乙烯的要低，因此在保证车厢总传热系数K一定的前提下，可减小车厢壁厚 分片拼装隔热车厢 
结构特点是：将组成车厢的六大片(顶板、底板、左右侧壁、前壁、后壁)和门事先采用聚氨酯或聚苯乙烯泡沫材料分别形成各自的厢壁隔热层，然后利用合适的连接将各片拼奖成完整的车厢。 车厢加工工艺流程大致如下；零部件制作--各片金属骨架总成--车厢金属骨架总成--铆接外蒙皮---安装辅助骨架---填嵌或喷涂隔热层泡沫材料---装内蒙皮装厢内压条及附件---装后门总成。 
罐式汽车特点：1、提高了运输效率；2、保证物料在运输途中不变质；3、改善装卸条件，减轻劳动强度；4、节省包装材料，降低运输成本；5、有利于安全运输。 按运输货物种类和作业性质分类：1.液罐汽车2.粉罐汽车3.颗粒罐汽车4.气罐汽车5.其他专用罐式汽车 罐体与汽车架的联接是通过罐体底部的支承座和固定装置来完成。支承座有整体式和分置式两类，分置式又分纵粱分置式、横梁分置式和纵横梁分置式三种。它们都是焊接在罐体的底部，与罐体成一体。通常在焊接处加有补强钢板。 
分置式支承座分类：1．纵梁分置式支承座 它是由左、右两根纵梁分别焊于耀体底部两侧．相互不直接连接。与整体式支承座一样，需用固定装置和止推板等与汽车车架联接。2．横梁分置式支承座 横梁常与罐体连结成长方形封闭截面，用U型螺栓和联极装置与车架联接。这种支承座常采用前、后横梁支承于立式罐体下部。3．纵横梁分置式支承座 它由二根纵梁和一根横梁组成，用U型螺栓和联接装置与车架联接，也常用于立式罐体上。 
液灌汽车是指装运液态物品的罐式汽车总称。它主要用于装运油类、化工液体以及食用液体等多种液态物质。油罐汽车按其功能不同可以分为运油汽车和加油汽车两种。 
运油汽车一般指运输轻质燃油、重油、润滑油、植物油等的罐式汽车，也可作储存油料用。加油汽车除能运油外，还有如下功能：①能为本车油罐加油；②能将本车的燃油加给其它容器；③能不经本车油罐将一个容器的燃油注入另一容器内，起移动泵站作用④能抽回加油软
管中的燃油；⑤能把燃油在本车内循环、搅拌，即所谓
倒油。 
罐体形状确定：应有利于降低整车质心高度，减少自身质量，增大容积效率，减小空气阻力，并与驾驶室外形相称，整体造型美观等。 
呼吸阀：能根据罐内气压的大小自动调节、并与大气保持平衡。其作用是减少油料蒸发，防止罐体变形。 液位指示器：①油量标尺(直观式液位指示器)②浮球式液位计③油量表和油量传感器 静电消除措施：①接地②限定油液流速③高电导涂层④中和静电 
油路系统布置通常分为两大部分：油路前段主要做为输送油液的油路，一般布置在汽车车架附近，称作车架油路；油路的后段，操纵阀较集中，又有仪表、过滤器绞盘等部件，一般集中布置在操纵室内，故把它称作操纵室油路。 
①车架油路的布置。车架油路布置通常随油泵位置而定。油泵位置应尽量靠近动力源，缩短传动距离，但要保证加油汽车的通过性能。油路一般沿车架平面布置，力求管路短，弯曲少。 
②操纵室油路的布置。操纵室油路布置时，要使常用的主要阀门便于操纵，仪表便于观察，过滤器便于拆装和维修，绞盘便于软管卷绕。 
飞机加油汽车要求：①加油压力稳定性要求高。为此在加油管路上加装压力调节器、稳压器和压力加油接头。②油料的洁净度高。油路上要用高性能的过滤分离器。罐体和管道必须采用铝合金制造。③绝对保证加油安全性。应安装消静电装置、联锁控制系统、电气防爆器、灭火器等。④装有高精度、大流量的计量器。⑤油罐总容量大，给飞机加油要一次完成。 
化工液罐汽车气压排液系统的主要部件:(1)油水分离器用来分离压缩空气中凝聚的水分和机油等杂质，使其净化。(2)贮气筒是贮存空压机排出的压缩空气。以提高输气的连续性和压力稳定性。(3)浮动球阀在气压排液系统中常被采用。(4)卧式升降止回阀(5)弹簧式安全阀