多功能供電車設(shè)計(jì)畢業(yè)論文

PAGE45第1章緒論1.1選題的背景1.1.1電力短缺中國已成為繼美國之后的世界第二大電力消費(fèi)大國，電力對經(jīng)濟(jì)發(fā)展的制約作用開始顯現(xiàn)，且差距呈越來越大之勢。我們經(jīng)常聽到夏季全國鬧電荒，去年南方大雪導(dǎo)致南方大面積停電，一些城市淪為死城，今年5月12日的8.0級強(qiáng)烈地震又使電力系統(tǒng)癱瘓。電力行業(yè)整體不適應(yīng)社會進(jìn)步的問題越發(fā)顯露。多年的電荒已經(jīng)使一部分人產(chǎn)生恐慌。面對災(zāi)害，醫(yī)院、通信等重要部門由于缺電導(dǎo)致不能展開搶救工作。電力的健康發(fā)展直接關(guān)系到國家的能源安全、整體競爭能力的提高、人民群眾的切身利益、環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)發(fā)展等問題，它應(yīng)該受到全社會的關(guān)注。1.1.2太陽能的開發(fā)和利用21世紀(jì)是世界能源結(jié)構(gòu)發(fā)生巨大變革的世紀(jì)。由于傳統(tǒng)能源（如煤、石油、天燃?xì)獾龋┑墓┙o已出現(xiàn)嚴(yán)重短缺局面，人類開始將目光轉(zhuǎn)向可再生能源的發(fā)展。大規(guī)模地開發(fā)利用可再生潔凈能源，以資源無限、清潔干凈的可再生能源為主的多樣的能源結(jié)構(gòu)代替以資源有限、污染嚴(yán)重的石化能源為主的能源結(jié)構(gòu)已成為人們關(guān)住的焦點(diǎn)。其中，可再生能源主要有以下幾個(gè)方面：（1）太陽能：據(jù)天文物理學(xué)家的計(jì)算表明，太陽系還能存在45億年，太陽每年輻射到地球的總能量相當(dāng)于人類能源消耗的1.2萬倍；（2）氫能源：利用自然界大量存在的水，由電解水產(chǎn)生氫，或者由太陽能光催化水分解氫；（3）風(fēng)力發(fā)電、小水電與潮汐發(fā)電：可提供可觀的電力；（4）生物能：包括城市垃圾的轉(zhuǎn)化、人類糞便的轉(zhuǎn)化等，這些能源原本是人類的廢棄物所轉(zhuǎn)化過來的，只要有人類的存在，就會有生物能，所以這種能源也可以說是用之不竭的；（5）核能：與傳統(tǒng)能源的發(fā)電廠相比，核能的利用率較高，對環(huán)境的污染小，并且使用核燃料的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)燃料的成本，而核燃料所釋放出來的能量卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)能源所釋放出來的能量。太陽能作為一種新型的綠色可再生能源，與其他新能源相比利用最大，是最理想的可再生能源。特別是近幾十年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，太陽能及其相關(guān)行業(yè)成為世界發(fā)展最快的行業(yè)之一。因?yàn)樗哂幸韵碌奶攸c(diǎn)：（1）數(shù)量巨大：每年到達(dá)地球表面能供人類利用的太陽輻射相當(dāng)于一顆原子彈爆炸時(shí)所發(fā)出的能量；（2）時(shí)間長久，用之不竭：太陽按目前功率輻射能量其時(shí)間約可持續(xù)100億年；（3）普照大地，取之不盡：不需要開采和運(yùn)輸；（4）清潔無污染：無任何物質(zhì)的排放，既不會留下污染物，也不會向大氣中排放廢氣。太陽能的開發(fā)利用主要有光熱利用、光伏利用、光化學(xué)利用等三種形式。光熱利用是將太陽能轉(zhuǎn)換為熱能儲存起來，其中太陽能熱水器是光熱利用最成功的領(lǐng)域，有太陽房、太陽灶、太陽能溫室、太陽能干燥系統(tǒng)、太陽能土壤消毒殺茵技術(shù)等，有些技術(shù)尤其在我國的北方和西部應(yīng)用較廣，成效顯著。以太陽能電池技術(shù)為核心，太陽能光伏利用成為太陽能開發(fā)利用中最重要的應(yīng)用領(lǐng)域，利用太陽能發(fā)電，具有明顯的優(yōu)點(diǎn)：（1）結(jié)構(gòu)簡單，體積小且輕：能獨(dú)立供電的太陽能電池組件和方陣結(jié)構(gòu)都比較簡單，輸出45~50W的晶體硅太陽能電池組件，體積約為450mm×750mm×45mm，質(zhì)量為7kg；（2）容易安裝運(yùn)輸，建設(shè)周期短：只要將太陽能電池支撐并面向太陽即可發(fā)電，宜于制成小功率移動(dòng)電源；（3）維護(hù)簡單，使用方便：如遇風(fēng)雨天，只需檢查太陽電池表面是否被站污、接線是否可靠、蓄電池電壓是否正常即可；（4）清潔、安全、無噪聲：光伏發(fā)電本身不向外界排放廢物，沒有機(jī)械噪聲，是一種理想的能源；（5）可靠性高，壽命長，并且應(yīng)用范圍廣：晶體硅太陽能電池的壽命可以長達(dá)20~35年，在光伏系統(tǒng)中，只要設(shè)計(jì)合理、選型適當(dāng)，蓄電池的壽命可以達(dá)到10多年。太陽能幾乎無處不在，太陽能電池在中國大部分范圍內(nèi)都能作為獨(dú)立的電源。1.2選題的目的和意義野外或斷電時(shí)的供電問題，會對某些工作產(chǎn)生不利影響，多功能供電車可集成多種發(fā)電功能，包括太陽能光伏發(fā)電、內(nèi)燃機(jī)發(fā)電，可以解決某些偏遠(yuǎn)地區(qū)或野外對電力的需求，以及停電時(shí)對電力的緊急需求問題，亦可以在平時(shí)將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，存儲在大型蓄電池中，供需要時(shí)使用。1.3供電車的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢中國供電車車企業(yè)從20世紀(jì)70年代起步，至今已有30多年的歷史。到目前為止，生產(chǎn)企業(yè)已由當(dāng)時(shí)的4、5家發(fā)展到100余家。行業(yè)幾個(gè)骨干企業(yè)通過近幾年的技術(shù)改造，其生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，都形成了各具特色的產(chǎn)品系列，企業(yè)的各項(xiàng)主要經(jīng)濟(jì)指標(biāo)逐步上升，經(jīng)濟(jì)效益也逐年提高，但還不能滿足國內(nèi)市場的需要。根據(jù)協(xié)會對會員單位初步統(tǒng)計(jì)，2006年中國供電車的產(chǎn)量為942臺，出口67臺;2007年為1042臺，出口84臺。雖然這些年國內(nèi)供電車產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快，但企業(yè)發(fā)展很不平衡，企業(yè)之間出現(xiàn)了較大的差距。國內(nèi)供電車設(shè)計(jì)制造發(fā)展現(xiàn)狀主要表現(xiàn)在：發(fā)電功率的不斷增加。在北京，發(fā)電量為1000W的供電車已經(jīng)投入市場。但國內(nèi)所生產(chǎn)的的供電車基本上發(fā)電方式單一，僅僅以柴油發(fā)電機(jī)或汽油發(fā)電機(jī)發(fā)電。國外供電車產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，技術(shù)水平不斷提高。工業(yè)發(fā)達(dá)國家一般都有專門的跨國公司和集團(tuán)主營和兼營，如美國GROVE（格魯夫）公司和GENIE（吉尼）公司，英國COLES公司和SI-MON（西蒙）公司，意大利RICO（利高）公司，芬蘭BRONTO（波浪濤）公司、日本的多田野和愛知株式會社等。有些企業(yè)注重環(huán)保，生產(chǎn)的供電車以天然氣為燃料發(fā)電，或者利用太陽能、風(fēng)能等渠道發(fā)電。隨著太陽能、風(fēng)能發(fā)電技術(shù)的成熟，必將出現(xiàn)多功能供電車。中國電力短缺問題依然嚴(yán)重，使得供電車的設(shè)計(jì)制造被多家專用車廠家提上日程。隨著自卸車、消防車等其它專用車的市場飽和，人們必將把目光投向供電車這個(gè)新型專用車的設(shè)計(jì)與制造。1.4太陽能光伏發(fā)電的廣闊前景1.4.1國外光伏發(fā)電的發(fā)展太陽能光伏發(fā)電自20世紀(jì)80年代以來持續(xù)高速發(fā)展，每年以30%―40%的速度遞增。光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用在當(dāng)今世界，特別是在非洲、南美、澳洲及亞洲等各國，普遍受到重視。盡管利用太陽能光伏發(fā)電具有許多優(yōu)點(diǎn)，但是其發(fā)電的價(jià)格比常規(guī)電力價(jià)格高出許多，在電力市場上無法與常規(guī)能源進(jìn)行競爭。20世紀(jì)90年代以前，太陽能光伏發(fā)電主要應(yīng)用在邊遠(yuǎn)的農(nóng)村、無電地區(qū)以及遠(yuǎn)距離通訊、光伏水泵等產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域。為了鼓勵(lì)太陽能的開發(fā)和利用，各國政府分別積極制定各種優(yōu)惠政策來推動(dòng)太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展。其中，以美日德等西方發(fā)達(dá)國家為主。從世界范圍來講，光伏發(fā)電己經(jīng)完成了初期開發(fā)和規(guī)模應(yīng)用發(fā)展，其應(yīng)用范圍幾乎遍及所有的用電領(lǐng)域，并且光伏集中發(fā)電、光伏建筑等發(fā)展迅速，已逐漸成為市場主力。1.4.2我國光伏發(fā)電的發(fā)展我國的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)起步較晚，但是發(fā)展速度很快。我國的光伏電池技術(shù)是從60年代發(fā)展空間用太陽能電池開發(fā)起步的，地面用光伏電池的生產(chǎn)是從70年代初開始，主要的低成本技術(shù)以及生產(chǎn)能力則在80年代中期建立起來。80年代中期，我國光伏產(chǎn)業(yè)初步形成。經(jīng)過十年的努力，我國光伏發(fā)電技術(shù)有了很大的發(fā)展，光伏電池轉(zhuǎn)換效率不斷提高。至90年代初中期，我國光伏產(chǎn)業(yè)已處于穩(wěn)定發(fā)展時(shí)期，生產(chǎn)量逐年穩(wěn)步增加。“九五”期間，國家科委開始將太陽能屋頂系統(tǒng)列入國家科技攻關(guān)計(jì)劃，企業(yè)界率先在深圳和北京分別建成了17千瓦和7千瓦的光伏發(fā)電屋頂系統(tǒng)。1999年，我國光伏電池的主要產(chǎn)品是單晶硅電池和非晶硅電池，多晶硅電池只限于實(shí)驗(yàn)室和中試產(chǎn)品，但在2000年之后，多晶硅產(chǎn)品逐步走出實(shí)驗(yàn)室，開始形成規(guī)模生產(chǎn)，與發(fā)達(dá)國家相比，技術(shù)差距不斷減小。為了推動(dòng)光伏技術(shù)及其產(chǎn)業(yè)發(fā)展，2003年10月，國家發(fā)展改革委員會、科技部制定出未來五年太陽能資源開發(fā)計(jì)劃，發(fā)改委“光明工程”將籌資100億用于推進(jìn)太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用，計(jì)劃到2005年全國光伏發(fā)電系統(tǒng)總裝機(jī)容量達(dá)到300兆瓦。至2003年底，我國光伏產(chǎn)業(yè)總的生產(chǎn)能力達(dá)到38兆瓦，太陽能電池組件的實(shí)際生產(chǎn)量達(dá)到13兆瓦。在市場方面，截至2003年底我國光伏系統(tǒng)累計(jì)裝機(jī)容量達(dá)到45兆瓦。2004年，我國在深圳建成了亞洲最大并網(wǎng)太陽能光伏電站，電站總?cè)萘窟_(dá)1兆瓦，年發(fā)電能力約為100萬千瓦時(shí)；2008年北京奧運(yùn)會，國家計(jì)劃將太陽能光伏發(fā)電融入奧運(yùn)建筑中，各奧運(yùn)建筑將大范圍采用太陽能等綠色能源利用技術(shù)，綠色能源的應(yīng)用正是綠色奧運(yùn)的具體體現(xiàn)；2005年2月28日第十屆全國人民代表大會常務(wù)委員會第十四次會議通過的《中華人民共和國可再生能源法》自2006年1月1日起正式施行，國家鼓勵(lì)可再生能源利用。我國光伏產(chǎn)業(yè)在滿足國內(nèi)市場需要和提高邊遠(yuǎn)無電地區(qū)人民的生活水平及特殊工業(yè)應(yīng)用中發(fā)揮了重要作用。1.5本文主要研究的內(nèi)容本設(shè)計(jì)的目標(biāo)是設(shè)計(jì)一種多功能供電車，其性能參數(shù)與所選底盤車接近。設(shè)計(jì)過程安排如下：（1）二類底盤的選擇；（2）太陽能光伏發(fā)電；（3）太陽能電池舉升機(jī)構(gòu)的選擇與設(shè)計(jì)計(jì)算；（4）柴油機(jī)發(fā)電機(jī)組的選擇；（5）車廂中的各類裝置的布置。第2章二類底盤的選擇2.1總體主要參數(shù)的確定2.1.1尺寸參數(shù)的確定供電車車都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。只有整車的高度由于舉升機(jī)構(gòu)高于車頭的頂部，所以整車的高度會有所增加。2.1.2整車整備質(zhì)量整車整備質(zhì)量是指專用汽車帶有全部工作裝置及底盤所有的附屬設(shè)備，加滿油和水，但未載人和載貨時(shí)整車質(zhì)量。參考同類供電車的整車整備質(zhì)量m0，在此基礎(chǔ)上在增加工作裝置的質(zhì)量，便可估算供電車的整車整備質(zhì)量m0。供電車的整車整備質(zhì)量約為：kg2.1.3總質(zhì)量所謂總質(zhì)量是指專用汽車整備齊全，滿載（規(guī)定值）貨物及乘員時(shí)的質(zhì)量?？傎|(zhì)量計(jì)算公式為：kg式中mp——乘員質(zhì)量（kg），按每人65kg計(jì)。2.2底盤的選擇根據(jù)我國目前生產(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)。在汽車底盤選型方面，一般應(yīng)滿足下述要求：（1）適用性對于專用改裝車底盤應(yīng)適用于專用汽車特殊功能的要求，并以此為主要目標(biāo)進(jìn)行改裝造型設(shè)計(jì)。（2）可靠性所選用汽車底盤要求工作可靠，出現(xiàn)故障的幾率少，零部件要有足夠的強(qiáng)度和壽命。且同一車型各總成零部件的壽命應(yīng)趨于平衡。（3）先進(jìn)性應(yīng)使用整車在動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、操縱穩(wěn)定性、行駛平順性及通過性等基本性能指標(biāo)和功能方面達(dá)到同類車型的先進(jìn)水平的汽車底盤。而且在專用性能上要滿足國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的要求。（4）方便性所選用的底盤要求便于安裝、檢查保養(yǎng)和維修，處理好結(jié)構(gòu)緊湊與裝配調(diào)試空間合理的矛盾。在選用底盤時(shí)，除了上述因素外，還有以下兩個(gè)和重要的方面，一是汽車底盤價(jià)格，它是專用汽車購置成本中很大的部分，一定要考慮到用戶可以接受。這也涉及到專用汽車產(chǎn)品能否很快的占有市場，企業(yè)能否增加效益問題。二是汽車底盤供貨要有來源，所選用的底盤在市場上必須具有一定的保有量。考慮到要求供電車能在高原等野外惡劣的環(huán)境正常工作，所以選擇軍用底盤比較合適。東風(fēng)、解放以及紅巖等品牌中，東風(fēng)公司的軍用底盤市場中占有率較大，評價(jià)較高。東風(fēng)汽車公司3.5噸級6×6越野汽車分為長頭駕駛室和平頭駕駛室兩大系列。長頭駕駛室系列主要車型有EQ2100E(EQ245)、EQ2100E6D、EQ2100E6DY等車型。平頭駕駛室系列主要車型有EQ2102、EQ2102G等車型。EQ2100E車型是東風(fēng)汽車公司最早的3.5噸級6×6汽油越野汽車，現(xiàn)已停產(chǎn)，被柴油機(jī)EQ2100E6D車型取代。EQ2100E6D車型是以EQ2100E車型為基礎(chǔ)，換裝上康明斯6BT5.9增壓柴油機(jī)、外徑350單片螺旋彈簧離合器，其它系統(tǒng)相應(yīng)改進(jìn)設(shè)計(jì)的新一代長頭駕駛室3.5噸級越野汽車；EQ2102車型是部隊(duì)裝備的第二代3.5噸級越野汽車，采用許多新型總成部件，整車雄壯、威武，體現(xiàn)了軍車的特點(diǎn)。主要總成包括康明斯6B5.9增壓柴油機(jī)，該發(fā)動(dòng)機(jī)具有良好的低溫起動(dòng)性能，不使用輔助裝置可在零下12度以上起動(dòng)，采用PTC電熱陶瓷冷起動(dòng)裝置，可在零下40度順利起動(dòng)。該車型裝備有遠(yuǎn)距離液壓氣動(dòng)助力操縱的外徑350單片離合器、五檔變速器、高低檔兩檔分動(dòng)器、前中后橋三橋驅(qū)動(dòng)、引進(jìn)TRW公司技術(shù)生產(chǎn)的整體式動(dòng)力轉(zhuǎn)向器、與日產(chǎn)柴公司聯(lián)合開發(fā)的平頭雙排四門五座駕駛室、東風(fēng)金獅輪胎公司研制的12.5R20子午線混合花紋加寬型越野輪胎、內(nèi)長4270mm高欄板車箱。根據(jù)部隊(duì)的需求，以EQ2102車型為基礎(chǔ)，換裝平頭一排帶臥二門駕駛室和內(nèi)長4800mm車箱而開發(fā)的EQ2102G車型，主要用于滿足特殊用戶的改裝需要。表2=1主要特征車型EQ2100E6DEQ2102EQ2102G車型主要特征長頭駕駛室、循環(huán)球轉(zhuǎn)向器平頭雙排駕駛室、動(dòng)力轉(zhuǎn)向器平頭—排半駕駛室、動(dòng)力轉(zhuǎn)向器目前市場上平頭式的要比長頭式的銷售好，并且考慮到工作人員大于2人，駕駛室里最好能容納4人，所以參照表2-1中的3種底盤的主要特征，選擇EQ2102底盤。2.3底盤的主要參數(shù)底盤主要參數(shù)如表2-2。表2-2底盤主要參數(shù)車型EQ2102車型主要特征平頭雙排駕駛室、動(dòng)力轉(zhuǎn)向器空載整備質(zhì)量5480kg空載前軸軸載質(zhì)量3165kg空載后軸軸載質(zhì)量2675kg允許最大總質(zhì)量10940kg允許前軸最大軸載質(zhì)量3660kg允許后軸最大軸載質(zhì)量8000kg鋼板彈簧剛度前1972±143.5N/mm鋼板彈簧剛度后4856±392N/mm外形總長7586mm外形總寬2198mm（續(xù)）外形總高2740mm軸距—前中3475mm軸距—中后1250mm前懸1408mm后懸1453mm后輪胎最外尺寸2198mm車架外寬861mm車架可用長度4402mm質(zhì)心位置（距前軸中心）1880mm重心高度880mm2.4本章小結(jié)本章主要進(jìn)行多功能供電車底盤的選型。首先根據(jù)所需底盤的主要設(shè)計(jì)參數(shù)查詢各牌號對應(yīng)的底盤，如東風(fēng)、解放以及紅巖等；然后將現(xiàn)有滿足設(shè)計(jì)參數(shù)要求的各種底盤進(jìn)行對比，通過比較他們各方面因素選擇比較適用的底盤；綜合各方面情況最后選用東風(fēng)EQ2102底盤作為本次供電車的底盤。

第3章車廂和副車架的設(shè)計(jì)3.1車廂的設(shè)計(jì)3.1.1車廂的參數(shù)車廂是實(shí)現(xiàn)該車功能所需儀器、設(shè)備、工具的載體。采用鋁合金大板方艙開式結(jié)構(gòu)。車廂壁板采用加筋大板夾層結(jié)構(gòu)，框架采用鋁合金型材，蒙皮采用鋁合金板材，隔熱層采用硬質(zhì)聚胺脂泡沫板。廂體外形尺寸為4400mm×2400mm×1950mm,左右兩側(cè)采用翻板結(jié)構(gòu)，左側(cè)設(shè)計(jì)兩副上翻板，尺寸為1237mm×772mm，右側(cè)與左側(cè)相同。為了上、下的方便，在門處設(shè)有專用抽拉梯。為了便于采光，車廂左右側(cè)各布置兩個(gè)側(cè)窗，均為活動(dòng)窗并安裝卷簾式防空窗簾?？紤]到發(fā)電裝置的通風(fēng)散熱問題，在廂體前壁下部開一個(gè)換氣口。電站的布線采用布線槽，置于頂板四周，并考慮到維修方便，設(shè)計(jì)為活動(dòng)蓋板式。車廂后壁外平面與汽車底盤牽引鉤平齊。車廂內(nèi)壁選用乳白色醇酸磁漆。車廂內(nèi)、外布置有滅火器，以滿足防火安全性要求。車廂內(nèi)部兩側(cè)設(shè)有工作臺，右工作臺由前至后依次存放的有軍用背囊、電工服、五個(gè)移動(dòng)電纜盤；左工作臺由前至后依次存放的有各種附屬油、電工工具箱、防爆應(yīng)急工作燈、固定式電纜盤等。3.1.2配電系統(tǒng)整車電氣系統(tǒng)主要由控制柜、凈化電源、車內(nèi)照明、電纜和分線盒等組成。電機(jī)組安裝在底盤車后部。凈化電源安裝在車廂內(nèi)左側(cè)前方,主要用于改善供電品質(zhì),包含功率為1KW的24V/220V逆變器。車廂頂部共有6盞長方形高效熒光燈,其中1盞值班燈,解決車廂內(nèi)部照明的問題。500m電纜、分線盒供遠(yuǎn)距離定點(diǎn)供電。車廂外部左側(cè)前方下部外接線盒,用于電源的輸入、輸出。3.1.3通訊設(shè)備駕駛室與車廂內(nèi)裝有有線對講機(jī)等通信設(shè)備。3.1.4防護(hù)車廂外部可根據(jù)用戶要求噴相應(yīng)的漆。底盤縱梁以下噴黑色面漆。3.1.5工作臺設(shè)計(jì)金屬骨架結(jié)構(gòu)，骨架顏色采用乳白色；臺面采用25mm厚高密度板，上鋪3mm厚綠色耐油橡膠板,不銹鋼包邊；外形尺寸為650mm×860mm；抽屜、鎖選型美觀大方，安置位置適中，工具箱固定可靠，使用方便。3.1.6生命支持系統(tǒng)及其它輔助設(shè)備生命支持系統(tǒng)是運(yùn)用變壓吸附技術(shù)，在常溫下直接從空氣中分離出高濃度氧氣的機(jī)電一體化的制氧設(shè)備，專供高原使用，裝載在車輛上，提高空氣含氧量的一種制氧裝備。其它輔助設(shè)備及器材有:工兵鍬鎬、消防平斧、工兵錘、撬杠、風(fēng)扇、醫(yī)藥箱、易損件、隨車附件等。3.2副車架設(shè)計(jì)副車架采用框架式焊接結(jié)構(gòu)，由兩根縱梁、六根橫梁組成，縱梁、橫梁用Q345鋼板折制成槽形。考慮到橫梁受扭力大，將橫梁設(shè)計(jì)成整體式?？v、橫梁間采用T506焊條焊接，整體重量輕、強(qiáng)度高。副車架縱梁與汽車底盤加厚度為20mm的傳動(dòng)橡膠帶，作為減振。副車架與車廂用均布的M10高強(qiáng)度螺栓連接，使車廂與副車架整體受力均勻，連接可靠。3.3本章小結(jié)本章主要內(nèi)容是車廂的布置及副車架的選擇。根據(jù)二類底盤的車架確定了車廂的尺寸。副車架采用框架式焊接結(jié)構(gòu)，由兩根縱梁、六根橫梁組成。確定了部分輔助設(shè)備的類型及其布置。第4章太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)4.1太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用太陽能電池的光伏效應(yīng)，將太陽光輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能的一種新型發(fā)電系統(tǒng)。一套基本的光伏發(fā)電系統(tǒng)一般是由太陽能電池板、太陽能控制器、逆變器和蓄電池（組）構(gòu)成。太陽能電池板：太陽能電池板是太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中的核心部分，其作用是將太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能，供負(fù)載使用或存貯于蓄電池內(nèi)備用。太陽能控制器：太陽能控制器的基本作用是為蓄電池提供最佳的充電電流和電壓，快速、平穩(wěn)、高效的為蓄電池充電，并在充電過程中減少損耗、盡量延長蓄電池的使用壽命；同時(shí)保護(hù)蓄電池，避免過充電和過放電現(xiàn)象的發(fā)生。如果用戶使用的是直流負(fù)載，通過太陽能控制器可以為負(fù)載提供穩(wěn)定的直流電（由于天氣的原因，太陽電池方陣發(fā)出的直流電的電壓和電流不是很穩(wěn)定）。逆變器：逆變器的作用就是將太陽能電池陣列和蓄電池提供的低壓直流電逆變成220伏交流電，供給交流負(fù)載使用。蓄電池（組）：蓄電池（組）的作用是將太陽能陣列發(fā)出的直流電直接儲存起來供負(fù)載使用。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，蓄電池處于浮充放電狀態(tài)，當(dāng)日照量大時(shí)，除了供給負(fù)載用電外，還對蓄電池充電；當(dāng)日照量小時(shí)，這部分儲存的能量將逐步放出。4.2太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的分類根據(jù)不同場合的需要，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)一般分為獨(dú)立供電的光伏發(fā)電系統(tǒng)、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)、混合型光伏發(fā)電系統(tǒng)三種。4.2.1獨(dú)立供電的光伏發(fā)電系統(tǒng)獨(dú)立供電的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)如圖4.1所示。整個(gè)獨(dú)立供電的光伏發(fā)電系統(tǒng)由太陽能電池板、蓄電池、控制器、逆變器組成。太陽能電池板作為系統(tǒng)中的核心部分，其作用是將太陽能直接轉(zhuǎn)換為直流形式的電能，一般只在白天有太陽光照的情況下輸出能量。根據(jù)負(fù)載的需要，系統(tǒng)一般選用鉛酸蓄電池作為儲能環(huán)節(jié)，當(dāng)發(fā)電量大于負(fù)載時(shí)，太陽能電池通過充電器對蓄電池充電;當(dāng)發(fā)電量不足時(shí)，太陽能電池和蓄電池同時(shí)對負(fù)載供電。控制器一般由充電電路、放電電路和最大功率點(diǎn)跟蹤控制組成。逆變器的作用是將直流電轉(zhuǎn)換為與交流負(fù)載同相的交流電。太陽能電池板DC/DC太陽能電池板DC/DC蓄電池直流負(fù)載控制器逆變器交流負(fù)載4.2.2并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)太陽能電池板太陽能電池板DC/DC逆變器電網(wǎng)交流負(fù)載控制器圖4-2并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)如圖4.2所示，光伏發(fā)電系統(tǒng)直接與電網(wǎng)連接，其中逆變器起很重要的作用，要求具有與電網(wǎng)連接的功能。目前常用的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)具有兩種結(jié)構(gòu)形式，其不同之處在于是否帶有蓄電池作為儲能環(huán)節(jié)。帶有蓄電池環(huán)節(jié)的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)稱為可調(diào)度式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，由于此系統(tǒng)中逆變器配有主開關(guān)和重要負(fù)載開關(guān)，使得系統(tǒng)具有不間斷電源的作用，這對于一些重要負(fù)荷甚至某些家庭用戶來說具有重要意義；此外，該系統(tǒng)還可以充當(dāng)功率調(diào)節(jié)器的作用，穩(wěn)定電網(wǎng)電壓、抵消有害的高次諧波分量從而提高電能質(zhì)量。不帶有蓄電池環(huán)節(jié)的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)稱為不可調(diào)度式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，在此系統(tǒng)中，并網(wǎng)逆變器將太陽能電池板產(chǎn)生的直流電能轉(zhuǎn)化為和電網(wǎng)電壓同頻、同相的交流電能，當(dāng)主電網(wǎng)斷電時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)停止向電網(wǎng)供電。當(dāng)有日照照射、光伏系統(tǒng)所產(chǎn)生的交流電能超過負(fù)載所需時(shí)，多余的部分將送往電網(wǎng)；夜間當(dāng)負(fù)載所需電能超過光伏系統(tǒng)產(chǎn)生的交流電能時(shí)，電網(wǎng)自動(dòng)向負(fù)載補(bǔ)充電能。4.2.3混合型光伏發(fā)電系統(tǒng)太陽能電池板主開關(guān)發(fā)電機(jī)組控制器電池板直流負(fù)載交流負(fù)載太陽能電池板主開關(guān)發(fā)電機(jī)組控制器電池板直流負(fù)載交流負(fù)載逆變器電池板蓄電池電池板圖4.3為混合型光伏發(fā)電系統(tǒng)，它區(qū)別于以上兩個(gè)系統(tǒng)之處是增加了一臺備用發(fā)電機(jī)組，當(dāng)光伏陣列發(fā)電不足或蓄電池儲量不足時(shí)，可以啟動(dòng)備用發(fā)電機(jī)組，它既可以直接給交流負(fù)載供電，又可以經(jīng)整流器后給蓄電池充電，所以稱為混合型光伏發(fā)電系統(tǒng)。本次設(shè)計(jì)就采用此系統(tǒng)。4.3太陽能光伏電池的原理太陽能光伏電池表面有一層金屬薄膜似的半導(dǎo)體薄片，當(dāng)太陽光照射時(shí)，薄片的另一側(cè)和金屬薄膜之間將產(chǎn)生一定的電壓，這一現(xiàn)象稱為光伏效應(yīng)。太陽能光伏電池正是一種利用光伏效應(yīng)直接將光能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。對于半導(dǎo)體P一N結(jié)，光伏效應(yīng)更明顯，因此，太陽能光伏電池都是由半導(dǎo)體構(gòu)成的。下面以硅半導(dǎo)體為例，對太陽能光伏電池的工作原理加以說明。當(dāng)N型硅和P型硅結(jié)合時(shí)，N型區(qū)的電子擴(kuò)散到P型區(qū)，P型區(qū)的空穴擴(kuò)散到N型區(qū)，此時(shí)，N型帶正電，P型帶負(fù)電，在硅半導(dǎo)體內(nèi)部產(chǎn)生電場。當(dāng)太陽光照在半導(dǎo)體P一N結(jié)上時(shí)，形成新的空穴一電子對，在P一N結(jié)電場的作用下，空穴由N型區(qū)流向P型區(qū)，電子由P型區(qū)流向N型區(qū)，當(dāng)接通電路后就形成電流。這就是光電效應(yīng)太陽能光伏電池的工作原理，如圖4-4所示。電子電子空穴N型半導(dǎo)體P型半導(dǎo)體a太陽能半導(dǎo)體晶片太陽光太陽光b晶片受太陽光照射過程中帶正電的空穴向P型半導(dǎo)體區(qū)移動(dòng)帶負(fù)電的電子向N型半導(dǎo)體區(qū)移動(dòng)太陽光太陽光c晶片受太陽光照射以后電子從N區(qū)負(fù)電極流出負(fù)電，空穴從P區(qū)正電極流出正電圖4-4太陽能光伏電池工作原理圖將太陽能光伏電池單元進(jìn)行串、并聯(lián)并封裝后就成為太陽能光伏電池組件，其功率可達(dá)幾瓦、幾十瓦甚至上百瓦，若干太陽能光伏電池組件按需要進(jìn)行串、并聯(lián)后形成太陽能光伏電池陣列。4.4太陽能光伏電池的分類一個(gè)太陽能光伏電池最重要的部分是半導(dǎo)體材料層，即用來產(chǎn)生電流的部分。目前，有許多材料可以用來做太陽能光伏電池的半導(dǎo)體層，但是能產(chǎn)生高能量轉(zhuǎn)換效率的光伏材料并不多。全世界應(yīng)用和研究的光伏材料主要包括單晶硅、多晶硅、砷化稼晶體材料以及非晶硅、磅化錫等薄膜材料。從對太陽能光吸收效率、能量轉(zhuǎn)換效率、制造技術(shù)的成熟與否以及制造成本等多個(gè)因素來看，每種光伏材料各有其有缺點(diǎn)。4.4.1單晶硅太陽能光伏電池硅系列太陽能光伏電池中，單晶硅太陽能光伏電池轉(zhuǎn)換效率最高，技術(shù)最成熟（一般都采用表面織構(gòu)化、發(fā)射區(qū)鈍化、分區(qū)摻雜等技術(shù)），使用壽命也最長。但是，由于受單晶硅太陽能光伏電池材料價(jià)格及相應(yīng)的繁瑣的電池工藝的影響，使得單晶硅成本價(jià)格居高不下，并且要想大幅度降低其成本是非常困難的。4.4.2非晶硅薄膜太陽能光伏電池由于非晶硅薄膜太陽能光伏電池資源豐富、制造過程簡單并且成本低，便于大規(guī)模生產(chǎn)，普遍受到人們的重視并得到迅速發(fā)展，但是與晶體硅太陽能光伏電池相比光電轉(zhuǎn)換效率較低，穩(wěn)定性較差。4.4.3多晶硅薄膜太陽能光伏電池通常的晶體硅太陽能電池是在厚度350~450pm的高質(zhì)量硅片上制成的，為了節(jié)省材料，人們采用化學(xué)氣相沉積法制備多晶硅薄膜電池，通常先用低壓化學(xué)氣相沉積在襯底上沉積一層較薄的非晶硅層，再將這層非晶硅層退火，得到較大的晶粒，然后再在這層籽晶上沉積厚的多晶硅薄膜，因此，再結(jié)晶技術(shù)無疑是很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，另外還采用了幾乎所有制備單晶硅太陽能電池的技術(shù)，這樣制得的太陽能電池轉(zhuǎn)換效率明顯提高。多晶硅薄膜電池由于所使用的硅遠(yuǎn)較單晶硅少，無效率衰退問題，并且還有可能在廉價(jià)襯底材料上制備，其成本價(jià)格遠(yuǎn)低于單晶硅電池，而效率又高于非晶硅薄膜電池，因此，多晶硅薄膜電池不久將會在太陽能光伏電池市場上占據(jù)主導(dǎo)地位。4.5光伏發(fā)電系統(tǒng)的計(jì)算本設(shè)計(jì)采用JMD型光伏電池板，其單板的電氣參數(shù)如表4-1所示：表4-1JMD型光伏電池板單板的電氣參數(shù)電器特性規(guī)格額定輸出最大功率（WP）12.2W額定電流(A)0.709A額定電壓(V)17.2V開路電壓(V)19V第7章基本性能參數(shù)計(jì)算專用汽車性能參數(shù)計(jì)算是總體設(shè)計(jì)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。7.1多功能供電車整車參數(shù)表7-1多功能供電車部分整車參數(shù)名稱符號數(shù)值與單位發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率118KW發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速2800r/min發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩546Nm發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速1500～1700r/min車輪動(dòng)力半徑0.580m車輪滾動(dòng)半徑0.574m主減速比6.602汽車列車迎風(fēng)面積15.51m2汽車列車總質(zhì)量(滿載)9000kg表7-2多功能供電車變速器速比擋位12345倒擋傳動(dòng)比6.6023.7432.1301.2971.0006.7057.2動(dòng)力性計(jì)算7.2.1發(fā)動(dòng)機(jī)外特性發(fā)動(dòng)機(jī)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（7-1）式中—發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩，（N·m）；—發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)速，（r/min）；、、—待定系數(shù)，由具體的外特性曲線決定；、、可由多種途徑獲得,下面是常用的兩種計(jì)算方法。（1）不知外特性曲線時(shí)，按經(jīng)驗(yàn)公式擬合外特性方程式如果沒有所要的發(fā)動(dòng)機(jī)外特性，可從發(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)，然后用下列經(jīng)驗(yàn)公式來描述發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性:（7-2）式中：——發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩（N·m）；——發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩時(shí)的轉(zhuǎn)速（r/min）；——發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出功率時(shí)的轉(zhuǎn)速（r/min）；——發(fā)動(dòng)機(jī)最大輸出功率時(shí)的轉(zhuǎn)矩（N·m），。由公式（7-1）和公式（7-2），可得（7.3）發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線是在室內(nèi)試驗(yàn)臺架上測量出來的，應(yīng)對臺架試驗(yàn)數(shù)據(jù)用修正系數(shù)進(jìn)行修正，才能得到發(fā)動(dòng)機(jī)的使用外特性。（2）已知外特性曲線時(shí)，根據(jù)外特性數(shù)值建立外特性方程式如果知道發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線時(shí)，則可利用拉格朗日三點(diǎn)插值法求出公式（7.1）中的待定系數(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:（7-4）將上式展開，按冪次高低合并，然后與（5-1）式比較系數(shù)，即可得三個(gè)待定系數(shù)為：（7-5）7.2.2汽車的行駛方程式多功能供電車在直線行駛時(shí)，驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力之間存在如下平衡關(guān)系：（7-6）式中：——驅(qū)動(dòng)力，（）；——滾動(dòng)阻力，（）；——坡道阻力，（）；——空氣阻力，（）；——加速阻力，（）。（1）驅(qū)動(dòng)Ft的計(jì)算多功能供電車在地面行駛時(shí)受到發(fā)動(dòng)機(jī)限制所能產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力與發(fā)動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的關(guān)系為：（7-7）式中——變速器某一擋的傳動(dòng)比；——主減速器傳動(dòng)比；——傳動(dòng)系統(tǒng)某一擋的機(jī)械效率；——驅(qū)動(dòng)輪的動(dòng)力半徑，（m）；——發(fā)動(dòng)機(jī)外特性修正系數(shù)。（2）滾動(dòng)阻力Ff的計(jì)算多功能供電車的滾動(dòng)阻力由下式計(jì)算：（7-8）式中——汽車的總質(zhì)量（Kg）；——道路坡度角（°）；——滾動(dòng)阻力系數(shù)。滾動(dòng)阻力系數(shù)取決于輪胎的結(jié)構(gòu)形式及氣壓、車輛的行駛速度、路面條件等因素。當(dāng)車速在km/h以下時(shí)，可取常數(shù)；當(dāng)車速超過km/h時(shí)，可用經(jīng)驗(yàn)公式來求得。（式中、、分別為常數(shù)項(xiàng)、比例系數(shù)、多功能供電車行駛的速度。）（3）坡道阻力Fi的計(jì)算多功能供電車上坡行駛時(shí)，整車重力沿坡道的分力為坡道阻力，其計(jì)算公式為：（7-9）（4）空氣阻力Fω的計(jì)算大量試驗(yàn)結(jié)果表明，汽車的空氣阻力與車速的平方成反比，即（7-10）式中——空氣阻力系數(shù)，高位自卸汽車可取為0.5～0.9；——迎風(fēng)面積（m2），可按估算，為輪距（m），為整車高度（m）。（5）加速阻力Fj的計(jì)算加速阻力是汽車加速行駛時(shí)所需克服的慣性阻力，有：（7-11）式中——汽車加速度（m/s2）；——汽車整備質(zhì)量（kg）；——傳統(tǒng)系統(tǒng)回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)。的計(jì)算公式為（7-12）式中——車輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kg·m2）；——發(fā)動(dòng)機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（kg·m2）；——車輪的滾動(dòng)半徑（m）。進(jìn)行動(dòng)力性計(jì)算時(shí)，若不知道、值，則可按下述經(jīng)驗(yàn)公式估算值：（7-13）式中。低擋時(shí)取上限，高檔時(shí)取下限。將式（7-7）、（7-8）、（7-9）、（7-10）、（7-11）及（7-1）代入式（7-6），換算后得（7-14）又因?yàn)椋?-15）將式（7-15）代入（7-14）并整理后，得：（7-16）式中：（7-17）7.2.3動(dòng)力性評價(jià)指標(biāo)的計(jì)算衡量汽車動(dòng)力性能的評價(jià)指標(biāo)有最高車速、最大爬坡度和加速性能。（1）最高車速vmax根據(jù)最高車速的定義，有,,，由式（7-16）可得：將式（7-8）代入上式，有：因所以令（7-18）又因,，可確定專用汽車的最高車速為：（7-19）（2）最大爬坡度imax當(dāng)汽車以最低擋穩(wěn)定速度爬坡時(shí)，有，為簡化，可設(shè)，則由式（7-16）可得：（7-20）對上式兩邊以為自變量求導(dǎo)，可得：（7-21）當(dāng)時(shí)，取最大值，此時(shí)有：代入式（7-20），可得：令（7-22）則：對上式進(jìn)行整理后可得：當(dāng)時(shí)，，但實(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。因此上式中應(yīng)取負(fù)號，又因，則上式可簡化為（7-23）由此可得到專用汽車的最大爬坡度，為：（7-24）（3）加速度amax專用車輛在水平路面上的加速度的計(jì)算公式如下：（7-25）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：得到極值點(diǎn)的車速：（7-26）將（7-26）式代入（7-25）式，可得專用汽車在該擋時(shí)的最大加速度為：（7-27）7.2.4多功能供電車整車動(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)表7-3動(dòng)力性計(jì)算需確定的有關(guān)系數(shù)名稱符號數(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)0.68滾動(dòng)阻力系數(shù)0.00430.000148表7-4質(zhì)量換算系數(shù)的計(jì)算結(jié)果擋位12345倒擋2.6741.5921.2441.1561.0962.465（2）確定發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線的數(shù)學(xué)方程由于沒有所要的發(fā)動(dòng)機(jī)外特性，故采用經(jīng)驗(yàn)公式擬合外特性方程式。將表5.1中相關(guān)數(shù)值代入公式（7.5），可得N·m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)A、B、C1、C2和D的值依據(jù)公式（7-17）和（7-18），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5-5所列。表7-5各檔位時(shí)的系數(shù)A、B、C1、C2和D的計(jì)算結(jié)果檔位1-0.22560.65650.1275-1028800.56422-0.58790.13440.9388-1042880.41273-0.10770.52760.5433-1042880.11894-0.36390.22540.3547-1042880.60325-0.12550.10890.2495-1042990.4756倒檔-0.17480.32660.1203-1042880.9588（4）計(jì)算多功能供電車的最高車速vmax將直接檔（第5檔位）、、、和值代入式（7-19），可得該高位自卸汽車的最高車速為km/h（5）計(jì)算最大坡度imax將最低檔（第一檔位）、、、的值代入式（7-22），可得：將E代入式（7-23），可得：多功能供電車的最大爬坡度為：（6）最大加速度amax將各檔的、、的值代入式（7-27）有：表7-6各檔的最大加速度檔位12345倒檔1.0731.0090.7590.5270.3511.0517.3燃油經(jīng)濟(jì)性計(jì)算專用汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性通常用車輛在水平的混凝土或?yàn)r青路面上，以經(jīng)濟(jì)車速滿載行駛的百公里油耗量來評價(jià)，也稱百公里油耗或等速百公里油耗，它可以根據(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)多功能供電車的行駛初速度開始，計(jì)算出相應(yīng)的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，有：(r/min)（7-28）然后計(jì)算出多功能供電車在該車速時(shí)的整車驅(qū)動(dòng)功率或發(fā)動(dòng)機(jī)的有效輸出功率（平坦路面上勻速行駛時(shí)，=0，=0）（KW）（7-29）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（g/kW·h），再利用下式計(jì)算百公里燃油消耗量（kg/100km）：(L/100km)（7-30）式中：——燃油的密度，（kg/L）。汽油可取=6.96N/L～7.15N/L；柴油可取=7.94N/L～8.13N/L。隨著車速的不同，各擋位燃油消耗量也不同，下面來計(jì)算一下多功能供電車在直接擋時(shí)經(jīng)濟(jì)速度（40～55km/h）下的燃油消耗量，代入式（7-28）得：r/min由公式（7-29）得：KW由式（7-30）得：kg/100km7.4多功能供電車穩(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，因此需對整車的靜態(tài)穩(wěn)定性重新進(jìn)行計(jì)算。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)多功能供電車的總布置基本完成后，即可對該車的質(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。初定前軸3660kg，后軸600kg，因前軸至后軸中心的距離是4725mm，則整車重心離前軸長為m，離后軸中心距離為m。重心離地高度估算為m。車輛的穩(wěn)態(tài)穩(wěn)定性是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(diǎn)(接地點(diǎn))，則車輛會發(fā)生翻傾。若整車的重力作用線正好通過支承點(diǎn)，則車輛處于臨界的傾翻狀態(tài)，此時(shí)的坡度角稱為最大傾翻穩(wěn)定角。另一方面，當(dāng)車輛停放在坡道或在坡道行駛時(shí)，若坡道阻力大于附著力時(shí)車輛由于附著力不足而向下滑移，同樣也會出現(xiàn)失穩(wěn)，其最大滑移角僅取決于車輪和路面間的附著系數(shù)，有：（7-31）根據(jù)廂式貨車側(cè)向穩(wěn)定的臨界狀態(tài)，有（7-32）式中B——輪距（m）；——車廂臨界側(cè)傾角。由于側(cè)翻是一種危險(xiǎn)的失穩(wěn)工況，因此，為避免側(cè)翻，依據(jù)測滑先于側(cè)翻的條件有：（7-33）取多功能供電車輪胎和普通混凝土路面間的橫向附著系數(shù)=0.7，則專用汽車的最大側(cè)傾穩(wěn)定角不小于。同理，可以推出專用汽車縱向穩(wěn)定條件：（1）若，則上坡時(shí)易后翻，有：（7-34）（2）若，則下坡時(shí)易于前翻，有：（7-35）由公式（7-32）、（7-33）可知所以多功能供電車的橫向穩(wěn)定性能夠保證。因，則上坡時(shí)易于后翻，由公式（7-34）可知所以多功能供電車的縱向穩(wěn)定性得到保證。7.5本章小結(jié)對設(shè)計(jì)完成后的整車進(jìn)行其整車性能計(jì)算分析是必不可少的步驟，分析后結(jié)果決定整個(gè)設(shè)計(jì)的成功與否。本章分別從整車動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性、行駛穩(wěn)定性等幾個(gè)方面，對多功能供電車進(jìn)行了合理性的性能計(jì)算分析。從計(jì)算分析的結(jié)果可以看出，該設(shè)計(jì)方案滿足各方面的性能要求。

結(jié)論多功能供電車是專用汽車的一種，在現(xiàn)代生活生產(chǎn)中的應(yīng)用日趨廣泛，它主要用于野外或應(yīng)急供電等場所。因此，對多功能供電車設(shè)計(jì)就顯得非常有必要。本次設(shè)計(jì)的多功能供電車裝備有太陽能電池板舉升機(jī)構(gòu)、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)和柴油發(fā)電機(jī)組發(fā)電裝置。太陽能電池板舉升機(jī)構(gòu)主要用于將太陽能電池板按預(yù)定的要求舉升到一定高度（本設(shè)計(jì)中定為2000mm）；太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)和柴油發(fā)電機(jī)組發(fā)電裝置主要用于供電，并將電能存儲在大型蓄電池中，供需要時(shí)使用。通過多方面查找資料并結(jié)合專用車輛設(shè)計(jì)要求，先后完成了以下工作：首先對多功能供電車設(shè)計(jì)的主要部分，包括二類底盤、副車架、太陽能發(fā)電系統(tǒng)、太陽能電池板舉升機(jī)構(gòu)和內(nèi)燃機(jī)發(fā)電裝置作了相應(yīng)的方案設(shè)計(jì)與分析，確定最終選擇方案。然后完成了各工作系統(tǒng)、裝置主要組成部分的計(jì)算分析并校核。對多功能供電車的相關(guān)輔助裝置作了簡要設(shè)計(jì)。最后從整體上對多功能供電車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性作出相應(yīng)的分析計(jì)算，驗(yàn)證了所設(shè)計(jì)整車的可行性和正確性。多功能供電車設(shè)計(jì)理論部分雖然完成了，但還需要進(jìn)行實(shí)際的應(yīng)用檢驗(yàn)。

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致謝值此設(shè)計(jì)完成之際，謹(jǐn)向所有指導(dǎo)、關(guān)心和幫助過我的老師、同學(xué)和親人表達(dá)我內(nèi)心由衷的感激之情。首先，我要衷心感謝我的導(dǎo)師劉海波老師。從畢業(yè)設(shè)計(jì)的最初選題，課題研究及最終定稿都是在導(dǎo)師劉海波老師的悉心指導(dǎo)下完成的。在整個(gè)畢業(yè)設(shè)計(jì)工作期間，劉老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、淵博的知識以及誨人不倦的精神給我留下了深刻的印象，讓我受益匪淺。我取得的每一個(gè)進(jìn)步，都離不開劉老師的指導(dǎo)。其次，我還要感謝我的家人在生活和學(xué)習(xí)上給予我的支持和鼓勵(lì)，他們做好了一切需要的后勤保障工作，使得我得以順利完成學(xué)業(yè)和畢業(yè)設(shè)計(jì)工作。再過幾個(gè)月我們就要離開這個(gè)學(xué)習(xí)、生活了四年的校園了，同時(shí)自已也將告別學(xué)生時(shí)代。畢業(yè)設(shè)計(jì)可以說是我最后一次向老師們學(xué)習(xí)的機(jī)會了，也正是因?yàn)槔蠋煹慕虒?dǎo)，設(shè)計(jì)才得以完成。畢業(yè)設(shè)計(jì)雖已完成了，但由于知識水平的局限，實(shí)際經(jīng)驗(yàn)缺乏，設(shè)計(jì)還存在許多不足，有很多地方需要改進(jìn)。對于這些不足，我會在今后的工作、生活中努力去改正，并利用自已所學(xué)到的知識，為社會作更多的貢獻(xiàn)，成為一個(gè)對社會有用的人。

附錄汽車用的燃料是汽油和柴油等，它們都是從石油中提煉出來的。然而，石油這種礦物燃料是不能再生的，用一點(diǎn)就少一點(diǎn)，總有一天要用完。據(jù)科學(xué)家們預(yù)計(jì)，目前世界上已探明的石油儲量將于2020年左右被采盡。因此，汽車將會出現(xiàn)挨受“饑餓”的危險(xiǎn)，人類將面臨著能源的挑戰(zhàn)。從另一方面來說，石油本身就是一種寶貴的化工原料，可以用來制造塑料、合成橡膠和合成纖維等。把石油作為燃料燒掉了，不但十分可惜，而且還污染了人類賴以生存的環(huán)境。解決這個(gè)難題的唯一可行辦法，就是加緊開發(fā)新能源。而太陽能就是這些新開發(fā)能源中的佼佼者。金焰四射的太陽，其表面是一片烈焰翻騰的火海，溫度為6000℃左右。在太陽內(nèi)部，溫度高達(dá)兩千萬度以上。所以，太陽能一刻不停地發(fā)出大量的光和熱，為人類送來光明和溫暖，它也成了取之不盡、用之不竭的能源聚寶盆。將太陽光變成電能，是利用太陽能的一條重要途徑。人們早在本世紀(jì)50年代就制成了第一個(gè)光電池。將光電池裝在汽車上，用它將太陽光不斷地變成電能，使汽車開動(dòng)起來。這種汽車就是新興起的太陽能汽車。你看，在太陽能汽車上裝有密密麻麻像蜂窩一樣的裝置，它就是太陽能電池板。平常我們看到的人造衛(wèi)星上的鐵翅膀，也是一種供衛(wèi)星用電的太陽能電池板。太陽能電池依據(jù)所用半導(dǎo)體材料不同，通常分為硅電池、硫化鎘電池、砷化鎵電池等，其中最常用的是硅太陽能電池。硅太陽能電池有圓形的、半圓形的和長方形的等幾種。在電池上有像紙一樣薄的小硅片。在硅片的一面均勻地?fù)竭M(jìn)一些硼，另一面摻入一些磷，并在硅片的兩面裝上電極，它就能將光能變成電能。在“利比特布利克二號太陽能汽車頂上，有一個(gè)圓弧形的太陽能電池板，板上整齊地排列著許多太陽能電池。這些太陽能電池在陽光的照射下，電極之間產(chǎn)生電動(dòng)勢，然后通過連接兩個(gè)電極的導(dǎo)線，就會有電流輸出。通常，硅太陽能電池能把10%～15%的太陽能轉(zhuǎn)變成電能。它既使用方便，經(jīng)久耐用，又很干凈，不污染環(huán)境，是比較理想的一種電源。只是光電轉(zhuǎn)換的比率小了一些。近年來，美國已研制成光電轉(zhuǎn)換率達(dá)35%的高性能太陽能電池。澳大利亞用激光技術(shù)制成的太陽能電池，其光電轉(zhuǎn)換率達(dá)24.2%，而且成本與柴油發(fā)電相當(dāng)。這些都為光電池在汽車上的應(yīng)用開辟了廣闊的前景。早期的太陽能汽車是在墨西哥制成的。這種汽車，外形像一輛三輪摩托車，在車頂上架有一個(gè)裝太陽能電池的大棚。在陽光照射下，太陽能電池供給汽車電能，使汽車的速度達(dá)到每小時(shí)40公里，由于這輛汽車每天所獲得的電能只能行40分鐘，所以它還不能跑遠(yuǎn)路。1984年9月，我國首次研制的“太陽號”太陽能汽車試驗(yàn)成功，并開進(jìn)了北京中南海的勤政殿，向中央領(lǐng)導(dǎo)報(bào)喜。這也表明了我國在研制新型汽車方面已達(dá)到世界先進(jìn)水平。陽能汽車不僅節(jié)省能源，消除了燃料廢氣的污染，而且即使在高速行駛時(shí)噪音也很小。因此，太陽能汽車已引起人們的極大興趣，并將在今后得到迅速的發(fā)展。

appendixAutomobileusegasolineanddieselfuelisetc,theyallfromoilextracted.However,oilthisfossilfuelsisnotrenewable,withabitless,somedaytorunout.Accordingtoscientistsexpected,astheworld'sprovenoilreserveswillwasadoptedin2020aboutcompletely.Therefore,carwillappearmid-1960s-untilsuffer"hungry"danger,humanswillconfrontingenergychallenge.Ontheotherhand,oilitselfisakindofpreciouschemicalrawmaterials,canbeusedtomakeplastics,syntheticrubberandsyntheticfiberetc.Useoilasafuelburnedout,notonlythegreatpity,butalsopollutethehumansurvivalenvironment.Tosolvethisproblem,theonlyfeasiblemethodsistointensifythedevelopmentofnewenergy.Andthesolarenergyisthatthesenewenergydevelopmentofoutstandingperson.JinYanradiantsun,itssurfaceisablazeofglorytempestuousinferno,temperatureis6,000℃around.Inthesolarinterior,temperaturesashighas20degrees.So,solarkeepsmomentlygroundsentlotoflightandheat,lightandwarmthbroughtformankind,italsobecameinexhaustibleandinexhaustibleenergymudu.Willthesunintoelectricalenergy,isanimportantwayofutilizingsolarenergy.Peopleinearlyinthe1950swasmadefirstsi-basedones.Willthecarwithsi-basedones,useitwillconstantlyintoelectricalenergy,thesunthatcarstartedup.Thiscaristhenewpopularityofsolarcars.Yousee,insolarcarsequippedwithdenselikehoneycombthesamedevice,itisthesolarpanels.Usuallyweseethesatelliteirononthewings,isalsoakindofelectricityforsatellitethesolarpanels.Solarcellsusedinsemiconductormaterialsaccordingtodifferent,usuallyconsistofsiliconbattery,thebattery,cadmiumsulphidegaasbatteriesetc,amongwhichthemostcommonlyusedissiliconsolarbattery.Siliconsolarbatteryhasroundedrectangle,semicircularandwaitforafewkinds.Inthebatteryhaspaperthinsmallsilicon.Insiliconsideevenlymixedintosomeoftheboron,phosphorus,andsomeothermixinginwafersidesmountelectrodes,itwillbelightintoelectricalenergy.In"thelevitesgramsno.2bitscloth,thereisasolarcartopofsolarpanels,circularplateonneatlyarrangedinmanysolarbattery.Thesesolarcellsinthesunshine,electrode,andthenthroughtheelectromotiveforceoccursbetweenthewiresconnectingtwoelectrodes,canhavecurrentoutput.Usually,siliconsolarbatterycanbring10%~15%ofsolartransformedintoelectricalenergy.Itiseasytouse,durable,andveryclean,nopollution,isarelativelyidealpowersupply.Justphotoelectricconversionratioofsmallafew.Inrecentyears,theU.S.hasdevelopedintoaphotoelectricconversionof35%ofhigh-performancesolarcells.Australiawithlasertechnologytoproducesolarbattery,thephotoelectricconversionofinnovation,andthecostanddieselgeneratingquite.Allofthesesi-basedonesinautomotiveapplicationsopenedupabroadprospect.TheearlysolarcarismadeinMexico.Thiscarthatisshapedlikeathree-wheeledmotorcycle,intheroofiscrossedbyapackofsolarcelltrellis.Inthesunlight,solarbatterysupplyautoelectricenergy,thatthecarspeedperhour40kilometers,becausethecareverydaygetelectricitycanonlydo40minutes,soitcan'trunfar.InSeptember1984,China'sfirstdeveloped"sunmaru"solarcartrialsaresuccessful,andwentintothefarQinZhengDian,theBeijingnewstothecentralleadership.Italsoshowsthatourcountryinthedevelopmentofanewcarhasreachedtheadvancedworldlevel.Solarcarnotonlysaveenergy,eliminatethefuelgaspollution,andevenatahighspeednoisealsoisverysmall.Therefore,solarcarhasarousedpeople'sgreatinterest,andwillinthefutureofrapiddevelopment基于C8051F單片機(jī)直流電動(dòng)機(jī)反饋控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的嵌入式Web服務(wù)器的研究MOTOROLA單片機(jī)MC68HC（8）05PV8/A內(nèi)嵌EEPROM的工藝和制程方法及對良率的影響研究基于模糊控制的電阻釬焊單片機(jī)溫度控制系統(tǒng)的研制基于MCS-51系列單片機(jī)的通用控制模塊的研究基于單片機(jī)實(shí)現(xiàn)的供暖系統(tǒng)最佳啟停自校正（STR）調(diào)節(jié)器單片機(jī)控制的二級倒立擺系統(tǒng)的研究基于增強(qiáng)型51系列單片機(jī)的TCP/IP協(xié)議棧的實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的蓄電池自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)基于32位嵌入式單片機(jī)系統(tǒng)的圖像采集與處理技術(shù)的研究基于單片機(jī)的作物營養(yǎng)診斷專家系統(tǒng)的研究基于單片機(jī)的交流伺服電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)研究與開發(fā)基于單片機(jī)的泵管內(nèi)壁硬度測試儀的研制基于單片機(jī)的自動(dòng)找平控制系統(tǒng)研究基于C8051F040單片機(jī)的嵌入式系統(tǒng)開發(fā)基于單片機(jī)的液壓動(dòng)力系統(tǒng)狀態(tài)監(jiān)測儀開發(fā)模糊Smith智能控制方法的研究及其單片機(jī)實(shí)現(xiàn)一種基于單片機(jī)的軸快流CO〈,2〉激光器的手持控制面板的研制基于雙單片機(jī)沖床數(shù)控系統(tǒng)的研究基于CYGNAL單片機(jī)的在線間歇式濁度儀的研制基于單片機(jī)的噴油泵試驗(yàn)臺控制器的研制基于單片機(jī)的軟起動(dòng)器的研究和設(shè)計(jì)基于單片機(jī)控制的高速快走絲電火花線切割機(jī)床短循環(huán)走絲方式研究基于單片機(jī)的機(jī)電產(chǎn)品控制系統(tǒng)開發(fā)基于PIC單片機(jī)的智能手機(jī)充電器基于單片機(jī)的實(shí)時(shí)內(nèi)核設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究基于單片機(jī)的遠(yuǎn)程抄表系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究基于單片機(jī)的煙氣二氧化硫濃度檢測儀的研制基于微型光譜儀的單片機(jī)系統(tǒng)單片機(jī)系統(tǒng)軟件構(gòu)件開發(fā)的技術(shù)研究基于單片機(jī)的液體點(diǎn)滴速度自動(dòng)檢測儀的研制基于單片機(jī)系統(tǒng)的多功能溫度測量儀的研制基于PIC單片機(jī)的電能采集終端的設(shè)計(jì)和應(yīng)用基于單片機(jī)的光纖光柵解調(diào)儀的研制氣壓式線性摩擦焊機(jī)單片機(jī)控制系統(tǒng)的研制基于單片機(jī)的數(shù)字磁通門傳感器基于單片機(jī)的旋轉(zhuǎn)變壓器-數(shù)字轉(zhuǎn)換器的研究基于單片機(jī)的光纖Bragg光柵解調(diào)系統(tǒng)的研究單片機(jī)控制的便攜式多功能乳腺治療儀的研制基于C8051F020單片機(jī)的多生理信號檢測儀基于單片機(jī)的電機(jī)運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)Pico專用單片機(jī)核的可測性設(shè)計(jì)研究基于MCS-51單片機(jī)的熱量計(jì)基于雙單片機(jī)的智能遙測微型氣象站MCS-51單片機(jī)構(gòu)建機(jī)器人的實(shí)踐研究基于單片機(jī)的輪軌力檢測基于單片機(jī)的GPS定位儀的研究與實(shí)現(xiàn)基于單片機(jī)的電液伺服控制系統(tǒng)用于單片機(jī)系統(tǒng)的MMC卡文件系統(tǒng)研制基于單片機(jī)的時(shí)控和計(jì)數(shù)系統(tǒng)性能優(yōu)化的研究基于單片機(jī)和CPLD的粗光柵位移測量系統(tǒng)研究單片機(jī)控制的后備式方波UPS提升高職學(xué)生單片機(jī)應(yīng)用能力的探究基于單片機(jī)控制的自動(dòng)低頻減載裝置研究基于單片機(jī)控制的水下焊接電源的研究基于單片機(jī)的多通道數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)基于uPSD3234單片機(jī)的氚表面污染測量儀的研制基于單片機(jī)的紅外測油儀的研究96系列單片機(jī)仿真器研究與設(shè)計(jì)基于單片機(jī)的單晶金剛石刀具刃磨設(shè)備的數(shù)控改造基于單片機(jī)的溫度智能控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)基于MSP430單片機(jī)的電梯門機(jī)控制器的研制基于單片機(jī)的