一、選題背景及意義1.1清障車開展的市場背景隨著我國公路運輸業的開展以及車輛的普及，我們現在可以快速有效的出行，但隨之而來的問題是：交通事故也相應增多，而且故障車型大小不一，針對這種情況，道路清障車應運而生。道路清障車是指具有道路搶險作業裝備的專用汽車，簡稱清障車，又稱道路救援車，拖車，拖拽車。清障車主要是由底盤、起重裝置、托舉牽引裝置、液壓系統、電控系統、車體與工具箱等組成。具有起吊、拽拉和托舉牽引等多項功能。是用于高速公路、城市道路的清障作業。由于汽車在道路上行駛時故障和事故是不可防止的，清障車額的主要任務就是將故障車或事故車及時拖離現場，確保道路暢通無阻。道路清障車在國外早已廣泛使用。美國稱這種車為救援車,偏重其作用與任務;英國那么稱這種車為拖車(Towtruek)或拖吊車(Towlift),偏重其功能和構造。我國專用汽車推薦性標準中將其歸在特種汽車一類,稱作"搶險車〞。"搶險〞一詞語義模糊,"拖車〞一詞又易與牽引車混淆,故兼顧該類車的作用、功能,稱作道路清障車比擬適宜,實際使用中可簡稱為拖救車。1.1.1道路規劃背景近年來,隨著我國經濟的迅猛開展,特別是最近幾年國家積極的財政政策的實施,使得我國城市建立與公路建立突飛猛進,為車輛行駛創造了良好的環境。國家每年投入兩三千億元用于公路建立,2003年新增公路通車里程4.6萬km，其中新增高速公路4600km，全國公路通車總里程到達180萬km,其中高速公路近3萬km,實現了"五縱七橫〞國道主干線系統第一階段建立目標。全國有50%以上的省份高速公路里程超1000km。2004年全國公路通車總里程到達181萬km,高速公路里程到達3.2萬km。根據我國城市建立規劃,在未來10年,我國的城市將由現在的700個增加到800個,城市數量的增加、規模的擴大、功能的增強以及建立文明城市的需要等,對城市交通提出了更高的要求。而公路總通車里程的不斷增加和城市建立規模的不斷擴大,帶動了汽車工業持續穩定的開展,使汽車保有量迅速擴大,專用車包括道路清障車市場也空前繁榮。1.1.2城市交通背景近幾年交通運輸業的迅速開展和城市規模的不斷擴大,帶來了汽車保有量逐日增加,汽車給人們的工作和生活帶來方便的同時,交通事故的增加也給人們帶來了很多的煩惱。這就需要大量的道路清障車和道路事故救助車。清障車市場的變化緊跟我國市場經濟開放變化，以前道路清障車往往采用一般的拖車牽引排障,或采用僅有簡單托牽功能的老式清障車進展清障,這種局面在中西部經濟欠興旺地區目前仍隨處可見。目前,典型中部城市市擁有各類清障車近100輛,主要是東風5T底盤改裝的托牽引型清障車,而僅有少量東風8T底盤改裝清障車,主要用于大橋交通樞紐地段。高等級、高性能的清障車很少。目前在國經濟興旺地區如地區、江浙地區等擁有的清障車較多,而且功能在向綜合性、多功能方面開展,特別是重要的高速公路上使用的清障車還有相當的份額依賴進口,如機場高速公路花費近500萬元人民幣進口兩臺清障車。再以有關資料介紹的省高速公路福泉公路為例,全長166km的路段,配備了11輛清障車(其型清障車3輛、中型2輛、小型6輛),2輛起重汽車,1輛平板車和3套搶險救援設備,從幾年的運行情況看,它能夠適應高速公路清障工作的需要。隨著我國城鄉道路的開展，人民生活水提品的高，人們越來越需要"高速、平安、便捷、舒適〞的交通環境。為了確保交通環境的平安暢通，我國各級交管部門亟待對老舊設備進展改良和更新，購進救援功能全的清障車。雖然清障車有了一定的開展，但真正功能齊全外形美觀的道路清障車還很少，尤其是使用與清理各級公路及城市的肇事、故障、及違章停放車輛的清障車市場需求缺口很大。可以預見，我國道路清障車的開展前景是廣闊的，道路清障車勢必在以后的事故清理及保證交通順暢中扮演不可替代的角色。1.2研究清障車的意義開展經濟，交通先行，其正確性已為全社會的實踐所證實，隨著我國經濟的蓬勃開展和公路交通事業的迅速崛起，各行業部門或者企事業單位對清障車的外觀設計、功能及主要用途等都有不同程度的要求，這不僅僅是要求數量上的增加，更應該是質量和技術上的提高；不僅僅是操作可行性的穩定性，更應該是操作平安、快捷、可靠方面的改良。因此，清障作業的平安和快速成了道路清障拯救的兩項重要指標，因此清障車研發的工作需要前行，清障車是"讓的脈絡更暢通的使者〞。我們目前還是一個開展中國家，除了東部以外，西部、中部不少地區還比擬貧窮落后，衛生設施、城鎮、公路、鐵路等多方面仍有待建立，這無形中也給清障車的開展提供了很大的空間，隨著近年來城市交通的開展和車輛擁有的增多，交通事故的頻繁發生，越來越多的清障車將會被各企業單位所購入，因此，提高清障車的生產能力和研發技術，跟上世界的開展趨勢將是我們所追求的。二、國外研究及開展趨勢道路清障與施救技術起源于公路交通非常興旺的美國，早在20世紀50年代就生產出世界上第一輛清障車，這個開端為清障車的開展史拉開帷幕。清障車主要用于排除道路障礙、清理事故車輛、整理城市環境，給駕駛員和車輛提供幫助和救援效勞。廣泛用于公路、城市建立、汽車修理行業、機場、碼頭及高速公路公司等部門。也用于"無故障車輛〞的特殊運輸功能。清障車開展的第一階段，功能單一，構造簡單，這一階段往往采用自制底盤。第二階段，以引入液壓傳動與控制技術為標志，這一階段的清障車系列品種、規模增多、構造形式多樣化、底盤多樣化。第三階段，20世紀80年代至今，快速開展時期—構造多樣、功能齊全，具有托舉、起吊、拖曳等功能。第四階段，工作能力更大，操作方式更先進，工作環境更舒適。2.1目前國外典型道路清障車廠家及其代表車型2.1.1國典型道路清障車廠家及其代表車型目前，國道路清障車的生產廠家主要有三家，分別是北方交通重工集團、粵海汽車、徐工集團隨車起重機?！?〕北方交通重工集團北方交通重工集團在1995年年底制造出了中國第一輛全液壓式道路清障車。經過將近18年的摸索和創新實踐，北方交通重工集團通過大量引進先進清障車制造企業〔如美國的Century公司、Challenge公司等〕的關鍵技術和高科技人才，它的技術力量已經非常雄厚。目前北方交通重工集團已經擁有涵蓋了從輕型到重型〔6t～60t〕各個層次，具備全面托牽能力的全面道路清障車集群。其中重型道路清障車是我國國道路清障車技術的領跑者。〔2〕粵海汽車粵海汽車是我國唯一的一家專用汽車生產的民營企業。粵海汽車在道路清障車行業具有相當高的聲譽。它擁有150多個道路清障車的品種。現在粵海汽車已經具備年產3000輛道路清障車的能力，其擁有的先進的道路清障車生產技術，一直是我國道路清障車的領跑者?！?〕徐工集團隨車起重機徐工集團隨車起重機是是中國專注于隨車起重機、道路清障車等專用車輛研發及制造的大型企業。2012年該公司聯合大學和工程機械研究院合作設計開發我國最大噸位道路清障車——QZF18A型道路清障車。它的作業能力完全能夠適應目前我國所有道路清障作業的要求。QZF18A型道路清障車采用VolvoFM440104RB型底盤，最大托舉質量到達了18t，最大拖牽質量54t，最大吊重量可以到達60t，其托臂長度是國目前最長的，同時該型道路清障車配備多種作業裝置，操作性能良好，采用整體式構造使整車布局更合理，從外觀看更美觀大氣。其作業性能參數和使用性能在我國道路清障車行業中處于先進水平。2.12國外典型道路清障車廠家及其代表車型目前世界清障車行業最出色的生產商主要有美國的Century、JERR-Dan、CHALLENGER、WRECKER，英國的BONIFACE，奧地利的EMPL，日本的TOKYU，加拿大的NRC等。〔1〕Century公司Century公司始終都是全球托吊別離可旋轉型道路清障車領跑者。它生產的新款1130型旋轉型道路清障車。是廣泛的采取了眾多用戶的建議和意見之后改裝而成的。吊臂的起升能力可到達27.2t，采用新型1140型絞盤，多個鋼絲繩掛鉤可以使被起吊重物在起升過程中更平穩，這對于一些困難的起吊作業來說是具有相當的實用價值的。托臂也是采用特殊性能的鋼材鑄造而成，所以整車的輕量化程度非常高?！?〕Boniface公司Boniface公司在最近一次展出上亮相了一款新型道路清障車。在清障車的托車平臺上安裝了可收縮的車廂，這種車廂的導軌是用鋁合金做成的。當這款道路清障車在托運車輛時，就將帆布車廂拉上，這樣就和普通運貨車輛一樣，這樣做不僅實用方便，而且外表看起來很美觀，更可以有效地防止事故車輛的駕駛員感覺到難堪?！?〕Challenger公司最近，Challenger公司率先研發了一款裝配新型撐地支腿的清障車SP8000。只要拉動支腿的控制桿，就可以改變支腿的撐地狀態。當在狀況不佳地面上工作時，就可以通過拉動控制桿將支腿變成鏟子形狀，然后在地面上鏟出一塊比擬適合支腿工作的地面。另外，Challenger公司還研發了一款低重心平板型道路清障車。這款道路清障車的整體高度比普通平板型道路清障車的高度低15～23cm，這種構造的優點在于在有限高的道路上行駛時可以運輸高度更高的貨物。2.2國外清障車技術現狀我國80年代末期開場引進和仿制清障車，從國外清障車開展的第三階段開場起步，起點較高，走了一條引進技術與自主開發相結合的道路。無論是研發技術還是生產能力，我國企業都能滿足國市場需求。但是與世界先進水平相比還有一定差距。主要表現在：〔1〕國目前根本使用載貨汽車的二類底盤改裝清障車，據了解，只是因為各類汽車底盤不能大批量被采購應用，所以不愿意投入資金和精力去開發。因此清障車上裝與底盤的匹配不盡合理，底盤的作業能力未有得到充分發揮?！?〕產品開發主要還處于模仿階段，自主開發的品種不多。多數企業由于生產量少，為減少本錢，仍然采用原始的手工作坊式技術，導致產品外形比擬粗糙，只有少數生產量大的企業，采用等離子或激光等技術，保證產品的下料尺寸準確，減小毛坯因受熱而變形。智能化監控。目前國清障車的技術，僅僅滿足根本的施救和清障，智能化的監控儀器應用較少。目前,國企業生產的道路清障車技術與工藝的特點主要是:全部液壓操縱系統的設計;起重臂設計;整車穩定性、平安性設計與校核等。其優點是:性能可靠、保護環境、使用平安、功能齊全。具有標準化和通用化特征。隨著我國經濟的開展,城鎮建立和公路建立已列為各地經濟工作的重點,全國高速公路通車里程將成倍增長,公路保養用車需求量急劇增加。目前,國現有的清障車生產企業的開展速度尚不能適合道路交通和城市的快速開展。其主要措施是:〔1〕依照國家的產業政策,圍繞國家扶持的產業和產品,參照國家和國際上關于改裝車車輛的相關標準,研究制定道路清障車的企業標準,并建立合理的新型道路清障車立項程序。〔2〕加強對道路清障車工程開發的檢查和過程管理。主要容包括:科研開發目標進度執行情況;工程經濟技術指標完成情況;取得的成果、資金使用情況等。〔3〕建立和實施有效的鼓勵機制,充分調動道路清障車科研開發人員的工作積極性,并且以企業為主體,搞好與國外科技力量的聯合。以科技進步和創新為動力,致力于與國際道路清障車搶占市場制高點。2.3國外清障車開展趨勢我國目前的道路清障車正在向"一車多能〞的方向開展，生產廠家結合實際力求使一輛清障車能夠解決大局部的交通事故問題。但我國清障車開展歷史相對國外較短，許多技術上的問題仍需解決，目前追求的"一車多能〞仍不可能做到一步到位，而且許多清障單位限于本錢，也沒有在清障車上作太全面配置，但起碼的功能——托吊、托舉、拖牽、回轉、卷揚等功能應當具備。如果清障車的功能過于簡單，往往一起事故要用兩三輛不同功能的清障車才能完成救援，輕那么費時費力，重那么影響救援效率，造成重大的損失，有悖于清障作業所倡導的的快速反響。人性化設計和個性化效勞是國外目前的開展趨勢。國外的清障車，技術方面非常成熟，尤其是美國清障車技術經過了幾十年的開展，其主要構造技術的創新與改良已經很小，現今清障車產品的技術研發，主要集中在人性化的設計和個性化的效勞方面。另外上裝輕量化也是目前國外清障車的開展趨勢，隨著全球環境惡化和能源危機的日益加劇，汽車輕量化設計作為實現節能減排的最有效措施之一，國外平板大量采用鋁合金型材加普通鋁板制造，會越來越受到企業和用戶的重視。我國清障車技術今后還將在以下幾個方面進展改良和優化?！?〕底盤專用化。為了到達清障車對底盤的專門要求，需要研發一系列專用的二類底盤，使整車與上裝的匹配更加合理，使軸距及前后橋的設計承載能力更強，最大限度地發揮底盤性能?！?〕設計、生產、試驗手段采用新技術。國清障車設計還在研究和仿制國外主流產品，主要是在運用AutoCAD或國產電子圖版進展2維設計，美國米勒公司的清障車設計已邁向3DCAD設計。用3D原型圖，進展工裝、夾具和檢具的設計、校準和驗證，提高了產品開發質量和成功率，縮短了產品的開發周期，實際上也相應降低了產品開發本錢?！?〕生產自動化。目前國外根本上采用了機器人自動焊接，焊縫外表質量美觀、焊接質量高、焊接效率高。而國根本都是使用二氧化碳保護焊焊接，焊后質量檢查不合格率很高，浪費很大，而且焊縫外表質量差?！?〕操作能培訓專業化。曾經發生過許多因為操作者操作不當、技術不夠熟練等原因對被施救方造成財產或生命損失的情況。因此專業化的培訓顯得尤其必要。熟悉清障車的專業知識，提高操作者的平安技能和平安意識、防止和減少傷亡事故，掌握清障車正確操作使用和日常維護保養技術，確保操作者在學習完畢后能馬上投入實際的工作?！?〕產品品種多樣化。從品種上看，興旺國家如德國的清障車品種有300多種；從需求量上看，目前德國、日本、英國等國也是完全根據用戶的需要進展生產的。正是由于清障車效勞的廣泛性和專業性，才能形成清障車多品種的特點。據統計，目前我國清障車已達50個種，200多個品種。由于各行業的特點不同，對具體品種的需求量也不同，清障車的市場可以出現多個熱點同時并存的局面，從而形成市場的多元化，為生產企業提供廣闊的開展空間。三、目前研究存在的缺乏我國道路清障車的發還存在一些嚴重的問題，這是一個不容無視的問題，這些問題如果不能得到及時的解決，將很大程度上影響我國道路清障車產業的安康開展。首先，研發能力不強，同質化現象嚴重。我國目前除平板貨車、半掛車、油罐車等專用車批量生產較大外，其他技術含量較高的專用車大多是小批量多品種，開發新產品及技術改造投入大、見效慢、收效小，加上大多數企業缺乏資金，不愿意做長期投資，浴室采用簡易的工藝裝備，產品質量得不到保證，致使產品質量難以得到較大的提高，資金缺乏，技術投入缺乏，更容易走上仿造之路，大多數企業是仿造國外車型，然后再互相模仿，同質化現象十分嚴重。二是專用清障車底盤缺乏。目前國根本上沒有一家專業生產清障車底盤的企業，國800多家專用車生產廠家生產的各類專用車中，大多數是在普通載貨車底盤的根底上改裝而成，而這些企業中又有大多數為外購底盤進展改裝生產的中小企業，機械化程度低，產品質量參差不齊，與興旺國家有很大差距。這一現狀極大的影響了我國道路清障車的開展。三是產品構造不合理，目前我國道路清障車的市場份額占全部貨車的5%，與興旺國家10%以上的市場份額相比仍有很大差距。四是行業集中度較低，專用汽車生產企業不"專〞，專用汽車生產企業存在散、亂、差的現狀。一個產品有幾十家甚至上百家企業生產，與此對應一家企業又會生產很多種產品，而在興旺國家，一個產品通常由3到5家企業生產，一家企業最多只生產幾種產品。相比之下我國汽車行業集中度較低。五是現有裝置的開發能力和制造水平對清障車限制較大。我國道路清障裝置的關鍵總體水平不高,如液壓件、泵類、閥類等零件還未到達較高的技術水準，仍需要進口，制約了高水平清障車的開發生產。六是國清障車與世界先進國家的清障車相比在技術水平方面存在一定的差距。以美國為例，通常一個14m牽托質量20t的三軸清障車，車輛自重在10t以下，換算成我國目前的13m長標準的三軸清障車，其自重約為8t，而我國目前通常13m長的三軸清障車自重均在10t以上，如果三軸清障車軸荷受同樣法規的限制，美國的清障車比我國的清障車多拖約2t左右的貨物，這對汽車的油耗，輪胎的損耗都有較大的影響，其先進的經濟性不言而喻。本課題研究容通過幾周的文獻閱覽并結合專業所學,我們可以了解到道路清障車在我國的車輛制造產業中開展前景很大。而且隨著車輛的普及，汽車生產行業的趨于完善，如何有效的緩解道路壓力成為我們必須要面對的一個現實問題。要解決這個問題不僅需要完善道路的建立，道路清障車的開展也具有著重要的意義。本次研究主要針對道路清障車的執行機構進展設計與分析，研究容主要包括以下幾個方面：1、閱讀文獻，綜合道路清障車的理論與研究現狀，重點了解道路清障車在作業時做遇到的問題以及解決方式，通過閱讀文獻了解道路清障車的根本組成機構以及所實現的功能。2、建立道路清障車的根本模型，重點熟悉其工作局部，建立起對道路清障車系統的認識，為3D建模做準備。3、進展道路清障車的設計與分析。參考文獻：[1]肖軍.我國道路清障車的現狀及開展前景[J].商用汽車,2014.06[2]樂韻斐，施俊俊，王臨春.可折疊式道路清障車的機構設計及優化[J].現代制造工程,2010.03[3]樂韻斐,長杰,顧超,鄔湘成.折疊式道路清障車的機動性分析[J].機電一體化,2012.2[4]小成,紅梅,富思超.平板型清障車構造設計及優化[J].起重運輸機械,2011.12[5]占國.重型清障車吊臂和托架強度有限元分析[P].大學[6]湯辛華.道路清障車的4大開展趨勢[J].商用汽車,2009.01[7]琳.突破瓶頸,走向世界--我國道路清障車行業現狀分析[J].中國汽車報,2003[8]輝.超重型道路清障車構造分析與實驗研究[P].大學,2013.05[9]勇,建榮,何振奇.道路清障車