580 輕型載貨汽車設(shè)計(jì)（底盤設(shè)計(jì)）（有cad圖）,580,輕型載貨汽車設(shè)計(jì)（底盤設(shè)計(jì)）（有cad圖）,輕型,載貨,汽車,設(shè)計(jì),底盤,cad 輕型載貨汽車設(shè)計(jì)（底盤設(shè)計(jì)） 摘 要 本次設(shè)計(jì)的對象是輕型卡車的總體設(shè)計(jì)，要求該車有良好的動力性和經(jīng)濟(jì)性?？傮w設(shè)計(jì)的目的是將各分總成協(xié)調(diào)地組裝在一起，避免各總成之間出現(xiàn)干涉現(xiàn)象，從而實(shí)現(xiàn)汽車總成的運(yùn)動準(zhǔn)確性及行駛平順性。駕駛室總成設(shè)計(jì)要滿足客戶對舒適性的要求；貨廂總成要有足夠的尺寸來保證額定裝載質(zhì)量，但也要考慮汽車的最小轉(zhuǎn)彎半徑及機(jī)動性；底盤總成要避免轉(zhuǎn)向縱拉桿和前懸架鋼板彈簧的干涉，保證各總成固定的剛度，使之在行駛中不產(chǎn)生共振。 設(shè)計(jì)中做了以下工作：總體布置，其中包括汽車主要技術(shù)參數(shù)的確定，發(fā)動機(jī)和輪胎的選擇等；穩(wěn)定性的計(jì)算，涉及縱向、橫向行駛穩(wěn)定性的計(jì)算，最小轉(zhuǎn)向半徑的計(jì)算等；汽車的動力性計(jì)算，包括各擋車速的計(jì)算，爬坡度的計(jì)算，加速性能的計(jì)算，驅(qū)動力和行駛阻力的平衡，功率的平衡；汽車燃油經(jīng)濟(jì)性的計(jì)算。 綜合分析、計(jì)算、驗(yàn)證得知，本次設(shè)計(jì)基本滿足了設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求。 關(guān)鍵字：貨車，底盤，總體布置，轉(zhuǎn)向縱拉桿，前懸架，驅(qū)動力 45 THE OVERALL DESIGN OF LIGHT TRUCK ABSTRACT This light truck must have adequate hauling power and high working efficiency. The purpose of the overall design is to coordinate the subassemblies got together to avoid interfering between them. And then making the truck’s movement is veracity, and to ensure the ride comfort. The design of the cab must make the driver feel comfortable. The pay cube should be big enough to fulfill the rating carrying ability, but we have to consider the tightest turning radius and flexibility as well. There shouldn’t be interfere among steering drag rod and road spring of front suspension in the chassis. The subassemblies must be fixed to the chassis firmly to prevent syntony in the driving. Main work is as following in this design: the General arrangement, including selecting the main technology parameters, the engine, the tires and so on; the Calculating of Stability , involving portrait stability and landscape orientation stability while driving, the tightest turning radius; the Power performance calculation, including the calculating of speeds on all gear ratios, gradability, acceleration characteristic, the balance between driving force and running resistance, as well as the power; the Calculation of Fuel Economy. Through the generalized analysis, computation, confirmation, we confirm that this design has on the whole satisfied the description requirements. KEY WORDS: Truck, Chassis, General arrangement plan, Steering drag rod, Front suspension, Driving force 常用符號表 —輪胎與地面間的附著力 —汽車重力 —重力加速度 —汽車質(zhì)心高度 —汽車軸距 —汽車總重量 —車輪有效半徑 —汽車行駛速度 —地面對車輪的法向力 —汽車制動器制動力分配系數(shù) —輪胎與地面間的附著系數(shù) —同步附著系 第一章 前言 從1886年德國人卡爾奔馳和戈特利布載姆勒用四沖程汽油機(jī)制成汽車以來，已有一百多年的歷史。一百多年來，汽車的發(fā)展給人類帶來了巨大而深刻的變化。汽車以其驚人的產(chǎn)量、卓越的性能和多種用途滲透到人類活動的各個(gè)領(lǐng)域，并以它完美的造型藝術(shù)和舒適的內(nèi)部設(shè)施而深受人們的喜愛。汽車已成為各國國民經(jīng)濟(jì)和社會生活中不可缺少的運(yùn)輸工具，成為二十世紀(jì)改造世界的機(jī)器和現(xiàn)代文明的標(biāo)志。 目前，計(jì)算機(jī)技術(shù)在汽車設(shè)計(jì)、試驗(yàn)和生產(chǎn)制造中被廣泛地應(yīng)用?，F(xiàn)在普遍用計(jì)算機(jī)進(jìn)行汽車的總體布置方案設(shè)計(jì)，確定整車性能并進(jìn)行動態(tài)模擬試驗(yàn)。生產(chǎn)用圖已用計(jì)算機(jī)繪制，且只需幾個(gè)星期或稍長的時(shí)間，就能將設(shè)計(jì)意圖加以實(shí)現(xiàn)，并提供多種生產(chǎn)用圖紙。對汽車車身全盤實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和制造，即所謂的CAD/CAM，大大縮短了計(jì)算、繪圖時(shí)間，提高了設(shè)計(jì)速度和質(zhì)量。 現(xiàn)代汽車還廣泛應(yīng)用電子控制技術(shù)，汽車上裝備有復(fù)雜的機(jī)—電—液控制裝置。目前電子控制技術(shù)已用于汽車上單個(gè)項(xiàng)目的有：電控防抱死制動系統(tǒng)（ABS）、電控自動換檔、發(fā)動機(jī)電控噴油系統(tǒng)、電控空調(diào)裝置等。此外，一些大型的汽車公司還在研究智能汽車，用電腦控制汽車在道路上行駛的所有駕駛參數(shù)，實(shí)現(xiàn)不同的駕駛模式。同時(shí)，各大汽車公司還在進(jìn)一步提高和改進(jìn)汽車的性能，減輕汽車的自重，實(shí)現(xiàn)汽車小型化，使用新的材料、工藝制造汽車。研制新型發(fā)動機(jī)及燃料，減少資源消耗，降低排放污染，研制開發(fā)零排放的電動汽車。并進(jìn)一步提高汽車行駛的安全性和可靠性。 我國的汽車工業(yè)已獲得了飛速的發(fā)展。解放前，我國沒有汽車制造工業(yè)。1953年長春第一汽車制造廠動工興建，1956年制造出我國第一輛解放牌汽車。改革開放前，我國汽車工業(yè)主要是生產(chǎn)制造中型載貨汽車。改革開放以后，汽車工業(yè)有了一個(gè)突飛猛進(jìn)的發(fā)展，逐漸改變了過去“缺輕少重?zé)o微”的，極不合理的汽車產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，并打破了汽車產(chǎn)量徘徊不前的局面，1993年汽車年產(chǎn)量首次突破百萬輛大關(guān)，達(dá)112.65萬輛，一舉躍入世界汽車年產(chǎn)超百萬輛的國家行列。 畢業(yè)設(shè)計(jì)是對我們四年所學(xué)知識的綜合檢驗(yàn)。通過這次畢業(yè)設(shè)計(jì)訓(xùn)練，使我們對以前所學(xué)知識進(jìn)一步得到鞏固與加強(qiáng)，也對我們今后的工作學(xué)習(xí)進(jìn)行了一次生動地模擬訓(xùn)練。在這次畢業(yè)設(shè)計(jì)中，我的課題是參照BJ1028AE2福田輕型貨車（時(shí)代輕卡）而設(shè)計(jì)的。在提高其性能的基礎(chǔ)上盡可能考慮其經(jīng)濟(jì)性，安全可靠性，并對汽車主要性能參數(shù)計(jì)算。 第二章 汽車總體設(shè)計(jì) 汽車總體設(shè)計(jì)是汽車設(shè)計(jì)工作中十分重要的一環(huán)。汽車使用性能、外廓尺寸、重量、外形和生產(chǎn)成本與總體設(shè)計(jì)有密切關(guān)系。汽車性能的好壞不僅取決于各部件性能如何，而且在很大程度上取決于各部件的協(xié)調(diào)和配合，取決于總布置。在汽車設(shè)計(jì)開始階段應(yīng)該有一個(gè)很好的總體設(shè)計(jì)，使整車設(shè)計(jì)有一個(gè)統(tǒng)一的目標(biāo)、統(tǒng)一的設(shè)想和統(tǒng)一的指揮。 §2.1汽車類型的選擇 按照汽車的用途可分為轎車、客車、載貨汽車、越野汽車、牽引汽車、專用汽車、自卸汽車、農(nóng)用汽車等。另外，隨著時(shí)代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展出現(xiàn)了以新能源為動力的電動汽車、燃料電池汽車等。我們本次設(shè)計(jì)的是一款輕型貨車，經(jīng)技舒適，具有良好的動力性、制動性、安全性，這就是我們本次設(shè)計(jì)所貫穿的主線。 §2.2汽車形式的選擇 §2.2.1軸數(shù) 汽車的軸數(shù)（二軸、三軸或四軸）是根據(jù)汽車的用途、總重、使用條件、公路車輛的法規(guī)限制和輪胎負(fù)荷能力來確定的。 我國公路干線和橋梁所允許的雙軸汽車后軸的單軸負(fù)荷為130kN，前軸的單軸負(fù)荷允許為60kN，三軸汽車的雙后軸負(fù)荷為240kN。雙軸汽車總重一般不超過180~190 kN，而三軸汽車的總重不超過320 kN?？傊馗蟮墓酚密嚳刹捎盟妮S。因本次設(shè)計(jì)的車型質(zhì)量較輕，故采用兩軸。 §2.2.2驅(qū)動形式 驅(qū)動形式常用4×2、4×4、6×6等代號表示。其中第一個(gè)數(shù)字表示汽車車輪總數(shù)，第二個(gè)表示驅(qū)動輪數(shù)。4×2式汽車結(jié)構(gòu)最簡單，汽車自重較輕，制造成本低，油耗量也較小，故在轎車和總重小于190 kN的公路用車上得到最廣泛的采用。因本次設(shè)計(jì)車型總重不高，所以采用4×2形式。 §2.2.3布置形式 汽車布置形式是指發(fā)動機(jī)、驅(qū)動軸和車身的相互位置關(guān)系和布置特點(diǎn)而言的。按駕駛室與發(fā)動機(jī)相對位置的不同，貨車有長頭式、平頭式和偏置式。長頭式的特點(diǎn)發(fā)動機(jī)位于駕駛室的前部，當(dāng)發(fā)動機(jī)有少部分位于駕駛室內(nèi)時(shí)成為短頭式，發(fā)動機(jī)位于駕駛室內(nèi)時(shí)稱為平頭式，駕駛室偏置在發(fā)動機(jī)旁的貨車稱為偏置式。 布置形式為平頭式的貨車主要優(yōu)點(diǎn)有汽車總長和軸距尺寸短，最小轉(zhuǎn)彎直徑小，機(jī)動性能良好；不需要發(fā)動機(jī)罩和翼子板，加上總長縮短等因素的影響，汽車整備質(zhì)量減?。获{駛員的視野得到明顯改善；采用翻轉(zhuǎn)式駕駛室時(shí)能改善發(fā)動機(jī)及其附件的接近性；汽車面積利用率高。主要缺點(diǎn)有：前軸負(fù)荷大，因而汽車通過性能變壞；因?yàn)轳{駛室有翻轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)和鎖住機(jī)構(gòu)，使機(jī)構(gòu)復(fù)雜；進(jìn)、出駕駛室不如長頭式貨車方便；離合器、變速器等操縱機(jī)構(gòu)復(fù)雜；駕駛室內(nèi)受熱及振動均比較大；汽車正面與其它物體發(fā)生碰撞時(shí)，特別是微型、輕型平頭貨車，使駕駛員和前排乘員受到嚴(yán)重傷害的可能性增加。 長頭式貨車的主要優(yōu)缺點(diǎn)與平頭式貨車的優(yōu)缺點(diǎn)相反，而短頭式介于兩者之間，但更趨于與長頭式優(yōu)缺點(diǎn)相近。偏置式駕駛室的貨車主要用于重型礦用自卸車上。它具有平頭式貨車的一些優(yōu)點(diǎn)，如軸距短、視野良好等，此外還具有駕駛室通風(fēng)條件好、維修發(fā)動機(jī)方便等優(yōu)點(diǎn)。 貨車按照發(fā)動機(jī)位置不同，可分為發(fā)動機(jī)前置、中置、后置三種布置形式。其中發(fā)動機(jī)前置后橋驅(qū)動貨車得到廣泛應(yīng)用。它與其它兩種布置形式比較有如下主要優(yōu)點(diǎn)：維修發(fā)動機(jī)方便；離合器、變速器等操縱機(jī)構(gòu)簡單；貨箱地板高度低；可以采用直列發(fā)動機(jī)、V型發(fā)動機(jī)或臥式發(fā)動機(jī)；發(fā)現(xiàn)發(fā)動機(jī)故障容易。 §2.3 汽車主要技術(shù)參數(shù)確定 §2.3.1汽車主要尺寸的確定 汽車主要尺寸是指汽車的軸距、輪距、總長、總寬、總高等。 1. 軸距L 軸距的長短直接影響汽車的長度、重量和許多使用性能。軸距短一些，汽車長度就短，自重就輕，最小轉(zhuǎn)彎半徑和縱向通過半徑就小。但若軸距過短，則會帶來一系列缺點(diǎn)：如車廂長度不足或后懸過長，汽車行駛時(shí)的縱擺和橫擺較大；汽車制動或上坡時(shí)重量轉(zhuǎn)移也大，使操縱性和穩(wěn)定性變壞。此外，還會導(dǎo)致萬向節(jié)傳動的夾角過大等問題。因此，在確定軸距時(shí)要考慮各方面的要求，在保證所設(shè)計(jì)車型的主要性能、裝載面積和軸荷分配等方面均得到滿足的前提下把軸距設(shè)計(jì)得短一些較好。 對貨車來說，可根據(jù)貨箱長度和駕駛室布置需要，初步確定一個(gè) 軸距。由下圖可見， 式中 ——從前輪中心線到駕駛室后壁的距離，它主要取決于駕駛室型式和發(fā)動機(jī)位置及長短，可以通過駕駛室座位和發(fā)動機(jī)的初步布置或參考同樣布置型式的汽車上的這一尺寸初步確定； C——駕駛室與貨箱之間的間隙，一般為50～100mm。 圖2-1 總體圖 ——貨箱長度，可根據(jù)汽車的載重量和所運(yùn)貨物的比重算出所需的貨箱容積和貨箱面積來確定，或參考同噸位車的貨箱長度和裝載面積初步確定； ——后懸,可根據(jù)道路條件初步確定。 利用上式初步確定軸距L，通過具體布置后才準(zhǔn)確確定。 表2-1 貨車軸距和輪距的取值范圍 汽車類型 載重量Ge×10（kN） 軸距L(mm) 輪距B(mm) 4×2貨車 0.35～1.0 1680～2400 1100～1400 1.0～2.0 2300～3100 1300～1600 2.0～2.5 2400～3400 1350～1650 4.0～5.5 3600～4350 1620～1800 6.0～8.0 3700～5000 1700～1930 8.5～10.0 4100～5300 1840～2000 2. 前、后輪距B1和B2 汽車輪距對汽車的總寬、總重、橫向穩(wěn)定性和機(jī)動性影響較大。輪距愈大，則橫向穩(wěn)定性愈好，懸架的角剛度也愈大，對增大轎車車廂內(nèi)寬也有利。但輪距寬了，汽車的總寬和總重一般也加大，而且容易產(chǎn)生向車身側(cè)面甩泥的缺點(diǎn)。所以，輪距不宜過大。輪距的數(shù)值必須與所要求的汽車總寬相適應(yīng)。 貨車的前輪距B1主要取決于車架前部的寬度、前懸架的寬度、前輪最大轉(zhuǎn)角和輪胎寬度、轉(zhuǎn)向拉桿與轉(zhuǎn)向輪以及與車架間的運(yùn)動間隙等因素，因此要通過具體布置才能最后確定。貨車的后輪距B2主要取決于車架后部的寬度T、彈簧寬度E、彈簧與車架及車輪之間的間隙（D+S）和（D+G）以及輪胎寬度K等因素。 3. 前懸和后懸 前懸和后懸的長度是在總布置過程中確定的。前懸的長度應(yīng)足以固定和安裝駕駛室前支點(diǎn)、發(fā)動機(jī)、水箱、轉(zhuǎn)向機(jī)、彈簧前托架和保險(xiǎn)杠等零件和部件。駕駛室的型式和駕駛員座位的前后位置對前懸的大小也有很大影響。汽車的前懸不宜過長，否則汽車的接近角過小。 后懸的長度主要取決于貨箱長度、軸距和軸荷分配情況，同時(shí)要保證適當(dāng)?shù)碾x去角。一般說來，后懸不宜過長，否則上、下坡時(shí)容易刮地，轉(zhuǎn)彎時(shí)也不靈活。貨車后懸一般在1200～2200mm之間。 4. 汽車的外廓尺寸 汽車的總長、總寬、和總高應(yīng)根據(jù)汽車的用途、道路條件、噸位（或載客數(shù)）、外型設(shè)計(jì)、公路限制和結(jié)構(gòu)布置等因素來確定。在總體設(shè)計(jì)時(shí)要力求減少汽車的外廓尺寸，以減輕汽車自重，提高汽車的動力性、經(jīng)濟(jì)性和機(jī)動性。 §2.3.2 汽車質(zhì)量參數(shù)確定 1. 汽車的載重量和載客量 汽車載重量是汽車基本使用性能之一。它關(guān)系到汽車的運(yùn)輸生產(chǎn)率、運(yùn)輸成本、使用方便性、產(chǎn)品系列化、生產(chǎn)裝備等多方面，因而也關(guān)系到所設(shè)計(jì)車型能否受到使用部門的歡迎和能否暢銷的問題，因此必須慎重對待。 汽車的裝載質(zhì)量是根據(jù)行業(yè)產(chǎn)品規(guī)劃的系列考慮到汽車的用途和使用條件，以及工廠生產(chǎn)條件等因素確定。載客量是根據(jù)單雙排座位及空間布置來確定。 2. 汽車自重的估算 汽車自重是指帶有全部裝備、加滿油水、但沒有裝貨和載人時(shí)的汽車重量。在沒有樣車可以稱重的情況下，可參考國內(nèi)、外同級汽車的載重量與自重之比/為新車型選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)淖灾乩孟禂?shù)，然后按所要求的載重量算出汽車的自重。 3. 汽車總重Ga的確定 汽車總重是指裝備齊全、并按規(guī)定裝滿客、貨（包括駕駛員）時(shí)的重量。貨車的總重Ga按下式計(jì)算 Ga= （2-1） 式中 ——駕駛員及助手的重量，按座位數(shù)計(jì)算，每人可按650N計(jì)。 4. 汽車重量利用系數(shù) 在比較不同車型的設(shè)計(jì)、制造、材料水平時(shí)，常常引用重量利用系數(shù)這個(gè)評價(jià)指標(biāo)。重量利用系數(shù)是指汽車載重量與汽車干重之比，即=/。汽車干重是指無冷卻水、燃油、機(jī)油、備胎、工具和附屬裝備時(shí)的空車重量。在設(shè)計(jì)新車時(shí)要力求減輕零、部件的重量，提高重量利用系數(shù)。目前，輕型貨車的一般在1.1左右（裝用柴油機(jī)時(shí)大多在0.8～1.0）之間。 表2-2 幾種國產(chǎn)貨車的自重利用系數(shù) 車型 BJ-130 EQ-140 CA-140 JN-161 SH-380 載重量KN 20 50 60 100 320 自重量KN 18.8 40.8 42 68 220 自重利用系數(shù) 1.06 1.22 1.43 1.47 1.45 5. 汽車的軸荷分配 汽車的軸荷分配是汽車的重要質(zhì)量參數(shù)，它對汽車的主要使用性能（牽引性、制動性、通過性、操縱穩(wěn)定性等）和輪胎的使用壽命有很大的影響。為了使輪胎磨損均勻，一般希望滿載時(shí)每個(gè)輪胎的負(fù)荷大致相等，例如，對于后軸為單胎的雙軸4×2式汽車，希望在滿載時(shí)前后軸的負(fù)荷各為50%左右。而后軸為雙胎的4×2式汽車則希望前后軸負(fù)荷大致按1/3和2/3的比例分配。 表2-3 汽車的前后軸荷分配 車型 滿載 空載 前軸% 后軸% 前軸% 后軸% 4×2后輪單胎 32~40 60~68 50~59 41~50 4×2后輪雙胎，長頭式 25~27 73~75 44~49 50~56 4×2后輪雙胎，平頭式 30~35 65~70 48~54 46~52 6×4后輪雙胎 19~25 75~81 31~37 63~69 §2.4 汽車性能參數(shù) §2.4.1 汽車的動力性參數(shù) （1） 最高車速 是指汽車在水平良好路面上滿載行駛時(shí)所能達(dá)到的最高車速。它可由汽車的用途和公路狀況，以及發(fā)動機(jī)的功率來確定。本次設(shè)計(jì)最高車速不小于80km/h。 （2） 汽車加速時(shí)間t 汽車由原地起步并換檔加速到一定車速的時(shí)間，是汽車加速性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。 （3） 最大爬坡度 用汽車滿載時(shí)在良好路面上的最大坡度阻力系數(shù)表示。 （4） 直接檔最大動力因素 的選擇主要是根據(jù)對汽車的加速性與燃料經(jīng)濟(jì)性的要求，以及汽車類型、用途和道路條件而異?？傊?0kN左右的貨車常與轎車在同一車道行駛，故其一般在0.10以上。總重40kN左右的貨車的在0.055～0.10之間。總重40kN以上至190kN的貨車，這個(gè)參數(shù)大多在0.04～0.06之間。 （5） 頭檔最大動力因素 標(biāo)志著汽車的最大爬坡能力和克服困難路段的能力，它也標(biāo)志著起步連續(xù)換檔時(shí)的加速能力。主要根據(jù)汽車所要求的最大爬坡度和附著條件來選擇。對于公路用車，這個(gè)參數(shù)設(shè)計(jì)在0.30～0.38之間較為適宜。 §2.4.2 汽車的燃料經(jīng)濟(jì)性參數(shù) 汽車在良好的水平硬路面上以直接檔滿載等速行駛100公里的最低燃料消耗油量Q（L/100km）,稱為汽車的“百公里最低燃料消耗量”，是汽車的燃料經(jīng)濟(jì)性常用的評價(jià)指標(biāo)。它也是滿載的汽車在良好的硬路面上用直接檔以經(jīng)濟(jì)車速等速行駛時(shí)的百公里油耗。單位汽車總質(zhì)量的百公里最低燃油消耗量，又稱為汽車的“單位燃料消耗量”（L/100km.t），它隨發(fā)動機(jī)排量和汽車的自重的增加而增加。 §2.4.3 汽車的最小轉(zhuǎn)彎半徑 汽車的最小轉(zhuǎn)彎半徑是汽車機(jī)動性的主要參數(shù)。是指方向盤轉(zhuǎn)至極限位置時(shí)由轉(zhuǎn)向中心至前外輪（轉(zhuǎn)向輪）接地中心的距離，反映了汽車通過小曲率半徑彎曲道路的能力和在狹窄路面上或場地上調(diào)頭的能力。 §2.4.4 通過性幾何參數(shù) 通過性參數(shù)包括：最小離地間隙，接近角，離去角，縱向通過半徑等。 §2.4.5 汽車的操縱穩(wěn)定性參數(shù) 汽車的操縱穩(wěn)定性評價(jià)指標(biāo)較多，其中與總體設(shè)計(jì)關(guān)系密切的參數(shù)有：轉(zhuǎn)向特性參數(shù)、車身側(cè)傾角、制動側(cè)傾角、制動點(diǎn)頭角等。 §2.4.6 汽車的制動性參數(shù) 汽車制動性是指汽車在制動時(shí)，能在盡可能短的距離內(nèi)停車且保持方向穩(wěn)定。下坡時(shí)能維持較低的安全車速并有一定坡道上長期駐車的能力。常用制動距離和平均制動減速度、制動踏板力作為汽車制動性能的主要設(shè)計(jì)指標(biāo)和評價(jià)參數(shù)。 §2.4.7 汽車的行駛平順性參數(shù) 汽車的行駛平順性通常以車身的垂向振動參數(shù)來評價(jià)，如車身的垂向振動加速度、自由振動固有頻率、振幅以及人—車振動系統(tǒng)的響應(yīng)特性等。在總體設(shè)計(jì)時(shí)為保證行駛平順性，通常要求的參數(shù)有：前后懸架的偏頻或靜撓度、動撓度以及車身的振動加速度等。 §2.5 發(fā)動機(jī)的選擇 目前汽車上最常用的動力裝置是往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)（汽油機(jī)和柴油機(jī)）。總重100kN以上的中型和重型貨車幾乎全部采用柴油機(jī)。這是因?yàn)椴裼蜋C(jī)與汽油機(jī)相比有下列優(yōu)點(diǎn)： 1. 燃油經(jīng)濟(jì)性好（比油耗量較低），在部分負(fù)荷時(shí)能節(jié)省更多的燃料。而且，柴油的價(jià)格便宜，故汽車使用成本較低。 2. 工作可靠，耐久性好（無點(diǎn)火系統(tǒng)，故障少，而且大部分零件使用壽命較長）。 3. 可采用較高的增壓度和較大的缸徑來提高功率，易于設(shè)計(jì)成大功率發(fā)動機(jī)。 4. 排氣污染較低。 5. 在同樣的行駛里程下油箱容積小，便于布置。 6. 不易發(fā)生火災(zāi)。 但柴油機(jī)的工作比較粗暴，震動和噪聲較大，尺寸和重量大，造價(jià)較高，啟動比較困難，易產(chǎn)生黑煙。 §2.6 輪胎的選擇 輪胎的型號主要根據(jù)汽車的類型、使用條件、輪胎的凈負(fù)荷、輪胎的承載能力（額定負(fù)荷）以及汽車行駛速度來選擇。此外，還要考慮到汽車的最小離地間隙，汽車的高度等因素。 在選擇輪胎尺寸型號還需要考慮汽車的使用條件、路面承載能力和性能要求。對公路用車，在輪胎負(fù)荷允許下盡可能采用尺寸較小的輪胎，以提高汽車的動力因素，降低汽車及其重心的高度，減輕非簧載重量。近年來，在貨車上普遍采用高強(qiáng)度的尼龍簾布輪胎，使同一型號輪胎的額定負(fù)荷大大提高。 根據(jù)各尺寸參數(shù)的約束，經(jīng)過具體布置后，其計(jì)算結(jié)果如下： 汽車的主要技術(shù)參數(shù) 1. 質(zhì)量參數(shù)：kg 整車整備質(zhì)量 =1450 裝載質(zhì)量 =900 載客量 =2*65=130 最大總質(zhì)量 =2480 軸載質(zhì)量見(表2-4） 表2-4 軸載質(zhì)量 空載 滿載 前軸G1 760（52.41%） 806（32.48%） 后軸G2 690（49.1%） 1674（67.52%） 2. 尺寸參數(shù)： 軸距 L=2800mm 前輪距 B1=1320mm 后輪距 B2=1300mm 前懸 =1000mm 后懸 =1200mm 外廓尺寸 總長：5000mm 總寬：1700mm 總高：1950mm 車廂內(nèi)部尺寸 長度：3000mm 寬度：1610mm 高度：365mm 3. 發(fā)動機(jī)主要技術(shù)參數(shù)： 標(biāo)定功率：29 kW 標(biāo)定功率點(diǎn)轉(zhuǎn)速3200r/min 最大扭矩：97 N*m 最大扭矩點(diǎn)轉(zhuǎn)速：2250r/min 發(fā)動機(jī)外特性：見（表2-5）。 表2-5 發(fā)動機(jī)外特性 轉(zhuǎn)速nr/min 功率P kW 扭矩T N*m 1400 11.74 80.08 1600 14.78 88.22 1800 17.53 93.01 2000 20.12 96.07 2200 22.35 96.98 2400 24.23 96.42 2600 26 95.5 2800 27.42 93.52 3000 28.63 91.14 3200 29 86.55 扭矩 功率 圖2-2 發(fā)動機(jī)外特性曲線 4. 汽車的傳動比 表2-6 汽車的傳動比 變速箱檔位 變速箱速比 后橋速比 總速比 Ⅰ 4.770 4.800 22.896 Ⅱ 3.099 14.875 Ⅲ 2.014 9.665 Ⅳ 1.308 6.279 Ⅴ 0.850 4.080 倒 4.280 20.544 5. 傳動效率 各檔傳動效率見（表2-7） 表2-7 各檔傳動效率 檔位 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 倒 傳動效率 0.85 0.85 0.85 0.87 0.85 0.85 第三章 軸荷分配及質(zhì)心位置計(jì)算 §3.1 水平靜止時(shí)的軸荷分配及質(zhì)心位置的計(jì)算 當(dāng)各部件初步布置后，應(yīng)當(dāng)對軸荷分配和質(zhì)心位置進(jìn)行計(jì)算。為此，需知道各部件的質(zhì)量和質(zhì)心位置。可通過對選用現(xiàn)成部件的稱重或與類似部件實(shí)際質(zhì)量對比后估算得到各部件質(zhì)心位置可按幾何形狀和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)估計(jì)，或?qū)ΜF(xiàn)成部件進(jìn)行實(shí)測得到。將各部件的質(zhì)心和質(zhì)量值標(biāo)在總布置草圖上，量出各部件質(zhì)心到前輪中心線的水平距離和其離地高度，則進(jìn)行汽車前、后軸靜負(fù)荷計(jì)算，包括滿載、空載兩種情況。各部件質(zhì)量及質(zhì)心的位置估算結(jié)果如下： 表3-1 空載時(shí)各總成質(zhì)量及質(zhì)心位置 部件名稱 Gi(kg) Li(m) hi(m) GiLi Gihi 車架 180 1.30 0.63 234.012 113.40 前橋（含車輪） 110 0 0.36 0 39.60 后橋（含車輪） 150 2.60 0.34 390.530 51.00 駕駛室 210 -0.20 1.10 -42.560 231.00 發(fā)動機(jī)離合器 220 0.50 0.52 110.355 114.40 變速器 90 1.20 0.45 108.680 40.50 貨箱 160 2.40 1.20 384.200 192.26 電氣系統(tǒng) 30 -0.7 1.50 -21 45.20 油箱 65 1.40 0.60 91.446 39.70 轉(zhuǎn)向系統(tǒng) 40 -0.9 0.54 -36 21.60 制動系統(tǒng) 15 0.10 0.90 1.500 13.50 前懸架 35 0 0.46 0 16.10 后懸架 80 2.60 0.58 208.200 46.40 傳動軸 65 1.600 0.42 104.000 27.30 整備質(zhì)量 1450 1932.500 990.80 乘員2人 130 -0.200 1.10 -26.000 143.70 裝載質(zhì)量 900 2.600 1.80 2340 1620.00 最大總質(zhì)量 2480 4687.200 2013.76 各總成質(zhì)心距前軸的距離Li和距地面高度hi列于表3-2中。 表3-2 空載 滿載 距前軸L1 1332 1890 距后軸L2 1468 910 質(zhì)心高Hg 683 812 計(jì)算公式： G1L1+G2L2+……+GiLi=G2L G1h1+G2h2+……+Gihi=G0hg 式中：G1，G2……Gi 各總成質(zhì)量（kg）； L1，L2……Li 各總成質(zhì)心至前軸中心線距離（mm）； h1,h2……h(huán)i 各總成質(zhì)心離地面高度（mm）； G2 空載后軸軸載質(zhì)量（kg）； G2 滿載后軸軸載質(zhì)量（kg）； G1 空載前軸軸載質(zhì)量（kg）； G1 滿載前軸軸載質(zhì)量（kg）； Ga 最大總質(zhì)量（kg）； L2 空載質(zhì)心距后軸中心線距離（mm）； L1 空載質(zhì)心距前軸中心線距離（mm）； L1 滿載質(zhì)心距前軸中心線距離（mm）； L2 滿載質(zhì)心距后軸中心線距離（mm）； L 軸距（mm）； hg 空載質(zhì)心高度（mm）； hg 滿載質(zhì)心高度（mm）； G2=(∑Gi×Li)/L=690（kg）； G1=G0-G2=760（kg）； L1=G2×L/ G0=1.332m； L2=L-L1=1.468m； hg=(∑Gi×hi)/G0=683mm； G2=1674（kg）； G1=Ga-G2=806（kg）； L1=G2×L/Ga=1.89m； L2=L-L1=0.91m； hg=812mm。 §3.2 汽車行駛中的載荷分配 汽車行駛時(shí)各軸的負(fù)荷隨著道路條件和行駛工況的變化而改變，它影響到許多部件的設(shè)計(jì)。 1. 對于后軸驅(qū)動的汽車，在水平路面滿載行駛時(shí)前、后軸的最大負(fù)荷按下式計(jì)算： 前軸負(fù)荷 Z1===494.88（kg） 后軸負(fù)荷 Z2=Ga-Z1=2480-494.88=1985.12（kg） φ——附著系數(shù)，瀝青、混凝土路面，取φ=0.7 軸荷轉(zhuǎn)移系數(shù)（前） m1==0.614 （后） m2==1.217 2. 制動時(shí)前、后軸最大負(fù)荷計(jì)算： 前軸負(fù)荷 ===1205.77（kg）（kg） 后軸負(fù)荷 ==1206.95（kg） 軸荷轉(zhuǎn)移系數(shù)（前） ==1.496 （后） ==0.721 第四章 穩(wěn)定性計(jì)算 §4.1 縱向行駛穩(wěn)定性 汽車的縱向行駛穩(wěn)定性就是保證汽車上坡行駛時(shí)其最大爬坡度是由下滑決定的，而不允許發(fā)生后翻。 判定公式：＞φ 式中φ——附著系數(shù) 計(jì)算結(jié)果見下表 表4-1縱向行駛穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果 參數(shù) 載荷 滿載 空載 L2(m) 0.9 1.468 hg(m) 0.812 0.683 L2/ hg 1.108 2.149 §4.2 橫向行駛穩(wěn)定性 汽車的橫向行駛穩(wěn)定性就是必須保證汽車在側(cè)坡上行駛時(shí)和轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，側(cè)滑發(fā)生在翻車之前。 判定公式：＞φ 計(jì)算結(jié)果見下表 表4-2橫向行駛穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果 參數(shù) 載荷 滿載 空載 前輪距B1（m） 1.32 1.32 hg(m) 0.812 0.683 B1/（2 hg） 1.626 1.933 §4.3 結(jié)論 因在空載：2.149＞0.7= 滿載：1.108＞0.7=。而在空載：1.933＞0.7= 滿載：1.626＞0.7=。由計(jì)算結(jié)果可知，汽車的縱向、橫向傾翻角都大于附著系數(shù)，即滑移出現(xiàn)在傾翻之前，汽車不會出現(xiàn)失穩(wěn)現(xiàn)象。 §4.4 最小轉(zhuǎn)彎半徑計(jì)算 對于非驅(qū)動前軸，在轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)角較大時(shí)，側(cè)偏角對轉(zhuǎn)向運(yùn)動情況影響較小，可忽略不計(jì)，這時(shí)最小轉(zhuǎn)彎半徑按下式計(jì)算： Rmin=L/Sinθ 式中： L——軸距2.8m θ——外輪最大轉(zhuǎn)角35 Rmin==5.002 第五章 汽車動力性計(jì)算 汽車的動力性是指汽車在良好路面上直線行駛時(shí)由汽車受到的縱向力決定的、所能達(dá)到的平均行駛速度。汽車是一種高效率的運(yùn)輸工具，運(yùn)輸效率之高低在很大程度上取決于汽車的動力性。所以，動力性是汽車各種性能中最基本、最重要的性能。 §5.1 汽車各檔車速計(jì)算 ＝0.377 （5-1） 式中： ——汽車行駛速度（km/h）； n ——發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速（r/min）； r ——車輪半徑（m）； ——變速器傳動比 見表2-3； ——主減速器傳動比 見表2-3。 各檔速度值及速度曲線圖如圖5-1及表5-1。 V/（km/h） 圖5-1 汽車行駛速度曲線圖 檔位 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 倒 1400 7.32 11.27 17.34 26.69 41.07 8.16 1600 8.37 12.88 19.82 30.5 46.94 9.32 1800 9.41 14.48 22.29 34.31 52.81 10.49 2000 10.46 16.09 24.77 38.13 58.68 11.65 2200 11.5 17.7 27.25 41.94 64.54 12.82 2400 12.55 19.31 29.72 45.75 70.41 13.98 2600 13.59 20.92 32.2 49.57 76.28 15.15 2800 14.64 22.53 34.68 53.38 82.15 16.31 3000 15.68 24.14 37.16 57.19 88.01 17.48 3200 16.73 25.75 39.63 61 93.88 18.64 表5-1各檔車速計(jì)算結(jié)果 §5.2 驅(qū)動力計(jì)算 （5-2） 式中： ——汽車的驅(qū)動力（N）； ——發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩（Nm） ——傳動系效率 見表2-4。 各檔驅(qū)動力見表5-2。 按附著條件計(jì)算典型路面的附著力 計(jì)算公式： N 式中： ——驅(qū)動輪上承載的總附著質(zhì)量 其中，空載時(shí)：=G2=760kg； 滿載時(shí)：=G2=1674kg； 在干燥瀝青或混凝土路上，取ψ=0.7 則：空載時(shí)：=5213.6N； =11483.64N； 從計(jì)算結(jié)果表明，滿載行駛時(shí)＞，汽車不會出現(xiàn)打滑現(xiàn)象。 表5-2 驅(qū)動力計(jì)算結(jié)果 檔位 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 1400 4908.61 3189.05 2072.01 1377.79 874.7 1600 5407.58 3513.23 2282.63 1517.84 963.61 1800 5701.17 3703.97 2406.56 1600.25 1015.93 2000 5888.74 3825.83 2485.74 1652.9 1049.36 2200 5944.51 3862.06 2509.28 1668.56 1059.29 2400 5910.19 3839.77 2494.79 1658.92 1053.18 2600 5853.8 3803.13 2470.99 1643.09 1043.13 2800 5732.45 3724.29 2419.77 1609.03 1021.51 3000 5586.56 3629.5 2358.18 1568.08 995.51 3200 5305.21 3446.72 2239.42 1489.11 945.37 §5.3 空氣阻力計(jì)算 （5-3） 式中： 　——空氣阻力（Ｎ）； ——空氣阻力系數(shù)； ——迎風(fēng)面積（）； 表5-3 空氣阻力計(jì)算結(jié)果 檔位 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 1400 4.25 10.08 23.86 56.55 133.93 1600 5.56 13.16 31.17 73.86 174.93 1800 7.03 16.66 39。46 93.48 221.39 2000 8.68 20.56 48.71 115.41 273.32 2200 10.5 24.88 58.94 139.64 330.72 2400 12.5 29.61 70.14 166.18 393.58 2600 14.67 34.75 82.32 195.04 461.92 2800 17.01 40.3 95.47 226.2 535.71 3000 19.53 42.26 109.6 259.66 614.98 3200 22.22 52.64 124.7 295.44 992.93 §5.4 滾動阻力計(jì)算 滾動阻力系數(shù)見表（5-4） （5-4） 表5-4 汽車滾動阻力系數(shù) 檔位 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 1400 0.00801 0.00823 0.00857 0.00909 0.0099 1600 0.00807 0.00832 0.00871 0.00931 0.01023 1800 0.00813 0.00841 0.00894 0.00952 0.01056 2000 0.00819 0.0085 0.00899 0.00974 0.01089 2200 0.00824 0.00859 0.00913 0.00995 0.01121 2400 0.0083 0.00868 0.00926 0.01016 0.01154 2600 0.00836 0.00877 0.0094 0.01038 0.01187 2800 0.00842 0.00886 0.00954 0.01059 0.0122 3000 0.00848 0.00895 0.00968 0.0108 0.01253 3200 0.00854 0.00915 0.00982 0.01102 0.01286 （5-5） 式中： 　——滾動阻力； ——汽車最大總質(zhì)量（kg），=2480kg。 表5-5 汽車滾動阻力 檔位 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 1400 194.67 200.04 208.31 221.04 240.61 1600 196.1 202.23 211.68 226.22 248.6 1800 197.52 204.4 217.22 231.41 256.58 2000 198.94 206.62 218.42 236.6 264.57 2200 200.36 208.81 221.83 241.79 272.56 2400 201.79 210.99 225.17 246.98 280.54 2600 203.21 213.19 228.54 252.17 288.53 2800 204.63 215.38 231.91 257.36 296.51 3000 206.06 217.57 235.28 262.55 304.53 3200 207.48 222.26 238.65 267.74 312.48 0 700 1400 2100 2800 3500 4200 4900 5600 5.89 7.57 9.25 10.9 13.3 16.6 20 24 29.9 36.7 46.3 57.8 69.4 81 92.5 104 V(km/h) Ft(N) 圖5-2 驅(qū)動力-阻力平衡圖 §5.5 各檔動力因數(shù)計(jì)算 （5-6） 式中：　　——?jiǎng)恿σ驍?shù)。 各檔動力因數(shù)見表5-6。 汽車的動力特性圖見圖5-3。 表5-6 汽車動力因數(shù) 檔位 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 1400 0.202 0.131 0.084 0.054 0.03 1600 0.222 0.144 0.093 0.059 0.032 1800 0.234 0.152 0.097 0.062 0.033 2000 0.242 0.157 0.1 0.063 0.032 2200 0.244 0.158 0.101 0.063 0.03 2400 0.243 0.157 0.1 0.061 0.027 2600 0.24 0.155 0.098 0.06 0.024 2800 0.235 0.152 0.096 0.057 0.02 3000 0.229 0.148 0.093 0.054 0.016 3200 0.217 0.14 0.087 0.049 0.01 0 0.1 0.15 0.2 0.25 5.89 7.57 9.25 10.9 13.3 16.6 20 24 29.9 36.7 46.3 57.8 69.4 81 92.5 104 V(km/h) D 圖5-3汽車動力特性曲線 §5.6 汽車的爬坡度 （5-7） 式中： α—最大坡度（）。 表5-7 汽車爬坡度計(jì)算結(jié)果 干燥瀝青 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Dmax 0.244 0.158 0.101 0.063 0.033 f 0.0084 0.00859 0.00913 0.00995 0.0112 α 14.84 8.63 5.3 3.06 1.26 % 26.5 15.18 9.28 5.34 2.2 干燥土路 f 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 α 14.6 7.49 4.16 1.94 0.2 坡度（%） 26.05 13.15 7.27 3.39 0.03 §5.7 汽車的加速性能 §5.7.1 加速度的計(jì)算 （5-8） 式中： ——汽車加速度； δ ——汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)，δ＞1。 汽車各檔加速度值及加速度曲線見表5-8及圖5-4。 表5-8 汽車加速度值 檔位 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ δ=2.22 δ=1.33 δ=1.12 δ=1.07 δ=1.06 1400 1.509 1.084 0.697 0.423 0.191 1600 1.664 1.198 0.779 o.468 0.207 1800 1.757 1.268 0.814 0.495 0.214 2000 1.818 1.311 0.841 0.502 0.201 2200 1.834 1.319 0.849 0.5 0.179 2400 1.83 1.309 0.839 0.47 0.147 2600 1.802 1.291 0.821 0.468 0.115 2800 1.762 1.264 0.799 0.437 0.074 3000 1.715 1.228 0.77 0.407 0.033 3200 1.621 1.12 0.714 0.358 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2 1.4 1.6 5.89 7.57 9.25 10.9 13.3 16.6 20 24 29.9 36.7 46.3 57.8 69.4 81 92.5 104 V(km/h) a(m/s*s) 圖5-4汽車加速度曲線 §5.7.2 加速度倒數(shù)的計(jì)算 汽車加速度倒數(shù)見表5-9。 汽車加速度倒數(shù)曲線見圖5-5。 表5-9加速度倒數(shù)值 檔位 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 1400 0.663 0.923 1.435 2.364 5.236 1600 0.601 0.835 1.284 2.137 4.831 1800 0.569 0.789 1.229 2.02 4.673 2000 0.55 0.763 1.189 1.992 4.975 2200 0.545 0.758 1.178 2 5.587 2400 0.546 0.764 1.192 2.128 6.803 2600 0.555 0.775 1.218 2.137 8.696 2800 0.568 0.791 1.252 2.288 13.514 3000 0.583 0.814 1.299 2.457 30.303 3200 0.617 0.893 1.401 2.793 §5.7.3 加速時(shí)間的計(jì)算 式中： ——加速時(shí)間； 、——車速； ——加速度倒數(shù)（見表5-9及圖5-5）。 圖5-5 汽車加速度倒數(shù)曲線 §5.8 汽車行駛消耗的功率計(jì)算 §5.8.1 克服滾動阻力消耗的功率計(jì)算 （5-9） 式中： ——克服滾動阻力消耗的功率（kW）。 克服滾動阻力消耗的功率計(jì)算結(jié)果見表5-10。 表5-10 克服滾動阻力消耗功率計(jì)算結(jié)果 檔位 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 1400 0.396 0.626 1.003 1.639 2.745 1600 0.456 0.723 1.165 1.917 3.241 1800 0.516 0.822 1.345 2.706 3.764 2000 0.576 0.924 1.503 2.506 4.312 2200 0.64 1.026 1.679 2.817 4.887 2400 0.703 1.132 1.859 3.139 5.487 2600 0.767 1.239 2.044 3.472 5.343 2800 0.832 1.348 2.234 3.816 6.766 3000 0.896 1.458 2.428 4.171 7.445 3200 0.964 1.59 2.627 4.537 8.149 §5.8.2 克服空氣阻力消耗的功率計(jì)算 （5-10） 式中： ——克服空氣阻力消耗的功率（kW）。 克服空氣阻力消耗的功率計(jì)算結(jié)果見表5-11。 表5-11 克服空氣阻力消耗功率的計(jì)算結(jié)果 檔位 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ 1400 0.009 0.032 0.115 0.419 1.528 1600 0.013 0.047 0.172 0.625 2.281 1800 0.018 0.067 0.244 0.891 3.248 2000 0.025 0.092 0.335 1.222 4.455 2200 0.034 0.122 0.446 1.627 5.929 2400 0.044 0.159 0.579 2.112 7.698 2600 0.055 0.202 0.736 2.685 9.787 2800 0.069 0.252 0.92 3.354 12.224 3000 0.085 0.283 1.131 4.125 15.035 3200 0.103 0.377 1.373 5.006 18.247 §5.8.3 汽車的阻力功率計(jì)算 當(dāng)發(fā)