商用汽車(chē)總體設(shè)計(jì)（課程設(shè)計(jì)）,商用,汽車(chē),總體,整體,設(shè)計(jì),課程設(shè)計(jì) 一、 題目要求 額定裝載質(zhì)量（Kg） 最大總質(zhì)量（kg） 最大車(chē)速(Km·h-1) 比功率 (KW·t-1) 比轉(zhuǎn)矩(N·m·t-1) 序號(hào) 5000 8930 100 15 40 11 二、 設(shè)計(jì)內(nèi)容 1、 汽車(chē)形式的選擇 1.1、 軸數(shù)和驅(qū)動(dòng)形式 商用貨車(chē)驅(qū)動(dòng)形式有4×2、4×4、6×2、6×6、8×4、8×8等，普通商用貨車(chē)一般采用4×2發(fā)動(dòng)機(jī)前置后橋驅(qū)動(dòng)。本車(chē)屬于中型商用貨車(chē)，總質(zhì)量居中，考慮到制造成本和使用條件等因素，所以采用4×2后橋4輪的形式。 1.2、 布置形式 汽車(chē)布置形式是指發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)軸和車(chē)身（或駕駛室）的相互關(guān)系和布置特點(diǎn)而言。汽車(chē)的使用性能除取決于整車(chē)和各總成的有關(guān)參數(shù)以外，汽車(chē)的布置形式對(duì)使用性能也有重要影響。 貨車(chē)按駕駛室與發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)位置不同分為長(zhǎng)頭式、短頭式、平頭式和偏置式。 本車(chē)的設(shè)計(jì)采用平頭式。平頭式貨車(chē)在各種級(jí)別的貨車(chē)上得到廣泛應(yīng)用。它有以下優(yōu)點(diǎn)：汽車(chē)總長(zhǎng)和軸距尺寸短；最小轉(zhuǎn)彎直徑小；機(jī)動(dòng)性良好；不需要發(fā)動(dòng)機(jī)罩和翼子板，使整車(chē)整備質(zhì)量較?。获{駛員視野得到明顯改善；面積利用率高。其缺點(diǎn)如下：前軸負(fù)荷大，因而汽車(chē)通過(guò)性能變壞；因?yàn)轳{駛室有自翻轉(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(zhǎng)頭式貨車(chē)方便；離合器、變速器等操作機(jī)構(gòu)復(fù)雜；駕駛室內(nèi)受熱及振動(dòng)均比較大；汽車(chē)正門(mén)與其他物體發(fā)生碰撞時(shí)，駕駛員和前排乘客受到嚴(yán)重傷害發(fā)可能性增加。 貨車(chē)按照發(fā)動(dòng)機(jī)位置不同，可分為發(fā)動(dòng)機(jī)前置、中置和后置三種布置形式。其中發(fā)動(dòng)機(jī)前置后橋驅(qū)動(dòng)貨車(chē)得到廣泛應(yīng)用。 本車(chē)的設(shè)計(jì)采用前置后驅(qū)的形式。它有以下主要優(yōu)點(diǎn)：維修發(fā)動(dòng)機(jī)方便；離合器、變速器等操縱機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單；貨箱地板高度低；可以采用直列發(fā)動(dòng)機(jī)、V型發(fā)動(dòng)機(jī)貨臥式發(fā)動(dòng)機(jī)；發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)故障容易。此方案的缺點(diǎn)是：如果采用平頭式駕駛室，而且發(fā)動(dòng)機(jī)布置在前軸之上，處于兩側(cè)座位之間時(shí)，駕駛室內(nèi)部擁擠，隔熱、隔振、密封和降低噪聲等問(wèn)題難以解決。 2. 汽車(chē)主要技術(shù)參數(shù)的確定 2.1、 汽車(chē)主要尺寸的確定 2.1.1、外廓尺寸 汽車(chē)的總長(zhǎng)、總寬和總高應(yīng)根據(jù)汽車(chē)的用途、道路條件、噸位、外形設(shè)計(jì)、公路限制和結(jié)構(gòu)布置等因素來(lái)確定。在總體設(shè)計(jì)時(shí)要力求減少汽車(chē)的外廓尺寸，以減輕汽車(chē)總重，提高汽車(chē)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和機(jī)動(dòng)性。 各國(guó)對(duì)公路運(yùn)輸車(chē)輛的外廓尺寸均有法規(guī)限制。這是為了適合本國(guó)的公路、橋梁和運(yùn)輸標(biāo)準(zhǔn)以及保證駕駛的安全性。GB1589-89汽車(chē)外廓尺寸限界規(guī)定汽車(chē)外廓尺寸長(zhǎng)：貨車(chē)、越野車(chē)、整體式客車(chē)不應(yīng)超過(guò)12m，單鉸接式客車(chē)不超過(guò)18m，半掛汽車(chē)列車(chē)不超過(guò)16.5m，全掛汽車(chē)列車(chē)不超過(guò)20m；不包括后視鏡，汽車(chē)寬不超過(guò)2.5m；空載、頂窗關(guān)閉狀態(tài)下，汽車(chē)高不超過(guò)4m；后視鏡等單側(cè)外伸量不得超出最大寬度處250mm；頂窗、換氣裝置開(kāi)啟時(shí)不得超出車(chē)高300mm。 根據(jù)本車(chē)的特點(diǎn)，參考同類(lèi)車(chē)型，本車(chē)的外廓尺寸如下： 總長(zhǎng)：＝7200mm ； 總寬：＝2250mm； 總高：＝2460 mm。 由于本火車(chē)是鄉(xiāng)村用貨車(chē)，多用來(lái)運(yùn)輸沙石等，參考同類(lèi)車(chē)型，本車(chē)的貨箱尺寸如下： 長(zhǎng)：5300mm 寬：2150mm 高：550mm 2.1.2、軸距 軸距L對(duì)整備質(zhì)量、汽車(chē)總長(zhǎng)、最小轉(zhuǎn)彎直徑、傳動(dòng)軸長(zhǎng)度、縱向通過(guò)半徑有影響。當(dāng)軸距短時(shí)，上述各指標(biāo)減小。此外，軸距還對(duì)軸荷分配有影響。軸距過(guò)短會(huì)使車(chē)廂（貨）長(zhǎng)度不足或后懸過(guò)長(zhǎng)；上坡或制動(dòng)時(shí)軸荷轉(zhuǎn)移過(guò)大，汽車(chē)制動(dòng)性和操縱穩(wěn)定性變壞；車(chē)身縱向角振動(dòng)增大，對(duì)平順性不利；萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸的夾角增大。 貨車(chē)軸距和輪距標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)下表： 貨車(chē)的軸距和輪距 車(chē)型 類(lèi)別 軸距/ 輪距/ 4×2貨車(chē) 微型 輕型 中型 重型 1700～2900 2300～3600 3600～5500 4500～5600 1150～1350 1300～1650 1700～2000 1840～2000 本車(chē)為中型貨車(chē)，參照表和同類(lèi)車(chē)型，軸距L選取為4050 。 2.1.3、輪距 受汽車(chē)總寬度不超過(guò)2.5m限制，輪距不宜過(guò)大。但在取定的前輪輪距b1的范圍內(nèi)，應(yīng)該能布置下發(fā)動(dòng)機(jī)、車(chē)架、前懸架和前輪，并保證前輪有足夠的轉(zhuǎn)向空間，同時(shí)轉(zhuǎn)向桿系與車(chē)架、車(chē)輪之間有足夠的運(yùn)動(dòng)間隙、再確定后輪距b2時(shí)應(yīng)考慮兩縱梁之間的寬度、懸架寬度和輪胎寬度及他們之間應(yīng)留有必要的間隙 根據(jù)上表，并且參考同類(lèi)車(chē)型以及根據(jù)本車(chē)的結(jié)構(gòu)和布置，選取本車(chē)的前后輪距分別為：b1＝1790mm ；b2＝1686mm（雙胎中心線距離） 。 2.1.4、汽車(chē)的前懸和后懸 前、后懸加長(zhǎng)時(shí)，汽車(chē)接近角和離去角都小，影響汽車(chē)通過(guò)性能。對(duì)長(zhǎng)頭汽車(chē)，前懸不能縮短，原因是在這段尺寸內(nèi)要布置保險(xiǎn)杠、散熱器、風(fēng)扇、發(fā)動(dòng)機(jī)等部件。從撞車(chē)安全性考慮，希望前懸長(zhǎng)些，從視野角度考慮又要求前懸短些。前懸對(duì)平頭汽車(chē)上下車(chē)的方便性有影響，前鋼板彈簧長(zhǎng)度也影響前懸尺寸。 后懸的長(zhǎng)度主要取決于軸距和軸荷分配的要求，同時(shí)要保證適當(dāng)?shù)碾x去角。一般來(lái)說(shuō)，后懸不宜過(guò)長(zhǎng)，否則上、下坡時(shí)容易刮地 ，轉(zhuǎn)彎時(shí)也不靈活。貨車(chē)的后懸一般在1200mm～2200mm之間。 經(jīng)過(guò)分析并參考同類(lèi)樣車(chē)，根據(jù)本車(chē)的結(jié)構(gòu)性能要求，本車(chē)選取前懸LF為1100mm，后懸LR為2050mm 。 2.2、 汽車(chē)主要質(zhì)量參數(shù)的確定 2.2.1、貨車(chē)的整備質(zhì)量 整車(chē)整備質(zhì)量是指車(chē)上帶有全部裝備（包括隨車(chē)工具、備胎等），加滿(mǎn)燃料、水，但沒(méi)有裝貨和載人時(shí)的整車(chē)質(zhì)量。 整車(chē)整備質(zhì)量對(duì)汽車(chē)的成本和使用經(jīng)濟(jì)性均有影響。目前，盡可能減少整車(chē)整備質(zhì)量的目的是通過(guò)減輕整車(chē)整備質(zhì)量增加裝載量或載客量；抵消因滿(mǎn)足安全標(biāo)準(zhǔn)、排氣凈化標(biāo)準(zhǔn)和噪聲標(biāo)準(zhǔn)所帶來(lái)的整備質(zhì)量的增加；節(jié)約燃料。減少整車(chē)整備質(zhì)量的措施主要有：采用強(qiáng)度足夠的輕質(zhì)材料，新設(shè)計(jì)的車(chē)型應(yīng)使其結(jié)構(gòu)更合理。減少整車(chē)整備質(zhì)量，是從事汽車(chē)設(shè)計(jì)工作中必須遵守的一項(xiàng)重要原則。 參考同類(lèi)車(chē)型，本車(chē)的整車(chē)整備質(zhì)量m0定為3750kg 。 2.2.2、裝載質(zhì)量 貨車(chē)裝載質(zhì)量的確定，首先應(yīng)與行業(yè)產(chǎn)品規(guī)劃的系列符合，其次要考慮到汽車(chē)的用途和使用條件。 本車(chē)為中型貨車(chē)，裝載質(zhì)量在設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)中已經(jīng)給定為5000kg 。 2.2.3、貨車(chē)質(zhì)量系數(shù) 質(zhì)量系數(shù)是指汽車(chē)裝載質(zhì)量與整車(chē)整備質(zhì)量的比值，即= / 。該系數(shù)反映了汽車(chē)的設(shè)計(jì)水平和工藝水平，值越大，說(shuō)明該汽車(chē)的結(jié)構(gòu)和制造工藝越先進(jìn)。參照下表，并結(jié)合給出數(shù)據(jù)，本車(chē)為1.33。 不同類(lèi)型汽車(chē)的質(zhì)量系數(shù) 汽車(chē)類(lèi)型 總質(zhì)量ma（kg） 貨車(chē) 180014000 0.80～1.10 1.20～1.35 1.30～1.70 2.2.4、貨車(chē)總質(zhì)量 本車(chē)總質(zhì)量已經(jīng)給出，為8930kg。 2.2.5.軸荷分配 貨車(chē)的軸荷分配參考下表 貨車(chē)的軸荷分配 車(chē)型 滿(mǎn)載 空載 前軸 (%) 后軸 (%) 前軸 (%) 后軸 (%) 4×2后輪單胎 4×2后輪雙胎，長(zhǎng)、短頭式 4×2后輪雙胎，平頭式 6×4后輪雙胎 32～40 25～27 30～35 19～25 60～68 73～75 65～70 75～81 50～59 44～49 48～54 31～37 41～50 51～56 46～52 63～69 本車(chē)軸荷分配的設(shè)計(jì)目標(biāo)是：滿(mǎn)載時(shí)前軸30％，后軸70％?？蛰d時(shí)前軸48％，后軸52％。 2.2.6、貨車(chē)質(zhì)心高度h 汽車(chē)質(zhì)心的位置，與汽車(chē)受力的情況有密切的關(guān)系，直接影響汽車(chē)的軸荷分配、穩(wěn)定性和平順性以及制動(dòng)、驅(qū)動(dòng)和坡道行駛時(shí)的前后軸質(zhì)量的轉(zhuǎn)移。參考同類(lèi)車(chē)型，空載質(zhì)心高度計(jì)算值取為880mm，滿(mǎn)載質(zhì)心高度為1064mm。 2.3、 汽車(chē)各總成的選擇 2.3.1、發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇 2.3.1.1、發(fā)動(dòng)機(jī)形式的選擇 對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)形式選擇應(yīng)該考慮此車(chē)可以采用四沖程汽油或柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，從提高燃油經(jīng)濟(jì)性以及農(nóng)用車(chē)用途出發(fā)，優(yōu)先選用柴油發(fā)動(dòng)機(jī)，對(duì)于中型以及以下的貨車(chē)上一般采用直列式柴油機(jī)。本車(chē)為中型貨車(chē)，故采用直列式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)。 2.3.1.2、發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)的選擇 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率和相應(yīng)轉(zhuǎn)速： 根據(jù)需要的最高車(chē)速（km/h），用下式估算發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率： 上式中：——發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 ——傳動(dòng)系效率，對(duì)驅(qū)動(dòng)橋用單級(jí)主減速器的4×2汽車(chē)可取為0.9，對(duì)于雙級(jí)主減速器可取為0.8，本車(chē)用的是單級(jí)主減速器 ma—— 汽車(chē)總質(zhì)量（kg） g —— 重力加速度（m/s2） vamax——最高車(chē)速（km/h） fr—— 滾動(dòng)阻力系數(shù)，對(duì)貨車(chē)取0.02 CD——空氣阻力系數(shù)，貨車(chē)取0.8～1.0，本車(chē)設(shè)計(jì)取0.9 A—— 汽車(chē)正面投影面積（m2），參考同類(lèi)車(chē)型，取4.635m2。 代入數(shù)據(jù)，得： 114.90(kW) 根據(jù)題目給出的比功率和最大總質(zhì)量計(jì)算得到=133.95（kw）。 對(duì)以上兩個(gè)計(jì)算結(jié)果對(duì)比后，為滿(mǎn)足設(shè)計(jì)和動(dòng)力性的要求取=145kw。 最大功率對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速：參照下表： 最大功率對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)速范圍 （r/min） 柴油機(jī) 1800--4000 乘用車(chē)、輕、微型貨車(chē) 3200--4000 大貨車(chē) 1800--2600 參考同類(lèi)車(chē)型，利用設(shè)計(jì)要求給出的MATLAB程序，本車(chē)取為2200r/min。 最大轉(zhuǎn)矩及相應(yīng)轉(zhuǎn)速： 用下式計(jì)算確定： 上式中：——最大轉(zhuǎn)矩（）； —— 最大功率時(shí)轉(zhuǎn)矩（）； —— 轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)，一般在1.1～1.3之間選??； ——發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率（）； —— 最大功率時(shí)轉(zhuǎn)速（）。 代入數(shù)據(jù)，得： 692.3025～818.18() 本車(chē)所選發(fā)動(dòng)機(jī)的為716，合適。 選擇時(shí)希望在1.4～2.0之間，如果取得太高，使小于1.4，則直接擋穩(wěn)定車(chē)速將變高，在通過(guò)市區(qū)交叉路口時(shí)換擋次數(shù)變多，沖破性能變壞。本發(fā)動(dòng)機(jī)＝1.72，滿(mǎn)足要求，即=1278r/min。 結(jié)合計(jì)算所得的相關(guān)參數(shù)、參考同類(lèi)車(chē)型和設(shè)計(jì)要求給出的MATLAB程序，選定發(fā)動(dòng)機(jī)的排量為4.8L，有MATLAB程序可以得出以下數(shù)據(jù)： T-MAX=754N·m N-MAX=2310r/min KW-MAX=145kw 2.4、 輪胎的選擇 輪胎的尺寸和型號(hào)是進(jìn)行汽車(chē)性能計(jì)算和繪制總布置圖的重要原始數(shù)據(jù)之一，因此，在總體設(shè)計(jì)開(kāi)始階段就應(yīng)選定，而選擇的依據(jù)是車(chē)型、使用條件、輪胎的靜負(fù)荷、輪胎的額定負(fù)荷以及汽車(chē)的行駛速度。子午線胎的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是簾線呈子午線排列，這樣簾線的剛度就能得到充分利用，本車(chē)設(shè)計(jì)采用子午線輪胎。 國(guó)產(chǎn)汽車(chē)輪胎的規(guī)格及使用條件 輪胎規(guī)格 層 數(shù) 主要尺寸 使用條件 斷面寬 外直徑 最大負(fù)荷 相應(yīng)氣壓 標(biāo)準(zhǔn) 輪輞 允許 使用 輪輞 普通花紋 加深花紋 越野花紋 轎車(chē)、中小型客車(chē)、輕型貨車(chē)及其掛車(chē)輪胎 7.00R20 8 10 12 200 904 915 1385 1580 7.0 7.7 5.5 5.50S,6.0, 6.0S 7.50R20 8 10 12 215 935 947 1655 1885 7.7 8.4 6.0 6.00T 6.5 6.50T 8.25R20 10 12 14 232 971 983 1940 2205 7.7 8.4 6.5 6.50T 7.0 7.00T 9.00R20 10 12 14 259 1018 1030 2255 2575 7.4 8.1 7.0 7.00T 7.5 7.50V 根據(jù)前面軸荷分配計(jì)算，滿(mǎn)載時(shí)： 前軸負(fù)荷： 后軸負(fù)荷： 考慮到貨車(chē)的載質(zhì)量比較大，制動(dòng)時(shí)需要較大的制動(dòng)力矩，故制動(dòng)鼓的尺寸較大，參考同類(lèi)車(chē)型，本車(chē)輪胎采用8.25R20。 2.5、 傳動(dòng)比的計(jì)算和選擇 2.5.1、主減速器傳動(dòng)比的確定 在選擇驅(qū)動(dòng)橋主減速器傳動(dòng)比時(shí)，首先可根據(jù)汽車(chē)的最高車(chē)速、發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)、車(chē)輪參數(shù)來(lái)確定，其值可按下式計(jì)算： 上式中：——汽車(chē)最高車(chē)速； —— 最高車(chē)速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，一般，其中為發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，本車(chē)取= ； r ——車(chē)輪半徑，取0.4628m 3.838 同時(shí)還要考慮到最高擋（一般為直接擋）行駛時(shí)汽車(chē)有足夠的動(dòng)力性能，即保證最高擋的動(dòng)力因數(shù)足夠大。 和有以下關(guān)系： 式中：ma——汽車(chē)總質(zhì)量； g——重力加速度； ——直接擋時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的汽車(chē)車(chē)速。 ＝34.28（km/h） =0.062 而中型貨車(chē)的動(dòng)力因數(shù)取值范圍：0.04～0.08，符合要求，為了配合主減速器主、從動(dòng)齒輪齒數(shù)的選擇，把主減速器傳動(dòng)比調(diào)整為=3.818，經(jīng)驗(yàn)算，動(dòng)力因數(shù)也符合要求，本車(chē)采用單級(jí)主減速器，主減速器傳動(dòng)比≤7，符合要求。 2.5.2、最大傳動(dòng)比的確定 確定傳東西最大傳動(dòng)比，要考慮三方面的問(wèn)題，最大爬坡度或1檔最大動(dòng)力因數(shù) 、附著力和汽車(chē)最低穩(wěn)定車(chē)速。傳動(dòng)系最大傳動(dòng)比通常是變速器1檔傳動(dòng)比與主減速器傳動(dòng)比的乘積。 當(dāng)汽車(chē)爬坡時(shí)車(chē)速很低，可以忽略空氣阻力，汽車(chē)的最大驅(qū)動(dòng)力應(yīng)為 或 即 一般汽車(chē)的最大爬坡度約為，其余各參數(shù)按照前面計(jì)算值代入，得 ＝4.791 1檔傳動(dòng)比還應(yīng)滿(mǎn)足附著條件： 對(duì)于后軸驅(qū)動(dòng)汽車(chē)有： =7.997 為了減小換擋難度，相鄰檔位之間的傳動(dòng)比比值在1.8以下，故取=5 2.5.3、變速器各檔傳動(dòng)比的確定 在確定傳動(dòng)比時(shí)，最關(guān)鍵的一步是確定變速器。不同類(lèi)型的汽車(chē)，具有不同的傳動(dòng)系檔位，其原因在于他們的使用條件不同、對(duì)整車(chē)性能的要求不同、汽車(chē)本身的比功率不同。而且傳動(dòng)比檔位數(shù)與汽車(chē)動(dòng)力性、燃油經(jīng)濟(jì)性有著密切的關(guān)系。就動(dòng)力性而言，擋位數(shù)多，增大了發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)揮最大功率附近高功率的機(jī)會(huì)，提高了汽車(chē)的加速與爬坡能力；就燃油經(jīng)濟(jì)性而言，檔位數(shù)多，增加了發(fā)動(dòng)機(jī)在低燃油消耗率下工作的可能行，降低了油耗。 所以，為了提高汽車(chē)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，盡可能使檔位數(shù)多一些，但是，如果檔位數(shù)超過(guò)了五個(gè)就會(huì)使結(jié)構(gòu)大為復(fù)雜。本車(chē)采用四檔變速器，各檔傳動(dòng)比分別為： Ⅰ擋：5 Ⅱ擋：2.92 Ⅲ擋：1.71 Ⅳ擋：1 倒擋：5 3. 汽車(chē)主要性能參數(shù)的選擇計(jì)算 由于汽車(chē)是一種高效率的運(yùn)輸工具，運(yùn)輸效率的高低在很大程度上取決于汽車(chē)的動(dòng)力性，所以動(dòng)力性是汽車(chē)各種性能中最基本、最重要的性能。所謂汽車(chē)的動(dòng)力性是指汽車(chē)在良好的路面上直線行駛時(shí)由汽車(chē)受到的縱向外力決定的、所能達(dá)到的平均行駛速度。 （1）、汽車(chē)的最高車(chē)速，題目已經(jīng)給出100km/h，實(shí)際算出的數(shù)據(jù)也在此附近。 （2）、汽車(chē)的加速時(shí)間 ；載貨汽車(chē)常用0～60km/h的換檔加速時(shí)間或者在直接檔由20km/h加速到某一車(chē)速的時(shí)間t來(lái)評(píng)價(jià)。載貨質(zhì)量在2～2.5t的輕型載貨汽車(chē)的0～60km/h的換檔時(shí)間多在17.5～30s。重型貨車(chē)的0～50km/h的換擋加速時(shí)間為40～60s。 （3）、汽車(chē)的最大爬坡度，前文確定為30%，即16.7°。 3.1.1、汽車(chē)驅(qū)動(dòng)力—行駛阻力平衡圖與動(dòng)力特性圖 汽車(chē)的行駛方程式為 或 ＝＋＋＋ 此公式表明了汽車(chē)行駛時(shí)驅(qū)動(dòng)力和外界阻力之間相互關(guān)系的普遍情況。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速特性、變速器的傳動(dòng)比、主減速比、傳動(dòng)效率、車(chē)輪半徑、空氣阻力系數(shù)、汽車(chē)迎風(fēng)面積以及汽車(chē)質(zhì)量等初步確定后，便可利用此公式分析在附著性良好的典型路面（混凝土、瀝青路面）上的行駛能力，即確定汽車(chē)在節(jié)氣門(mén)全開(kāi)時(shí)可能達(dá)到的最高車(chē)速、加速能力和爬坡能力。為了清晰而形象的表明汽車(chē)行駛時(shí)的受力情況及其平衡關(guān)系，一般是將汽車(chē)行駛方程式用圖解法來(lái)進(jìn)行分析的，就是說(shuō)把汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)力和汽車(chē)在行駛中經(jīng)常遇到的滾動(dòng)阻力和空氣阻力都畫(huà)出來(lái)，作出汽車(chē)的驅(qū)動(dòng)力－行駛阻力平衡圖，并以它來(lái)確定汽車(chē)的動(dòng)力性。 汽車(chē)的動(dòng)力性計(jì)算公式如下： （和可由發(fā)動(dòng)機(jī)的外特性曲線查得）； ； ； ； ； ； 。 其中：——發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的功率； ——發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出的轉(zhuǎn)矩； ——驅(qū)動(dòng)力； ——滾動(dòng)阻力； ——空氣阻力； ——行駛加速度； ——汽車(chē)總質(zhì)量； ——汽車(chē)的車(chē)輪半徑； ——滾動(dòng)阻力系數(shù)； ——?jiǎng)恿σ驍?shù)； 通過(guò)matlab程序匯出下面圖形： 3.1.2、汽車(chē)的功力平衡 汽車(chē)行駛時(shí)，不僅驅(qū)動(dòng)力和阻力相互平衡，發(fā)動(dòng)機(jī)功率和汽車(chē)行駛的阻力功率也總是平衡的。 將發(fā)動(dòng)機(jī)功率、汽車(chē)經(jīng)常遇到的阻力功率對(duì)車(chē)速的關(guān)系曲線繪在坐標(biāo)圖上，即得到汽車(chē)功率平衡圖。 通過(guò)matlab程序繪制出下面圖形： 3.2、燃油經(jīng)濟(jì)性 等速行駛百公里燃油消耗量是常用的一種評(píng)價(jià)指標(biāo)，指汽車(chē)在一定載荷（我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定轎車(chē)為半載、貨車(chē)為滿(mǎn)載）下，以最高擋在水平良好的路面上等速行駛100km的燃油消耗量。常測(cè)出每隔10km/h或20km/h速度間隔的等速百公里燃油消耗量，然后在圖上連成曲線，成為等速百公里燃油消耗量曲線，用它來(lái)評(píng)價(jià)汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性。 等速行駛工況燃油消耗量計(jì)算： 發(fā)動(dòng)機(jī)萬(wàn)有特性曲線圖 根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的萬(wàn)有特性圖上的等燃油消耗率曲線，可以確定發(fā)動(dòng)機(jī)在一定轉(zhuǎn)速n，發(fā)出一定功率時(shí)的燃油消耗率。計(jì)算時(shí)，還需要汽車(chē)在水平路面上等速行駛，為克服滾動(dòng)阻力與空氣阻力，發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)提供的功率為。 根據(jù)等速行駛車(chē)速及阻力功率，在萬(wàn)有特性圖上（利用插值法）可確定相應(yīng)的燃油消耗率，從而計(jì)算出以該車(chē)速等速行駛時(shí)單位時(shí)間內(nèi)的燃油消耗量（單位為）為 上式中：——燃油消耗率（）； ——燃油的重度，汽油可取，柴油可取。 整個(gè)等速過(guò)程行經(jīng)行程的燃油消耗量為 折算成等速百公里燃油消耗量為 當(dāng)處于最高檔時(shí)，選定四個(gè)速度，得到四個(gè)等速油耗值： u=54.84km/h Pe=41.76KW b=226.2733 g/(kw·h) Q=21.116L/100km u=63.98km/h Pe=53.10KW b=226.146 g/(kw·h) Q=23.001L/100km u=73.12km/h Pe=66.46KW b=239.3125 g/(kw·h) Q=26.656L/100km u=82.25km/h Pe=82.11KW b=238.24 g/(kw·h) Q=29.146L/100km 3.3、最小轉(zhuǎn)彎直徑 轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)至極限位置時(shí)，汽車(chē)前外轉(zhuǎn)向輪輪轍中心在支承平面上的軌跡圓的直徑稱(chēng)為最小轉(zhuǎn)彎直徑。用來(lái)描述汽車(chē)轉(zhuǎn)向機(jī)動(dòng)性，是汽車(chē)轉(zhuǎn)向能力和轉(zhuǎn)向安全性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。設(shè)計(jì)要求中提到，前輪最大轉(zhuǎn)向角22度（外側(cè)輪），根據(jù)軸距可以算出本車(chē)的最小轉(zhuǎn)彎直徑：23.7m。 3.4、通過(guò)性的幾何參數(shù) 總體設(shè)計(jì)要確定的通過(guò)性幾何參數(shù)有最小離地間隙，接近角，離去角，縱向通過(guò)半徑等。各類(lèi)汽車(chē)的通過(guò)性參數(shù)視車(chē)型和用途而異，其范圍見(jiàn)表： 汽車(chē)的通過(guò)性參數(shù) 車(chē)型 （mm） （°） （°） ρ（m） 4×2貨車(chē) 180～300 40～60 23～45 2.3～6.0 4×4、6×6貨車(chē) 260～350 45～60 35～45 1.9～3.6 本車(chē)的通過(guò)性幾何參數(shù)： 最小離地間隙（滿(mǎn)載）： 前軸下：280mm（初定） 后軸下：210mm（初定） 縱向通過(guò)半徑：待定 接近角：35°（初定） 離去角：23°（初定） 3.5、操縱穩(wěn)定性 汽車(chē)操縱穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)參數(shù)較多，與總體設(shè)計(jì)有關(guān)并能作為設(shè)計(jì)指標(biāo)的如下： 1）、為了保證有良好的操縱穩(wěn)定性，汽車(chē)應(yīng)具有一定程度的不足轉(zhuǎn)向。通常用汽車(chē)以0.4g的向心加速度沿定圓轉(zhuǎn)向時(shí)，前、后測(cè)偏角之差（δ1－δ2）作為評(píng)價(jià)參數(shù)。此參數(shù)在1°～3°為宜。本車(chē)設(shè)計(jì)目標(biāo)為2°。 2）、汽車(chē)以0.4g的向心加速度沿定圓等速行駛時(shí)，車(chē)身側(cè)傾角控制在3°以?xún)?nèi)為好，最大不超過(guò)7°。本車(chē)側(cè)傾角設(shè)計(jì)目標(biāo)為2°。 3）、為了不影響乘坐舒適性，要求汽車(chē)以0.4g減速度制動(dòng)時(shí)，車(chē)身的前俯角不大于1.5°。 3.6、制動(dòng)性參數(shù) 常以制動(dòng)距離、制動(dòng)減速度和制動(dòng)踏板力作為汽車(chē)制動(dòng)性能的主要設(shè)計(jì)指標(biāo)和評(píng)價(jià)參數(shù)。對(duì)貨車(chē)制動(dòng)效能的要求如下表所示，且規(guī)定在踏板力不大于700N的條件下，總制動(dòng)距離不得大于表中規(guī)定值的120％，制動(dòng)減速度不得大于該表規(guī)定值的80％。 貨車(chē)路試檢驗(yàn)行車(chē)制動(dòng)和應(yīng)急制動(dòng)性能要求 車(chē)輛類(lèi)型 行車(chē)制動(dòng) 應(yīng)急制動(dòng) 制動(dòng)初速（km/h） 制動(dòng)距離（m） FMDD（m/s2） 試車(chē)道寬度（m） 踏板力（N） 制動(dòng)初速（km/h） 制動(dòng)距離（m） FMDD（m/s2） 操縱力（N）≤ ma≤4.5t 滿(mǎn)載 50 ≤22 ≥5.4 2.5 ≤700 30 ≤18 ≥2.6 手600 腳700 空載 ≤21 ≥5.8 ≤450 其他汽車(chē) 滿(mǎn)載 50 ≤10 ≥5.0 3.0 ≤700 30 ≤20 ≥2.2 手600 腳700 空載 ≤9 ≥5.4 ≤450 15