汽車課程設(shè)計

1、（=750kg，ma =1630kg,=0.016，=100km/h）沈陽航空航天大學(xué)課 程 設(shè) 計（說明書）課程名稱 汽車設(shè)計課程設(shè)計 專 業(yè) 車輛工程 班 級 14060301 學(xué) 號 2011040603007 姓 名 付 超 指導(dǎo)教師 劉 剛 2015年3月目錄第一章 汽車形式的選擇1 1.1汽車參數(shù)1 1.2汽車輪胎的選擇1 1.3駕駛室布置2 1.4驅(qū)動形式的選擇3 1.5軸數(shù)的選擇3 1.6貨車布置形式3 1.7外廓尺寸的確定3 1.8軸距L的確定3 1.9前輪距B1和后輪距B24 1.10前懸LF和后懸LR4 1.11貨車車頭長度4 1.12貨車車箱尺寸4第二章 汽車發(fā)動機(jī)的選

2、擇52.1發(fā)動機(jī)最大功率52.2發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩及其相應(yīng)轉(zhuǎn)速52.3選擇發(fā)動機(jī)6第三章 傳動比的計算和選擇8 3.1驅(qū)動橋主減速器傳動比的選擇8 3.2變速器傳動比的選擇8 3.2.1變速器頭檔傳動比的選擇8 3.2.2變速器的選擇9第四章 軸荷分配及質(zhì)心位置的計算9 4.1軸荷分配及質(zhì)心位置的計算10第五章 動力性能計算15 5.1驅(qū)動平衡計算15 5.1.1驅(qū)動力計算15 5.1.2行駛阻力計算15 5.1.3汽車行駛平衡圖16 5.2動力特性計算17 5.2.1動力因數(shù)D的計算17 5.2.2行駛阻力與速度關(guān)系17 5.2.3動力特性圖18 5.2.4汽車爬坡度計算20 5.2.5加速度

3、倒數(shù)曲線19 5.3功率平衡計算21 5.3.1汽車行駛時，發(fā)動機(jī)能夠發(fā)出的功率21 5.3.2汽車行駛時，所需發(fā)動機(jī)功率21 5.3.3功率平衡圖22第六章 汽車燃油經(jīng)濟(jì)性計算23第七章 汽車不翻倒條件計算257.1汽車滿載不縱向翻倒的校核257.2汽車滿載不橫向翻倒的校核257.3汽車的最小轉(zhuǎn)彎直徑25總 結(jié)27參考文獻(xiàn)28I摘 要汽車是由動力裝置、底盤車身、電器及儀表等部分組成，是載送人員和貨物運(yùn)輸?shù)墓ぞ?。而汽車設(shè)計的課程設(shè)計則是應(yīng)用汽車設(shè)計的基本理論，通過輔助課程機(jī)械制圖、畫法幾何、機(jī)械設(shè)計等來解決實際問題，是一叢綜合性很強(qiáng)的課程設(shè)計。本次課程設(shè)計為載重量750kg的貨車的設(shè)計，首先對

4、汽車的形式進(jìn)行了確定，其中包括汽車外尺寸的設(shè)計，質(zhì)量參數(shù)的確定，輪胎，軸數(shù)，驅(qū)動形式以及布置形式的選擇。其次，以汽車的最高車速和總質(zhì)量選擇了汽車的發(fā)動機(jī)。查資料確定了汽車的整體結(jié)構(gòu)，包括車身，車廂，車頭的選擇。細(xì)節(jié)有輪距，軸距的確定等。在確定了發(fā)動機(jī)之后，計算了車的傳動比，選擇了變速器，計算了汽車的動力特性，包括了驅(qū)動力與阻力的平衡，動力因數(shù)，加速度，加速時間的確定。然后計算了汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性問題。最后計算了汽車的穩(wěn)定情況，保證了汽車可以安全的上路行使，完成了汽車的設(shè)計。關(guān)鍵詞：總體設(shè)計；軸荷分配；動力性；燃油經(jīng)濟(jì)性第一章 汽車形式的選擇1.1汽車參數(shù) 汽車的裝載質(zhì)量：me=750kg 汽車總

5、質(zhì)量：ma=1630kg =0.016 最高時速：100km/h1.2汽車輪胎的選擇表1-1 各類汽車軸荷分配滿 載空 載前 軸后 軸前 軸后 軸商用貨車42后輪單胎32%40%60%68%50%59%41%50%42后輪雙胎，長、端頭式25%27%73%75%44%49%51%56%42后輪雙胎，平頭式30%35%65%70%48%54%46%52%62后輪雙胎19%25%75%81%31%37%63%69%根據(jù)表1-1，本車型為42后輪單胎，平頭式，故暫定前軸占32%，后軸占68%，則：前輪單側(cè)：后輪單側(cè)： 其中為輪胎所承受重量。 根據(jù)GB9744一1997可選擇輪胎如表1-2表1-3所示

6、。表1-2 輕型載重普通斷面子午線輪胎氣壓與負(fù)荷對應(yīng)表負(fù)荷，kg 氣壓 kPa輪胎規(guī)格2502803203503904204604905305606.00-14LTS50054058066206556858-根據(jù)，選擇輪胎型號6.00-14LT，氣壓：390kPa，層級：6。表1-3 輕型載重普通斷面斜交線輪胎輪胎 規(guī)格基本參數(shù)主 要 尺 寸，mm允許使用輪輞層級標(biāo)準(zhǔn)輪輞新 胎充 氣 后輪胎最大只用尺寸雙胎最小中心距斷面寬度外直徑負(fù)荷下靜半徑斷面寬度外直徑公路花紋越野花紋6.00-14LT6,84.5J170680-3241847071964J 5J1.3駕駛室布置 載貨車駕駛室一般有長頭式、

7、短頭式、平頭式三種。平頭式貨車的主要優(yōu)點(diǎn)是：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，汽車整備質(zhì)量小，駕駛員視野得到明顯的改善，平頭汽車的面積利用率高。短頭式貨車最小轉(zhuǎn)彎半徑、機(jī)動性能不如平頭式貨車，駕駛員視野也不如平頭式貨車好，但與長頭式貨車比較，還是得到改善，動力總成操作機(jī)構(gòu)簡單，發(fā)動機(jī)的工作噪聲、氣味、熱量和振動對駕駛員的影響與平頭貨車比較得到很大改善，但不如長頭式貨車長頭式貨車的主要優(yōu)點(diǎn)是發(fā)動機(jī)及其附件的接觸性好，便于檢修工作，離合器、變速器等操縱穩(wěn)定機(jī)構(gòu)簡單，易于布置，主要缺點(diǎn)是機(jī)動性能不好，汽車整備質(zhì)量大，駕駛員的視野不如短頭式貨車，更不如平頭式貨車好，面積利用率低。綜上

8、各貨車的優(yōu)缺點(diǎn)，本車選用平頭式，該布置形式視野較好，汽車的面積利用較高，在各種等級的載重車上得到廣泛采用。1.4驅(qū)動形式的選擇汽車的用途，總質(zhì)量和對車輛通過性能的要求等，是影響選取驅(qū)動形式的主要因素。本車采用結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低的42后單胎的驅(qū)動形式。1.5軸數(shù)的選擇影響選取軸數(shù)的因素主要有汽車的總質(zhì)量和道路法規(guī)對軸載質(zhì)量的限制和輪胎的負(fù)荷能力以及汽車的結(jié)構(gòu)等?？傎|(zhì)量小于19噸的商用車一般采用結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的兩軸方法,當(dāng)汽車的總質(zhì)量不超過32t時，一般采用三軸；當(dāng)汽車的總質(zhì)量超過32t時，一般采用四軸。故本車軸數(shù)定為兩軸。1.6貨車布置形式汽車的布置形式是指發(fā)動機(jī)、驅(qū)動橋和車身的相互關(guān)系和

9、布置而言。汽車的使用性能取決于整車和各總成。其布置的形式也對使用性能也有很重要的影響。本車為平頭貨車，發(fā)動機(jī)前置后橋驅(qū)動。1.7外廓尺寸的確定GB15891989汽車外廓尺寸限界規(guī)定如下：貨車、整體式客車總長不應(yīng)超過12m，不包括后視鏡，汽車寬不超過2.50m；空載頂窗關(guān)閉狀態(tài)下，汽車高不超過4m；根據(jù)課設(shè)要求，并參考同類車型凱馬 福來卡 KMC1028D3，本車的外廓尺寸如下：484017702100（mmmmmm）。1.8軸距L的確定軸距L對整車質(zhì)量、汽車總長、汽車最小轉(zhuǎn)彎半徑、傳動軸長度、縱向通過半徑等有影響?？紤]本車設(shè)計要求和表1-4推薦，并參考同類車型凱馬 福來卡 KMC1028D3

10、，軸距L選為2900mm。表1-4各型汽車的軸距和輪距類別軸距/mm輪距/mm42貨車1.86.023003600130016506.014.036005500170020001.9前輪距B1和后輪距B2在選定前輪距B1范圍內(nèi)，應(yīng)能布置下發(fā)動機(jī)、車架、前懸架和前輪，并保證前輪有足夠的轉(zhuǎn)向空間，同時轉(zhuǎn)向桿系與車架、車輪之間有足夠的運(yùn)動空間間隙。在確定后輪距B2時，應(yīng)考慮車架兩縱梁之間的寬度、懸架寬度和輪胎寬度及它們之間應(yīng)留有必要的間隙。根據(jù)表1-4，并參考同類車型凱馬 福來卡 KMC1028D3，前輪距B1=1500mm后輪距B2=1520mm。1.10前懸LF和后懸LR前懸尺寸對汽車通過性、碰

11、撞安全性、駕駛員視野、前鋼板彈簧長度、下車和上車的方便性以及汽車造型等均有影響。初選的前懸尺寸，應(yīng)當(dāng)在保證能布置總成、部件的同時盡可能短些。后懸尺寸對汽車通過性、汽車追尾時的安全性、貨廂長度、汽車造型等有影響，并決定于軸距和軸荷分配的要求?？傎|(zhì)量在1.814.0t的貨車后懸一般在12002200mm之間。參考同類車型凱馬 福來卡 KMC1028D3，并根據(jù)本車結(jié)構(gòu)特點(diǎn)確定前懸LF：740mm 后懸LR：1200mm。1.11貨車車頭長度貨車車頭長度系指從汽車的前保險杠到駕駛室后圍的距離。平頭車頭車型一般在14001500mm。本車車頭長取1450mm。1.12貨車車箱尺寸參考凱馬 福來卡 KM

12、C1028D3，考慮本車設(shè)計要求，確定本車車箱尺寸： 3300mm1720mm380mm。29第二章 汽車發(fā)動機(jī)的選擇2.1發(fā)動機(jī)最大功率當(dāng)發(fā)動機(jī)的最大功率和相應(yīng)的轉(zhuǎn)速確定后，則發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和相應(yīng)轉(zhuǎn)速可隨之確定，其值由下面公式計算： （2-1）式中：最大功率，kw； 傳動效率，取0.85； 重力加速度，取9.8m/s2； 滾動阻力系數(shù)，取0.016；空氣阻力系數(shù)，取0.95；汽車正面迎風(fēng)面積，其中為前輪距，為汽車總高 ； =1.52.1=3.15m2；汽車總重,kg；汽車最高車速,km/h。根據(jù)公式（2-1）可得：=考慮汽車其它附件的消耗，可以在再此功率的基礎(chǔ)上增加1118即在60.0564

13、.42kw選擇發(fā)動機(jī)。2.2發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩及其相應(yīng)轉(zhuǎn)速當(dāng)發(fā)動機(jī)的最大功率和相應(yīng)的轉(zhuǎn)速確定后，則發(fā)動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和相應(yīng)轉(zhuǎn)速可隨之確定，其值由下面公式計算： （2-2） 式中：轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù)，一般去1.11.3，取1.1 最大功率時轉(zhuǎn)矩，Nm 最大功率，kw 最大功率時轉(zhuǎn)速，r/min 最大轉(zhuǎn)矩，Nm 其中，/在1.42.0之間取。這里取1.8。 根據(jù)公式（2-2） =/1.8=3200/1.8=1778r/min2.3選擇發(fā)動機(jī) 根據(jù)上述功率及發(fā)動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，在卡車之家網(wǎng)站查詢，選定東風(fēng)朝陽CY4100Q柴油發(fā)動機(jī)。其發(fā)動機(jī)外特性曲線如圖 2-1所示，其主要質(zhì)量參數(shù)如表2-1所示。圖2-1 發(fā)動

14、機(jī)外特性曲線表2-1 CY4100Q主要技術(shù)參數(shù) 型 號：CY4100Q 形 式：立式直列、水冷、四沖程、自然吸氣 氣 缸 數(shù)：4100118 工作容積：3.707 燃燒室形式：直噴四角型燃燒室 壓 縮 比：17:1 額定功率/轉(zhuǎn)速：66/3200 最大扭矩/轉(zhuǎn)速：230/1800 全負(fù)荷最低燃油消耗率：228 最高空載轉(zhuǎn)速： 3520 怠速穩(wěn)定轉(zhuǎn)速：700-750 機(jī)油消耗率：1.2 工作順序：1-3-4-2 煙 度：3.5 尺 寸（mm）： 879662765 凈質(zhì)量（kg）： 125 排放 標(biāo)準(zhǔn)：歐第三章 傳動比的計算和選擇3.1驅(qū)動橋主減速器傳動比的選擇在選擇驅(qū)動橋主減速器傳動比時，首

15、先可根據(jù)汽車的最高車速、發(fā)動機(jī)參數(shù)、車輪參數(shù)來確定，其值可按下式計算： （3-1）式中：汽車最高車速，km/h； 最高車速時發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速，一般=（0.91.1），其中為發(fā)動機(jī)最大功率時對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，r/min；這里取為0.9，則 =0.95=0.93200=2880車輪半徑，m。取=0.9；根據(jù)公式（3-1）可得：3.2變速器傳動比的選擇3.2.1變速器頭檔傳動比的選擇（1）在確定變速器頭檔傳動比時，需考慮驅(qū)動條件和附著條件。為了滿足驅(qū)動條件，其值應(yīng)符合下式要求：式中：汽車的最大爬坡度，初選為16.7o。為了滿足附著條件，其大小應(yīng)符合下式規(guī)定：式中：驅(qū)動車輪所承受的質(zhì)量，kg；由于后軸軸荷分配暫

16、定為68%，故=163068%=1108kg 附著系數(shù)。0.7-0.8之間，取=0.8。（2）各擋傳動比確定：由于在2.053.684取=3.4，且=0.9按等比數(shù)級分配各擋傳動比,=則q=1.358,=3.4，=q3=2.504，=q2=1.844，=q1=1.358，=0.93.2.2變速器的選擇 實際上，對于擋位較少的變速器，各擋傳動比之間的比值常常并不正好相等，即并不是正好按等比數(shù)級來分配傳動比的，這主要是考慮到各擋利用率差別很大的緣故，汽車主要用較高擋位行駛的，較高擋位相鄰兩個擋見的傳動比的間隔應(yīng)小些，特別是最高擋與次高擋之間更應(yīng)小些。從卡車之家網(wǎng)配件庫選取變速箱，型號為萬里揚(yáng)WLY

17、530，參數(shù)如下表3-1。表3-1 萬里揚(yáng)WLY530參數(shù)變速器型號主箱中心距(mm)最大扭矩?fù)Q擋方式變速箱重量萬里揚(yáng)WLY530100530N.m手動36Kg各擋傳動比一擋：3.494 二擋：2.033 三擋：1.319 四擋：1.0五擋：0.858 R：4.141第四章 軸荷分配及質(zhì)心位置的計算4.1軸荷分配及質(zhì)心位置的計算根據(jù)力矩平衡原理，按下列公式計算汽車各軸的負(fù)荷和汽車的質(zhì)心位置：g1l1+g2l2+g3l3+=G2L g1h1+g2h2+g3 h2+=Ghg g1+g2+g3+=G （4-1） G1+G2=G G1L=GbG2L=Ga式中：g1 、g2、 g3 各總成質(zhì)量，kg；

18、l1 、l2 、l3 各總成質(zhì)心到前軸距離，mm； h1、 h2 、h2、 各總成質(zhì)心到地面距離，mm；G1 前軸負(fù)荷，kg；G2 后軸負(fù)荷，kg；L 汽車軸距，mm；a汽車質(zhì)心距前軸距離，mm；b汽車質(zhì)心距后軸距離，mm；hg汽車質(zhì)心到地面距離，mm。圖4.1 各個部件質(zhì)量比重質(zhì)心確定如表 4-1所示：表4-1 各部件質(zhì)心位置主要部件質(zhì)量質(zhì)心至前軸距離質(zhì)心離地距離Gi*L1iGi*L2iGi*h1iGi*h2i空載 L1i滿載 L2i空載 h1i滿載 h2i發(fā)動機(jī)及附件135-100-1001000550-13500-1350013500074250變速器365956959509002142

19、0250203420032400離合器424524595090098098038003600萬向節(jié)傳動1418451845550500258302583077007000后軸及后軸制動器94290029003342842726002726003139626696后懸架及減震器45280028006506001260001260002925027000前懸架及減震器151001006506001500150097509000前軸前制動器輪轂轉(zhuǎn)向梯形4000334284001336011360前車輪輪胎5400334284001803615336后車輪輪胎762900290033428422040

20、02204002538421584車架支架拖吊裝置78129012907006501006201006205460050700油箱油管8119011906506009520952052004800蓄電池組15795795650600119251192597509000駕駛室總成48-200-20011501100-9600-96005520052800貨箱總成852240224010009501904001904008500080750貨物7500221001200016575000900000人1300001300000169000總和1630970585283108551297614906

21、26.水平靜止時的軸荷分配及質(zhì)心位置計算 根據(jù)表4-1所求數(shù)據(jù)和公式（4-1）可求 滿載： G2=kg G1=1630-981.9=648.1kgmm前軸荷分配：=39.76后軸荷分配：=60.24mm 空載: kg=750-339.6=415.3kg前軸荷分配: 后軸荷分配：mm根據(jù)下表得知以上計算符合要求。表4-2各類汽車的軸荷分配滿 載空 載前 軸后 軸前 軸后 軸商用貨車42后輪單胎32%40%60%68%50%59%41%50%42后輪雙胎，長、端頭式25%27%73%75%44%49%51%56%42后輪雙胎，平頭式30%35%65%70%48%54%46%52%62后輪雙胎19%

22、25%75%81%31%37%63%69% a.水平路面上汽車滿載加速行駛時各軸的最大負(fù)荷計算對于后輪驅(qū)動的載貨汽車在水平路面上滿載行駛時各軸的最大負(fù)荷按下式計算： （4-2）式中：行駛時前軸最大負(fù)荷，kg； 行駛時候軸最大負(fù)荷，kg; 附著系數(shù)，在干燥的瀝青或混凝土路面上，該值為0.70.8。令，式中：行駛時前軸軸荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，0.8-0.9； 行駛時后軸軸荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，1.1-1.2。根據(jù)式（2-2）可得:kgkg b.汽車滿載制動時各軸的最大負(fù)荷按下式計算： （4-3）式中：制動時的前軸負(fù)荷，kg； 制動時的后軸負(fù)荷，kg；令， 式中： 制動時前軸軸荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，1.4-1.6； 制動時后軸軸

23、荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，0.4-0.7。根據(jù)式（2-3）可得：kg第五章 動力性能計算5.1驅(qū)動平衡計算5.1.1驅(qū)動力計算汽車的驅(qū)動力按下式計算： （5-1）式中：驅(qū)動力，N； 發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)矩，Nm； 車速，km/h。5.1.2行駛阻力計算汽車行駛時，需要克服的行駛阻力為：= 式中：道路的坡路，度，平路上時，其值為0o； 行駛加速度，m/s2，等速行駛時，其值為0； = (5-2)根據(jù)公式（5-1）及（5-2）可計算出各檔位汽車行駛時，驅(qū)動力，車速， 需要克服的行駛阻力，如表 5-1 表5-2 所示：表5-1各檔驅(qū)動力，速度T(N.M)215223228230227223218215210200n(r/mi

24、n)1200140016001800200022002400260028003200一擋Ft1(N)7703 7990 8169 8241 8133 7990 7811 7703 7524 7166 V1(km/h)10.7 12.5 14.2 16.0 17.8 19.6 21.4 23.1 24.9 28.5 二擋Ft2(N)4483 4650 4754 4796 4733 4650 4545 4483 4379 4170 V2(km/h)18.0 21.0 24.0 27.0 30.0 33.0 36.0 39.0 42.0 48.0 三擋Ft3(N)2909 3017 3085 311

25、2 3071 3017 2950 2909 2841 2706 V3(km/h)28.8 33.6 38.4 43.2 48.0 52.8 57.6 62.4 67.2 76.8 四擋Ft4(N)2206 2288 2339 2360 2329 2288 2237 2206 2155 2052 V4(km/h)37.2 43.4 49.6 55.8 62.0 68.2 74.4 80.6 86.8 99.2 五擋Ft5(N)1892 1962 2006 2024 1998 1962 1918 1892 1848 1760 V5(km/h)43.2 50.4 57.6 64.8 72.0 79.

26、2 86.4 93.6 100.8 115.2 表5-2 行駛阻力Va(km/h)12.0 24.0 36.0 48.0 60.0 72.0 84.0 96.0 108.0 120.0 F阻（N）276 334 433 571 749 966 1222 1518 1854 2228 5.1.3汽車驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖 根據(jù)表5-1和5-2可繪出驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖圖5-1 驅(qū)動力-行駛阻力平衡圖 從圖5-1上可以清楚的看出不同車速時驅(qū)動力和行駛阻力之間的關(guān)系。汽車以最高擋行駛時的最高車速，可以直接在圖5-1上找到。顯然，F(xiàn)t5 曲線與FfFw曲線的交點(diǎn)便是uamax。5.2動力特性計算5.

27、2.1動力因數(shù)D的計算汽車的動力因數(shù)按下式計算： （5-3）5.2.2行駛阻力與速度關(guān)系 0.0076+0.000056 （5-4） 根據(jù)式（5-3）及式（5-4）得汽車各檔行駛動力因數(shù)，如表 5-3所示：表5-3各檔速度與動力因素T(NM)215 223 228 230 227 223 218 215 210 200 n(r/min)1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3200 一擋D0.481 0.499 0.510 0.514 0.506 0.497 0.485 0.477 0.465 0.441 Va1(km/h)10.7 12.5

28、 14.3 16.1 17.9 19.7 21.5 23.3 25.0 28.6 二擋D0.278 0.287 0.292 0.293 0.288 0.281 0.272 0.266 0.258 0.240 Va2(km/h)18.4 21.5 24.6 27.7 30.7 33.8 36.9 40.0 43.0 49.2 三擋D0.175 0.179 0.180 0.179 0.172 0.165 0.156 0.148 0.139 0.118 Va3(km/h)28.4 33.2 37.9 42.6 47.4 52.1 56.9 61.6 66.3 75.8 四擋D0.126 0.126

29、0.124 0.120 0.111 0.101 0.090 0.080 0.067 0.040 Va4(km/h)37.5 43.8 50.0 56.3 62.5 68.8 75.0 81.3 87.5 100.0 五擋D0.102 0.100 0.096 0.089 0.078 0.066 0.052 0.039 0.024 -0.010 Va5(km/h)43.7 51.0 58.3 65.6 72.8 80.1 87.4 94.7 102.0 116.5 表5-4 速度與滾動阻力系數(shù)的關(guān)系Va(km/h)12 24 36 48 60 7 84 96 108 120 f0.008 0.00

30、9 0.010 0.010 0.011 0.012 0.012 0.013 0.014 0.014 5.2.3動力特性圖 利用表5-3做出動力特性圖。圖5-2 動力特性圖 在動力特性圖上作滾動阻力系數(shù)曲線f-ua，顯然線與直接擋D- ua曲線的交點(diǎn)即為汽車的最高車速。5.2.4汽車爬坡度計算汽車的上坡能力是用滿載時汽車在良好路面上的最大爬坡度imax表示的。最大爬坡度是指I擋最大爬坡度。= （5-5）式中：汽車頭檔動力因數(shù)。由式（5-7）可得： =0.5776汽車滿載時在良好路面上的最大坡度阻力系數(shù)表示汽車的上坡能力。通常要求貨車能克服30%坡度，最大爬坡度為：57.76%30% 滿足條件。5

31、.2.5加速度倒數(shù)曲線由汽車行駛方程得： （5-6） 回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)，其值可按下式估算： （5-7）式中：=0.030.05，取0.04； 0.06，取0.05； 變速器各檔位時的傳動比。公式（5-7）可得各檔值：表5-4各檔回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)一擋二擋三擋四擋五擋Ig3.4942.0331.31910.8581.2151.1421.1061.0901.083 由此可得各檔汽車行駛時各檔加速度及加速度倒數(shù)，如表 5-5所示：表5-5各檔速度、加速度與加速度倒數(shù)T(N.M)215223228230227223218215210200n(r/min)1200140016001800200022002

32、400260028003200一擋Va1(km/h)10.7 12.5 14.2 16.0 17.8 19.6 21.4 23.1 24.9 28.5 1/a0.265 0.256 0.250 0.248 0.252 0.257 0.264 0.268 0.275 0.290 二擋Va2(km/h)18.0 21.0 24.0 27.0 30.0 33.0 36.0 39.0 42.0 48.0 1/a0.436 0.422 0.414 0.413 0.421 0.432 0.446 0.457 0.474 0.512 三擋Va3(km/h)27.6 32.2 36.8 41.4 46.0 5

33、0.6 55.2 59.8 64.4 73.6 1/a0.683 0.667 0.663 0.671 0.698 0.734 0.779 0.823 0.887 1.061 四擋Va4(km/h)39.6 46.2 52.8 59.4 66.0 72.6 79.2 85.8 92.4 105.6 1/a0.960 0.958 0.978 1.023 1.113 1.240 1.423 1.655 2.049 4.219 五擋Va5(km/h)46.8 54.6 62.4 70.2 78.0 85.8 93.6 101.4 109.2 124.8 1/a1.206 1.235 1.305 1.4

34、28 1.666 2.055 2.782 4.275 11.137 -4.464 由表5-5 可繪出加速度倒數(shù)曲線：圖5-4 加速度倒數(shù)曲線 汽車在平直的良好路面上，從原地起步開始以最大加速度加速到一定車速所用的時間，稱為原地起步加速時間。從上圖可得，從0km/h60km/h的加速時間為： T=（20*4*0.4）/3.6=8.89 s5.3功率平衡計算5.3.1汽車行駛時，發(fā)動機(jī)能夠發(fā)出的功率汽車行駛時，發(fā)動機(jī)能夠發(fā)出的功率就是發(fā)動機(jī)使用外特性的功率值。根據(jù)求出發(fā)動機(jī)功率如表 5-6所示：表5-6發(fā)動機(jī)發(fā)出功率與速度關(guān)系T(N.M)215223228230227223218215210200

35、n(r/min)1200140016001800200022002400260028003200一擋V1(km/h)10.7 12.5 14.2 16.0 17.8 19.6 21.4 23.1 24.9 28.5 P1(KW)27.02 32.69 38.20 43.35 47.54 51.37 54.79 58.53 61.57 67.02 二擋V2(km/h)18.4 21.5 24.6 27.7 30.7 33.8 36.9 40.0 43.0 49.2 P2(KW)27.02 32.69 38.20 43.35 47.54 51.37 54.79 58.53 61.57 67.02

36、三擋V3(km/h)28.4 33.2 37.9 42.6 47.4 52.1 56.9 61.6 66.3 75.8 P3(KW)27.02 32.69 38.20 43.35 47.54 51.37 54.79 58.53 61.57 67.02 四擋V4(km/h)37.543.755056.2562.568.757581.2587.5100P4(KW)27.02 32.69 38.20 43.35 47.54 51.37 54.79 58.53 61.57 67.02 五擋V5(km/h)43.7 51.0 58.3 65.6 72.8 80.1 87.4 94.7 102.0 116

37、.5 P5(KW)27.02 32.69 38.20 43.35 47.54 51.37 54.79 58.53 61.57 67.02 5.3.2汽車行駛時，所需發(fā)動機(jī)功率 汽車行駛時，所需發(fā)動機(jī)功率即為克服行駛阻力所需發(fā)動機(jī)功率，其值按下式計算： （5-8） 當(dāng)汽車在平路上等速行駛時，其值為 （5-9） 由公式（5-9）得汽車在平路上等速行駛時所需發(fā)動機(jī)功率現(xiàn)將數(shù)據(jù)統(tǒng)計為下表。表5-7阻力功率Va(km/h)1224364860728496108120Pe(KW)1.08 2.59 4.99 8.71 14.19 21.87 32.20 45.61 62.54 83.44 5.3.3功率平

38、衡圖 作發(fā)動機(jī)能夠發(fā)出的功率與車速之間的關(guān)系曲線，并作汽車在平路上等速行駛時所需發(fā)動機(jī)功率曲線，即得到汽車的功率平衡圖。圖5-4 功率平衡圖在不同檔位時，功率大小不變，只是各擋發(fā)動機(jī)功率曲線所對應(yīng)的車速位置不同，且低擋時車速低，所占速度變化區(qū)域窄，高檔時車速高，所占變化區(qū)域?qū)?。Pf在低速范圍內(nèi)為一條斜直線，在高速時由于滾動阻力系數(shù)隨車速而增大，所以Pf隨ua以更快的速率加大；Pw則是車度ua函數(shù)。二者疊加后，阻力功率曲線是一條斜率越來越大的曲線。高速行駛時，汽車主要克服空氣阻力功率。圖中發(fā)動機(jī)功率曲線五擋與阻力功率曲線相交點(diǎn)處對應(yīng)的車速便是在良好水平路面上汽車的最高車速uamax，為104km/h 100km/h，滿足要求。第六章 汽車燃油經(jīng)濟(jì)性計算在總體設(shè)計時，通常主要是對汽車穩(wěn)定行駛時的燃油經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行計算，其計算公式： （6-1）式中：汽車穩(wěn)定行駛時所需發(fā)動機(jī)功率，kw； 發(fā)動機(jī)的燃油消耗率，g/(kw.h),其值由發(fā)動機(jī)萬有特性得到； 燃油重度，N/L,柴油為7.948.13，其值取8.00； 汽車單位行程燃油消耗量，L/100km； 最高擋