2020年汽車(chē)行業(yè)汽車(chē)總體設(shè)計(jì)

1、汽車(chē)行業(yè)汽車(chē)總體設(shè)計(jì)20XX年XX月多年的企業(yè)涔詢(xún)顧詡遢,經(jīng)過(guò)實(shí)戰(zhàn)臉證可以落地抑亍的卓越治理方案,值得您下戟用M汽車(chē)總體設(shè)計(jì)1.概述汽車(chē)性能的優(yōu)劣不僅取決于組成汽車(chē)的各部件的性能,而且在很大程度上取決于各部件的協(xié)調(diào)和配合,取決于總體布置；總體設(shè)計(jì)水平的上下對(duì)汽車(chē)的設(shè)計(jì)質(zhì)量、使用性能和產(chǎn)品的生命力起決定性的影響.汽車(chē)是一個(gè)系統(tǒng),這是基于汽車(chē)只有如下屬性而具備組成系統(tǒng)的條件：汽車(chē)是由多個(gè)要素子系統(tǒng)及連接零件組成的整體,每個(gè)要素對(duì)整體的行為有影響；組成汽車(chē)的各要素對(duì)整體行為的影響不是獨(dú)立的； 汽車(chē)的行為不是組成它的任何要素所能具有的.由此,汽車(chē)具備系統(tǒng)的屬性,對(duì)環(huán)境表現(xiàn)出整體性、一輛子系統(tǒng)屬性匹配協(xié)

2、調(diào)的汽車(chē)所具備的功能大于組成它的各子系統(tǒng)功能純粹的、簡(jiǎn)單的總和、反之,如果子系統(tǒng)的屬性因無(wú)序而相互干擾,即便是個(gè)體性能優(yōu)良的子系統(tǒng),其功能也會(huì)因相互扼制而抵消,功率循環(huán)、軸轉(zhuǎn)向等就是這樣的典型例子.系統(tǒng)論所揭示的系統(tǒng)整體性和系統(tǒng)功能的等級(jí)性必然會(huì)映射到設(shè)計(jì)任務(wù)中來(lái)、用整體性來(lái)解釋汽車(chē)設(shè)計(jì)的終極目標(biāo)是整車(chē)性能的綜合優(yōu)化,道理是十分顯然的、 汽車(chē)設(shè)計(jì)任務(wù)的等級(jí)形態(tài)表現(xiàn)為：上位設(shè)計(jì)任務(wù)是確定下位設(shè)計(jì)任務(wù)要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo),下位設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)上位設(shè)計(jì)功能的手段、上、下位體系可從總體設(shè)計(jì)逐級(jí)分至零件設(shè)計(jì),總體設(shè)計(jì)無(wú)疑處于這種體系的最上位,設(shè)計(jì)子系統(tǒng)的全部活動(dòng)必須在總體設(shè)計(jì)構(gòu)建的框架內(nèi)進(jìn)行、子系統(tǒng)設(shè)計(jì)固然重要,但統(tǒng)

3、攬全局、設(shè)計(jì)子系統(tǒng)組合和相互作用體系規(guī)那么的總體設(shè)計(jì)對(duì)汽車(chē)的性能和質(zhì)量的影響更加廣泛、更為深刻.1.1 整車(chē)總布置設(shè)計(jì)的任務(wù)(1)從技術(shù)先進(jìn)性、生產(chǎn)合理性和使用要求出發(fā),正確選擇性能指標(biāo)、 質(zhì)量和主要尺寸參數(shù),提出總體設(shè)計(jì)方案,為各部件設(shè)計(jì)提供整車(chē)參數(shù)和設(shè)計(jì)要求；(2)對(duì)各部件進(jìn)行合理布置和運(yùn)動(dòng)校核；(3)對(duì)整車(chē)性能進(jìn)行計(jì)算和限制,保證汽車(chē)主要性能指標(biāo)實(shí)現(xiàn)；(4)協(xié)調(diào)好整車(chē)與總成之間的匹配關(guān)系,配合總成完成布置設(shè)計(jì),使整車(chē)的性能、可靠性達(dá)到設(shè)計(jì)要求.1.2 設(shè)計(jì)原那么、目標(biāo)(1)汽車(chē)的選型應(yīng)根據(jù)汽車(chē)型譜、市場(chǎng)需求、產(chǎn)品的技術(shù)開(kāi)展趨勢(shì)和企業(yè)的產(chǎn)品開(kāi)展規(guī)劃進(jìn)行.(2)選型應(yīng)在對(duì)同類(lèi)型產(chǎn)品進(jìn)行深入的

4、市場(chǎng)調(diào)查、使用調(diào)查、生產(chǎn)工藝調(diào)查、樣車(chē)結(jié)構(gòu)分析與性能分析及全面的技術(shù)、進(jìn)行分析的根底上進(jìn)行(3)應(yīng)從已有的根底出發(fā),對(duì)原有車(chē)型和引進(jìn)的樣車(chē)進(jìn)行分析比擬,繼承優(yōu)點(diǎn),消除缺陷,采用已有且成熟可靠的先進(jìn)技術(shù)與結(jié)構(gòu),開(kāi)發(fā)新車(chē)型.(4)涉及應(yīng)遵守有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)、法律,不得侵犯他人專(zhuān)利.(5)力求零件標(biāo)準(zhǔn)化、部件通用化、產(chǎn)品系列化.1.3汽車(chē)設(shè)計(jì)過(guò)程(1)調(diào)查研究與初始決策：選定設(shè)計(jì)目標(biāo),并制定產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作及方針原那么.(2)總體方案設(shè)計(jì)：根據(jù)所選定的目標(biāo)及對(duì)開(kāi)發(fā)目標(biāo)制定的工作方針、設(shè)計(jì)原那么等主導(dǎo)思想提出整車(chē)設(shè)想,即概念設(shè)計(jì)( concept design )或構(gòu)思設(shè)計(jì).(3)繪制總布置草圖,確定

5、整車(chē)主要尺寸、質(zhì)量參數(shù)與性能以及各總成的根本形式.(4)車(chē)身造型設(shè)計(jì)及繪制車(chē)身布置圖：繪制不同外形、不同色彩的車(chē)身外形圖；制作相應(yīng)的造型的1 : 5整車(chē)模型；從中選優(yōu)后,再制作 1 : 5或1: 1的精確模型.(5)編寫(xiě)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)；(6)汽車(chē)總布置設(shè)計(jì)；(7)總成設(shè)計(jì)；(8)試制、試驗(yàn)、定型.2.整車(chē)型式的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)原那么,目標(biāo)和用戶(hù)的需求特點(diǎn),整車(chē)設(shè)計(jì)人員要提出被開(kāi)發(fā)車(chē)型的整車(chē)型式方案,主要包括以下幾局部：(1)發(fā)動(dòng)機(jī)的種類(lèi)和型式；(2)軸數(shù)和驅(qū)動(dòng)型式；(3)車(chē)頭和駕駛室的型式及與發(fā)動(dòng)機(jī)、前軸(輪)的位置關(guān)系；(4)輪胎的選擇.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的種類(lèi)和型式對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的種類(lèi)和型式,在現(xiàn)代汽車(chē)上

6、主要選用汽油機(jī)和柴油機(jī),燃用其它燃料或其它種類(lèi)的發(fā)動(dòng)機(jī),可根據(jù)車(chē)型的需要進(jìn)行選取.發(fā)動(dòng)機(jī)的型式有直列式、V型和對(duì)置式等.冷卻方式有水冷和風(fēng)冷.因此要根據(jù)具體車(chē)型的使用條件和布置上的結(jié)構(gòu)需要,而選擇不同種類(lèi)和型式的發(fā)動(dòng)機(jī).2.2 汽車(chē)的軸數(shù)和驅(qū)動(dòng)型式不同類(lèi)型的汽車(chē)有不同的軸數(shù)和驅(qū)動(dòng)型式,這主要根據(jù)使用條件、用途、工廠的生產(chǎn)條件、制造本錢(qián)及公路的軸荷限值等因素進(jìn)行選擇.最常用的是兩軸、后驅(qū)動(dòng) 4 X 2式汽車(chē),其中轎車(chē)還可以采用4 X 2前驅(qū)動(dòng)式結(jié)構(gòu).對(duì)于一般總重小于19t的汽車(chē),者睬用4X2后驅(qū)動(dòng)的布置型式(前驅(qū)動(dòng)的轎車(chē)除外),由于這種汽車(chē)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、布置合理、機(jī)動(dòng)性好、本錢(qián)低、適合于公路使用,是

7、一種典型的、成熟的結(jié)構(gòu)型式.隨著汽車(chē)載重量的增加,各相關(guān)總成也要相應(yīng)的加大,汽車(chē)的自重也要增加,這樣會(huì)造成4X2式的汽車(chē)單軸的負(fù)荷增加,以致于超過(guò)公路、橋梁所規(guī)定的承載限值公路允許單軸負(fù)荷為13t ,雙后軸負(fù)荷為24t.為解決此矛盾,一般采用增加汽車(chē)軸數(shù)的方法來(lái)減少單軸的負(fù)荷,如從4X2變成6X 2、6X 4、8X 4,如果想增加驅(qū)動(dòng)水平,提升越野通過(guò)性能,可以 采用4X4、6X6、8等鱷加前驅(qū)動(dòng)型式的結(jié)構(gòu),同時(shí)也可提升載重量.采用增加軸數(shù)的方法, 可以提升載重量而不增加單軸負(fù)荷,同時(shí)還不會(huì)增加車(chē)箱底板的離地高度,提升通用化、系列化水平,便于生產(chǎn)、降低生產(chǎn)本錢(qián)等.所以汽車(chē)廠家多年來(lái)一直都采用這

8、種方法變型出更多品種的汽車(chē).6X2式結(jié)構(gòu)可以由單前軸、單后驅(qū)動(dòng)橋和后支承軸組成,也可由雙前軸和單后驅(qū)動(dòng)橋組成,這主要取決于布置需求和軸荷分配.但應(yīng)盡量不采用雙前軸式結(jié)構(gòu),由于這樣會(huì)使前轉(zhuǎn)向系統(tǒng)復(fù)雜,轉(zhuǎn)向沉重或增加轉(zhuǎn)向助力系統(tǒng),增加本錢(qián)和影響操作.2.3 車(chē)頭、駕駛室的型式車(chē)頭、駕駛室的型式是汽車(chē)的最主要的型式之一.其選擇主要決定于用戶(hù)的要求、平安性、維修保養(yǎng)的方便性和生產(chǎn)條件等因素.車(chē)頭的型式如長(zhǎng)頭、平頭、凸頭等都各有其優(yōu)缺點(diǎn).車(chē)頭、駕駛室與發(fā)動(dòng)機(jī),前軸 前輪胎的布置位置,也可組成不同的布置結(jié)構(gòu),形成不同風(fēng)格的整車(chē)外形,使軸荷分配、軸距、轉(zhuǎn)彎直徑等發(fā)生變化.對(duì)使用、性能也有一定的影響.圖2.1

9、駕駛室與發(fā)動(dòng)機(jī),前軸前輪胎的布置位置2.4 輪胎的選擇因此,在總體輪胎的額定負(fù)荷輪胎的尺寸和型號(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, 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、以及汽車(chē)的行駛速度.當(dāng)然還應(yīng)考慮與動(dòng)力一傳動(dòng)系參數(shù)的匹配以及對(duì)整車(chē)尺寸參數(shù)例如汽車(chē)的最小離地間隙、總高等的影響.輪胎所承受的最大靜負(fù)荷與輪胎額定負(fù)荷之比,稱(chēng)為輪胎負(fù)荷系數(shù).大多數(shù)汽車(chē)的輪胎負(fù)荷系數(shù)取為0.91.0,以免超載.轎車(chē)、輕型客車(chē)及輕型貨車(chē)的車(chē)速高、輪胎受動(dòng)負(fù)荷大,故它們的輪胎負(fù)荷系數(shù)應(yīng)接近下限；對(duì)在各種路面上行駛的貨車(chē),其輪胎不應(yīng)超載.在良好路面上行駛且車(chē)速不高的貨車(chē),

10、其輪胎負(fù)荷系數(shù)可取上限甚至達(dá)1.1;對(duì)車(chē)速不高的重型貨車(chē)、重型自卸汽車(chē),此系數(shù)亦可偏大些. 但過(guò)多超載會(huì)使輪胎早期磨損,甚至發(fā)生胎面剝落及爆胎等事故.試驗(yàn)說(shuō)明：輪胎超載20 %時(shí),其壽命將下降 30 %左右.為了提升汽車(chē)的動(dòng)力因數(shù)、降低汽車(chē)及其質(zhì)心的高度、減小非簧載質(zhì)量,對(duì)公路用車(chē)在其輪胎負(fù)荷系數(shù)以及汽車(chē)離地間隙允許的范圍內(nèi)應(yīng)盡量選取尺寸較小的輪胎.采用高強(qiáng)度尼龍簾布輪胎可使輪胎的額定負(fù)荷大大提升,從而使輪胎直徑尺寸也大為縮小.例如裝載量4t的載貨汽車(chē)在20世紀(jì)50年代多用的9.00 -20輪胎早已被8.25 20; 7.5020甚至8.25-16等更小尺寸的輪胎所取代.越野汽車(chē)為了提升在松軟

11、地面上的通過(guò)水平常采用胎面較寬、直徑較大、 具有越野花紋的超低壓輪胎.山區(qū)使用的汽車(chē)制動(dòng)頻繁,制動(dòng)鼓與輪輛之間的間隙應(yīng)大一些,以便散熱,故應(yīng)采用輪輛尺寸較大的輪胎.轎車(chē)都采用直徑較小、斷面形狀扁平的寬輪輛低壓輪胎,以便降低質(zhì)心高度,改善行駛平順性、橫向穩(wěn)定性、輪胎的附著性能并保證有足夠的承載水平.我國(guó)各種汽車(chē)的輪胎和輪輛的規(guī)格及其額定負(fù)荷可查相應(yīng)的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).轎車(chē)輪胎標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)GB2978 82 ;貨車(chē)和客車(chē)的輪胎規(guī)格詳見(jiàn)國(guó)標(biāo)GB 516 82.貨車(chē)的后輪裝雙胎時(shí),比單胎使用時(shí)的負(fù)荷可增加 10 %15 %.3.汽車(chē)主要參數(shù)的選擇總布置設(shè)計(jì)人員應(yīng)初步確定以下各種參數(shù),作為整車(chē)和總成的原始數(shù)據(jù)和工作目

12、標(biāo).在整車(chē)的方案(車(chē)頭、駕駛室的型式、發(fā)動(dòng)機(jī)的種類(lèi),整車(chē)初步的外廓尺寸、主要布置參數(shù)和布置草圖)初步確定之后,整車(chē)設(shè)計(jì)人員通過(guò)圖面工作和計(jì)算、初步確定如下目標(biāo)參數(shù)：(1)汽車(chē)主要尺寸參數(shù)(2)汽車(chē)質(zhì)量參數(shù)(3)主要性能參數(shù)(4)汽車(chē)的機(jī)動(dòng)性參數(shù)(5)估算發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率、最大扭矩及其對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速.(6)變速器的頭檔速比和檔位數(shù),和驅(qū)動(dòng)橋的主減速比.3.1主要尺寸參數(shù)的選擇通過(guò)整車(chē)總布置草圖的繪制,可以初步確定各總成的布置關(guān)系,進(jìn)而確定整車(chē)各有關(guān)的(布置)尺寸參數(shù)和質(zhì)量參數(shù),以便為總成設(shè)計(jì)提供原始數(shù)據(jù).在繪制整車(chē)總布置草圖時(shí),可以參考同類(lèi)車(chē)型的相關(guān)總成的外廓尺寸和質(zhì)量,按本車(chē)的總布置需要,進(jìn)行總布

13、置草圖的繪制.初步確定主要布置尺寸和進(jìn)行質(zhì)量參數(shù)的計(jì)算.確定車(chē)頭,駕駛室的型式,以及同發(fā)動(dòng)機(jī)、前軸(輪)的相互布置關(guān)系后,繪制布置總布置草圖,并在此根底上布置各大總成.(1)車(chē)架和車(chē)箱；(2)后簧、后橋和車(chē)輪；(3)前簧、前軸和車(chē)輪；(4)傳動(dòng)系；(5)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)及拉桿系統(tǒng),并確定前輪轉(zhuǎn)角和進(jìn)行轉(zhuǎn)彎直徑的計(jì)算；(6)布置油箱、電瓶、消聲器、貯氣簡(jiǎn)、及備胎等其它總成.然后進(jìn)行質(zhì)量完成整車(chē)總布置草圖后,整車(chē)的外廓尺寸及相關(guān)的布置尺寸參數(shù)已根本確定,參數(shù)的計(jì)算計(jì)算質(zhì)量參數(shù)前,要列出各大總成的質(zhì)量,再定出空載和滿(mǎn)載時(shí)各總成的質(zhì)心至前軸和地面的距離,最后計(jì)算出空載和滿(mǎn)載時(shí)的軸荷分配和質(zhì)心至前軸、地面的距離

14、.整車(chē)總布置應(yīng)提供以下參數(shù),為總成開(kāi)發(fā)提供原始數(shù)據(jù).(1)整車(chē)的外廓尺寸;(2)軸距和前、后輪距;(3)前懸和后懸長(zhǎng)度;(4)車(chē)頭、駕駛室和發(fā)動(dòng)機(jī)、前輪的布置關(guān)系；(5)輪胎型號(hào)、靜力半徑和滾動(dòng)半徑、負(fù)載水平;(6)車(chē)箱內(nèi)長(zhǎng)及外廓尺寸；(7)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、扭矩及相應(yīng)轉(zhuǎn)速；(8)變速器頭檔速比(2種)和檔位數(shù)；(9)后橋總速比(可有幾種)；(10)最高車(chē)速；(11)最大爬坡度；(12)整備質(zhì)量及載質(zhì)量；(13)轉(zhuǎn)向盤(pán)直徑,車(chē)輪轉(zhuǎn)角及最小轉(zhuǎn)彎直徑(14)前輪接地點(diǎn)至前簧座的距離；(15)前簧中央距；(16)后簧中央距；(17)車(chē)架前部和后部外寬；(18)車(chē)架縱梁外形尺寸及橫梁位置;(19)前簧作用

15、長(zhǎng)度;(20)后簧作用長(zhǎng)度；(21)前簧非懸架質(zhì)量；(22)后簧非懸架質(zhì)量；(23)后輪轂及制動(dòng)器總成質(zhì)量.通過(guò)整車(chē)總布置草圖的繪制,可以初步確定各總成的布置關(guān)系,進(jìn)而確定整車(chē)各有關(guān)的(布置)尺寸參數(shù)和質(zhì)量參數(shù),以便為總成設(shè)計(jì)提供原始數(shù)據(jù).在繪制整車(chē)總布置草圖時(shí),可以參考同類(lèi)車(chē)型的相關(guān)總成的外廓尺寸和質(zhì)量,按本車(chē)的總布置需要,進(jìn)行總布置草圖的繪制.初步確定主要布置尺寸和進(jìn)行質(zhì)量參數(shù)的計(jì)算.汽車(chē)的主要尺寸參數(shù)包括軸距、輪距、總長(zhǎng)、總寬、總高、前懸、后懸、接近角、離去角、最小離地間隙等.圖3.1汽車(chē)的主要尺寸參數(shù)軸距的選擇要考慮它對(duì)整車(chē)其他尺寸參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)和使用性能的影響.軸距短一些,汽車(chē)總長(zhǎng)、

16、質(zhì)量、最小轉(zhuǎn)彎半徑和縱向通過(guò)半徑就小一些.但軸距過(guò)短也會(huì)帶來(lái)一系列問(wèn)題,例如車(chē)廂長(zhǎng)度缺乏或后懸過(guò)長(zhǎng)；汽車(chē)行駛時(shí)其縱向角振動(dòng)過(guò)大；汽車(chē)加速、制動(dòng)或上坡時(shí)軸荷轉(zhuǎn)移過(guò)大而導(dǎo)致其制動(dòng)性和操縱穩(wěn)定性變壞；萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)的夾角過(guò)大等.因此,在選擇軸距時(shí)應(yīng)綜合考慮對(duì)有關(guān)方面的影響.當(dāng)然,在滿(mǎn)足所設(shè)計(jì)汽車(chē)的車(chē)廂尺寸、軸荷分配、主要性能和整體布置等要求的前提下,將軸距設(shè)計(jì)得短一些為好.在整車(chē)選型初期,可根據(jù)要求及駕駛室布置尺寸初步確定軸距：式中,LH 貨箱長(zhǎng)度可根據(jù)汽車(chē)的裝載質(zhì)量、載貨長(zhǎng)度來(lái)確定,或參考同類(lèi)型、同裝載量汽車(chē)的貨廂長(zhǎng)度和裝載面積來(lái)初步確定；LJ前輪中央至駕駛室后壁的距離,它與布置方案選擇有關(guān),在該布置

17、方案選定后,可通過(guò)對(duì)駕駛室、發(fā)動(dòng)機(jī)和前軸的初步布置或參考同型、同類(lèi)布置的汽車(chē)的這一尺寸初步確定；S駕駛室與貨廂之間的間隙,一般取50100mm ;LR后懸尺寸,可根據(jù)道路條件或參考同類(lèi)型汽車(chē)初步確定.軸距的最終確定應(yīng)通過(guò)總布置和相應(yīng)的計(jì)算來(lái)完成,其中包括檢查最小轉(zhuǎn)彎半徑和萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)的夾角是否過(guò)大,軸荷分配是否合理,乘坐是否舒適以及能否滿(mǎn)足整車(chē)總體設(shè)計(jì)的要求等.三軸汽車(chē)的中后軸之間的軸距,多取為輪胎直徑的1.11.25倍.汽車(chē)輪距對(duì)汽車(chē)的總寬、總質(zhì)量、橫向穩(wěn)定性和機(jī)動(dòng)性都有較大的影響.輪距愈大,那么懸架的角剛度愈大,汽車(chē)的橫向穩(wěn)定性愈好, 車(chē)廂內(nèi)橫向空間也愈大. 但輪距也不宜過(guò)大,否那么, 會(huì)使

18、汽車(chē)的總寬和總質(zhì)量過(guò)大.輪距必須與汽車(chē)的總寬相適應(yīng).汽車(chē)的外廓尺寸包括其總長(zhǎng)、總寬、總高.它應(yīng)根據(jù)汽車(chē)的類(lèi)型、 用途、承載量、道路條件、結(jié)構(gòu)選型與布置以及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)限制等因素來(lái)確定.在滿(mǎn)足使用要求的前提下,應(yīng)力求減小汽車(chē)的外廓尺寸,以減小汽車(chē)的質(zhì)量,降低制造本錢(qián),提升汽車(chē)的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和機(jī)動(dòng)性.GB1589 - 79對(duì)汽車(chē)外廓尺寸界限作了規(guī)定.前懸處要布置發(fā)動(dòng)機(jī)、水箱、風(fēng)扇、彈簧前支架、車(chē)身前部或駕駛室的前支點(diǎn)、保險(xiǎn)杠、轉(zhuǎn)向器等,要有足夠的縱向布置空間.其長(zhǎng)度與汽車(chē)的類(lèi)型、驅(qū)動(dòng)型式、發(fā)動(dòng)機(jī)的布置型式和駕駛室的型式及布置密切相關(guān).汽車(chē)的前懸不宜過(guò)長(zhǎng), 以免使汽車(chē)的接近角過(guò)小而影響通過(guò)性.汽

19、車(chē)的后懸長(zhǎng)度主要與貨廂長(zhǎng)度、軸距及軸荷分配有關(guān).后懸也不宜過(guò)長(zhǎng),以免使汽車(chē)的離去角過(guò)小而引起上下坡時(shí)刮地,同時(shí)轉(zhuǎn)彎也不靈活. 城市大客車(chē)的后懸一般不大于其軸距的60%,其長(zhǎng)度不大于 3.5m.輕型及以上的載貨汽車(chē)的后懸一般為1.22.2m.長(zhǎng)軸距、特長(zhǎng)貨廂的汽車(chē),其后懸可長(zhǎng)達(dá)約2.6m.3.2 整車(chē)質(zhì)量參數(shù)估算在整車(chē)設(shè)計(jì)方案確立后,總布置設(shè)計(jì)草圖初步完成的情況下,應(yīng)首先對(duì)整車(chē)質(zhì)量參數(shù)包括:空載狀態(tài)下的整車(chē)整備質(zhì)量、軸荷分配、質(zhì)心高度；滿(mǎn)載狀態(tài)下的整車(chē)最大總質(zhì)量、軸荷分配以及非懸架質(zhì)量等進(jìn)行估算,為整車(chē)性能計(jì)算和總成設(shè)計(jì)提供依據(jù).各總成質(zhì)量,可通過(guò)樣件實(shí)測(cè)得到,亦可參照同類(lèi)車(chē)型樣件實(shí)測(cè)值修正得到

20、.各總成質(zhì)心位置可通過(guò)實(shí)測(cè)得到或按其幾何形狀和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)估計(jì)得到,然后在整車(chē)總布置圖上確定其質(zhì)心相對(duì)于前輪中央的縱向位移一般規(guī)定在前輪中央后為正值,在前輪中央前為負(fù)值以及空載狀態(tài)下的離地高度；和滿(mǎn)載狀態(tài)下的離地高度.一般整車(chē)總布置圖在滿(mǎn)載狀態(tài)下繪制,在確定各總成質(zhì)心在空載狀態(tài)下的離地高度時(shí)應(yīng)考慮到前、后輪胎和懸架相對(duì)滿(mǎn)載狀態(tài)的垂直變形的影響；空載狀態(tài)下各總成質(zhì)心縱向位置相對(duì)滿(mǎn)載狀態(tài)的變化忽略不記.3.2.1 空車(chē)狀態(tài)下整車(chē)質(zhì)量、軸荷分配和質(zhì)心高度的計(jì)算整車(chē)整備質(zhì)量自重按下式計(jì)算：=式中No 用估算整車(chē)整備質(zhì)量的全部總成數(shù)量總成的劃分可根據(jù)實(shí)際情況由設(shè)計(jì)人員自定；整車(chē)裝備質(zhì)量,kg.空車(chē)后軸荷按下

21、式計(jì)算：式中 L軸距, mm ;空車(chē)后軸荷, kg.空車(chē)前軸荷Mci按下式計(jì)算：式中 Mcf空車(chē)前軸荷,kg.空車(chē)質(zhì)心高度一一mgo按下式計(jì)算：式中空車(chē)質(zhì)心tWj度,mm o3.2.2 滿(mǎn)載狀態(tài)下整車(chē)質(zhì)量、軸荷分配和質(zhì)心高度的計(jì)算整車(chē)最大總質(zhì)量總重按下式計(jì)算：N1一一用于估算整車(chē)最大總質(zhì)量的全部總成和負(fù)載的數(shù)量一般在整車(chē)整備質(zhì)量根底上加上乘員和最大裝載質(zhì)量.滿(mǎn)載后軸荷按下式計(jì)算：式中空一滿(mǎn)載后軸荷,kg.滿(mǎn)載前軸荷按下式計(jì)算=式中滿(mǎn)載前軸荷,kgmm .滿(mǎn)載質(zhì)心高度按下式計(jì)算：式中滿(mǎn)載質(zhì)心高度,3.2.3 非懸架質(zhì)量的估算對(duì)于非獨(dú)立懸架,整個(gè)車(chē)橋總成包括制動(dòng)器、輪轂、車(chē)輪等都屬于非懸架質(zhì)量；一

22、端與車(chē)橋較接,另一端與車(chē)架固定點(diǎn)錢(qián)接件如轉(zhuǎn)向拉桿、傳動(dòng)軸、導(dǎo)向臂、穩(wěn)定桿等可將靜止時(shí)作用于車(chē)橋較接點(diǎn)的質(zhì)量作為非懸架質(zhì)量轉(zhuǎn)向拉桿、傳動(dòng)軸等件可取其質(zhì)量的作為非懸架質(zhì)量；螺旋彈簧取其質(zhì)量的作為非懸架質(zhì)量；吊掛式鋼板彈簧取其質(zhì)量的作為非懸架質(zhì)量；平衡懸架鋼板彈簧取其質(zhì)量的作為非懸架質(zhì)量.對(duì)于獨(dú)立懸架和其它特殊形式的懸架可視其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行非懸架質(zhì)量估算.3.2.4 整備質(zhì)量利用系數(shù)汽車(chē)的整備質(zhì)量利用系數(shù)y m0汽車(chē)的裝載量 mG與整備質(zhì)量m0之比,即它說(shuō)明單位汽車(chē)整備質(zhì)量所承受的汽車(chē)裝載質(zhì)量.顯然,此系數(shù)越大說(shuō)明該車(chē)型的材料利用率越高和設(shè)計(jì)與工藝水平越高.因此,設(shè)計(jì)新車(chē)型時(shí)在保證汽車(chē)零部件的強(qiáng)度、剛

23、度及可靠性與壽命的前提下,應(yīng)力求減輕其質(zhì)量,增大這一系數(shù)值.各類(lèi)汽車(chē)的整備質(zhì)量利用系數(shù)汽車(chē)類(lèi)型ri m0備注載貨汽車(chē) 輕型0.81.1柴油車(chē)為0.81.0中型1.21.35重型1.31.7礦用自卸車(chē) 裝載量 MG45t 1.31.73.2.5 軸荷分配汽車(chē)的軸荷分配是汽車(chē)的重要質(zhì)量參數(shù),它對(duì)汽車(chē)的牽引性、通過(guò)性、制動(dòng)性、操縱性和穩(wěn)因此,在總體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)汽車(chē)定性等主要使用性能以及輪胎的使用壽命都有很大的影響.的布置型式、使用條件及性能要求合理地選定其軸荷分配.汽車(chē)的布置型式對(duì)軸荷分配影響較大,例如對(duì)載貨汽車(chē)而言,長(zhǎng)頭車(chē)滿(mǎn)載時(shí)的前軸負(fù)荷分配多在28 %上下,而平頭車(chē)多在33 %35 %.對(duì)轎車(chē)而

24、言,前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)的轎車(chē)滿(mǎn)載時(shí)的前軸負(fù)荷最好在 55 %以上,以保證爬坡時(shí)有足夠的附著力；前置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)的轎車(chē)滿(mǎn)載時(shí)的后軸負(fù)荷一般不大于52%;后置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)的轎車(chē)滿(mǎn)載時(shí)后軸負(fù)荷最好不超過(guò)59%,否那么,會(huì)導(dǎo)致汽車(chē)具有過(guò)多轉(zhuǎn)向特性而使操縱性變壞.在確定軸荷分配時(shí)也要考慮到汽車(chē)的使用條件.對(duì)于常在較差路面上行駛的載貨汽車(chē),為了保證其在泥濘路面上的通過(guò)水平,常將滿(mǎn)載前軸負(fù)荷限制在26 %27 %,以減小前輪的滾動(dòng)阻力并增大后驅(qū)動(dòng)輪的附著力.對(duì)于常在潮濕路面上行駛的后驅(qū)動(dòng)輪裝用單胎的4 X 2平頭貨車(chē),空載時(shí)后軸負(fù)荷應(yīng)不小于41%,以免引起側(cè)滑.在確定軸荷分配時(shí),還要充分考慮汽車(chē)的結(jié)構(gòu)特

25、點(diǎn)及性能要求.例如：重型礦用自卸汽車(chē)的軸距短、質(zhì)心高,制動(dòng)或下坡時(shí)質(zhì)量轉(zhuǎn)移會(huì)使前軸負(fù)荷過(guò)大,故在設(shè)計(jì)時(shí)可將其前軸負(fù)荷適當(dāng)減小,使后軸負(fù)荷適當(dāng)加大. 為了提升越野汽車(chē)在松軟路面和無(wú)路地區(qū)的通過(guò)性,其前軸負(fù)荷應(yīng)適當(dāng)減小以減小前輪的滾動(dòng)阻力.軸荷分配對(duì)前后輪胎的磨損有直接影響.為了使其磨損均勻,對(duì)后輪裝單胎的雙軸汽車(chē),要求其滿(mǎn)載時(shí)的前后軸荷分配均為50%,而對(duì)后輪為雙胎的雙軸汽車(chē),那么前后軸荷可大致按1/3和2/3的比例處理.當(dāng)然,在實(shí)際設(shè)計(jì)中由于許多因素的影響,上述要求只能近似地滿(mǎn)足.在確定汽車(chē)的軸荷分配時(shí),還要考慮汽車(chē)的靜態(tài)方向穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)方向穩(wěn)定性.根據(jù)理論分析,汽車(chē)質(zhì)心位置到汽車(chē)中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)的

26、距離s對(duì)汽車(chē)的靜態(tài)方向穩(wěn)定性有決定性的影響.這個(gè)距離可由下式計(jì)算得到:式中,一分別為汽車(chē)質(zhì)心離前、后軸的距離.和取決于軸荷分配,一兩個(gè)前輪的輪胎側(cè)偏剛度之和,N/rad ;一后輪的輪胎側(cè)偏剛度之和,N/rad ;一汽車(chē)全部輪胎的總側(cè)偏剛度之和,N/rad ;當(dāng)s0時(shí),亦即當(dāng)L1Ca1 - L2Ca20時(shí),汽車(chē)具有過(guò)度轉(zhuǎn)向特性.此時(shí)存在著一個(gè)臨界車(chē)速, 低于此車(chē)速時(shí),汽車(chē)的行駛時(shí)穩(wěn)定的,高與此車(chē)速,那么汽車(chē)就不能穩(wěn)定行駛.在汽車(chē)設(shè)計(jì)時(shí)一般希望汽車(chē)具有適度的缺乏轉(zhuǎn)向特性.為此,要很好地匹配上述參數(shù),使L1Ca1 L2Ca20汽車(chē)動(dòng)態(tài)方向穩(wěn)定性的條件是式中,K穩(wěn)定性因素；v汽車(chē)車(chē)速, m/s ;L軸

27、距,m o3.3 主要性能參數(shù)的選擇3.3.1 動(dòng)力性參數(shù)汽車(chē)的動(dòng)力性參數(shù)主要有直接檔和I檔最大動(dòng)力因數(shù)、最高車(chē)速、加速時(shí)間、汽車(chē)的比功率和比轉(zhuǎn)矩等.3.3.1.1 直接檔動(dòng)力因數(shù) D0maxD0max的選擇主要是根據(jù)對(duì)汽車(chē)加速性與燃料經(jīng)濟(jì)性的要求,以及汽車(chē)類(lèi)型、用途和道路條件而異.轎車(chē)的 D0max隨發(fā)動(dòng)機(jī)排量的增大而增大.中、高級(jí)轎車(chē)對(duì)加速性要求高,故D0max值較大.微型和普通級(jí)轎車(chē)為了節(jié)省燃料,D0max值較小.載貨汽車(chē)的 D0max值是隨汽車(chē)總質(zhì)量的增大而逐漸減小的,但也有個(gè)限度.微型貨車(chē)的D0max值較大,輕型貨車(chē)次之,由于它們不會(huì)拖帶掛車(chē),而且對(duì)平均車(chē)速和加速性能的要求也較高.中

28、、重型貨 車(chē)的D0max多在0.040.07范圍內(nèi).對(duì)中、重型貨車(chē)選擇D0max時(shí)的要求是：拖帶掛車(chē)后仍能以直接檔在具有 3%坡度的公路上行駛.鞍式牽引汽車(chē)及半掛車(chē)等汽車(chē)列車(chē)的D0max應(yīng)在0.03以上.礦用自卸汽車(chē)的行駛阻力大,其 D0max值也應(yīng)不小于 0.04.客 車(chē)的D0max值也是隨著其總質(zhì)量的增大而減小,但豪華型客車(chē)應(yīng)比普通型客車(chē)的D0max值要大一些.3.3.1.2 I檔動(dòng)力因數(shù) DImaxI檔最大動(dòng)力因數(shù)DImax直接影響汽車(chē)的最大爬坡水平和通過(guò)困難路段的水平以及起步并 連續(xù)換檔時(shí)的加速水平.它和汽車(chē)總質(zhì)量的關(guān)系不明顯而主要取決于所要求的最大爬坡度和 附著條件.對(duì)于公路用車(chē),D

29、Imax多在0.300.38.中級(jí)及以上的轎車(chē),其 DImax值的上限可高達(dá)0.5 ,以便獲得必要的最低車(chē)速和較強(qiáng)的加速水平.礦用自卸汽車(chē)裝載量為6.5t以下的DImax值多在0.300.46,當(dāng)采用液力機(jī)械傳動(dòng)時(shí),由于汽車(chē)起步后動(dòng)力因數(shù)下 降較快,為保證有足夠的爬坡速度和加速水平,DImax值還應(yīng)取大一些.軍用越野汽車(chē)的爬坡水平要求高達(dá) 60 %75%,故其DImax值多項(xiàng)選擇擇在0.63以上.3.3.1.3 最高車(chē)速Vmax隨著汽車(chē)性能特別是主被動(dòng)平安性能的提升以及各國(guó)公路路面的改善和高速公路的開(kāi)展,汽車(chē)的最高車(chē)速普遍有所提升.選擇時(shí)應(yīng)考慮汽車(chē)的類(lèi)型、用途、道路條件、具備的平安條件和發(fā)動(dòng)機(jī)

30、功率的大小等,并以汽車(chē)行駛的功率平衡為依據(jù)來(lái)確定.3.3.1.4 汽車(chē)的比功率和比轉(zhuǎn)矩這兩個(gè)參數(shù)分別表示發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率和最大轉(zhuǎn)矩與汽車(chē)總質(zhì)量之比.比功率是評(píng)價(jià)汽車(chē)動(dòng)力性能如速度性能和加速性能的綜合指標(biāo),比轉(zhuǎn)矩那么反映了汽車(chē)的比牽引力或牽引水平.在比較各國(guó)車(chē)型的比功率時(shí),應(yīng)考慮到各國(guó)內(nèi)燃機(jī)功率測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)的差異.為了保證載貨汽車(chē)在高速公路上的速度適應(yīng)性,有些國(guó)家對(duì)汽車(chē)的比功率值有所規(guī)定.我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB7258 97中規(guī)定,對(duì)公路用的機(jī)動(dòng)車(chē)輛其比功率的最小值不能低于4.8kW/t.農(nóng)用運(yùn)輸車(chē)不低于 4kW/to3.3.1.5 汽車(chē)的加速時(shí)間汽車(chē)由起步并換檔加速到一定車(chē)速Va的時(shí)間,稱(chēng)為“ 0Ya的換檔加

31、速時(shí)間；而在直接檔下由車(chē)速為20km /h加速到某一車(chē)速 Va (km /h)的時(shí)間,稱(chēng)為20 - Va的直接檔加速時(shí)間,它們均為衡量汽車(chē)加速性能和動(dòng)力性能的重要指標(biāo).轎車(chē)常用“100km /h0-或“ 0-80km / h的換檔加速時(shí)間來(lái)評(píng)價(jià).中、高級(jí)轎車(chē)的0 100km /h的換檔加速時(shí)間約為815s；普通級(jí)轎車(chē)為1225s.也可采用0 80km /h的換檔加速時(shí)間來(lái)衡量其加速性能.載貨汽車(chē)常用0 60km /h的換檔加速時(shí)間或在直接檔下由20km /h加速到某一車(chē)速的時(shí)間來(lái)評(píng)價(jià).裝載量22.5t的輕型載貨汽車(chē)的 0 60km /h的換檔加速時(shí)間多在0.530s；重型貨車(chē)的0 50km /

32、h的換檔加速時(shí)間為 4060s.城市大客車(chē)和旅游用大客車(chē)的0 70km /h的換檔加速時(shí)間多在 3365s.國(guó)外也有用起步并換檔加速行駛到某一距離(例如0 400m , 0-500m , 0 1000m)所花費(fèi)的時(shí)間來(lái)衡量汽車(chē)的加速性能的.3.3.2 燃料經(jīng)濟(jì)性參數(shù)汽車(chē)在良好的水平硬路面上以直接檔滿(mǎn)載等速行駛100 km時(shí)的最低燃料消耗量 Q(L /100km),稱(chēng)為汽車(chē)的“百公里最低燃料消耗量,是汽車(chē)的燃料經(jīng)濟(jì)性常用的評(píng)價(jià)指標(biāo).它也是滿(mǎn)載的汽車(chē)在良好的硬路面上用直接檔以經(jīng)濟(jì)車(chē)速等速行駛時(shí)的百公里耗油量.(L /單位汽車(chē)總質(zhì)量的百公里最低燃料消耗量,又稱(chēng)為汽車(chē)的“單位燃料消耗量(100km?t

33、).在新車(chē)設(shè)計(jì)時(shí),其燃料經(jīng)濟(jì)性可參考總質(zhì)量相近的同類(lèi)車(chē)型的百公里耗油量或單位燃料消耗量來(lái)估算.下表為載貨汽車(chē)的單位燃料消耗量的統(tǒng)計(jì)值范圍.轎車(chē)的單位燃料消耗量為 7.510.5L/ (100km?t).國(guó)桶B4352 84和GB 4353 84分別給出了載貨汽車(chē)和載客汽車(chē)運(yùn)行燃料消耗量.載貨汽車(chē)的單位燃料消耗量汽車(chē)總質(zhì)量汽油機(jī)柴油機(jī)12 2.50 2.60 1.43 1.533.3.3 機(jī)動(dòng)性參數(shù)汽車(chē)的最小轉(zhuǎn)彎直徑是汽車(chē)機(jī)動(dòng)性的主要參數(shù).最小轉(zhuǎn)彎直徑是指當(dāng)轉(zhuǎn)向盤(pán)轉(zhuǎn)至極限位置時(shí)由轉(zhuǎn)向中央至前外輪接地中央的距離,它反映了汽車(chē)通過(guò)小曲率半徑彎曲道路的水平和在狹窄路面上或場(chǎng)地上調(diào)頭的水平.其值與汽車(chē)的

34、軸距、輪距及轉(zhuǎn)向車(chē)輪的最大轉(zhuǎn)角等有關(guān),并應(yīng)根據(jù)汽車(chē)的類(lèi)型、用途、道路條件、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及軸距等尺寸選取.GB7258 97中規(guī)定：機(jī)動(dòng)車(chē)的最小轉(zhuǎn)彎直徑,以外輪軌跡中央為基線測(cè)量其值不得大于24m.當(dāng)轉(zhuǎn)彎直徑24m是前轉(zhuǎn)向軸和末軸的內(nèi)輪差不得大于3.5m.3.3.4 操縱穩(wěn)定性參數(shù)與總體設(shè)計(jì)關(guān)系密切且應(yīng)在設(shè)計(jì)中當(dāng)作設(shè)計(jì)指標(biāo)予以限制的操縱穩(wěn)定性參數(shù)參數(shù)有：(1)轉(zhuǎn)向特性參數(shù)；由于輪胎的側(cè)偏使前、后軸產(chǎn)生相應(yīng)的側(cè)偏角.其角度差為正、負(fù)、零時(shí)使汽車(chē)分別獲得“不足轉(zhuǎn)向、“過(guò)度轉(zhuǎn)向和“中性轉(zhuǎn)向等特性.為了保證良好的操縱穩(wěn)定性,希望得到不足轉(zhuǎn)向特性.通常用汽車(chē)以 0.4g的向心加速度作定圓等速行駛時(shí)前、后軸的側(cè)

35、偏角之差作為評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)向特性的參數(shù),希望它是一個(gè)較小的正角度值,例如轎車(chē)以 1o3o為宜.(2)車(chē)身側(cè)傾角；汽車(chē)以0.4g的向心加速度作勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的車(chē)身側(cè)傾角應(yīng)在3之內(nèi),在大不超過(guò)7 o(3)制動(dòng)點(diǎn)頭角；汽車(chē)以0.4g的減速度制動(dòng)時(shí)的車(chē)身點(diǎn)頭角應(yīng)不大于1.5 .3.3.5 行駛平順性參數(shù)行駛平順性通常用車(chē)身振動(dòng)參數(shù)來(lái)評(píng)價(jià).在總體設(shè)計(jì)時(shí),通常應(yīng)給出前后懸架的偏頻或靜撓度、動(dòng)撓度以及車(chē)身振動(dòng)加速度等參數(shù)值作為設(shè)計(jì)要求.前、后懸架的偏頻 與應(yīng)接近且應(yīng)使 略高于,以免發(fā)生較大的車(chē)身縱向角振動(dòng).但微型轎車(chē)因軸距短使后排座接近后輪,為了改善其后座的舒適性,可以將后懸架設(shè)計(jì)的軟一些而使,下表為各類(lèi)汽車(chē)的偏頻

36、和靜、動(dòng)撓度值的一般范圍.對(duì)于舒適性要求高的汽車(chē)偏頻值取低限.對(duì)于前、后懸架的靜撓度值和的匹配,推薦取 ；而對(duì)于貨車(chē)考慮到前、后軸荷的差異和預(yù)防駕駛員疲勞,那么前、后靜撓度值之比要更大些.車(chē)型滿(mǎn)載偏頻Hz滿(mǎn)載靜撓度滿(mǎn)載動(dòng)撓度前懸架后懸架前懸架 后懸架前懸架后其如轎車(chē) 普通級(jí)、中級(jí) 1.021.44 1.181.58 1224 1018 811 1014高級(jí) 0.91 1.12 0.98 1.29 20 30 15 26 8 11 10 14客車(chē)1.291.89 715 58載貨汽車(chē)1.512.04 1.672.23 611 59 69 68越野汽車(chē) 1.3912.04 1224 7133.3.

37、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).制動(dòng)距離是指在良好的試驗(yàn)跑道上和規(guī)定的車(chē)速下,緊急制動(dòng)時(shí)由踩制動(dòng)踏板起到完全停車(chē)的距離.我國(guó)通常以車(chē)速為 30km /h和50km /h的最小制動(dòng)距離來(lái)評(píng)選不同車(chē)型的制動(dòng)效能.對(duì)于緊急制動(dòng)時(shí)踏板力,貨車(chē)要求不大于700N ;轎車(chē)要求不大于 500N.設(shè)計(jì)中在制訂制動(dòng)性能標(biāo)準(zhǔn)時(shí)還應(yīng)適應(yīng)有關(guān)平安性的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)等對(duì)汽車(chē)制動(dòng)效能的要求.3.3.7 通過(guò)性參數(shù)汽車(chē)類(lèi)型最小離地間隙m接近角o高去角.總線通過(guò)半徑m轎車(chē) 微型、普通級(jí) 0.120.18 2030 1523 35中級(jí)、中高級(jí)、高級(jí) 0.130.20

38、58客車(chē)輕型0.180.22 1240 820中型、大型 0.240.29 920 59貨車(chē) 輕型0.180.22 25602545 240.220.30 47礦用自卸汽車(chē)0.32越野汽車(chē) 0.260.37 3660 3548 1.93.64.發(fā)動(dòng)機(jī)選型發(fā)動(dòng)機(jī)選型的依據(jù)因素很多,如汽車(chē)的類(lèi)型、用途、使用條件、總布置型式、總質(zhì)量及動(dòng)力性指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)性要求、材料和燃料資源、排氣污染和噪聲方面的法規(guī)限制、已有的發(fā)動(dòng)機(jī)系列及其技術(shù)指標(biāo)水平、技術(shù)開(kāi)展趨勢(shì)、生產(chǎn)條件與制造本錢(qián)、市場(chǎng)預(yù)測(cè)情況以及將來(lái)的配件供給及維修條件等,通常要經(jīng)過(guò)多種方案的比擬甚至通過(guò)先行的試驗(yàn)研究才能選定一個(gè)好的4.1 發(fā)動(dòng)機(jī)根本形式的選

39、擇至今世界上絕大多數(shù)的汽車(chē)都是采用往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī),其中絕大多數(shù)的轎車(chē)采用汽油機(jī),而幾乎全部的重型貨車(chē)、絕大多數(shù)的中型貨車(chē)和相當(dāng)一局部輕型貨車(chē)那么采用柴油機(jī).近二三十年來(lái)在極少數(shù)汽車(chē)上采用了轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、高能蓄電池和電動(dòng)機(jī)等動(dòng)力裝置.為消除污染以蓄電池為能源的電動(dòng)汽車(chē)受到各國(guó)的重視,列為開(kāi)展方向并在加緊研制中.但從目前的情況來(lái)看,在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi),往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)仍將是汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)的主要型式.因此,這里僅就汽車(chē)內(nèi)燃機(jī)的選型問(wèn)題進(jìn)行討論.在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)根本型式的選擇中首先應(yīng)確定的是采用汽油機(jī)還是柴油機(jī),其次是氣缸的排列型式和發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻方式.就世界范圍而言,大型汽車(chē)的發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)柴油化,中型汽車(chē)也

40、多采用柴油機(jī),輕型載貨汽車(chē)采用柴油機(jī)的也不少,甚至歐洲已將小型高速柴油機(jī)用到某些轎車(chē)上.與汽油機(jī)相比,柴油機(jī)具有油耗低、 燃料經(jīng)濟(jì)性好、無(wú)點(diǎn)火系統(tǒng),故障少、工作更可靠,耐久性好、壽命長(zhǎng),排氣污染較低和防火平安性好等優(yōu)點(diǎn).但一般柴油機(jī)的振動(dòng)及噪聲較大,輪廓尺寸及質(zhì)量較大,造價(jià)較高,起動(dòng)較困難并易冒黑煙.近年來(lái),由于柴油機(jī)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造工藝方面的不斷完善,其上述缺點(diǎn)已得到較好的克服.較大馬力、高轉(zhuǎn)速、低噪聲、小型化且運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn) 的柴油機(jī)的研制開(kāi)發(fā)成功,使裝柴油機(jī)的輕型汽車(chē)日益增多,在轎車(chē)上的裝用也取得成功.但預(yù)計(jì)在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi),考慮到燃料使用的平衡及汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速高、升功率高、轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性較

41、好、輪廓尺寸及質(zhì)量較小、便于布置、振動(dòng)及噪聲較低和適于高速車(chē)輛等特點(diǎn),絕大多數(shù)的轎車(chē)和小型車(chē)輛仍將采用汽油機(jī),而裝載量6t以上的汽車(chē)將全部裝用柴油機(jī),裝載量2 5t的局部輕型和中型汽車(chē)那么采取兩種發(fā)動(dòng)機(jī)均可安裝而由用戶(hù)選擇的方式為宜.按氣缸排列型式,發(fā)動(dòng)機(jī)又有直列、水平對(duì)置和V型等區(qū)別.直列式的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、造價(jià)低廉、工作可靠、寬度小、易布置,因而在中型及以下的貨車(chē)上和排量不大的轎車(chē)上得到了廣泛應(yīng)用.4L以下的汽油機(jī)多采用直列式,但對(duì)大排量的直列發(fā)動(dòng)機(jī)而言,不是缸徑過(guò)大,就是缸數(shù)過(guò)多,使發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)長(zhǎng)和過(guò)高,質(zhì)量也過(guò)大.因此,在中高級(jí)以上的轎車(chē)、重型載貨汽車(chē)和重型越野汽車(chē)上,采用V型發(fā)動(dòng)機(jī)的

42、日益增多. V型發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)于直列式有許多優(yōu)點(diǎn),其長(zhǎng)度顯著縮短 約25 %30 % ,高度降低,質(zhì)量減小約 20 %30 % ;曲軸箱及曲軸的剛度增大；易于設(shè)計(jì)尺寸緊湊的高轉(zhuǎn)速、大功率發(fā)動(dòng)機(jī)且易于系列化,如V6 , V8, V1O及V12等,而直列式通常到 6缸,最多8缸.對(duì)于長(zhǎng)度受到限制的車(chē)輛來(lái)說(shuō),由于V型發(fā)動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)度短,適宜于這類(lèi)車(chē)輛的總體布置,但由于其寬度大,故在乎頭車(chē)上布置困難.V型發(fā)動(dòng)機(jī)的造價(jià)高,故在應(yīng)用中受到限制,多用于排量在 6L以上和缸徑大于150mm 的汽油機(jī)和12L以上的柴油機(jī).水平對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)的高度低且易于平衡,水平對(duì)置雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)在微型汽車(chē)上得到應(yīng)用.按冷卻方式,發(fā)動(dòng)機(jī)又有

43、水冷式和風(fēng)冷式之分.水冷發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻均勻可靠,散熱好,氣缸變形小,缸蓋、活塞等主要零件的熱負(fù)荷較低,可靠性高；能很好地適應(yīng)大功率發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻要求；發(fā)動(dòng)機(jī)增壓后也易于采取舉措 加大水箱、增加泵量增強(qiáng)散熱；噪聲??；車(chē)內(nèi)供 暖易解決.因此,絕大多數(shù)的汽車(chē)都采用了水冷發(fā)動(dòng)機(jī). 但其冷卻性能受氣溫影響顯著,設(shè) 計(jì)時(shí)應(yīng)考慮預(yù)防高溫天氣出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱的問(wèn)題.風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)簡(jiǎn)單,維修簡(jiǎn)便;對(duì)于在沙漠和缺水地區(qū)及炎熱、酷寒地區(qū)使用的適應(yīng)性好,不會(huì)產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱和凍結(jié)等故障；還可省去消耗銅材的水箱.但大缸徑的風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻不夠均勻；缸蓋等有關(guān)零件的熱負(fù)荷高,可靠性不及水冷式的；噪聲大；油耗較高,故僅在安裝小

44、排量發(fā)動(dòng)機(jī)的微型汽車(chē) 上得到應(yīng)用,在其他類(lèi)型的汽車(chē)上應(yīng)用不多.大型風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)雖也能到達(dá)較高的性能指標(biāo),但需采用較多的結(jié)構(gòu)、工藝舉措,造價(jià)較高.4.2 主要性能指標(biāo)的選擇4.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 Pe max及其相應(yīng)轉(zhuǎn)速 np發(fā)動(dòng)機(jī)功率愈大那么汽車(chē)的動(dòng)力性愈好,但功率過(guò)大會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)功率利用率降低,燃料經(jīng)濟(jì)性下降,動(dòng)力傳動(dòng)系的質(zhì)量也要加大.因此,應(yīng)合理地選擇發(fā)動(dòng)機(jī)功率.設(shè)計(jì)初可參考同類(lèi)型、同級(jí)別且動(dòng)力性相近的汽車(chē)的比功率進(jìn)行Pe max的估算或選取.Pe man亦可根據(jù)所要求的最高車(chē)速Ue max.按下式計(jì)算出：式中： 一一 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率,kW：傳動(dòng)系的傳動(dòng)效率,對(duì)單級(jí)主減速器驅(qū)動(dòng)橋的汽車(chē)總質(zhì)

45、量,kg ;重力加速度,m/s2;滾動(dòng)阻力系數(shù),對(duì)載貨汽車(chē)取0.02 ,對(duì)礦用自卸汽車(chē)取 0.03,對(duì)轎車(chē)等高速車(chē)輛需考慮車(chē)速影響并取 =0.0165+0.0001(Va-50);最高車(chē)速,km/h;CD空氣阻力系數(shù),轎車(chē)取 0.40.6,客車(chē)取0.60.7,貨車(chē)取0.8 1.0A_汽車(chē)正面投影面積,花,假設(shè)無(wú)測(cè)量數(shù)據(jù),可按前輪距B1、汽車(chē)總高H、汽車(chē)總寬B等尺寸近似計(jì)算:對(duì)轎車(chē) 2 0.78BH ,對(duì)載貨汽車(chē) A B1 H.按上式求出的Pe max應(yīng)為發(fā)動(dòng)機(jī)在裝有全部附件下測(cè)定時(shí)得到的大有效功率或凈輸出功 率,它比一般發(fā)動(dòng)機(jī)外特性的最大功率值低12 %20%.在整車(chē)選型階段還應(yīng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)最大功

46、率時(shí)的轉(zhuǎn)速np Znp提出要求,由于它不僅影響發(fā)動(dòng)機(jī)本身的技術(shù)指標(biāo)和使用性能及壽命,而且影響整車(chē)的性能例如卜傳動(dòng)系的壽命以及對(duì)主減速比i0的選擇.近年來(lái),隨著車(chē)速的提升,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也在不斷地提升.同時(shí),提升發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也是提升其功率、減小其質(zhì)量的有效舉措.但提升轉(zhuǎn)速會(huì)使活塞的平均速度加快及熱負(fù)荷增高、曲柄連桿機(jī)構(gòu)的慣性力增大而加劇磨損,導(dǎo)致壽命下降,并加大振動(dòng)和噪聲. 因此,發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的提升也有一定的限度.當(dāng)前,轎車(chē)汽油機(jī)的,大多為4000 6000r / min ;輕型貨車(chē)汽油機(jī)的 大多為38005000r /min ;中型貨車(chē)汽油機(jī)的 多為3200 4400r /min ;其柴 油機(jī)的 多為

47、22003400r /min ;重型貨車(chē)柴油機(jī)的多為18002600r /min ;轎車(chē)和輕型客車(chē)、輕型貨車(chē)用的小型高速柴油機(jī)的多為32004200r /min.應(yīng)根據(jù)汽車(chē)與發(fā)動(dòng)機(jī)的類(lèi)型、最高車(chē)速、最大功率、選用的活塞平均速度Cm、活塞沖程s、缸徑、缸數(shù)、工藝水平等因素來(lái)合理確實(shí)定Cm=s? /30,單位為m/s.4.2.2發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩Te max及其相應(yīng)轉(zhuǎn)速nm 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率和其相應(yīng)轉(zhuǎn)速確定后,可用下式確定發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩.N?m；式中:發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩,扭矩適應(yīng)性系數(shù);即=;一般汽油機(jī),柴油機(jī)；值的大小,標(biāo)志著行駛阻力增加時(shí),發(fā)動(dòng)機(jī)沿外特性曲線自動(dòng)增加扭矩的水平.的大小可參考同類(lèi)樣機(jī)的

48、數(shù)值進(jìn)行選取.為最大功率點(diǎn)白扭矩,N?m;最大功率點(diǎn)轉(zhuǎn)速,r/min.在選取發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩點(diǎn)的轉(zhuǎn)速時(shí),一般希望該轉(zhuǎn)速與最大功率點(diǎn)的轉(zhuǎn)速有一定的比例關(guān)系,即保證 轉(zhuǎn)速適應(yīng)性系數(shù)在 1.4 2.0之間,如果 取得過(guò)高,會(huì)使 的比值變小,假設(shè)小于1.4,會(huì)使直接檔的穩(wěn)定車(chē)速偏高,造成在市區(qū)內(nèi)行駛、轉(zhuǎn)彎等情況下增加換擋次數(shù).所以希望不要太高.4.2.3發(fā)動(dòng)機(jī)適應(yīng)性系數(shù) .發(fā)動(dòng)機(jī)適應(yīng)性系數(shù) 是轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù)與轉(zhuǎn)速適應(yīng)系數(shù)的乘積.它說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)適應(yīng)汽車(chē)行駛工況的程度.值越大,這發(fā)動(dòng)機(jī)的適應(yīng)性越好.采用值大的發(fā)動(dòng)機(jī)可減少換檔次數(shù)、減輕駕駛員的疲勞、減小傳動(dòng)系的磨損和降低油耗.現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)的適應(yīng)性系數(shù)值對(duì)汽油機(jī)=1

49、.4 24;對(duì)柴油機(jī)=1.6 26.4.3傳動(dòng)系參數(shù)的選擇4.3.1 最小傳動(dòng)比的選擇整車(chē)傳動(dòng)系最小傳動(dòng)比的選擇,可根據(jù)最高車(chē)速及其功率平衡圖來(lái)確定.在普通的載貨汽車(chē)上,變速器的最高檔大都取1.0,那么傳動(dòng)系的最小總傳動(dòng)比即為驅(qū)動(dòng)橋的主減速比io ,假設(shè)有超速檔或副變速器、分動(dòng)器時(shí),最小傳動(dòng)比那么為它們的速比和i的乘積.4.3.2 最大傳動(dòng)比的選擇最大傳動(dòng)比為變速器的頭檔速比與主減速比的乘積.該速比主要是用于汽車(chē)爬坡或道路條件很差阻力大的情況下此時(shí)空氣阻力可以不計(jì)汽車(chē)仍能行駛.此時(shí)變速器最大速比式中 一一最大爬坡角度,；車(chē)輪滾動(dòng)半徑,m.求出 以后,再驗(yàn)算一下附著條件,牽引力不應(yīng)大于附著力式中

50、最大牽引力,N ;附著力,N ;-驅(qū)動(dòng)橋質(zhì)量,kg ;附著系數(shù),取 =0.7.最后驗(yàn)算最低檔時(shí)的最低穩(wěn)定車(chē)速,該車(chē)速?zèng)]有規(guī)定的限值.一般情況下,載貨汽車(chē),只要能滿(mǎn)足最大爬坡度的要求即最大動(dòng)力因數(shù),那最低穩(wěn)定車(chē)速也能滿(mǎn)足.但越野車(chē)為了預(yù)防在松軟地面上行駛時(shí),土壤受沖擊剪切破壞而損害地面附著力,要求車(chē)速很低,此時(shí)的最大速比為式中發(fā)動(dòng)機(jī)最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速,r/min ;對(duì)于汽油機(jī) =350 r/min 500 r/min ;對(duì)于柴油機(jī) =650 r/min 850 r/min ;汽車(chē)最低后I定車(chē)速,km / h.4.3.3變速器檔位數(shù)的選擇變速器檔位數(shù)的多少,要根據(jù)汽車(chē)的類(lèi)型,使用條件和性能要求及最高檔和

51、最低檔的速比范圍大小而定.載貨汽車(chē)的噸位越小,檔位數(shù)可取少些,隨著噸位的增大,檔位數(shù)也增多.這主要從動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、操縱性、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度及需要進(jìn)行選擇.檔位數(shù)越多,發(fā)動(dòng)機(jī)白功率利用率越高高功率區(qū)工作時(shí)間長(zhǎng),既增加了動(dòng)力性,同時(shí)也增加了發(fā)動(dòng)機(jī)在低油耗區(qū)工作的可能性,提升了燃油經(jīng)濟(jì)性.由于相鄰檔之間的比值不能太大 一般不超過(guò)1.71.8,太大時(shí)換檔困難,所以在最大傳動(dòng)比與最小傳動(dòng)比值越大,那么檔位數(shù)也應(yīng)增多.而檔位多的變速器即7個(gè)前進(jìn)檔時(shí),其變速器的結(jié)構(gòu),特別是操縱機(jī)構(gòu)會(huì)很復(fù)雜,所以有的車(chē)輛就采用增加前置或后置式副變速器的辦法來(lái)解決此矛盾.如需要全輪驅(qū)動(dòng),可以增設(shè)兩檔的分動(dòng)器.5 .總布置圖的繪制

52、在總成進(jìn)行方案布置和設(shè)計(jì)計(jì)算的同時(shí),要進(jìn)行整車(chē)總體布置的有關(guān)計(jì)算參數(shù)確定和性能計(jì)算工作,并要在整車(chē)方案布置草圖及各總成匹配布置的根底上正式繪制和布置整車(chē)總布置圖.整車(chē)總布置圖包括側(cè)視圖、俯視圖、前視圖和必要的斷面布置圖、局部布置圖.在繪制整車(chē)總布置圖的過(guò)程中,要隨時(shí)配合、調(diào)整和確認(rèn)其各總成的外廓尺寸、結(jié)構(gòu)、布置型式、連接方式、各總成之間的相互關(guān)系、操縱機(jī)構(gòu)的布置要求,懸置的結(jié)構(gòu)與布置要求、管線路的布置與固定、裝調(diào)的方便性等.整車(chē)布置應(yīng)從車(chē)型系列化角度出發(fā),減少根底布置的變動(dòng),并可變型出多種車(chē)型,以適應(yīng)大量生產(chǎn)和用戶(hù)不同的使用要求,從而可以降低本錢(qián),提升可靠性.在布置某一新車(chē)型時(shí),在圖面上同時(shí)考

53、慮短軸距的4X2、6X的自卸和牽引車(chē)的底盤(pán)布置要求,同時(shí)還考慮軸距加長(zhǎng)后的幾種變型車(chē)的布置關(guān)系,如油箱、備胎、貯氣筒、電瓶、 取力位置及方式、排氣系統(tǒng)、進(jìn)氣系統(tǒng)、傳動(dòng)軸夾角的變化、懸架和車(chē)箱的系列化設(shè)計(jì)等. 這雖然增加了不少工作量,但對(duì)車(chē)型的系列化開(kāi)展及生產(chǎn)組織、治理會(huì)帶來(lái)巨大的好處.5.1 整車(chē)布置的基準(zhǔn)線一一零線確實(shí)定汽車(chē)在滿(mǎn)載狀態(tài)下,確定整車(chē)的零線(三維坐標(biāo)面的交線 卜正負(fù)方向及標(biāo)注方式.(1)整車(chē)在滿(mǎn)載狀態(tài)、車(chē)頭向左來(lái)確定整車(chē)的坐標(biāo)線.X坐標(biāo)線：通過(guò)左右前輪中央的鉛垂面,在側(cè)視和俯視圖上的投影線即為X坐標(biāo)線,前為、后為“+,該線標(biāo)記為.Z坐標(biāo)線：取車(chē)架縱梁上翼面上較長(zhǎng)的一段平面,或承載

54、式車(chē)身中部底板的下外表,并 與水平面平行時(shí),該面在前視和側(cè)視圖上的投影線即為Z坐標(biāo)線,上為“+、下為標(biāo)記為.y坐標(biāo)線：通過(guò)汽車(chē)縱向中央線的鉛垂面,在前視和俯視圖上的投影線為了坐標(biāo)線,前 視圖中右側(cè)為“+、右側(cè)為-,標(biāo)記為.(2)在新車(chē)設(shè)計(jì)時(shí),整車(chē)的坐標(biāo)線確定后,車(chē)身(車(chē)頭、駕駛室)、車(chē)架的坐標(biāo)線也確定了,三者是統(tǒng)一的.(3)如果用現(xiàn)有的車(chē)身、車(chē)架拼裝新車(chē)型,那么三者的坐標(biāo)線不一定一致.由于所選用的車(chē)身、 車(chē)架已有自己的坐標(biāo)線,而布置在新車(chē)上時(shí), 其坐標(biāo)線不一定與新車(chē)的坐標(biāo)線重合,因布置上的需要會(huì)造成差值,在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)記住這一差值,作為設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù).原車(chē)身、車(chē)架的坐標(biāo)不隨新車(chē)的坐標(biāo)而變動(dòng).整車(chē)零線的畫(huà)法上述的、三條線,統(tǒng)稱(chēng)為三個(gè)方向的零線.在繪制總布置圖時(shí),先確定零線的位置.一般是從側(cè)視圖上開(kāi)始,根據(jù)整車(chē)的前懸及車(chē) 架上外表至地面白高度,確