專用汽車設(shè)計(jì)常用計(jì)算公式匯集解讀

專用汽車設(shè)計(jì)常用計(jì)算公式集合解讀第一章專用汽車的總體設(shè)計(jì)1總布置參數(shù)確實(shí)定專用汽車的外廓尺寸〔總長、總寬和總高〕長①載貨汽車≤12m②半掛汽車列車≤16.5m寬≤2.5m〔不含后視鏡、側(cè)位燈、示廓燈、轉(zhuǎn)向指示燈、可折卸裝飾線條、撓性擋泥板、折疊式踏板、防滑鏈以及輪胎與地面接觸局部的變形等〕高≤4m〔汽車處于空載狀態(tài)，頂窗、換氣裝置等處于關(guān)閉狀態(tài)〕車外后視鏡單側(cè)外伸量不得超出汽車或掛車最大寬度處250mm汽車的頂窗、換氣裝置等處于開啟狀態(tài)時不得超出車高300mm專用汽車的軸距和輪距軸距軸距是影響專用汽車根本性能的主要尺寸參數(shù)。軸距的長短除影響汽車的總長外，還影響汽車的軸荷安排、裝載量、裝載面積或容積、最小轉(zhuǎn)彎半徑、縱向通過半徑等，此外，還影響汽車的操縱性和穩(wěn)定性等。輪距輪距除影響汽車總寬外，還影響汽車的總重、機(jī)動性和橫向穩(wěn)定性。專用汽車的軸載質(zhì)量及其安排專用汽車的軸載質(zhì)量是依據(jù)大路運(yùn)輸車輛的法規(guī)限值和輪胎負(fù)荷力氣確定的。各類專用汽車軸載質(zhì)量限值〔JT701-88《大路工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》〕根本計(jì)算公式A條件a〕底盤整備質(zhì)量G1b〕底盤前軸負(fù)荷g1c〕底盤后軸負(fù)荷Z1d〕上裝局部質(zhì)心位置L2e〕上裝局部質(zhì)量G2f〕整車裝載質(zhì)量G3〔含駕駛室乘員〕g〕裝載貨物質(zhì)心位置L3〔水平質(zhì)心位置〕h〕軸距)(21lll+B上裝局部軸荷安排計(jì)算〔力矩方程式〕g2〔前軸負(fù)荷〕×〔121ll+〕〔例圖1〕=G2〔上裝局部質(zhì)量〕×L2〔質(zhì)心位置〕1g2〔前軸負(fù)荷〕=12221)(llLG+?上裝局部質(zhì)心位置上裝局部質(zhì)量222gGZ-=C載質(zhì)量軸荷安排計(jì)算g3〔前軸負(fù)荷〕×)21(1ll+=G3×L3〔載質(zhì)量水平質(zhì)心位置〕g3〔載質(zhì)量前軸負(fù)荷〕=13321)(llLG+?裝載貨物水平質(zhì)心位置整車裝載質(zhì)量333gGZ-=D空車軸荷安排計(jì)算g空〔前軸負(fù)荷〕=g1〔底盤前軸負(fù)荷〕+g2〔上裝局部前軸軸荷〕Z空〔后軸負(fù)荷〕=Z1〔底盤后軸負(fù)荷〕+Z2〔上裝局部后軸軸荷〕G〔整車整備質(zhì)量〕=空空Zg+E滿車軸荷安排計(jì)算g〔前軸負(fù)荷〕=g空+g3Z滿〔后軸負(fù)荷〕=Z空+Z3G滿〔滿載總質(zhì)量〕=g滿+Z滿1.4專用汽車的質(zhì)心位置計(jì)算專用汽車的質(zhì)心位置影響整車的軸荷安排、行駛穩(wěn)定性和操縱性等，在總體設(shè)計(jì)時必需要慎重全面考慮計(jì)算或驗(yàn)算，特別是質(zhì)心高度是愈低愈好。1.4.1水平質(zhì)心位置計(jì)算〔力矩方程式〕A條件a〕底盤軸距)(21lll+b〕整車整備質(zhì)量G空與滿載總質(zhì)量G滿c〕空載前軸質(zhì)量g空與后軸軸載質(zhì)量Z空d〕滿載前軸質(zhì)量g滿與后軸軸載質(zhì)量Z滿B空載整車水平質(zhì)心位置計(jì)算〔力矩方程式〕L空=))(2/1(11離質(zhì)心至后橋中心水平距或或空空Glllllg++?C滿載水平質(zhì)心位置計(jì)算L滿〔至后橋水平距離〕=滿滿或或Glllllg))(2/1(11++?1.4.2垂直質(zhì)心高度位置計(jì)算A條件a〕整車各總成的質(zhì)量為gib〕YiB整車質(zhì)心高度hg=)(專用車總質(zhì)量--∑aaiiGGxygChg空=)(整車整備質(zhì)量空載時各總成質(zhì)心高度空載時各總成質(zhì)量空空空aiiGyg?∑Dhg滿=)(整車滿載總質(zhì)量滿載時各總成質(zhì)心高度滿載時各總成質(zhì)量滿滿滿aiiGyg?∑2專用汽車行駛穩(wěn)定性計(jì)算2.1專用汽車橫向穩(wěn)定性計(jì)算A條件a〕專用汽車輪距Bb〕專用汽車空載質(zhì)心高度hg空c〕專用汽車滿載質(zhì)心高度hg滿d〕φ〔φ=0.7～0.8〕B計(jì)算公式保證汽車行駛不發(fā)生側(cè)翻的條件：)(2專用汽車質(zhì)心高度--hghgBC保證空車行駛不發(fā)生側(cè)翻的條件：空hgB2D保證滿載行駛不發(fā)生側(cè)翻的條件：?滿hgB2.2專用汽車縱向穩(wěn)定性計(jì)算A條件a〕專用汽車質(zhì)心到后軸中心距離Lb〕專用汽車質(zhì)心高度hgc〕φ〔φ=0.7～0.8〕B計(jì)算公式保證汽車行駛不發(fā)生縱翻的條件：hgLC保證空車行駛不發(fā)生縱翻的條件：空hgLD保證滿載行駛不發(fā)生縱翻的條件：?滿hgL專用汽車有關(guān)限值標(biāo)準(zhǔn)與計(jì)算3.1載質(zhì)量利用系數(shù)計(jì)算A欄板類載貨汽車與自卸汽車限值標(biāo)準(zhǔn)B載質(zhì)量利用系數(shù)計(jì)算公式載質(zhì)量利用系數(shù)=)(千克千克整車整備質(zhì)量含額定乘員質(zhì)量最大允許裝載質(zhì)量貨廂欄板高度計(jì)算欄板式載貨汽車、欄板式半掛車和欄板式全掛車的貨廂欄板高度大于0.6米時，高度限值應(yīng)按以下公式計(jì)算〔式中取煤的比容900千克/立方米〕貨廂欄板高度〔米〕=1.0)(900))((+??米貨廂內(nèi)部寬度米貨廂內(nèi)部長度千克含額定乘員質(zhì)量最大設(shè)計(jì)裝載質(zhì)量罐式汽車的總?cè)萘肯拗祽?yīng)按以下公式計(jì)算〔式中取汽油的密度700/立方米〕〔立方米〕≤05.1)/(700))((?立方米千克千克含額定乘員質(zhì)量最大設(shè)計(jì)裝載質(zhì)量半掛車的允許最大總質(zhì)量、最大裝載質(zhì)量和整備質(zhì)量應(yīng)符合GB6420注：液罐車與粉罐車的最大允許裝載質(zhì)量=總質(zhì)量－整備質(zhì)量4專用汽車主要性能參數(shù)選擇與計(jì)算4.1專用汽車在平路行駛時發(fā)動機(jī)功率計(jì)算公式〔發(fā)動機(jī)功率一般為選定值〕Plmax=kwVACfVGTaDDTaaηη7614072.23maxmax+式中：Ga——專用汽車總質(zhì)量〔t〕ηT——傳動系機(jī)械效率〔0.85～0.9〕f——滾動阻力系數(shù)〔0.02～0.03〕CD——空氣阻力系數(shù)〔0.8～1.0〕ADBD×HD〔BD前輪距、HD汽車總高〕m2Plmax——發(fā)動機(jī)最大功率〔kw〕Vamax〔km/h〕4.2汽車比功率標(biāo)準(zhǔn)GB7258標(biāo)準(zhǔn)要求專用汽車比功率≥4.8kw/t4.3專用汽車發(fā)動機(jī)最大扭矩計(jì)算〔一般為選定值〕Mlmax=9549PlmaxK/npN·m式中：Mlmax=發(fā)動機(jī)最大扭矩〔N·m〕〔一般為選定值〕Plmax=發(fā)動機(jī)最大功率〔KW〕〔一般為選定值〕K1.05～1.25np=最大功率時的轉(zhuǎn)速〔1.4～2.0〕nm〔nm—最大扭矩時的轉(zhuǎn)速〕K=)(max發(fā)動機(jī)扭矩適應(yīng)性系數(shù)plMM式中：Mp=))((9549max轉(zhuǎn)矩發(fā)動機(jī)最大功率時輸出mNnPpl?4.4Ml=anl2＋bnl＋cMl=)(22maxmaxmNnnnnMMMlmmppll?----式中：Ml——發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩〔N·m〕nl——發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)速〔r/min〕Mlmax——發(fā)動機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)距〔N·m〕Mp——發(fā)動機(jī)最大輸出功率時的輸出轉(zhuǎn)矩〔N·m〕np——發(fā)動機(jī)最大輸出功率時的曲軸轉(zhuǎn)速〔r/min〕nm——發(fā)動機(jī)最大輸出轉(zhuǎn)矩時的曲軸轉(zhuǎn)速〔r/min〕a——=2max)(pmplnnMM-+-b——=2max)(2pmplmnnMMn--c——=22maxmax)(pmmpllnnnMMM---Ft=Ff＋Fi＋Fw＋FjN式中：Ft——汽車驅(qū)動力〔作用在汽車驅(qū)動輪上的圓周力〕NFf〔N〕Fi——坡道阻力〔N〕Fw——空氣阻力〔N〕Fj阻力〔N〕汽車驅(qū)動力計(jì)算公式Ft=)(0NriiMdgl式中：rd——驅(qū)動輪動力半徑〔m〕ig——變速器的傳動比i0——主減速比η——傳動系的機(jī)械效率〔0.75～0.9〕μ——發(fā)動機(jī)外特性修正系數(shù)〔0.75～0.85〕4.5.2Ff=magfcosα〔N〕〔g重力加速度9.81m/s2〕式中：ma——專用汽車〔或汽車列車〕總質(zhì)量〔kg〕α——道路坡度角f——滾動阻力系數(shù)〔f=f0kva〕〔50km/h≤Va≤100km/h〕〔一般取f=0.010～0.020〕Fi=magsinα〔N〕Fw=CDADVa2〔N〕式中：AD——專用汽車的迎風(fēng)面積〔m2〕〔AD可按AD=BDHDBD—輪距，HD汽車高度m〕CD——空氣阻力系數(shù)N·h2/〔km2·m2〕，〔專用汽車Cd=0.03858～0.06944〕，半掛車的空氣阻力系數(shù)增加10%加速阻力計(jì)算公式Fj=δmaj〔N〕式中：δ——專用汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)j——專用汽車加速度〔m/s2〕δ的計(jì)算公式為：δ=222023rmiiIrmIagfawη+∑+式中：Iw——車輪的轉(zhuǎn)動慣量〔kg·m2〕If——飛輪的轉(zhuǎn)動慣量〔kg·m2〕r——車輪滾動半徑〔m〕也可以按閱歷公式估算 δ值=1＋〔0.04～0.06〕i02ig2＋〔0.008～0.013〕nl=rviiag377.00k——滾動阻力比例系數(shù)〔0.000148～0.00023〕4.5.6專用汽車直線行駛時的運(yùn)動微分方程式δmaj=AVa2BVa＋C1＋C2〔fcosα＋sinα〕式中：A=DDdagACrrii-2330142.0μηB=dbgrrii377.0220μηC1=dcgriiμη0C2=－mag專用汽車動力性參數(shù)計(jì)算專用汽車最高車速〔km/h〕計(jì)算公式Vamax=)/(2)(2hkmADkCB-+-式中：D=)(4)(20232CfCAkCB+-+4.6.2專用汽車最大爬坡度計(jì)算公式：imax〔專用汽車最大爬坡度%〕=tgαmax式中：αmax=202322023arcsin(11arcsinEfEfEffE+-≈+-+-E=21244ACACB-加速度計(jì)算公式專用汽車最大加速度jmax〔m/s2〕計(jì)算公式：jmax=amADδ42-專用汽車加速時間計(jì)算公式〔t加速時間h〕t=++++?-21)(107716.002124aaVVaaaaakVfCCBVAVdVmδ或t=+++-++-+++-++?-DkCBAVDkCBAVInDkCBAVDkCBAVInDmaaaaa)(2)(2)(2)(2107716.021*******δ其次章粉罐汽車設(shè)計(jì)計(jì)算公式〔以YQ9550GSN為例〕1中間直筒容積計(jì)算公式V1=),(411121直筒長度直筒內(nèi)徑式中LLφφπ??直角斜錐筒容積計(jì)算公式V2=),,(2)444(33434324233錐體長度小端直徑大端直徑式中LLφφφφφφπ??++封頭容積計(jì)算V3=2×π×h2〔r－h(huán)/3〕〔h封頭高度、r封頭球面半徑〕總?cè)莘e計(jì)算公式V決=V1+V2+V31.5有效容積計(jì)算公式V有效=V總－V×ka〔ka0.08〕1.6Va=)/1000,,(3mkgPkgmPmslsl水泥粉料積存密度粉罐的額定裝載質(zhì)量式中 1.7擴(kuò)大容積計(jì)算公式Vb=kb×Va〔kb0.1～0.2〕2式筒體壁厚計(jì)算公式〔圓筒〕[]CPPSt+-=δφ211〔P設(shè)計(jì)壓力取0.3Mpa，S1，φ1徑，［δ］許用應(yīng)力，C壁厚附加量〕〔φ焊縫系數(shù)〕錐筒壁厚計(jì)算公式[])17,(cos1212?=+?-=cccCPPSααα?δφ封頭壁厚計(jì)算公式〔碟形封頭〕[]CPRPMSd+-=5.023?δ式中：S3——封頭壁厚R——封頭球面局部內(nèi)半徑r——封頭過渡段轉(zhuǎn)角內(nèi)半徑Md=)3(41rR+?軸荷安排計(jì)算公式G空銷=上裝局部質(zhì)量×罐體中心至承載橋中心距離/牽引銷至承載橋中心距離G空軸=上裝局部質(zhì)量－G空銷G滿銷=〔上裝局部質(zhì)量＋最大載質(zhì)量〕×罐體中心至承載橋中心距離/牽引銷至承載橋中心距離G滿軸=〔上裝局部質(zhì)量＋最大載質(zhì)量〕－G滿銷流態(tài)化床主要參數(shù)計(jì)算公式4.1臨界流態(tài)化床氣流速度計(jì)算公式Vf=06.088.0394.082.1)10(08.4ggpdρηρρ??-?式中：dpm，水泥取88×10-6mρ——顆粒真密度〔kg/m3〕、水泥取3200kg/m3ρg——?dú)怏w密度，在氣壓P=0.3Mpa、氣溫T=373K、氣體常數(shù)Ra=29.283/75.2mkgTRPag=?=ρη——?dú)怏w的動力粘度〔Pa×S〕0.0218×10-3Pa·S罐體最大空床截面積計(jì)算公式)/,/(603maxsmVsmQVQAff臨界流態(tài)化速度氣體體積流量式中=)(85.1max對水泥QA=粉料帶出氣流速度〔Vt〕計(jì)算公式〔粉料懸浮速度〕23122/81.9)(2254smg