畢業(yè)設計（論文）-微型客貨兩用車總體設計（全套圖紙）.pdf

1 第一章 前言 汽車被稱為 改變世界的機器 它從 1886 年誕生至今已有 100 多年 的歷史 百余年來 特別是汽車產(chǎn)品的大批量生產(chǎn)及汽車工業(yè) 的大發(fā)展以來 汽車已為世界經(jīng)濟的大發(fā)展 為人類進入現(xiàn)代生活 產(chǎn)生 了無法估量的巨大影響 因此 無論是美國 日本 西歐等發(fā) 達 國 家 或 地 區(qū) 無 一 例 外 的 把 發(fā) 展 汽 車 工 業(yè) 作 為 國 家 發(fā) 展 的 支 柱 產(chǎn) 業(yè) 我國也在 七五 期間提出 要把汽車制造業(yè)作為重要的支柱 產(chǎn)業(yè) 爭取有一個較大的發(fā)展 由此可見汽車在世界經(jīng)濟發(fā)展的作 用 全套圖紙加 153893706 當前 汽車已進入人類 社會各個領域 工業(yè) 農(nóng)業(yè) 商業(yè)與國 際貿(mào) 易 教育 科技 文化 藝術(shù) 衛(wèi)生保健 國防以及其他建設 事業(yè) 以至于人類的現(xiàn)代生活領域及家庭 都與汽車緊密相連 汽 車已 成為人們?nèi)粘９ぷ?生產(chǎn) 學習 生活 旅行中最方便 最經(jīng) 常使 用的交通工具 成為現(xiàn)代社會的象征 在許多發(fā)達國家 汽車 已普及到千家萬戶 普及率最高的是美國 平均 1 3 人擁有一輛 西歐 日本等發(fā)達國家平均 2 3 人擁有一輛 汽車的普及極大的方 便了 人們 擴大了人們的活動范圍 使社會生活變的豐富多彩 同 時促 進了公路 的建設和運輸 的繁榮 改變了城市的布局有助于各地 2 區(qū)經(jīng)濟文化的交流和偏遠落后地區(qū)的開發(fā) 我國汽車行業(yè)起點低 發(fā)展較晚 1953 年中國汽車工業(yè)從零起 步 開始建造第一汽車制造廠 三年后便生產(chǎn)出國產(chǎn) 解放牌 中 型載貨汽車 60 年代建設了第二汽車制造廠 生產(chǎn)中國獨立設計的 東 風 牌中型載貨汽車 但汽車的品種在過去很長時間里出現(xiàn)了 缺 重少輕 轎車基本空白 的缺陷 改革開放之后 我國的 汽車 行業(yè)才進入大發(fā)展 階段 近年來 轎車生產(chǎn)大 幅度增長 確定 了一 汽 二汽 上海為三大基地以及天津 北京 廣州三個較小的 基地 我國汽車的發(fā)展目標是 到 2010 年汽車生產(chǎn)量達 600 萬輛 成為 我國國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè) 同時 改變生產(chǎn)廠過多投資分散生 產(chǎn)規(guī)模過小的不合理情況 重點支持 2 3 家汽車企業(yè)集團迅速成長 為有相當規(guī)模的大型企業(yè) 以及支持 6 7 家汽車企業(yè)成為國內(nèi)的骨 干企 業(yè) 其次 要花大力氣增強汽車的自主開發(fā)能力 從與國外聯(lián) 合開發(fā)逐漸走向成熟的自主開發(fā) 提高產(chǎn)品的質(zhì)量和技術(shù)裝備水平 迅速 趕上國際先進水平 同時鼓勵個人購買汽車 并為轎車的普及 作好 準備 當 然 汽車的迅速發(fā)展也 帶了一些不易解決的問題 例 如 安全問題 能源消耗 和環(huán)境污染 因此 行車安全 節(jié)約能 源和環(huán)境保護已成為當前汽車技術(shù)要解決的三大重要課題 回顧歷史 1959 年面世的 MINI 轎車引發(fā)了汽車技術(shù)的一場 革命 這種車型在取得觀念上的突破的同時 還屢次在汽車大賽中 取得冠軍 40 年后的今天 此類車型依然流行 使之成為最家庭化 的轎 車 從此 揭開了微行轎車的發(fā)展的歷史 在這種情況下 微型 汽車 也適時而生 而此車型也正是我們這一組所要設計的 我國的 微型車也可稱為 中國特色 因為我國轎車不太普及的情況下 售 價僅在三萬元人民幣左右的微型客車 成為大眾買的起的車型 現(xiàn)在 微型汽車在一般的城市里隨處可見 因為它 即可為家庭 的用車 同時改裝方便 可以改裝成微型廂式貨車 在有的城鎮(zhèn)中 它還 用來作為出租車 更因為它油耗低 占地面積小 使用經(jīng)濟 所以 它受到許多人的歡迎 因此 設計這種汽車還是順應時代潮流 的 我在畢業(yè)設計中負責的是整體設計 包括微型汽車外型設計 整體 布置 底盤設計 并積極協(xié)調(diào)同組的同學完成微客其他部件的 3 設計 微 型 汽 車 的 整 體 布 置 包 括 人 體 工 程 在 汽 車 上 各 部 件 安 排 的 應 用 發(fā)動機的選擇 輪胎的選擇 傳動系 行使系 轉(zhuǎn)向系 制動 系和 懸架的選擇設計 駕駛員和乘客的作為布置 發(fā)動機的布置 汽車主要尺寸和參數(shù)的選擇并校核汽車主要性能參數(shù)等 畢業(yè)設計作為大學四年學習教學的一個最后環(huán)節(jié) 同時也是大學 四年 的知識回顧 它讓我把學過知識系統(tǒng)的梳理一遍 熟悉汽車的 各個不見和 理論知識點 對于掌握不到的地方 可以借此機會補缺 補漏 對知識 進行強化 同時也為我 們今后踏上工作崗位做好了準 備 是工作前的基礎練習 第二章第二章 總體布置方案總體布置方案 2 1 概述 微型車的總體 設計是根據(jù)使用條件 生產(chǎn) 規(guī)模制造水平和生產(chǎn) 成本 來選擇車輛的形式 構(gòu)造尺寸等 既解決整體布局與局部 局 部與 局部的矛盾 從而設計出性能良好價格合理的交通運輸 車 總 體設計是微型車設計中的重要環(huán)節(jié) 一 微型客貨兩用車的使用條件 我國地處北北半球 疆土遼闊 南北之間跨緯度很大南部進入熱 帶北部接近寒帶 因而形成了南北懸殊的溫差氣溫的變化超過 40 我國 的地形也十分復雜 東部是廣闊的平原和起伏的丘陵 西部有雄 偉的 高原 西 南多山區(qū) 各種地形相互交錯 每一輛車都有可能面 臨不 同的氣候 地 理等復雜的使用條件 總得來說大部分地區(qū)常見 的公路是山區(qū)公路奇特點就是 彎多 路急 陡坡長 據(jù)交通部 門統(tǒng)計我國三級以下公路占總里程的 95 4 四級以下公路占總里程 的 78 9 這些道路路面較差 一遇雨雪天氣路面泥濘不堪 此時的 微型車的使用條件是比較惡劣 另外 我國廣大地區(qū)尤其是農(nóng)村地區(qū)對車輛的維修保養(yǎng)條件差配 4 件供 應比較困難 駕駛員的文化素質(zhì)和駕駛技術(shù)不是很高 這樣就 使得微型車對于可靠性和維修的方便性的要求更高 二 微型車的生產(chǎn)條件 目前 國內(nèi)微型車的生產(chǎn)主要是國內(nèi)的幾大汽車產(chǎn)商和農(nóng)用機械 生產(chǎn) 商 他們 的原料來源廣 生產(chǎn)效率高且生產(chǎn)過程中的管理檢測 把握 嚴格水平高操 多數(shù)微型車的生產(chǎn)均采用大批量生產(chǎn)的 方式 提高產(chǎn)品的性價比 2 2 方案的分析和確定 2 2 1 設計任務 4 座客貨兩用微型車的總體設計 2 2 2 設計要求 發(fā)動機擬選為 JL462Q 或相近系列 最高車速為 95Km h 最小 轉(zhuǎn)彎半徑 4 5 米 乘員人數(shù) 4 人 載重量 0 5 噸 擋位數(shù) 4 1 2 2 3 基本要求 汽車是 由動力裝置 底盤 車身 電器及儀表裝置等四部分組 成 主要任務是用來載送人員和貨物的 一個成 功的汽車產(chǎn)品 它的設計應該滿足技術(shù) 經(jīng)濟及藝術(shù)造 型等 多方面的要求 它的技術(shù)和 理性主要體現(xiàn)在 最大程度的采用 標準 化部件 滿足社會和政府的各種法規(guī) 尤其要滿足政府對汽車 外形 尺寸的要 求 還要滿足當?shù)馗髌噺S的生產(chǎn)能力及水平 經(jīng)濟 性主 要體現(xiàn)在 在保證汽車所要求的技術(shù)要求的同時要最大程度上 降低 汽車的制造成本 要保證用戶的使用的經(jīng)濟性 為用戶節(jié)省開 5 支 藝術(shù)性主要體現(xiàn)在 在保證汽車的各項技術(shù)指標達到要求時車 身造 型要盡量滿足 人們的審美觀 駕駛室部分要是工程設計和人體 工程學相結(jié)合 使駕駛員和乘客在車中有中享受的感覺 我所負責的總體設計主要是 設計車型 及時協(xié)調(diào)各部件和整車 的關系以完成底盤的布置 而車型的設計是最有創(chuàng)造性的 最主要 任務是布置好底盤 以保 證各部件不產(chǎn)生運動干涉 經(jīng)過與同組各 同學的討論協(xié)商 在參考上述兩種成型基本參數(shù)的基礎上 最終確 定了我們所要設計的微型客車的基本參數(shù) 詳細參數(shù)見后 本次設 計的出發(fā)點是要保證汽車的經(jīng)濟性 動力性和乘坐舒適性 2 3 汽車傳動形式的選擇 本次客貨兩用車的目標主要是用來載客 本產(chǎn)品同時具有相當 的 載 貨 能 力 依 據(jù)GB T 15089 2001 參 考 同 類 車 型 長 安 貨 車 系 列 SC1022BB23D 昌河雙排 CH1011DXEI 參數(shù)見表 2 1 表 2 1 參考車型的相關參數(shù) 長安長安 SC1022BB23D 昌河雙排昌河雙排 CH1011DXEI 長 寬 高 mm 3860 1485 1870 3875 1395 1815 貨箱尺寸 mm 1400 1375 430 1470 1310 430 最大裝載質(zhì)量 kg 500 330 總質(zhì)量 kg 1785 1480 整備質(zhì)量 kg 960 890 乘員數(shù) 5 4 軸距 mm 2500 2010 輪距 mm 前 1280 后 1290 前 925 后 940 最大爬坡度 30 30 最小轉(zhuǎn)彎半徑 m 4 5 4 5 最小離地間隙 mm 165 前 后懸 mm 480 880 925 940 郵箱容量 L 40 36 6 發(fā)動機 JL465Q5 DA465QE P T kw N m 39 78 35 驅(qū)動方式 4 2 FR 4 2 FR Vmax 105 105 變速器 5 速全同步 4 速全同步 油耗 L km 6 4 6 4 制動 雙回路液壓 雙回路液壓 轉(zhuǎn)向 齒輪齒條 齒輪齒條 離合器 單片膜片彈簧 單片膜片彈簧 汽車分類結(jié)合 M 類 N 類汽車的特點參數(shù)選擇如下 形式的選擇 主要任務 確定產(chǎn)品的軸數(shù) 驅(qū)動形式 布置形式等 1 軸數(shù) 軸數(shù)的選擇受汽車總質(zhì)量的影響 道路法規(guī)的約束 輪胎負荷 及汽車機構(gòu)等影響因為微型客貨兩用車的質(zhì)量低于 20 噸 故采用 簡單的兩軸式 該方案結(jié)構(gòu)簡單 制造成本低 性能好 2 驅(qū)動形式的選擇 由軸數(shù)的選擇可知本產(chǎn)品的驅(qū)動輪最多為 4 個 因微型車客貨兩 用車對驅(qū)動性能的要求不太高 且考慮到制造成本的控制 選用 4x2 的驅(qū) 動形式 減少驅(qū)動輪 使其機構(gòu)簡單 整備質(zhì)量也降低 這也 是乘 用車和商用車使用較多的驅(qū)動形式 適用于越野性和通過性不 高的車 3 布置形式的選擇 汽車的 布置形 式是指發(fā)動機 驅(qū)動橋和車身的相互關系以及布 置特 點而言 汽車的布置形式和汽車的實用性能有很大關系 通過 構(gòu)思我提出以下兩種方案 方案一 前置前驅(qū) FF 見圖 2 1 7 圖 2 1 前置前驅(qū)布置圖 該方案的主要特點 a 有明顯的不足轉(zhuǎn)向性能 b 越過障礙的能力高 c 動力總成結(jié)構(gòu)緊湊 d 有利于提高乘坐舒適性 車內(nèi)地板凸包高度 可以降低 e 有利于提高汽車的機動性 軸距可以縮短 f 有利于發(fā)動機散熱 操縱機構(gòu)簡單 g 行李箱空間大 h 變形 容易 主要缺點 1 結(jié)構(gòu)與制造工藝均復雜 采用等速萬向節(jié) 2 前輪工作條件惡劣 輪胎壽命短 前橋負荷較后 軸重 3 汽車爬坡能力降低 4 發(fā)生正面碰撞事故 發(fā)動機及其附件損失較大 維 修費用高 方案二 前置后驅(qū) FR 8 圖 2 2 前置后驅(qū)的布置圖 該方案的主要特點 a 軸荷分配合理 b 有利于減少制造成本 不需要采用等速萬向節(jié) c 操縱機構(gòu)簡單 d 采暖機構(gòu)簡單 且管路短供暖效率高 e 發(fā)動機冷卻條件好 f 爬坡能力強 g 行李箱空間大 h 變形容易 主要缺點 a 地板上有凸起的通道 影響了乘坐舒適性 b 汽車正面與其它物體發(fā)動碰撞易導致發(fā)動機進入客 廂 會使前排乘員受到嚴重傷害 c 汽車的總長較長 整車整備質(zhì)量增大 影響汽車的 燃油經(jīng) 濟性和動力性 綜 前 所 述 在 考 慮 汽 車 的 整 車 性 能 的 均 勻 性 和 經(jīng) 濟 性 出 發(fā) 參 考 同 類 車 型 選 擇 本 車 的 驅(qū) 動 型 式 為 前 置 后 驅(qū) FR 另 選 用 該 方 案 也 是 本 次 我 畢 業(yè) 設 計小組的要求 4 車頭形式的選擇 考慮到汽車的主要用途是載人同時具有裝載 0 5t 貨物的能力 常用的短 頭形式的貨車頭來作變形的原本如下 圖 2 3 所示 9 圖 2 3 汽車的布置形式 該形式的主要特點 1 具有短頭式車型的緊湊 汽車的總長和軸距得以縮短 最小轉(zhuǎn)彎半徑 小 機動性好 2 擋風玻璃傾斜于前臉相接減小了汽車在行駛過程中的風阻 3 擴大了駕駛室內(nèi)的空間提高了駕駛員的駕駛舒適性 4 動力操作機構(gòu)簡單 主要缺點 1 發(fā)動機的接近性差 2 汽車的地盤布置高 成員上下車的方便性不高 3 發(fā)生碰撞時 駕駛員和前排成員的傷害程度比較大 5 傳動系部件及形式的選擇 按 設 計 任 務 要 求 變 速 器 使 用4 1 手 動 變 速 器 離 合 器 用 摩 片 彈 簧 離 合 器 液壓雙回路制動 懸架前后分別為獨立螺旋彈簧非獨立鋼板彈簧 10 第三章 主要參數(shù)的選擇主要參數(shù)的選擇 汽車的主要參數(shù)有外廓尺寸 軸距 輪距 前懸 后懸 車頭 長度和車廂尺寸等 3 1 汽車主要尺寸的確定 1 外廓尺寸 外廓尺寸即汽車的長寬高 在公路和市內(nèi)行駛的汽車最大外廓 尺寸受有關法規(guī)限制 不能隨意定 限制因素除法規(guī)和汽車的用 11 途外主要有載客量和裝載質(zhì)量及涵洞和橋梁等道路的尺寸條件 非公路用車不受法規(guī)限制 汽車長度尺寸小些不僅可以減少行駛 期間需要占用的道路長度 同時還可以增加車流密度 此外 停 車時占用的停車場的面積也減小 汽車的整備質(zhì)量也隨著汽車的 外廓尺寸減小 減小外廓尺寸對提高汽車的比轉(zhuǎn)矩 比功率和燃 油經(jīng)濟性有利 GB1598 1989 外廓尺寸限定如下 貨車 整體式客車總長不應超過 12m 單鉸接式客車不超過 18m 半掛式汽車列車不超過 16 5 全掛汽車列車不超過 20m 不包括后視鏡汽車寬不超過 2 5m 空載頂窗關閉的狀態(tài)下 汽車 高不超過 4m 后視鏡等單側(cè)外伸量不超過 250mm 頂窗 換氣裝 置開啟時不得超出車高 300mm 參考同類車型 結(jié)合本車的設計要求訂車的外廓尺寸為 長 寬 高 3860 1400 1815 mm 乘用車總寬 Ba 與總長之間有以下關系 Ba La 3 195mm 60mm 3 1 基本滿足 2 軸距 L 軸距對汽車整備質(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 此外軸距還對軸荷分配和傳動軸 的夾角有影響 軸距過短會使車廂長度不足或后懸過長 汽車上 坡 加 速 或 制 動 時 軸 荷 轉(zhuǎn) 移 過 多 使 汽 車 制 動 性 和 操 作 穩(wěn) 定 性 變 壞 車身縱向角震動增大 對平順性不利 過長則傳動軸的夾角 增大 不利于汽車的動力性能的發(fā)揮 參考同類車型的相關參數(shù) 取用 軸距為 L 2500 mm 汽車總長 La 軸距 L 前懸 LF和后懸 LR有以下關系 La L C 3 2 C 為比例系數(shù) FR 的 C 其值在 0 62 0 66 之間 代入所選參數(shù) L 得 C L La 2500 3860 0 647 在規(guī)定的范圍內(nèi) 3 前后輪距 B1 B2 改變汽車的輪距 B 則車寬 駕駛室內(nèi)寬 汽車總寬 總質(zhì)量 12 側(cè)傾剛度 最小轉(zhuǎn)彎半徑等會受影響 增大輪距 B 則車廂內(nèi)寬隨之 增加 有利于增加側(cè)傾剛度 汽車橫向穩(wěn)定性好 但是汽車 總質(zhì)量 和總寬最小轉(zhuǎn)彎半徑在增加 導致汽車的比功率 比轉(zhuǎn)矩指標下降 機動性變壞 受汽車總寬不超過 2 5 m 的限制 參考汽車設計推薦及同類車型 的相關參數(shù)確定本車的前后輪距 B1 1280 mm B2 1290 mm 4 前懸 LF和后懸 LR 前懸尺寸對 汽車同過性 碰撞安全性 駕駛員 視野 上車和下 車的 方便性以及汽車造 型等均有影響 增繳前懸會使得汽車的接近 角減 小通過性變差 因為要在前懸的尺寸內(nèi)安裝保險桿散 熱器風 扇 發(fā)動機 轉(zhuǎn)向器等 故前懸不能短 長的前懸尺寸有利于在撞 車時 對乘客其保護作用 也有利于采用長些的鋼板彈簧初選在保證 部件 的布置得前提下盡量短些平頭車考慮到碰撞安全性應有結(jié)構(gòu)來 吸收足夠的碰撞能量 微型車的后懸尺寸考慮到車身的整體尺寸要求 以及后懸的長度 影 響 汽 車 的 通 過 性 追 尾 時 的 安 全 性 以 及 后 坐 的 安 全 性 和 汽 車 造 型 等參考同類車型確定 前懸 LF 480 mm 后懸 LR 880 mm 5 車頭長度 車頭 長度 即指汽車的前保險杠到駕駛室后圍的距離 考慮乘客上下 車的 方便性和乘坐舒適性 按設計要求前排坐需雙排座椅 故確定 車頭長 2400 mm 6 貨箱尺寸 考 慮到運載能力 和車身造型的需要 貨箱的尺寸參 考同類車型確 定為 長 寬 高 1400 1375 430 mm 13 圖 3 1 汽車外形尺寸圖 3 2 汽車質(zhì)量參數(shù)的確定 1 汽車的載重量 me和載客量 根據(jù)汽車設計任務要求裝載人數(shù)為 4 人 按標準人質(zhì)量 65kg 計 算載人質(zhì)量為 260kg 載貨質(zhì)量 500kg 2 汽車整備質(zhì)量 m0的估算 m0是指帶有全部裝備 加滿油水 但沒有裝載認識的汽車全部重量 參考其他車型 確定整備質(zhì)量 m0 為 880kg 3 汽車的總質(zhì)量 ma 汽車總質(zhì)量是指裝備齊全 并按規(guī)定裝滿客 貨時的整車質(zhì)量 ma m0 65n me 880 65 4 500 1640 kg 3 3 4 重心和軸荷的確定 見下表 表 3 1 汽車質(zhì)量和質(zhì)心的估算 部件名稱 G1 kg L1 kg h1 mm 空載 滿載 發(fā)動機及附件 105 642 500 463 642 離合器及操作機構(gòu) 10 785 680 14 變速器及殼體 45 1008 460 418 330 268 443 506 268 萬向節(jié)及傳動軸 12 1793 370 后軸及后軸制動 70 1250 276 后懸架及減震器 30 2480 483 前懸架及減震器 25 0 520 前橋及制動 30 0 275 前輪 64 0 272 268 后輪 64 2500 272 268 車架 100 1300 550 523 轉(zhuǎn)向器 10 210 530 516 手制動機操作機構(gòu) 7 1108 520 481 制動驅(qū)動機構(gòu) 7 422 480 470 消聲器及排氣管 5 200 440 400 油箱及備胎 30 2600 500 469 蓄電池 10 1110 517 481 車廂總成 75 2680 845 795 駕駛室 140 874 920 892 座椅 40 1144 850 814 載貨 500 2686 990 958 人 260 1104 850 825 軸荷分配 按上表的估算可知 滿載時 前橋 37 5 后 橋 62 5 空載時 前橋 54 6 后橋 45 4 軸荷分配及重心高度圖如下 載荷情況 總質(zhì)量 kg 前軸負荷 kg 后軸負荷 kg 質(zhì)心位置 Li hi 空載 880 479 6 400 4 1135 2 535 6 滿載 1640 615 1025 1562 589 9 15 圖 3 2 軸荷分配圖 各類汽車的軸荷分配 推薦如下 表 3 2 滿載軸荷分配表 車型車型 滿載滿載 空載空載 前軸前軸 后軸后軸 前軸前軸 后軸后軸 轎轎 車車 發(fā) 動 機 前 置 前發(fā) 動 機 前 置 前 輪驅(qū)動輪驅(qū)動 47 60 40 53 56 66 34 44 發(fā) 動 機 前 置 后發(fā) 動 機 前 置 后 輪驅(qū)動輪驅(qū)動 45 50 50 55 51 56 44 49 發(fā) 動 機 后 置 后發(fā) 動 機 后 置 后 輪驅(qū)動輪驅(qū)動 40 46 54 60 38 50 50 62 貨貨 車車 4 2 后輪單胎后輪單胎 32 40 60 68 50 59 41 50 4 2后 輪 雙后 輪 雙 胎 長短頭 式胎 長短頭 式 25 27 73 75 44 49 51 56 4 2后 輪 雙后 輪 雙 胎 平頭式胎 平頭式 30 35 65 70 48 54 46 52 6 4 后輪雙胎后輪雙胎 19 25 75 81 31 37 63 69 16 故 軸荷的分配基本滿足要求 3 3 汽車性能參數(shù)的確定汽車性能參數(shù)的確定 初取初取 1 動力性能 加速動力性能參數(shù)包括 最高車速 Vmax 時間 t 上坡能力 比轉(zhuǎn)矩 和比功率等 1 最高車速 比油耗 比轉(zhuǎn)矩 隨著道路條件的改善 特別是高速公路的修建 汽車尤其是發(fā) 動機排量大些的乘用車最高車速有逐漸提高的趨勢 下表是汽車 動力性能參數(shù)范圍 表 3 3 汽車動力性能參數(shù)范圍 汽車類別 最高車速 Km h 比功率 Kw t 比轉(zhuǎn)矩 N m t 乘用車 發(fā) 動 機 排 量 V L V 1 0 110 150 30 60 50 110 1 0 V 1 6 120 170 35 65 80 110 1 6 V 2 5 130 190 40 70 90 130 2 54 0 160 280 60 110 100 180 貨車 最 大 總 質(zhì) 量 ma t ma 1 8 80 135 16 28 30 44 1 8 ma 6 0 15 25 38 44 6 014 6 20 29 50 客車 車輛總長 La m La 3 5 85 120 3 5 La 7 0 100 160 7 010 85 120 根 據(jù) 上 表 以 及 設 計 任 務 要 求 初 定 vmax 95 km h Pb 30 kw t Tb 50 N m t 2 加速時間 17 加速時間是指汽車在平直路面上 從原地起步開始以最大加速 度加速到一定車速所用去的時間 對于最高車速 Vmax 100km h 用 加速到 60km h 來計算 3 上坡能力 汽 車 上 坡 能 力 用 汽 車 爬 坡 度 來 表 示 即 汽 車 滿 載 時 在 良 好 路 面 上的坡度阻力 imax貨車要求能克服 30 的坡度 越野車要求能克服 60 的坡度本車坡度參考貨車定為 imax 30 2 燃油經(jīng)濟性 汽車的燃油經(jīng)濟性用汽車在水平的水泥或瀝青路上 一經(jīng)濟車速 或多工況滿載行駛 100 公里的燃油消耗量來評價 該值越小經(jīng)濟 性越好以下是乘用車和貨車的燃油經(jīng)濟性的推薦指標 表 3 4 乘用車百公里燃油消耗量 發(fā)動機 排量 V 1 0 1 V 1 6 1 6 V 2 5 2 54 百公里 油耗 4 4 7 5 7 12 10 16 14 20 18 3 5 表 3 5 貨車百公里燃油消耗量 總質(zhì)量 汽油機 柴油機 總質(zhì)量 汽油機 柴油機 12 2 68 2 82 2 5 2 6 1 55 1 85 1 43 1 53 3 最小轉(zhuǎn)彎直徑 Dmin 參考 GB7258 1997 機動車運行安全技術(shù) 條件 最小轉(zhuǎn)彎直徑 Dmin 9 m 4 幾何通過性參數(shù) 幾何通過性參數(shù)有最小離地間隙 hmin 接近角 1離去角 2 縱向通 過半徑 1等 表 3 6 幾何通過性參數(shù) 汽車類型 hmin mm 1 2 1 m 18 4x2 乘用車 150 220 20 30 15 22 3 0 8 3 4x4 乘用車 210 250 45 50 35 40 1 7 3 6 4x2 貨車 180 300 40 60 25 45 2 3 6 0 4x4 6x6 貨車 260 350 45 60 35 45 1 9 3 6 4x2 6x4 客車 220 370 10 40 6 20 4 0 9 0 參考上訴參數(shù)確定通過性能參數(shù)如下 表 3 7 確定后的參數(shù) hmin mm 1 2 1 m 175 26 30 4 5 5 操縱穩(wěn)定性參數(shù) 汽 車操縱穩(wěn)定性評價參數(shù)較多 與總體設計有關能作為設計指標 的有 1 轉(zhuǎn)向特性參數(shù) 為了保證良好的操縱穩(wěn)定性 汽車應具有一定 程度的不足轉(zhuǎn)向 通常用汽車以 0 4g 的向心加速度沿定圓轉(zhuǎn) 向時 前后輪側(cè)偏角之差 1 2作為評價參數(shù) 此參數(shù)在 1 3 為宜 此處確定為 2 2 車身側(cè)傾角 汽車以 0 4g 的向心加速度沿定圓等速行駛時 車 身側(cè)傾角控制在 3 以內(nèi) 此處確定為 3 3 制動前俯角 為了乘坐舒適性要求汽車以 0 4g 的減速度制動時 車身的前俯角不大于 1 5 本車定為 1 5 6 制動參數(shù) GB7258 1977 機動車運行安全條件 中規(guī)定的路試檢驗行車制 動和應急制動性能要求 列于表如下 表 3 8 汽車制動性能參數(shù) 車輛類型 行車制動 應急制動 制動初 車速 制 動 FDMM m s 2 試 車 踏 板 制動初 車速 制 動 FMDD m s 2 操縱 力 n 19 km h 1 距 離 m 到 寬 度 m 力 n km h 1 距 離 m 座位 數(shù) 9 的客 車 滿載 50 20 5 9 2 5 500 50 38 2 9 手 400 空載 19 6 2 400 腳 500 其他 總質(zhì) 量 4 5t 的汽 車 滿載 50 22 5 4 2 5 700 30 18 2 6 手 600 空載 21 5 8 450 腳 700 其他 汽車 汽車 列車 滿載 30 10 5 0 3 0 700 30 20 2 2 手 600 空載 9 5 4 450 腳 700 制動方式 雙回路液壓制動 7 舒適性 汽車應為乘客提供舒適的乘坐環(huán)境和方便的操作條件 稱之 為舒適性 舒適性應包括平順性 空氣調(diào)節(jié)性能 溫度 濕度等 車內(nèi)噪聲 乘坐環(huán)境 活動空間 車門及通道寬度 內(nèi)部設施等 及駕駛員的操作性能 其中 汽車行駛平順性常用垂直振動參數(shù)評價 包括頻率振動加 速度等 此外懸架動撓度也用來作為評價參數(shù)之一 各類汽車的 懸架靜撓度 動撓度和偏頻見下表 表 3 9 汽 車 舒 適 性 參 數(shù) 車型 靜撓度 fc mm 動撓度 fd mm 偏頻 n Hz 20 乘用車 100 300 70 90 0 9 1 6 客車 70 150 50 80 1 3 1 8 貨車 50 110 60 90 1 5 2 2 越野車 60 130 70 130 1 4 2 0 3 4 發(fā)動機性能參數(shù)的確定發(fā)動機性能參數(shù)的確定 發(fā)動機的正確選擇與否直接關系到汽車的總體動力性能的好壞 也關系到汽車使用過程中的維修費用 發(fā)動機的耐久性 有效燃油消 耗率等決定了汽車的壽命和經(jīng)濟性能 發(fā)動機主要性能指標的選擇 3 4 1 發(fā)動機最大功率發(fā)動機最大功率 Pmax和相應轉(zhuǎn)速和相應轉(zhuǎn)速 np 根據(jù)所設計的汽車應達到的最高車速 vmax km h 按下列公式 計算 3 maxmax max 761403600 1 a v AC v gfm P D a ra T e 3 4 式中 Pemax為發(fā)動機最大功率 T為傳動系的效率 對于驅(qū)動橋用單 級主減速器的 4x2 汽車可取為 90 ma為汽車總質(zhì)量 g 為重力加速 度 m s 2 fr為 汽 車 滾 動 阻 力 系 數(shù) 對 乘 用 車 fr 0 0165 1 0 01 va 50 對于貨車取 0 02 礦用自卸車取 0 03 va用 vamax 代入 CD為空氣阻力系數(shù) 乘用車取用 0 3 0 35 貨車取 0 8 1 客車取 0 6 0 7 A 為正投影面積 m 2 本產(chǎn)品的 fr 0 02 CD 0 06 A 2 1 代入上式 3 max 95 76140 1 26 0 95 3600 02 0 8 91640 9 0 1 e P 25 3655 kw 發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩 Tmax及相應轉(zhuǎn)速 np 用下列公式計算 Tmax p e e n P T max max 9549 3 5 21 式中 Temax 為最大轉(zhuǎn)矩 N m 為轉(zhuǎn)矩適應性系數(shù) 一般在 1 1 1 3 之間此處取用 1 1 Pemax 為發(fā)動機的最大功率 kw np為最大功率轉(zhuǎn)矩 r min 結(jié) 合設計任務書的要求和初選的動力性能參數(shù)選用發(fā)動機為 JL465Q1 其相關參數(shù)為 最大轉(zhuǎn)矩 72 N m 對應轉(zhuǎn)速 4500 轉(zhuǎn) 分 外形尺寸 505 516 433 mm 最高轉(zhuǎn)速 5500 轉(zhuǎn) 分 排量 970 ml 最大功率 Pemax 32 5 kw 發(fā)動機相關參數(shù)的校核 所需 Pemax 25 3655 kw 32 5kw 按 JL465Q1 參數(shù)計算 p e n Pe T max 9549 max 4500 3655 251 1 9549 59 208186 N m 72 N m 故發(fā)動機的選取基本符合要求 3 4 2 發(fā)動機的懸置與安裝 懸置元件應具有一定的剛度 發(fā)動機正常工作時 靜位移小 良好的隔振性能 具有一定的減振降噪功能 低頻段 提供大阻尼 降低振幅 高頻段 提 高低的動剛度衰減高頻噪聲 發(fā)動機工作 頻率 10 500HZ 耐機械疲勞 橡膠材料的熱穩(wěn)定性好 抗腐蝕性強等 本次設計采用汽車上常用的發(fā)動機懸置的方式即橡膠懸置如下圖 22 圖 3 3 橡膠懸置結(jié)構(gòu) 3 5 汽車輪胎的選擇汽車輪胎的選擇 由前面的是設計知道 車輪的載荷為 410kg 查閱汽車輪胎標準 GB 9743 1997 轎車輪胎 選用 155 80r12 標準輪胎 其相關參 數(shù)如下 負荷指數(shù) 70 允許用輪輞 4 00B 5 00B 斷面寬度 157 mm 外 直徑 553mm 負荷靜半徑 249mm 滾動半徑 268 mm 最大使用斷 面 163mm 負荷能力 412kg 充氣壓 240 kPa 綜前所述 4 座微型客貨兩用車的幾何 性能參數(shù)確定如下 表 表 3 10 微型車參數(shù)匯總 長 寬 高 mm 前 后 輪 距 mm 3860 1400 1815 1280 1290 軸 距 mm 前 后 懸 LF LR 2500 480 880 車 頭 長 mm 2460 貨 箱 尺 寸 mm 長 寬 高 1400 1375 430 整 備 質(zhì) 量 kg 880 最 大 裝 載 質(zhì) 量 kg 760 總 質(zhì) 量 mm 1640 最 大 爬 坡 度 i 30 23 最 小 轉(zhuǎn) 彎 半 徑 4 5 米 輪 胎 155R12 發(fā) 動 機 制 動 JL465Q 接 近 角 離 去 角 26 30 液 壓 雙 回 路 轉(zhuǎn) 向 齒 輪 齒 條 前 懸 架 獨 立 螺 旋 彈 簧 后 懸 架 鋼 板 彈 簧 24 第四章 汽車的總體布置汽車的總體布置 4 1 汽車的總布置草圖汽車的總布置草圖 結(jié) 合 前 期 選 擇 的 相 關 部 件 的 參 數(shù) 確 定 以 車 架 的 大 上 表 面 為 OZ 線 前輪中心線為 OX 線 汽車縱向中心線為 OY 線 將汽車的 OX 水平放置 根據(jù)前定尺寸繪制草圖如下 圖 4 1 汽車布置草圖 4 2 各部件的布置各部件的布置 1 發(fā)動機的上下位置 參考同系列發(fā)動機的安轉(zhuǎn)尺寸 確定動力 總成 的安裝如下發(fā)動機的位置確定后 發(fā)動機各部分的相對位置即被 確定 詳見總裝圖 25 圖 4 2 發(fā)動機安裝圖 2 傳動系的布置 科技以人為本 汽車也不列外 隨著市場經(jīng)濟的快速發(fā)展 消費 者對 乘坐舒適性的要求也是越來越高 國外的汽車 設計早有嘗試由 內(nèi)而 外汽車的 設計的新方法 為了更好的適應市場的需求 本車以 轎車的舒適性為目標來設計 其布置如圖 圖 4 3 汽車布置總圖 3 制動系及踏板的布置 參考合理范圍內(nèi)的標準人體坐姿確定踏板的位置 26 圖 4 4 人體樣板及踏板布置圖 圖 4 5 駕駛室布置圖 a 130mm b 60mm c 70mm d 260mm e 200mm f 170mm 貨車駕駛員操作尺寸 標準 GB T11563 載貨汽車駕駛員操作位置尺寸 表 4 1 駕駛員坐姿參數(shù) 尺寸 序號 尺寸 代碼 尺寸名稱 尺寸范圍 說明 1 A H 點至頂棚高 950mm 沿軀干線量取 2 B H 點至地板距離 370 130mm 3 C H 點至踵點的水平距離 550 900mm 按 GB T15705 1995 27 4 背角 5 28 5 臀角 90 115 6 足角 87 95 7 D 座墊深度 400 60 mm 8 E 座墊前后最小調(diào)整范圍 100mm 140mm 為佳 9 F 座墊上下最小調(diào)整范圍 40mm 70mm 最佳 N1 類不 許調(diào) 10 G 靠背高度 520 70 mm 帶枕頭 可增 加 減 寬 11 H R 點 至 離 合 器 和 制 動 踏 板 中 心 在 坐 椅 中 心 面 上 的 距 離 750 850mm 帶助力 尺寸 增 加 不大于 100mm 12 J 離合器制動踏板的行程 200mm 13 K 轉(zhuǎn) 向 盤 下 緣 至 坐 墊 上 表 面 的距離 160mm 14 L 轉(zhuǎn)向盤后緣至靠背的距離 350mm 15 M 轉(zhuǎn) 向 盤 下 緣 至 離 合 器 和 制 動 踏 板 中 心 在 轉(zhuǎn) 向 柱 縱 向 中心面上的距離 600mm 16 N 轉(zhuǎn) 向 盤 外 緣 之 前 面 及 下 面 障礙物的距離 80mm 17 P R 點至前圍的水平距離 950mm 腳 能 伸 到 的 最 前 位置 18 T R 點至儀表盤的水平距離 500mm 此 二 項 規(guī) 定 達 到 一項即可 19 S 儀表盤下緣至地板的距離 5400 20 A1 雙人座駕駛室內(nèi)部寬度 1250mm 內(nèi) 寬 是 在 高 度 為 車 門 窗 下 緣 前 門 28 后支柱內(nèi)測量 21 B1 坐 椅 中 心 面 之 前 門 后 支 柱 內(nèi)側(cè)的距離 360 30 mm 1 高度 為前 門 窗 下緣處量取 2 N1 類 3100mm 22 C1 座墊寬度 450mm 23 D1 背靠寬度 450mm 在 背 靠 最 寬 處 測 量 24 E1 轉(zhuǎn) 向 盤 外 緣 至 側(cè) 面 障 礙 物 的距離 100mm 25 F1 車 門 打 開 時 下 部 通 道 的 寬 度 250mm 26 G1 車 門 打 開 時 上 部 通 道 的 寬 度 650mm 27 H1 離 合 器 踏 板 中 心 至 側(cè) 壁 的 距離 80mm 28 J1 離 合 器 踏 板 縱 向 中 心 面 至 制動踏板中心面的距離 110mm 29 K1 制 動 踏 板 縱 向 中 心 面 至 通 過 加 速 踏 板 中 心 的 縱 向 中 心面距離 100mm 30 L1 加 速 踏 板 縱 向 中 心 面 至 至 轉(zhuǎn) 向 柱 縱 向 中 心 面 的 距 離 60mm 31 M1 離 合 器 踏 板 縱 向 中 心 面 至 轉(zhuǎn)向柱縱向中心面的距離 50 150mm 32 轉(zhuǎn) 向 盤 中 心 線 對 座 椅 中 心 的偏移量 40mm 33 N1 制 動 踏 板 縱 向 中 心 面 至 轉(zhuǎn) 向柱中心面的距離 50 150mm 34 轉(zhuǎn) 向 盤 平 面 與 汽 車 對 稱 平 面的夾角 90 5 29 35 變 速桿 手 柄 在所 與 工 作 位置 時 應 位 于轉(zhuǎn) 向 盤 下面 和 駕 駛 員座椅右側(cè) 不低于座椅表面 在通過 R 點橫向平面之前 而在投影平面上距離 a 點小于等于 600mm 36 變速桿和手制動器的手柄在任意位置時 距離駕駛室內(nèi)其它零件或操縱桿的距離 50mm 4 其他的相關部件的布置參考同類車型 詳盡布置參數(shù) 見布 置總圖 4 3 汽車的傳動速比的確定汽車的傳動速比的確定 4 3 1 主減速器傳動比 i0的確定 i0對汽車動力性能 燃料經(jīng)濟性和發(fā)動機的磨損影響很大 初定 i0 可用下了公式 最大 Vrni KN 377 0 0 4 1 上式中 為最大扭矩時轉(zhuǎn)速和最高車速時的轉(zhuǎn)速之比 取用 1 05 nN 為最大扭矩是的轉(zhuǎn)速 rK 滾動半徑 代入相關參數(shù)得 95 268 0 450005 1 377 0 0 i 6 1419 修整后 i0 5 571 傳動系效率 參考表 4 2 30 表 4 2 傳動系各傳動系的效率 部 件 名 稱 T 4 6 擋 變 速 器 95 副 變 速 器 或 分 動 器 95 8 擋 以 上 變 速 器 90 單 級 減 速 主 減 速 器 96 雙 級 減 速 主 減 速 器 92 傳 動 軸 和 萬 向 節(jié) 98 傳動系由變速器 傳動軸萬向節(jié) 單級主減速器組成 總的傳動 效率為各部件傳動效率的乘積 故 T 95 96 98 89 376 4 3 2 變速器 1 擋傳動比的確定 1以最大爬坡度為參考 汽車在最大上坡路面上行駛時 汽車的最大驅(qū)動力應克服輪胎 與路面滾動阻力及上坡阻力 忽略空氣阻力有行駛方程得 Ttq g iT rfG i 0max maxmax 1 sincos 4 2 式中 Ttqmax為發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩 ig1 為變速器 1 擋傳動比 i0 為主傳動器傳動比 T為汽車傳動系總效率 G 汽車總重量 r 為汽 車滾動半徑 f 為滾動阻力系數(shù)貨車取 0 011 對轎車取 0 0165 max為最大上坡角本車初取 16 7 代入相關參數(shù)有 89 0 571 5 72 268 0 7 16sin 7 16cos014 0 8 91640 1 oo g i 3 6135 2根據(jù)驅(qū)動輪和路面附著力來確定一擋傳動比 汽車行駛時 為了使驅(qū)動輪不打滑 必須使驅(qū)動力等于或小于 驅(qū)動輪與路面之間的附著力 表示如下 31 z Tgtq t F r iiT F 01max max 4 3 式中 是道路附著系數(shù) 計算時取 0 5 0 6 本車取 0 5 Fz是 坡道上路面對驅(qū)動輪的發(fā)向反作用力 計算知道 Fz 29825 7 N 代入相關參數(shù)有 894 0 571 5 72 268 0 5 0 7 29825 1 g i 11 145 與前相比去二者最小值故 ig1 3 6135 4 3 3 變速器個擋速比的分配 為 保證汽車的 燃油經(jīng)濟性和加速性能 換擋方便 變速器各擋速 變按等比級數(shù)分配 公比 1 1 1 n q iq 0 65166 4 4 qii gg12 2 3548 5345 1 23 qii gg 134 qigig 配齒修整后 ig1 3 504 ig2 2 483 Ig3 1 56 ig4 1 32 第五章 汽車總布置的計算汽車總布置的計算 5 1JL465Q 型發(fā)動機的參數(shù)性能 如下圖表 轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)矩 M n m 功率 p kw 油耗 g kw h 2500 40 6 143 3 2800 46 9 142 3100 53 12 140 5 3400 59 16 139 2 3700 65 19 138 4000 69 22 5 137 5 4300 71 25 137 2 4600 72 27 137 4 4900 67 28 137 6 5200 59 29 141 5 5500 48 29 149 47 表 5 1 發(fā)動機性能參數(shù) 外特性 0 20 40 60 80 100 120 140 160 25 00 31 00 37 00 43 00 49 00 55 00 轉(zhuǎn)速 轉(zhuǎn)矩T 功率p 比油耗 圖 5 1 外特性曲線 33 5 2 汽車行駛阻力計算汽車行駛阻力計算 5 2 1 滾動阻力滾動阻力 Ff 滾動阻力是車輪在路面上滾動時兩者相互作用引起能量損失 的總稱 Ff Gf 式中 G 為汽車重力 f 為滾動阻力系數(shù)考慮車速的影響 f 0 0165 0 0001 Va 50 5 1 代入相關參數(shù)計算如下圖表 表 5 2 滾動阻力計算列表 5 2 2 空氣阻力空氣阻力 Fw 無風條件下 汽車正常行駛時空氣對汽車的作用力可參考下 式進行計算 25 21 2 aDAu C Fw 5 2 式中 CD為汽車的空氣阻力系數(shù) A 為汽車的迎風面積 ua是 行駛的車速 代入相關參數(shù)有 25 21 6 01 2 2 a u Fw 結(jié)果如下圖表 34 表 5 3 空氣阻力計算 空氣阻力 Fw 轉(zhuǎn)速 1 擋 2 擋 3 擋 4 擋 2500 9 9277174 19 7708 50 0873901 121 8926727 2800 12 453329 24 80049 62 8296222 152 9021686 3100 15 264858 30 39958 77 0143711 187 4221735 3400 18 362306 36 56806 92 6416368 225 4526873 3700 21 745672 43 30595 109 711419 266 9937102 4000 25 414956 50 61324 128 223719 312 045242 4300 29 370159 58 48992 148 178535 360 6072828 4600 33 61128 66 93601 169 575868 412 6798325 4900 38 138319 75 95149 192 415718 468 2628913 5200 42 951276 85 53637 216 698085 527 356459 5500 48 050152 95 69065 242 422968 589 9605357 5 3 各擋車速各擋車速 Ua 計算計算 計算各擋車速的公式如下 0 377 0 ii rn u g a 5 3 式中 r 為汽車滾動半徑 n 為發(fā)動機轉(zhuǎn)速 ig為 汽 車 變 速 器 的 傳動比 i0為主減速器的傳動比 代入相關參數(shù)計算有下表 表 5 4 各擋阻力 轉(zhuǎn)速 1 擋 2 擋 3 擋 4 擋 2500 12 939542 18 26023 29 0642015 45 34015437 2800 14 492287 20 45146 32 5519057 50 7809729 3100 16 045032 22 64269 36 0396099 56 22179142 3400 17 597777 24 83391 39 5273141 61 66260994 3700 19 150522 27 02514 43 0150182 67 10342847 4000 20 703267 29 21637 46 5027224 72 54424699 35 4300 22 256012 31 4076 49 9904266 77 98506552 4600 23 808757 33 59883 53 4781308 83 42588404 4900 25 361502 35 79005 56 965835 88 86670257 5200 26 914247 37 98128 60 4535392 94 30752109 5500 28 466992 40 17251 63 9412433 99 74833962 5 4 驅(qū)動力的計算驅(qū)動力的計算 驅(qū)動力計算公式 ret riMF 5 5 式中 為傳動系效率 rr為滾動半徑 i 為傳動系速比 Me 為發(fā)動機扭矩 代入相關參數(shù)計算得 表 5 5 各擋驅(qū)動力 轉(zhuǎn)速 1 擋 2 擋 3 擋 4 擋 2500 2604 0143 1845 253 1159 32144 743 1547701 2800 2994 6165 2122 041 1333 21966 854 6279857 3100 3450 319 2444 961 1536 10091 984 6800704 3400 3840 9211 2721 749 1709 99913 1096 153286 3700 4231 5233 2998 537 1883 89734 1207 626501 4000 4491 9247 3183 062 1999 82949 1281 941979 4300 4622 1254 3275 325 2057 79556 1319 099717 4600 4687 2258 3321 456 2086 77859 1337 678586 4900 4361 724 3090 799 1941 86341 1244 78424 5200 3840 9211 2721 749 1709 99913 1096 153286 5500 3124 8172 2214 304 1391 18573 891 7857242 36 驅(qū)動力圖 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500 5000 020406080100120 車速Ua m s Ft N 1檔 2檔 3檔 4檔 圖 5 2 汽車驅(qū)動力圖 根據(jù)附著條件對附著力和驅(qū)動力進行校核 附著力 8 9 GF 5 6