貨車整體設計(畢業(yè)論文+全套CAD圖紙)(答辯通過)

買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 目錄 第 1 章 概述 . 1 1.1 整車總布置設計的任務 . 1 1.2 設計原則目標 . 1 1.3 汽車設計過程 . 2 第 2 章 整車型式的選擇 . 3 2.1 發(fā)動機的種類和形式 . 3 2.2 汽車的軸數(shù)和驅動型式 . 3 2.3 車頭及駕駛室的型式 . 4 2.4 輪胎的選擇 . 4 第 3 章 汽車主要參數(shù)的選擇 . 5 3.1 主要尺寸參數(shù)的選擇 . 6 3.2 整車質(zhì)量參數(shù)估算 . 9 3.3 主要性能參數(shù)的選擇 . 13 第 4 章 發(fā)動機選型 . 18 4.1 發(fā)動機基本形式的選擇 . 19 4.2 主要性能指標的選擇 . 20 第 5 章 總布置圖的繪制 . 24 5.1 發(fā)動機及傳動系的布置 . 25 5.2 車頭駕駛室的布置 . 26 5.3 動軸的布置 . 26 5.4 懸架的布置 . 27 5.5 車架總成外形及其橫梁的布置 . 27 5.6 轉向系的布置 . 28 5.7 抽動系統(tǒng)的布置 . 29 5.8 進排氣系統(tǒng)的布置 . 30 5.9 操縱系統(tǒng)的布置 . 30 5.10 車箱的布置 . 31 第 6 章 運動校核 . 31 6.1 轉向輪跳動圖 . 31 6.2 傳動軸跳動圖 . 33 6.3 轉向拉桿與懸架導向機構運動協(xié)調(diào) . 34 結論 . 37 致謝 . 38 參考文獻 . 39 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 資料 圖紙， 扣扣 加 414951605 1. 概述 汽車性能的優(yōu)劣不僅取決于組成汽車的各部件的性能，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；總體設計水平的高低對汽車的設計質(zhì)量、使用性能和產(chǎn)品的生命力起決定性的影響。 汽車是一個系統(tǒng)，這是基于汽車只有如下屬性而具備組成系統(tǒng)的 條件： 汽車是由多個要素（子系統(tǒng)及連接零件）組成的整體，每個要素對整體的行為有影響； 組成汽車的各要素對整體行為的影響不是獨立的； 汽車的行為不是組成它的任何要素所能具有的。 由此，汽車具備系統(tǒng)的屬性，對環(huán)境表現(xiàn)出整體性、一輛子系統(tǒng)屬性匹配協(xié)調(diào)的汽車所具備的功能大于組成它的各子系統(tǒng)功能純粹的、簡單的總和、反之，如果子系統(tǒng)的屬性因無序而相互干擾，即便是個體性能優(yōu)良的子系統(tǒng)，其功能也會因相互扼制而抵消，功率循環(huán)、軸轉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)功能的等級性必然會映射到設計任務中來、用 整體性來解釋汽車設計的終極目標是整車性能的綜合優(yōu)化，道理是十分顯然的、汽車設計任務的等級形態(tài)表現(xiàn)為：上位設計任務是確定下位設計任務要實現(xiàn)的目標，下位設計是實現(xiàn)上位設計功能的手段、上、下位體系可從總體設計逐級分至零件設計，總體設計無疑處于這種體系的最上位，設計子系統(tǒng)的全部活動必須在總體設計構建的框架內(nèi)進行、子系統(tǒng)設計固然重要，但統(tǒng)攬全局、設計子系統(tǒng)組合和相互作用體系規(guī)則的總體設計對汽車的性能和質(zhì)量的影響更加廣泛、更為深刻。 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 1.1 整車總布置設計的任務 (1) 從技術先進性、生產(chǎn)合理性和使用要求出發(fā)，正確選擇性能指標 、質(zhì)量和主要尺寸參數(shù)，提出總體設計方案，為各部件設計提供整車參數(shù)和設計要求； (2) 對各部件進行合理布置和運動校核； (3) 對 整車 性能進行計算和控制，保證汽車主要性能指標實現(xiàn)； (4) 協(xié)調(diào)好整車與總成之間的匹配關系，配合總成完成布置設計，使整車的性能、可靠性達到設計要求。 1.2 設計原則、目標 （ 1） 汽車的選型應根據(jù)汽車型譜、市場需求、產(chǎn)品的技術發(fā)展趨勢和企業(yè)的產(chǎn)品發(fā)展規(guī)劃進行。 （ 2）選型應在對同類型產(chǎn)品進行深入的市場調(diào)查、使用調(diào)查、生產(chǎn)工藝調(diào)查、樣車結構分析與性能分析及全面的技術、進行分析的基礎上進行 （ 3）應從已有 的基礎出發(fā)，對原有車型和引進的樣車進行分析比較，繼承優(yōu)點，消除缺陷，采用已有且成熟可靠的先進技術與結構，開發(fā)新車型。 （ 4）涉及應遵守有關標準、規(guī)范、法規(guī)、法律，不得侵犯他人專利。 （ 5）力求零件標準化、部件通用化、產(chǎn)品系列化。 1.3 汽車設計過程 (1)調(diào)查研究與初始決策：選定設計目標，并制定產(chǎn)品設計工作及方針原則。 (2)總體方案設計：根據(jù)所選定的目標及對開發(fā)目標制定的工作方針、設計原則等主導思想提出整車設想，即概念設計（ concept design）或構思設計。 (3)繪制總布置草圖， 確定整車主要尺寸、質(zhì)量參數(shù)與性能以及各總成的基本形式。 (4)車身造型設計及繪制車身布置圖：繪制不同外形、不同色彩的車身外形圖；制作相應的造型的 1： 5 整車模型；從中選優(yōu)后，再制作 1： 5 或 1： 1 的精確模型。 (5)編寫設計任務書； 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 (6)汽車總布置設計； (7)總成設計； (8)試制、試驗、定型。 2. 整車型式的選擇 根據(jù)設計原則，目標和用戶的需求特點，整車設計人員要提出被開發(fā)車型的整車型式方案，主要包括以下幾部分： (1)發(fā)動機的種類和型式； (2)軸數(shù)和驅動型式； (3)車頭和駕駛室的型式及與發(fā)動機、前軸 (輪 )的位置關系； (4)輪胎的選擇。 2.1 發(fā)動機的種類和型式 對于發(fā)動機的種類和型式，在現(xiàn)代汽車上主要選用汽油機和柴油機，用其它燃料或其它種類的發(fā)動機，可根據(jù)車型的需要進行選取。 發(fā)動機的型式有直列式、 V 型和對置式等。冷卻方式有水冷和風冷。 因此要根據(jù)具體車型的使用條件和布置上的結構需要，而選擇不同種類和型式的發(fā)動機。 2.2 汽車 的軸數(shù)和驅動型式 不同類型的汽車有不同的軸數(shù)和驅動型式，這主要根據(jù)使用條件、用途、工廠的生產(chǎn)條件、制造成本及公路的軸荷限值等因素進行選擇。 最常用的是兩軸、后驅動 4 2 式汽車，其中轎車還可以采用 4 2 前驅動式結構。對于一般總重小于 19t 的汽車，都采用 4 2 后驅動的布置型式 (前驅動的轎車除外 )，因為這種汽車結構簡單、布置合理、機動性好、成本低、適合于公路使用，是 種典型的、成熟的結構型式。 隨著汽車載重量的增加，各相關總成也要相應的加大，汽車的自重也要增買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 加，這樣會造成 4 2 式的汽車單軸的負荷增加，以致于超 過公路、橋梁所規(guī)定的承載限值 (公路允許單軸負荷為 13t，雙后軸負荷為 24t)。為解決此矛盾，一般采用增加汽車軸數(shù)的辦法來減少單軸的負荷，如從 4 2 變成 6 2、 6 4、 8 4，如果想增加驅動能力，提高越野通過性能，可以采用 4 4、 6 6、 8 8等增加前驅動型式的結構，同時也可提高載重量。 采用增加軸數(shù)的辦法，可以提高載重量而不增加單軸負荷，同時還不會增加車箱底板的離地高度，提高通用化、系列化水平，便于生產(chǎn)、降低生產(chǎn)成本等。所以汽車廠家多年來一直都采用這種辦法變型出更多品種的汽車。 根據(jù)設計要求，本次設計的 ZN Z1091 中型貨車的軸數(shù)為兩軸，所選的驅動形式為 4 2（后輪為雙后輪）的布置形式。 2.3 車頭、駕駛室的型式 車頭、駕駛室的型式是汽車的最主要的型式之一。其選擇主要決定于用戶的要求、安全性、維修保養(yǎng)的方便性和生產(chǎn)條件等因素。車頭的型式如長頭、平頭、凸頭等都各有其優(yōu)缺點。 車頭、駕駛室與發(fā)動機，前軸 (前輪胎 )的布置位置，也可組成不同的布置結構，形成不同風格的整車外形，使軸荷分配、軸距、轉彎直徑等發(fā)生變化。對使用、性能也有一定的影響。綜合以上結論，本次設計的最佳的驅動 型式是發(fā)動機前置后輪驅動、所選的車頭為平頭 式結構。 圖 2.1 駕駛室與發(fā)動機，前軸 (前輪胎 )的布置位置 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 2.4 輪胎的選擇 輪胎的尺寸和型號是進行汽車性能計算和繪制總布置圖的重要原始數(shù)據(jù)之一，因此，在總體設計開始階段就應選定，而選擇的依據(jù)是車型、使用條件、輪胎的靜負荷、輪胎的額定負荷以及汽車的行駛速度。當然還應考慮與動力 傳動系參數(shù)的匹配以及對整車尺寸參數(shù) (例如汽車的最小離地間隙、總高等 )的影響。 輪胎所承受的最大靜負荷與輪胎額定負荷之比，稱為輪胎負荷系數(shù)。大多數(shù)汽車的輪胎負荷系數(shù)取為 0.9 1.0，以免超載。轎車、輕型客車及輕型貨車的車速高、輪胎 受動負荷大，故它們的輪胎負荷系數(shù)應接近下限；對在各種路面上行駛的貨車，其輪胎不應超載。在良好路面上行駛且車速不高的貨車，其輪胎負荷系數(shù)可取上限甚至達 1.1；對車速不高的重型貨車、重型自卸汽車，此系數(shù)亦可偏大些。但過多超載會使輪胎早期磨損，甚至發(fā)生胎面剝落及爆胎等事故。試驗表明：輪胎超載 20時，其壽命將下降 30左右。 為了提高汽車的動力因數(shù)、降低汽車及其質(zhì)心的高度、減小非簧載質(zhì)量，對公路用車在其輪胎負荷系數(shù)以及汽車離地間隙允許的范圍內(nèi)應盡量選取尺寸較小的輪胎。采用高強度尼龍簾布輪胎可使輪胎的額定負荷大大提 高，從而使輪胎直徑尺寸也大為縮小。例如裝載量 4t 的載貨汽車在 20世紀 50 年代多用的 9.00 20 輪胎早已被 8.25 20； 7.50 20 甚至 8.25 16等更小尺寸的輪胎所取代。越野汽車為了提高在松軟地面上的通過能力常采用胎面較寬、直徑較大、具有越野花紋的超低壓輪胎。山區(qū)使用的汽車制動頻繁，制動鼓與輪輞之間的間隙應大一些，以便散熱，故應采用輪輞尺寸較大的輪胎。轎車都采用直徑較小、斷面形狀扁平的寬輪輞低壓輪胎，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能力。 我國各種汽車的 輪胎和輪輞的規(guī)格及其額定負荷可查相應的國家標準。轎車輪胎標準見 GB 2978 82；貨車和客車的輪胎規(guī)格詳見國標 GB 516 82。貨車的后輪裝雙胎時，比單胎使用時的負荷可增加 10 15。 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 3.汽車主要參數(shù)的選擇 總布置設計人員應初步確定以下各種參數(shù)，作為整車和總成的原始數(shù)據(jù)和工作目標。在整車的方案 (車頭、駕駛室的型式、發(fā)動機的種類，整車初步的外廓尺寸、主要布置參數(shù)和布置草圖 )初步確定之后，整車設計人員通過圖面工作和計算、初步確定如下目標參數(shù)： (1) 汽車主要尺寸參數(shù) (2) 汽車質(zhì)量參數(shù) (3) 主要性能參數(shù) (4) 汽車的機動 性參數(shù) (5)估算發(fā)動機的最大功率、最大扭矩及其對應的轉速。 (6)變速器的頭檔速比和檔位數(shù)，和驅動橋的主減速比。 3.1 主要尺寸參數(shù)的選擇 通過整車總布置草圖的繪制，可以初步確定各總成的布置關系，進而確定整車各有關的 (布置 )尺寸參數(shù)和質(zhì)量參數(shù)，以便為總成設計提供原始數(shù)據(jù)。 在繪制整車總布置草圖時，可以參考同類車型的相關總成的外廓尺寸和質(zhì)量，按本車的總布置需要，進行總布置草圖的繪制。初步確定主要布置尺寸和進行質(zhì)量參數(shù)的計算。 確定車頭，駕駛室的型式，以及同發(fā)動機、前軸 (輪 )的相互布置關系后，繪制布置總布置草 圖，并在此基礎上布置各大總成。 (1)車架和車箱； (2)后簧、后橋和車輪； (3)前簧、前軸和車輪； (4)傳動系； (5)轉向機構及拉桿系統(tǒng)，并確定前輪轉角和進行轉彎直徑的計算； (6)布置油箱、電瓶、消聲器、貯氣簡、及備胎等其它總成。 完成整車總布置草圖后，整車的外廓尺寸及相關的布置尺寸參數(shù)已基本確定，然后進行質(zhì)量參數(shù)的計算。 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 計算質(zhì)量參數(shù)前，要列出各大總成的質(zhì)量，再定出空載和滿載時各總成的質(zhì)心至前軸和地面的距離，最后計算出空載和滿載時的軸荷分配和質(zhì)心至前軸、地面的距離。 通過整車總布置草圖的繪制，可 以初步確定各總成的布置關系，進而確定整車各有關的 (布置 )尺寸參數(shù)和質(zhì)量參數(shù)，以便為總成設計提供原始數(shù)據(jù)。 在繪制整車總布置草圖時，可以參考同類車型的相關總成的外廓尺寸和質(zhì)量，按本車的總布置需要，進行總布置草圖的繪制。初步確定主要布置尺寸和進行質(zhì)量參數(shù)的計算。 汽車的主要尺寸參數(shù)包括軸距、輪距、總長、總寬、總高、前懸、后懸、接近角、離去角、最小離地間隙等。 圖 3.1 汽車的主要尺寸參數(shù) 軸距的選擇要考慮它對整車其他尺寸參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)和使用性能的影響。軸距短一些，汽車總長、質(zhì)量、最小轉彎半徑和縱向通過半 徑就小一些。但軸距過短也會帶來一系列問題，例如車廂長度不足或后懸過長；汽車行駛時其縱向角振動過大；汽車加速、制動或上坡時軸荷轉移過大而導致其制動性和操縱穩(wěn)定性變壞；萬向節(jié)傳動的夾角過大等。因此，在選擇軸距時應綜合考慮對有關方面的影響。當然，在滿足所設計汽車的車廂尺寸、軸荷分配、買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 主要性能和整體布置等要求的前提下，將軸距設計得短一些為好。 在整車選型初期 ,可根據(jù)要求及駕駛室布置尺寸初步確定軸距 : RJH LSLLL 式中， LH 貨箱長度可根據(jù)汽車的裝載質(zhì)量、載貨長度來確定，或參考同類型、同裝載量汽車的貨廂長度和裝載面積來初步確定； LJ 前輪中心至駕駛室后壁的距離，它與布置方案選擇有關，在該布置方案選定后，可通過對駕駛室、發(fā)動機和前軸的初步布置或參考同型、同類布置的汽車的這一尺寸初步確定； S 駕駛室與貨廂之間的間隙，一般取 50 100mm； LR 后懸尺寸，可根據(jù)道路條件或參考同類型汽車初步確定。 軸距的最終確定應通過總布置和相應的計算來完成，其中包括檢查最小轉彎半徑和萬向節(jié)傳動的夾角是否過大，軸荷分配是否合理，乘坐是否舒適以及能否滿足整車總體設計的要求等。 汽 車輪距對汽車的總寬、總質(zhì)量、橫向穩(wěn)定性和機動性都有較大的影響。輪距愈大，則懸架的角剛度愈大，汽車的橫向穩(wěn)定性愈好，車廂內(nèi)橫向空間也愈大。但輪距也不宜過大，否則，會使汽車的總寬和總質(zhì)量過大。輪距必須與汽車的總寬相適應。 汽車的外廓尺寸包括其總長、總寬、總高。它應根據(jù)汽車的類型、用途、承載量、道路條件、結構選型與布置以及有關標準、法規(guī)限制等因素來確定。在滿足使用要求的前提下，應力求減小汽車的外廓尺寸，以減小汽車的質(zhì)量，降低制造成本，提高汽車的動力性、經(jīng)濟性和機動性。 GBl589 79 對汽車外廓尺寸界限作了規(guī)定。 前懸處要布置發(fā)動機、水箱、風扇、彈簧前支架、車身前部或駕駛室的前支點、保險杠、轉向器等，要有足夠的縱向布置空間。其長度與汽車的類型、驅動型式、發(fā)動機的布置型式和駕駛室的型式及布置密切相關。汽車的前懸不宜過長，以免使汽車的接近角過小而影響通過性。 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 汽車的后懸長度主要與貨廂長度、軸距及軸荷分配有關。后懸也不宜過長，以免使汽車的離去角過小而引起上下坡時刮地，同時轉彎也不靈活。城市大客車的后懸一般不大于其軸 距的 60，其長度不大于 3.5m。輕型及以上的載貨汽車的后懸一般為 1.2 2.2m。長軸距、特長貨廂的汽車 ，其后懸可長達約 2.6m。 3.2 整車質(zhì)量參數(shù)估算 在整車設計方案確立后，總布置設計草圖初步完成的情況下，應首先對整車質(zhì)量參數(shù) (包括：空載狀態(tài)下的整車整備質(zhì)量、軸荷分配、質(zhì)心高度；滿載狀態(tài)下的整車最大總質(zhì)量、軸荷分配以及非懸架質(zhì)量等 )進行估算，為整車性能計算和總成設計提供依據(jù)。 各總成質(zhì)量 Mi ，可通過樣件實測得到，亦可參照同類車型樣件實測值修正得到。 各總成質(zhì)心位置可通過實測得到或按其幾何形狀和結構特點估計得到，然后在整車總布置圖上確定其質(zhì)心相對于前輪中心的縱向位 移 Xi (一般規(guī)定在前輪中心后為正值，在前輪中心前為負值 )以及空載狀態(tài)下的離地高度 iZ ；和滿載狀態(tài)下的離地高度 Zli 。 一般整車總布置圖在滿載狀態(tài)下繪制，在確定各總成質(zhì)心在空載狀態(tài)下的離地高度時應考慮到前、后輪胎和懸架相對滿載狀態(tài)的垂直變形的影響；空載狀態(tài)下各總成質(zhì)心縱向位置相對滿載狀態(tài)的變化忽略不記。 3.2.1 空車狀態(tài)下整車質(zhì)量、軸荷分配和質(zhì)心高度的計算 整車整備質(zhì)量 (自重 ) Mc 按下式計算： Mc NoiMi1式中 No 用估算整車整備質(zhì)量的全部總成數(shù)量 (總成的劃分可根據(jù)實際買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 情況由設計人員自定 )； Mc 整車裝備質(zhì)量， kg。 空車后軸荷 Mcr 按下式計算： Mcr LXiMiNoi1 式中 L 軸距， mm； Mcr 空車后軸荷， kg。 空車前軸荷 Mci 按下式計算： McrMcM cf 式中 Mcf 空車前軸荷， kg。 空車質(zhì)心高度 mgo 按下式計算： McZMiHNoig 100 式中 0gH 空車質(zhì)心高度， mm。 3.2.2 滿載狀態(tài)下整車質(zhì)量、軸荷分配和質(zhì)心高度的計算 整車最大總質(zhì)量 (總重 )Mt 按下式計算： 11Ni MiMt N1 用于估算整車最大總質(zhì)量的全部總成和負載的數(shù)量 (一般在整車整備質(zhì)量基礎上加上乘員和最大裝載質(zhì)量 )。 滿載后軸荷 Mtr 按下式計算： LXiMiMtrNi11 式中 Mtr 滿載后軸荷， kg。 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 滿載前軸荷 tfM 按下式計算 tfM MtrMt 式中 tfM 滿載前軸荷， kg 滿載質(zhì)心高度 1gH 按下式計算： MtZliMiHNig111 式中 1gH 滿載質(zhì)心高度， mm。 3.2.3 非懸架質(zhì)量的估算 對于非獨立懸架，整個車橋總成 (包括制動器、輪轂、車輪等 )都屬于非懸架質(zhì)量；一端與車橋鉸接，另一端與車架固定點鉸接件 (如轉向拉桿、傳動軸、導向臂、穩(wěn) 定桿等 )可將靜止時作用于車橋鉸接點的質(zhì)量作為非懸架質(zhì)量 (轉向拉桿、傳動軸等件可取其質(zhì)量的21作為非懸架質(zhì)量 )；螺旋彈簧取其質(zhì)量的21作為非懸架質(zhì)量；吊掛式鋼板彈簧取其質(zhì)量的43作為非懸架質(zhì)量；平衡懸架鋼板彈簧取其質(zhì)量的41作為非懸架質(zhì)量。 對于獨立懸架和其它特殊形式的懸架可視其結構特點進行非懸架質(zhì)量估算。 3.2.4 整備質(zhì)量利用系數(shù) 汽車的 整備質(zhì)量利用系數(shù) m0是汽車的裝載量 mG與整備質(zhì)量 m0之比，即 00 mmGm 它表明單位汽車整備質(zhì)量所承受的汽車裝載質(zhì)量。顯然，此系數(shù)越大表明該車型的材料利用率越高和設計與工藝水平越高。因此，設計新車型時在保證汽車零部件的強度、剛度及可靠性與壽命的前提下，應力求減輕其質(zhì)量，增大這一系數(shù)值。 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 各類汽車的整備質(zhì)量利用系數(shù) 汽車類型 m0 備注 載貨汽車 輕型 0.8 1.1 柴油車為 0.8 1.0 中型 1.2 1.35 重型 1.3 1.7 礦用自卸車 裝載 量 MG45t 1.3 1.7 3.2.5 軸荷分配 汽車的軸荷分配是汽車的重要質(zhì)量參數(shù)，它對汽車的牽引性、通過性、制動性、操縱性和穩(wěn)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。因此，在總體設計時應根據(jù)汽車的布置型式、使用條件及性能要求合理地選定其軸荷分配。 汽車的布置型式對軸荷分配影響較大，例如對載貨汽車而言，長頭車滿載時的前軸負荷分配多在 28上下，而平頭車多在 33 35。對轎車而言，前置發(fā)動機前輪驅動的轎車滿載時的前軸負荷最好在 55以上，以保證 爬坡時有足夠的附著力；前置發(fā)動機后輪驅動的轎車滿載時的后軸負荷一般不大于 52；后置發(fā)動機后輪驅動的轎車滿載時后軸負荷最好不超過 59，否則，會導致汽車具有過多轉向特性而使操縱性變壞。 在確定軸荷分配時也要考慮到汽車的使用條件。對于常在較差路面上行駛的載貨汽車，為了保證其在泥濘路面上的通過能力，常將滿載前軸負荷控制在26 27，以減小前輪的滾動阻力并增大后驅動輪的附著力。對于常在潮濕路面上行駛的后驅動輪裝用單胎的 42 平頭貨車，空載時后軸負荷應不小于 41，以免引起側滑。 軸荷分配對前后輪胎的磨損有直接 影響。為了使其磨損均勻，對后輪裝單胎的雙軸汽車，要求其滿載時的前后軸荷分配均為 50，而對后輪為雙胎的雙軸汽車，則前后軸荷可大致按 1 3 和 2 3 的比例處理。當然，在實際設計中由于許多因素的影響，上述要求只能近似地滿足。 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 在確定汽車的軸荷分配時，還要考慮汽車的靜態(tài)方向穩(wěn)定性和動態(tài)方向穩(wěn)定性。根據(jù)理論分析，汽車質(zhì)心位置到汽車中性轉向點的距離 s 對汽車的靜態(tài)方向穩(wěn)定性有決定性的影響。這個距離可由下式計算得到： aaa C CLCLs 2112 式中 1L，2L 分別為汽車質(zhì)心離前、后軸的距離。1L和2L取決于軸荷分配， LGGL 11 ， LGGL 22 ； 1aC 兩個前輪的輪胎側偏剛度之和， N/rad； 2aC 后輪的輪胎側偏剛度之和， N/rad； aC 汽 車全部輪胎的總側偏剛度之和， N/rad； 當 s0 時，汽車具有過度轉向特性。此時存在著一個臨界車速，低于此車速時，汽車的行駛時穩(wěn)定的，高與此車速，則汽車就不能穩(wěn)定行駛。在汽車設計時一般希望汽車具有適度的不足轉向特性。為此，要很好地匹配上述參數(shù)，使 L1Ca1 L2Ca20.32 越野汽車 0.26 0.37 36 60 35 48 1.9 3.6 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 4.發(fā)動機選型 發(fā)動機選型的依據(jù)因 素很多，如汽車的類型、用途、使用條件、總布置型式、總質(zhì)量及動力性指標、經(jīng)濟性要求、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)動機系列及其技術指標水平、技術發(fā)展趨勢、生產(chǎn)條件與制造成本、市場預測情況以及將來的配件供應及維修條件等，通常要經(jīng)過多種方案的比較甚至通過先行的試驗研究才能選定一個好的方案。 4.1 發(fā)動機基本形式的選擇 至今世界上絕大多數(shù)的汽車都是采用往復活塞式內(nèi)燃機，其中絕大多數(shù)的轎車采用汽油機，而幾乎全部的重型貨車、絕大多數(shù)的中型貨車和相當一部分輕型貨車則采用柴油機。近二三十年來在極少 數(shù)汽車上采用了轉子發(fā)動機、燃氣輪機、高能蓄電池和電動機等動力裝置。為消除污染以蓄電池為能源的電動汽車受到各國的重視，列為發(fā)展方向并在加緊研制中。但從目前的情況來看，在相當長的時期內(nèi)，往復式內(nèi)燃機仍將是汽車發(fā)動機的主要型式。因此，這里僅就汽車內(nèi)燃機的選型問題進行討論。 在汽車發(fā)動機基本型式的選擇中首先應確定的是采用汽油機還是柴油機，其次是氣缸的排列型式和發(fā)動機的冷卻方式。 就世界范圍而言，大型汽車的發(fā)動機已經(jīng)柴油化，中型汽車也多采用柴油機，輕型載貨汽車采用柴油機的也不少，甚至歐洲已將小型高速柴 油機用到某些轎車上。與汽油機相比，柴油機具有油耗低、燃料經(jīng)濟性好、無點火系統(tǒng)，故障少、工作更可靠，耐久性好、壽命長，排氣污染較低和防火安全性好等優(yōu)點。但一般柴油機的振動及噪聲較大，輪廓尺寸及質(zhì)量較大，造價較高，起動較困難并易冒黑煙。近年來，由于柴油機在產(chǎn)品設計和制造工藝方面的不斷完善，其上述缺點已得到較好的克服。較大馬力、高轉速、低噪聲、小型化且運轉平穩(wěn)的柴油機的研制開發(fā)成功，使裝柴油機的輕型汽車日益增多，在轎車上的裝用也取得成功。但預計在今后相當長的一段時期內(nèi)，考慮到燃料使用的平衡及汽油機的轉速高、升功率 高、轉矩適應性較好、輪廓尺寸及質(zhì)量較小、便于布置、振動及噪聲較低買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 和適于高速車輛等特點，絕大多數(shù)的轎車和小型車輛仍將采用汽油機，而裝載量6t 以上的汽車將全部裝用柴油機，裝載量 2 5t 的部分輕型和中型汽車則采取兩種發(fā)動機均可安裝而由用戶選擇的方式為宜。 按氣缸排列型式，發(fā)動機又有直列、水平對置和 V 型等區(qū)別。直列式的結構簡單、維修方便、造價低廉、工作可靠、寬度小、易布置，因而在中型及以下的貨車上和排量不大的轎車上得到了廣泛應用。 4L 以下的汽油機多采用直列式，但對大排量的直列發(fā)動機而言，不是缸徑過大，就是缸 數(shù)過多，使發(fā)動機過長和過高，質(zhì)量也過大。因此，在中高級以上的轎車、重型載貨汽車和重型越野汽車上，采用 V 型發(fā)動機的日益增多。 V 型發(fā)動機相對于直列式有許多優(yōu)點，其長度顯著縮短 (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；易于設計尺寸緊湊的高轉速、大功率發(fā)動機且易于系列化，如 V6，V8， V1O 及 V12 等，而直列式通常到 6 缸，最多 8 缸。對于長度受到限制的車輛來說，由于 V 型發(fā)動機的長度短，適宜于這類車輛的總體布置，但由于其寬度大，故在乎頭車上布置困難。 V 型發(fā)動機的造價高，故在應用中 受到限制，多用于排量在 6L 以上和缸徑大于 150mm 的汽油機和 12L 以上的柴油機。水平對置式發(fā)動機的高度低且易于平衡，水平對置雙缸發(fā)動機在微型汽車上得到應用。 按冷卻方式，發(fā)動機又有水冷式和風冷式之分。水冷發(fā)動機冷卻均勻可靠，散熱好，氣缸變形小，缸蓋、活塞等主要零件的熱負荷較低，可靠性高；能很好地適應大功率發(fā)動機的冷卻要求；發(fā)動機增壓后也易于采取措施 (加大水箱、增加泵量 )加強散熱；噪聲小；車內(nèi)供暖易解決。因此，絕大多數(shù)的汽車都采用了水冷發(fā)動機。但其冷卻性能受氣溫影響顯著，設計時應考慮避免高溫天氣出現(xiàn)發(fā)動機過熱 的問題。風冷發(fā)動機的冷卻系統(tǒng)簡單，維修簡便；對于在沙漠和缺水地區(qū)及炎熱、酷寒地區(qū)使用的適應性好，不會產(chǎn)生發(fā)動機過熱和凍結等故障；還可省去消耗銅材的水箱。但大缸徑的風冷發(fā)動機的冷卻不夠均勻；缸蓋等有關零件的熱負荷高，可靠性不及水冷式的；噪聲大；油耗較高，故僅在安裝小排量發(fā)動機的微型汽車上得到應用，在其他類型的汽車上應用不多。大型風冷發(fā)動機雖也能達到較高的性能指標，但需采用較多的結構、工藝措施，造價較高。 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 4.2 主要性能指標的選擇 4.2.1 發(fā)動機最大功率 Pe max及其相應轉速 np 發(fā)動機功率愈大則汽車的動 力性愈好，但功率過大會使發(fā)動機功率利用率降低，燃料經(jīng)濟性下降，動力傳動系的質(zhì)量也要加大。因此，應合理地選擇發(fā)動機功率。 設計初可參考同類型、同級別且動力性相近的汽車的比功率進行 Pe max 的估算或選取。 Pe man亦可根據(jù)所要求的最高車速 Ue max。 按下式計算出 : 3m a xm a xm a x 761 40360 01 VACVgfmP DaTe 式中：maxeP _發(fā)動機最大功率， kW： T 傳動系的傳動效率，對單級主減速器驅動橋的 4 2 式汽車取 T 0.9； am 汽車總質(zhì)量， kg； g _重力加速度， m s2； f _滾動阻力系數(shù)，對載貨汽車取 0.02，對礦用自卸汽車取 0.03，對轎車等高速車輛需考慮車速影響并取 f 0.0165+0.0001(Va-50)； maxV_最高車速， km h； CD 空 氣阻力系數(shù)，轎車取 0.4 0.6，客車取 0.6 0.7，貨車取 0.8 1.0 A_汽車正面投影面積，若無測量數(shù)據(jù)，可按前輪距 B1、汽車總高 H、汽車總寬 B 等尺寸近似計算： 對轎車 A 0.78BH， 對載貨汽車 A B1 H。 按上式求出的 Pe max 應為發(fā)動機在裝有全部附件下測定時得到的大有效功率或凈輸出功率，它比一般發(fā)動機外特性的最大功率值低 12 20。 在整車選型階段還應對發(fā)動機最大功率時的轉速 np np提出要求，因為它買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 買文檔送全套 CAD 圖紙，咨詢 QQ414951605 不僅影響發(fā)動機本身的技術指標和使用性能及 壽命，而且影響整車的性能 (例如maxV)、傳動系的壽命以及對主減速比 i0的選擇。 近年來，隨著車速的提高，發(fā)動機轉速也在不斷地提高。同時，提高發(fā)動機轉速也是提高其功率、減小其質(zhì)量的有效