汽車課程設(shè)計(jì)2

1、貨車總體設(shè)計(jì)沈陽(yáng)航空航天大學(xué)課 程 設(shè) 計(jì)（說(shuō)明書）課程名稱 汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì) 專 業(yè) 車輛工程 班 級(jí) 24060301 學(xué) 號(hào) 201040603009 姓 名 胡海晨 指導(dǎo)教師 付 強(qiáng) 2016年1月目錄1 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(dòng)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(zhǎng)度4 1.12貨車車箱尺寸42 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇52.1發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率52.2發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩及其相應(yīng)轉(zhuǎn)速52.3

2、選擇發(fā)動(dòng)機(jī)63 傳動(dòng)比的計(jì)算和選擇8 3.1驅(qū)動(dòng)橋主減速器傳動(dòng)比的選擇8 3.2變速器傳動(dòng)比的選擇8 3.2.1變速器頭檔傳動(dòng)比的選擇8 3.2.2變速器的選擇94 軸荷分配及質(zhì)心位置的計(jì)算9 4.1軸荷分配及質(zhì)心位置的計(jì)算105 動(dòng)力性能計(jì)算15 5.1驅(qū)動(dòng)平衡計(jì)算15 5.1.1驅(qū)動(dòng)力計(jì)算15 5.1.2行駛阻力計(jì)算15 5.1.3汽車行駛平衡圖16 5.2動(dòng)力特性計(jì)算17 5.2.1動(dòng)力因數(shù)D的計(jì)算17 5.2.2行駛阻力與速度關(guān)系17 5.2.3動(dòng)力特性圖18 5.2.4汽車爬坡度計(jì)算20 5.2.5加速度倒數(shù)曲線19 5.3功率平衡計(jì)算21 5.3.1汽車行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)能夠發(fā)出的功率

3、21 5.3.2汽車行駛時(shí)，所需發(fā)動(dòng)機(jī)功率21 5.3.3功率平衡圖226 汽車燃油經(jīng)濟(jì)性計(jì)算237 汽車不翻倒條件計(jì)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(dòng)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)墓ぞ摺６囋O(shè)計(jì)的課程設(shè)計(jì)則是應(yīng)用汽車設(shè)計(jì)的基本理論，通過(guò)輔助課程機(jī)械制圖、畫法幾何、機(jī)械設(shè)計(jì)等來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，是一叢綜合性很強(qiáng)的課程設(shè)計(jì)。本次課程設(shè)計(jì)為載重量1000kg的貨車的設(shè)計(jì)，首先對(duì)汽車的形式進(jìn)行了確定，其中包括汽車外尺寸的設(shè)計(jì)，質(zhì)量參數(shù)的確定，輪胎，軸數(shù)，驅(qū)動(dòng)形式以

4、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(dòng)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(dòng)機(jī)之后，計(jì)算了車的傳動(dòng)比，選擇了變速器，計(jì)算了汽車的動(dòng)力特性，包括了驅(qū)動(dòng)力與阻力的平衡，動(dòng)力因數(shù)，加速度，加速時(shí)間的確定。然后，計(jì)算了汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題。最后，計(jì)算了汽車的穩(wěn)定情況，保證了汽車可以安全的上路行駛，完成了汽車的設(shè)計(jì)。關(guān)鍵詞：總體設(shè)計(jì)；軸荷分配；動(dòng)力性；燃油經(jīng)濟(jì)性1 汽車形式的選擇1.1汽車參數(shù) 汽車的裝載質(zhì)量：me=1000kg 汽車總質(zhì)量：ma=2000kg =0.016 最高時(shí)速：130km/h1.2汽車輪胎的選擇

5、輪胎所承受的最大靜負(fù)荷與輪胎額定負(fù)荷之比稱為輪胎負(fù)荷系數(shù),大多數(shù)輪胎負(fù)荷系數(shù)取為0.9-1.0以免超載,本次課程設(shè)計(jì)后輪采用雙胎，由于兩輪胎特性存在差異、裝載質(zhì)量分布不均勻和路面不平等因素造成輪胎超載影響，此時(shí)雙胎并裝的負(fù)荷能力要比單胎負(fù)荷能力加倍減少10%-15%。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4×2后輪單胎32%40%60%68%50%59%41%50%4×2后輪雙胎，長(zhǎng)、端頭式25%27%73%75%44%49%51%56%4×2后輪雙胎，平頭式30%35%65%70%48%54%46%52%6×2后輪雙胎1

6、9%25%75%81%31%37%63%69%根據(jù)表1-1，本車型為4×2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)： 表1-2 輕型載重普通斷面子午線輪胎氣壓與負(fù)荷對(duì)應(yīng)表負(fù)荷，kg 氣壓 kPa輪胎規(guī)格2502803203503904204604905305606.00-13LTs4354755155556590625-根據(jù)，選擇輪胎型號(hào)6.00-13LT，氣壓：390kPa，層級(jí)：6。表1-2輕型貨車子午線輪胎輪胎規(guī)格基本參數(shù)主要參數(shù)（mm）允許使用輪輞層級(jí)標(biāo)準(zhǔn)輪輞外直徑負(fù)荷下靜半徑輪胎最大使用尺寸公路花紋越野花紋斷面寬度外直徑6.60-13LT6

7、，8，4.5J655-3121846814J,5J1.3駕駛室布置 載貨車駕駛室一般有長(zhǎng)頭式、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(zhǎng)和軸距尺寸短，最小轉(zhuǎn)彎直徑小，機(jī)動(dòng)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(dòng)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(zhǎng)頭式貨車比較，還是得到改善，動(dòng)力總成操作機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，發(fā)動(dòng)機(jī)的工作噪聲、氣味、熱量和振動(dòng)對(duì)駕駛員的影響與平頭貨車比較得到很大改善，但不如長(zhǎng)頭式貨車。長(zhǎng)頭式貨車的主要優(yōu)點(diǎn)是發(fā)動(dòng)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(jiǎn)單，易于布置，主要缺點(diǎn)是

8、機(jī)動(dòng)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(jí)的載重車上得到廣泛采用。1.4驅(qū)動(dòng)形式的選擇汽車的用途，總質(zhì)量和對(duì)車輛通過(guò)性能的要求等，是影響選取驅(qū)動(dòng)形式的主要因素。本車采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低的42后單胎的驅(qū)動(dòng)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(duì)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(jiǎn)單、成本低廉的兩軸方法,當(dāng)汽車的總質(zhì)量不超過(guò)32t時(shí)，一般采用三軸；當(dāng)汽車的總質(zhì)量超過(guò)32t時(shí)，一般采

9、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(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)橋和車身的相互關(guān)系和布置而言。汽車的使用性能取決于整車和各總成。其布置的形式也對(duì)使用性能也有很重要的影響。本車為平頭貨車，發(fā)動(dòng)機(jī)前置后橋驅(qū)動(dòng)。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(zhǎng)不應(yīng)超過(guò)12m，不包括后視鏡，汽車寬不超過(guò)2.50m；空載頂窗關(guān)閉狀態(tài)下，汽車高不超過(guò)4m；根據(jù)課設(shè)要求，并參考江淮康鈴x2選取外廓尺寸5225×2100×1900mm1.8軸距L的確定軸距L對(duì)整車質(zhì)量、汽車總長(zhǎng)、汽車最小轉(zhuǎn)彎半徑、傳動(dòng)軸長(zhǎng)度、縱向通過(guò)半徑等有影響?？紤]本車設(shè)

10、計(jì)要求和表1-4推薦，并參考同類車型參考江淮康鈴x2，軸距L選為2900mm。表1-3各型汽車的軸距和輪距類別軸距/mm輪距/mm4×2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(dòng)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(shí)轉(zhuǎn)向桿系與車架、車輪之間有足夠的運(yùn)動(dòng)空間間隙。在確定后輪距B2時(shí)，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，并參考同類車型參考江淮康鈴x2，前輪距B1=1500mm后輪距B2=1500mm。1

11、.10前懸LF和后懸LR前懸尺寸對(duì)汽車通過(guò)性、碰撞安全性、駕駛員視野、前鋼板彈簧長(zhǎng)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(shí)盡可能短些。后懸尺寸對(duì)汽車通過(guò)性、汽車追尾時(shí)的安全性、貨廂長(zhǎng)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。參考同類車型江淮康鈴x2，并根據(jù)本車結(jié)構(gòu)特點(diǎn)確定前懸LF：950mm 后懸LR：1375mm。1.11貨車車頭長(zhǎng)度貨車車頭長(zhǎng)度系指從汽車的前保險(xiǎn)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(zhǎng)取1450mm。1.12貨車車

12、箱尺寸參考江淮康鈴x2，考慮本車設(shè)計(jì)要求，確定本車車箱尺寸： 3620×1600×350mm1.1鋼板彈簧尺寸單個(gè)鋼板彈簧載荷的計(jì)算： (1.1) 式中：滿載靜止時(shí)汽車前后軸負(fù)荷；：簧下部分荷重鋼板彈簧所需要的總慣性矩計(jì)算： （1.2）式中：s為U形螺栓中心距； k為考慮U形螺栓夾緊彈簧后的無(wú)效長(zhǎng)度系數(shù)（剛性?shī)A緊：取k=0.5，撓性?shī)A緊：取k=0）；E為材料的彈性模量；c為鋼板彈簧垂直剛度；為撓度增大系數(shù)鋼板彈簧總截面系數(shù)用下式計(jì)算： （1.3）式中為許用彎曲應(yīng)力。前彈簧取350450MPa；后彈簧取450550MPa代入相關(guān)的數(shù)據(jù)，計(jì)算鋼板彈簧的平均厚度 (1.4)推薦鋼

13、板彈簧的片寬與片厚比值為610，故前懸架片寬取b=35mm；后懸架片寬取b=120mm鋼板彈簧片厚h的選擇，用下式計(jì)算： （1.5）2 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇2.1發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率和相應(yīng)的轉(zhuǎn)速確定后，則發(fā)動(dòng)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(jì)算： （2.1）式中：最大功率，kw； 傳動(dòng)效率，取0.9； 重力加速度，取9.8m/s2； 滾動(dòng)阻力系數(shù)，取0.016；空氣阻力系數(shù)，取1；汽車正面迎風(fēng)面積，其中為前輪距，為汽車總高 ； =1.430×1.930=2.759m2；汽車總重,kg；汽車最高車速,km/h。根據(jù)公式（2-1）可得：=90.93kw考慮汽車其它附

14、件的消耗，可以在再此功率的基礎(chǔ)上增加1020即在100.027109.12kw選擇發(fā)動(dòng)機(jī)。2.2發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩及其相應(yīng)轉(zhuǎn)速當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率和相應(yīng)的轉(zhuǎn)速確定后，則發(fā)動(dòng)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(jì)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(shí)轉(zhuǎn)矩，Nm 最大功率，kw 最大功率時(shí)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=2800/1.8=1555.56r/min2.3選擇發(fā)動(dòng)機(jī)查閱相關(guān)網(wǎng)絡(luò)資源和老師所給的資料選取的發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)為CY4102EZLQ型發(fā)動(dòng)機(jī)，CY4102EZL

15、Q  適用范圍： 適用于23噸載貨汽車、各種中巴車、城市公交車及豪華旅游車等。主要技術(shù)特點(diǎn)： CY4102EZLQ型柴油機(jī)，AVL技術(shù)咨詢，采用空對(duì)空中冷系統(tǒng)，高供油壓力噴油泵(P型或VE型)，小壓力室P型多孔噴油器。AVL技術(shù)優(yōu)化的圓形縮口帶凸臺(tái)燃燒室，使其性能指標(biāo)達(dá)到國(guó)內(nèi)同類機(jī)型先進(jìn)水平，尤其是升功率、比質(zhì)量和強(qiáng)化程度處于領(lǐng)先地位。功率更強(qiáng)勁，性能更可靠。根據(jù)用戶需求可個(gè)性化配置空調(diào)、排氣制動(dòng)、轉(zhuǎn)向助力泵和電熄火等輔助裝置。 外型連接尺寸 速度特性曲線 發(fā)動(dòng)機(jī)所配車型 表3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)CY4102EZLQ主要技術(shù)參數(shù)  型  

16、  號(hào)： CY4102EZLQ  形    式： 立式直列、水冷、四沖程、增壓中冷  氣 缸 數(shù)： 4102×118  工作容積： 3.856  燃燒室形式： 直噴圓形縮口燃燒室  壓 縮 比： 17：1  額定功率/轉(zhuǎn)速： 103/2800  最大扭矩/轉(zhuǎn)速： 392/14001800  標(biāo)定工況燃燒消耗率：   全負(fù)荷最低燃油消耗率： 205 

17、 最高空載轉(zhuǎn)速：  3100  怠速穩(wěn)定轉(zhuǎn)速： 750  機(jī)油消耗率： 0.6  工作順序： 1342  噪聲限制： 114  煙    度： 2.0  排放標(biāo)準(zhǔn)： 歐  整機(jī)凈質(zhì)量： 340  外形參考尺寸： 963.1×693×820.8 圖3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線3 傳動(dòng)比的計(jì)算和選擇3.1驅(qū)動(dòng)橋主減速器傳動(dòng)比的選擇在選擇驅(qū)動(dòng)橋主減速器傳動(dòng)比時(shí)，首先可根據(jù)汽車的

18、最高車速、發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)、車輪參數(shù)來(lái)確定，其值可按下式計(jì)算： （3.1）式中：汽車最高車速，km/h； 最高車速時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，一般=（0.91.1），其中為發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速，r/min；這里取為，則 =1×=1×2800=2800 r/min車輪半徑，m。取=0.9；根據(jù)公式（3.1）可得：=2.3953.2變速器傳動(dòng)比的選擇3.2.1變速器頭檔傳動(dòng)比的選擇（1）在確定變速器頭檔傳動(dòng)比時(shí)，需考慮驅(qū)動(dòng)條件和附著條件。為了滿足驅(qū)動(dòng)條件，其值應(yīng)符合下式要求：=2.10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(dòng)車輪所承受的質(zhì)

19、量，kg；由于后軸軸荷分配暫定為70%，故=2000×70%=1400kg 附著系數(shù)。0.7-0.8之間，取=0.8。（2）各擋傳動(dòng)比確定：由于在2.053.684取=3.4，且=0.9按等比數(shù)級(jí)分配各擋傳動(dòng)比,=3.2.2變速器的選擇實(shí)際上，對(duì)于擋位較少的變速器，各擋傳動(dòng)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(jí)來(lái)分配傳動(dòng)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(gè)擋見的傳動(dòng)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。參考同類車型確定選用萬(wàn)里揚(yáng)生產(chǎn)的萬(wàn)里揚(yáng)WLY530系列變速器,參數(shù)如下表3.1。表3.1 萬(wàn)里揚(yáng)WLY53

20、0參數(shù)變速器型號(hào)主箱中心距(mm)最大扭矩?fù)Q擋方式變速箱重量RT-11609A100530N.m手動(dòng)36Kg各擋傳動(dòng)比一擋：3.494 二擋：2.033 三擋：1.319 四擋：1.0五擋：0.858 R：4.1414 軸荷分配及質(zhì)心位置的計(jì)算4.1軸荷分配及質(zhì)心位置的計(jì)算根據(jù)力矩平衡原理，按下列公式計(jì)算汽車各軸的負(fù)荷和汽車的質(zhì)心位置： (4.1) 式中：g1 、g2、 g3 各總成質(zhì)量，kg； 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

21、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(gè)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(dòng)機(jī)及附件182-100-1001000550-18200-18200182000100100變速器3659569595090021420250203420032400離合器82452459509001960196076007200萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)1620002000550500320003200088008000后軸及后軸制動(dòng)器1172

22、90029003222953393003393003767434515后懸架及減震器55280028006506001540001540003575033000前懸架及減震器17100100650600170017001105010200前軸前制動(dòng)器輪轂轉(zhuǎn)向梯形4000322295001288011800前車輪輪胎4000322295001288011800后車輪輪胎102290029003222952958002958003284430090車架支架拖吊裝置94250025007006502350002350006580061100油箱油管13200020006506002600026000

23、84507800蓄電池組15795795650600119251192597509000駕駛室總成50-200-20011501000-10000-100005750050000貨箱總成852300230010009501955001955008500080750貨物100002200012050220000001205000人1300001048000136240總和2000128640534900056021781828995.水平靜止時(shí)的軸荷分配及質(zhì)心位置計(jì)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=2000-1203=797kgmm前軸荷分配：=39.85后

24、軸荷分配：=60.15mm 空載: kg=1000-443.5=556.5kg前軸荷分配: 后軸荷分配：mm根據(jù)下表得知以上計(jì)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4×2后輪單胎32%40%60%68%50%59%41%50%4×2后輪雙胎，長(zhǎng)、端頭式25%27%73%75%44%49%51%56%4×2后輪雙胎，平頭式30%35%65%70%48%54%46%52%6×2后輪雙胎19%25%75%81%31%37%63%69% a.水平路面上汽車滿載加速行駛時(shí)各軸的最大負(fù)荷計(jì)算對(duì)于后輪驅(qū)動(dòng)的載貨汽車在水平路面

25、上滿載行駛時(shí)各軸的最大負(fù)荷按下式計(jì)算： （4.2）式中：行駛時(shí)前軸最大負(fù)荷，kg； 行駛時(shí)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(shí)前軸軸荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，0.8-0.9； 行駛時(shí)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(dòng)時(shí)各軸的最大負(fù)荷按下式計(jì)算： （4.3）式中：制動(dòng)時(shí)的前軸負(fù)荷，kg； 制動(dòng)時(shí)的后軸負(fù)荷，kg；令， 式中： 制動(dòng)時(shí)前軸軸荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，1.4-1.6； 制動(dòng)時(shí)后軸軸荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，0.4-0.7。根據(jù)式（4.3）可得：kg5 動(dòng)力性能計(jì)算5.1驅(qū)動(dòng)平衡計(jì)算5.1.1驅(qū)動(dòng)力計(jì)算汽車的驅(qū)動(dòng)力按下式

26、計(jì)算： （5.1）式中：驅(qū)動(dòng)力，N； 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，N·m； 車速，km/h。5.1.2行駛阻力計(jì)算汽車行駛時(shí)，需要克服的行駛阻力為：= 式中：道路的坡路，度，平路上時(shí)，其值為0o； 行駛加速度，m/s2，等速行駛時(shí)，其值為0； = (5.2)T(N.M)300330355385390385380374360350n(r/min)1200130014001600180020002200240026002800一擋Ft1(N)7658.966 8424.863 9063.110 9829.007 9956.656 9829.007 9701.357 9548.178 9190.760 8

27、935.461 V1(km/h)15.948 17.277 18.606 21.264 23.923 26.581 29.239 31.897 34.555 37.213 二擋Ft2(N)4456.405 4902.045 5273.412 5719.053 5793.326 5719.053 5644.780 5555.651 5347.686 5199.139 V2(km/h)27.410 29.694 31.978 36.546 41.114 45.683 50.251 54.819 59.387 63.956 三擋Ft3(N)2891.293 3180.422 3421.363 371

28、0.492 3758.681 3710.492 3662.304 3604.478 3469.551 3373.175 V3(km/h)42.247 45.767 49.288 56.329 63.370 70.411 77.453 84.494 91.535 98.576 四擋Ft4(N)2192.034 2411.237 2593.907 2813.110 2849.644 2813.110 2776.576 2732.736 2630.441 2557.373 V4(km/h)55.724 60.367 65.011 74.298 83.585 92.873 102.160 111.44

29、7 120.734 130.022 五擋Ft5(N)1880.765 2068.842 2225.572 2413.649 2444.995 2413.649 2382.302 2344.687 2256.918 2194.226 V5(km/h)64.946 70.358 75.770 86.595 97.419 108.243 119.068 129.892 140.716 151.540 根據(jù)公式（5.1）及（5.2）可計(jì)算出各檔位汽車行駛時(shí)，驅(qū)動(dòng)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(dòng)力，速度表5.2 行駛阻力Va(km/h)64.94670.35

30、875.7786.59597.419108.243119.068129.892140.716151.54F阻（N）863.832 959.356 1062.521 1291.798 1551.623 1842.014 2163.003 2514.530 2896.623 3309.283 5.1.3汽車驅(qū)動(dòng)力-行駛阻力平衡圖 根據(jù)表5.1和5.2可繪出驅(qū)動(dòng)力-行駛阻力平衡圖圖5.1 驅(qū)動(dòng)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(shí)驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力之間的關(guān)系。汽車以最高擋行駛時(shí)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(dòng)力特性計(jì)

31、算5.2.1動(dòng)力因數(shù)D的計(jì)算汽車的動(dòng)力因數(shù)按下式計(jì)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(dòng)力因數(shù)，如表 5.3所示：表5-3各檔速度與動(dòng)力因素T(N·M)300330355385390385380374360350n(r/min)1200130014001600180020002200240026002800一擋D10.389 0.428 0.460 0.498 0.504 0.497 0.489 0.480 0.461 0.447 V1(km/h)15.948 17.277 18.606

32、 21.264 23.923 26.581 29.239 31.897 34.555 37.213 二擋D20.222 0.244 0.262 0.283 0.284 0.278 0.271 0.263 0.249 0.238 V2(km/h)27.410 29.694 31.978 36.546 41.114 45.683 50.251 54.819 59.387 63.956 三擋D30.136 0.148 0.158 0.168 0.165 0.156 0.147 0.136 0.121 0.107 V3(km/h)42.247 45.767 49.288 56.329 63.370 7

33、0.411 77.453 84.494 91.535 98.576 四擋D40.091 0.099 0.104 0.107 0.099 0.086 0.072 0.057 0.037 0.018 V4(km/h)55.724 60.367 65.011 74.298 83.585 92.873 102.160 111.447 120.734 130.022 五擋D50.068 0.073 0.075 0.073 0.062 0.045 0.027 0.007 -0.017 -0.041 V5(km/h)64.946 70.358 75.770 86.595 97.419 108.243 119

34、.068 129.892 140.716 151.540 表5.4 速度與滾動(dòng)阻力系數(shù)的關(guān)系Va(km/h)64.94670.35875.7786.59597.419108.243119.068129.892140.716151.54f0.011 0.012 0.012 0.012 0.013 0.014 0.014 0.015 0.015 0.016 5.2.3動(dòng)力特性圖 利用表5.3做出動(dòng)力特性圖。圖5.2 動(dòng)力特性圖 在動(dòng)力特性圖上作滾動(dòng)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(jì)算汽車的上坡能力是用滿載時(shí)汽車在良好路面上的最大爬坡度

35、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(dòng)力因數(shù)。由式（5-7）可得： =0.56347汽車滿載時(shí)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。5.2.5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(shí)的傳動(dòng)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.

36、1061.0901.083由此可得各檔汽車行駛時(shí)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)300330355385390385380374360350n(r/min)1200130014001600180020002200240026002800一擋Va1(km/h)15.94817.27718.60621.26423.92326.58129.23931.89734.55537.2131/a0.328 0.298 0.277 0.255 0.252 0.257 0.261 0.266 0.278 0.288 二擋Va2(km/h)27.4129.

37、69431.97836.54641.11445.68350.25154.81959.38763.9561/a0.552 0.501 0.465 0.431 0.430 0.441 0.454 0.469 0.498 0.525 三擋Va3(km/h)42.24745.76749.28856.32963.3770.41177.45384.49491.53598.5761/a0.907 0.825 0.770 0.725 0.743 0.791 0.851 0.929 1.067 1.236 四擋Va4(km/h)55.72460.36765.01174.29883.58592.873102.16

38、111.447120.734130.0221/a1.391 1.275 1.204 1.179 1.296 1.535 1.920 2.655 5.123 59.311 五擋Va5(km/h)64.94670.35875.7786.59597.419108.243119.068129.892140.716151.541/a1.951 1.810 1.740 1.818 2.277 3.508 8.552 -14.658 -3.441 -1.940 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(shí)間，稱為原地起步

39、加速時(shí)間。從上圖可得，從0km/h60km/h的加速時(shí)間為： T=（0.2*5*16）/3.6=4.5s5.3功率平衡計(jì)算5.3.1汽車行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)能夠發(fā)出的功率汽車行駛時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)能夠發(fā)出的功率就是發(fā)動(dòng)機(jī)使用外特性的功率值。根據(jù)求出發(fā)動(dòng)機(jī)功率如表 5.6所示：表5.6發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)出功率與速度關(guān)系T(N.M)300330355385390385380374360350n(r/min)1200130014001600180020002200240026002800一擋V1(km/h)15.94817.27718.60621.26423.92326.58129.23931.89734.55537.21

40、3P1(KW)37.696 44.921 52.042 64.503 73.508 80.628 87.539 93.990 98.010 102.618 二擋V2(km/h)27.4129.69431.97836.54641.11445.68350.25154.81959.38763.956P2(KW)37.69644.92152.04264.50373.50880.62887.53993.9998.01102.618三擋V3(km/h)42.24745.76749.28856.32963.3770.41177.45384.49491.53598.576P3(KW)37.69644.9215

41、2.04264.50373.50880.62887.53993.9998.01102.618四擋V4(km/h)55.72460.36765.01174.29883.58592.873102.16111.447120.734130.022P4(KW)37.69644.92152.04264.50373.50880.62887.53993.9998.01102.618五擋V5(km/h)64.94670.35875.7786.59597.419108.243119.068129.892140.716151.54P5(KW)37.69644.92152.04264.50373.50880.6288

42、7.53993.9998.01102.6185.3.2汽車行駛時(shí)，所需發(fā)動(dòng)機(jī)功率 汽車行駛時(shí)，所需發(fā)動(dòng)機(jī)功率即為克服行駛阻力所需發(fā)動(dòng)機(jī)功率，其值按下式計(jì)算： （5.8） 當(dāng)汽車在平路上等速行駛時(shí)，其值為 （5.9） 由公式（5.9）得汽車在平路上等速行駛時(shí)所需發(fā)動(dòng)機(jī)功率現(xiàn)將數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)為下表。表5.7阻力功率V5(km/h)64.94670.35875.7786.59597.419108.243119.068129.892140.716151.54Pe(KW)17.316 20.833 24.848 34.526 46.654 61.539 79.489 100.808 125.803 154.7

43、80 5.3.3功率平衡圖 作發(fā)動(dòng)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(shí)所需發(fā)動(dòng)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(shí)，功率大小不變，只是各擋發(fā)動(dòng)機(jī)功率曲線所對(duì)應(yīng)的車速位置不同，且低擋時(shí)車速低，所占速度變化區(qū)域窄，高檔時(shí)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(shí)由于滾動(dòng)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(lái)越大的曲線。高速行駛時(shí)，汽車主要克服空氣阻力功率。圖中發(fā)動(dòng)機(jī)功率曲線五擋與阻力功率曲線相交點(diǎn)處對(duì)應(yīng)的車速便是在良好水平路面上汽車的最高車速uamax，為130km/h 100km/h，滿足要求。6 汽車燃油經(jīng)濟(jì)性計(jì)算在總體設(shè)計(jì)時(shí)，通常主要是對(duì)汽車穩(wěn)定行駛時(shí)的燃油經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行計(jì)算，其計(jì)算公式： （6.1）式中：汽車穩(wěn)定行駛時(shí)所需發(fā)動(dòng)機(jī)功率，kw； 發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油消