汽車的動(dòng)力總成匹配與總體設(shè)計(jì)

1、目錄、 、 2-3、 4、 、 、 、 、 4-5、 、 、 、 、 5-6、 、 、 、 、 6-7、 、 、 、 7-8、 8正文、 、 、 、第一節(jié) 整車主要目標(biāo)參數(shù)的初步確定、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、一、發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、二、輪胎的選擇、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、三

2、、傳動(dòng)系最小傳動(dòng)比的確定、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、四、傳動(dòng)系最大傳動(dòng)比的確定、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、第二節(jié) 傳動(dòng)系各總成的選型、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 8、離合器的初步選型、 9三、變速器的選擇、四、傳動(dòng)軸的選型、五、驅(qū)動(dòng)橋的選型、第三節(jié) 整車性能計(jì)算、 、 、 、 9-10、 10、 11、 12、配置東風(fēng)康明斯EQB210-20發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的

3、整車性能計(jì)算、12-16、配置濰柴TBD226B-60 B發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的整車性能計(jì)算、16-18三、汽車經(jīng)濟(jì)性能計(jì)算、 、 18-19第四節(jié) 發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系部件的確定、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 、 20設(shè)計(jì)總結(jié)、 、 、 、 21致謝、 、 、 、 、 、 、 、參考文獻(xiàn)、 、 、 、 22、 、 23我選擇的題目是東風(fēng)牌EQ1146G型載貨汽車的動(dòng)力總成匹配與總體設(shè)計(jì)，主要任務(wù)就是通過東風(fēng)牌 EQ1146G型載貨汽車的基本參數(shù)，通過計(jì)算選擇一款 發(fā)動(dòng)機(jī)，以及與之匹配的輪胎、離合器、變速箱、傳動(dòng)軸和驅(qū)動(dòng)橋。并且

4、對(duì)各個(gè) 部件進(jìn)行驗(yàn)算，是否各個(gè)部件匹配的良好，最后畫出一張整車總體布置草圖。15東風(fēng)牌EQ1146G型載貨汽車的基本參數(shù)如表所示:東風(fēng)牌EQ1146G2型載貨汽車接近角/離去角34/14最高車速（km/h）90車輛外形長(zhǎng)（mm）8530車輛外形寬（mm）2470車輛外形高（mm）2830整備質(zhì)量6150總質(zhì)量14335額定質(zhì)量7990前輪距1940后輪距1860軸距5000軸數(shù)2懸掛（前/后）1245/2285最大爬坡度（%）30%第一節(jié)整車主要目標(biāo)參數(shù)的初步確定、發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇1.發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率及轉(zhuǎn)速的確定汽車的動(dòng)力性能很大程度上取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率。要設(shè)計(jì)的載貨汽車最高車速是Uq = 9

5、0km/h ,那么發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率應(yīng)該大于或者等于該車速 a行駛時(shí)，滾動(dòng)阻力功率與空氣阻率之和，即Pemax,二magf” 13600Ua maxa maxJ(1-1)式中，Pemax是發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率（KW ； " T是傳動(dòng)系效率（包括變速器、輔 e max助變速器傳動(dòng)軸萬向節(jié)、主減速器的傳動(dòng)效率），n t = 95%父98%>96% = 89.4%（查課程設(shè)1f指導(dǎo)書表1-1得）,ma2是汽車總質(zhì)重， ma=14335kg; g是重力加速度，g=9.8m/S ； f是懾動(dòng)阻力系數(shù)，有實(shí)驗(yàn)測(cè)得，車速再不大于100km/h的情況下可以認(rèn)為是常數(shù)。取f=0.008（查課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)

6、書表 1-2得）；CD是空氣阻力系數(shù)，一般中重型貨車可取 0.81.0 ,這里去CD =0.9 ; A是迎風(fēng)面積（B1父），取前輪距B1 乂總高H,2A=1.940M 2.830 m。2 CdA=0.9 1.940 2.830=4.94 m故114335 9.81 0.0084.943Pemax 至I父 90 +父 903 KW = 84.36KW0.8941360076140）也可利用比功率的統(tǒng)計(jì)值來確定發(fā)動(dòng)機(jī)的功率值。如選取功率為88.83KW的發(fā)動(dòng)機(jī)，則比功率為：1000 P 1000 84.36emax =kw/t = 5.884kw/t1433514335參考汽車?yán)碚搱D3-1東風(fēng)載重

7、貨車比功率大約在 9kw/t左右，在這里我取10kw/t 。 所以該質(zhì)量14335Kg的汽車，具發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)該具有的功率Pe = 10 14.335 = 143.35W；再考慮該載重貨車要求的車速，因此初 步選擇汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率為150kw 。2、發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩及其轉(zhuǎn)速的確定當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率和其相應(yīng)的轉(zhuǎn)速確定后，可通過下式確定發(fā)動(dòng)機(jī)的最大 轉(zhuǎn)矩。二 P 一Temax = 9549-max（1-2）np式中，T5max是發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（Nm）； a是轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)，標(biāo)志著當(dāng)行駛阻力增加時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線自動(dòng)增加轉(zhuǎn)矩的能力,TemaxTpTd是最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)矩（Nm），初取a =1.05 （參考

8、課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書）； pP5max是發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率（KVV; np是最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速（r/min ） e 11 iaxp1.05 150所以Temax=9549N m = 601.6N m2500（其中轉(zhuǎn)速n0是參考東風(fēng)康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司網(wǎng)站上產(chǎn)品介紹取的值） p一般用發(fā)動(dòng)機(jī)適應(yīng)性系數(shù) 中=:，表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速適應(yīng)行駛工況的程nT度，中越大，說明發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速適應(yīng)性越好。采用 中值大的發(fā)動(dòng)機(jī)可以減少換 擋次數(shù)，減輕司機(jī)疲勞、減少傳動(dòng)系的磨損和降低油耗。通常，汽油機(jī)取1.21.4 , 柴油機(jī)取1.22.6 ,以保證汽車具有適應(yīng)的最低穩(wěn)定車速。初取nT =1450r/min ,nD則上=1.72,6=

9、1.05父 1.72= 1.81%二、輪胎的選擇輪胎的尺寸和型號(hào)是進(jìn)行汽車性能計(jì)算和繪制總布置圖的重要原始數(shù)據(jù)，因此，在總體設(shè)計(jì)開始階段就應(yīng)選定。選擇的依據(jù)是車型、使用條件、輪胎的額定 負(fù)荷以及汽車的行駛速度。為了提高汽車的動(dòng)力因數(shù)、降低汽車質(zhì)心的高度、減 小非簧載質(zhì)量，對(duì)公路用車，在其輪胎負(fù)荷系數(shù)以及汽車離地間隙允許的范圍內(nèi)， 應(yīng)盡量選取尺寸較小的輪胎。同時(shí)還應(yīng)考慮與動(dòng)力一傳動(dòng)系參數(shù)的匹配和對(duì)整車 尺寸參數(shù)的影響。參考同類車型所選輪胎規(guī)格，各軸輪胎規(guī)格選擇如下：前軸輪胎規(guī)格為10.00R20,輪胎數(shù)量為2;后輪并裝雙胎，型號(hào)為10.00R20, 輪胎數(shù)量為4。所選輪胎的單胎最大負(fù)荷26300

10、N氣壓0.74MPa,普通花紋，外 直徑1055mm（輪胎的選擇參考課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表 1-3）三、傳動(dòng)系最小傳動(dòng)比的確定普通載貨汽車最高檔通常選用直接擋，若無分動(dòng)器或者輪邊減速器，則傳動(dòng)系的最小傳動(dòng)比等于主減速器的主減速比i0。主減速比i0是主減速器設(shè)計(jì)的 原始數(shù)據(jù)，應(yīng)在汽車總體設(shè)計(jì)時(shí)就確定。載重貨車為了得到足夠的功率儲(chǔ)備而使最高的車速有所下降，i0可按下式選擇 八 c、rrnpio = （0.377 0.472）r-P（1-3）uamaxigh式中，rr是驅(qū)動(dòng)輪的滾動(dòng)半徑（項(xiàng)，所選輪胎規(guī)格為10.00R20的子午線輪胎，其自由直徑半徑：Fd rr =r 2d=1055mm因計(jì)算常數(shù)F=3.0

11、5（子午線輪胎F=3.05）,故滾動(dòng)3.05 1055mm= 512.1mm = 0.5121m；2 3.1416n是發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速，no=2500r/min ; Umav是最高車速，ppa maxuamax =90km/h； igh是變速器最高擋傳動(dòng)比，igh=1.。0.5121 2500所以i。= (0.377 0.472) = 5.363 6.714o90 1.0初取i0=6.0根據(jù)所選定的主減速比i0的值，就可基本上確定主減速器的減速行駛，并使之與汽車總布置所要求的離地間隙相適應(yīng)。汽車驅(qū)動(dòng)橋離地間隙要求如圖1-4所示。其中，中型載貨汽車的離地間隙要求在230345m牝間。（參考

12、課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書表1-4）四、傳動(dòng)系最大傳動(dòng)比的確定傳動(dòng)系最大傳動(dòng)比為變速器的I擋傳動(dòng)比ig1與主減速比i0的乘積。i 應(yīng)根據(jù)汽車最大爬坡度、驅(qū)動(dòng)車輪與路面的附著條件、汽車的最低穩(wěn) g1定車速以及主減速比和驅(qū)動(dòng)車輪的滾動(dòng)半徑等綜合確定。汽車爬坡度時(shí)車速不高，空氣阻力可以忽略，則最大驅(qū)動(dòng)力用于克服輪胎與路面間的滾動(dòng)阻力及爬坡阻力。故有T i ,i 丁emax1 gI |。T之 mag(f cosa max + sin"max)= mag max (1-4)r則由最大爬坡度要求的變速器I擋傳動(dòng)比為i _ mag maxrr g1 T i T e max o T(1-5)式中，ma是汽車總質(zhì)

13、量，ma =14335kg ; g是重力加速度，2g=9.81m/S ; 口 max是道路取大坡度角，設(shè)計(jì)要求取大爬坡度為30%即坡度角口 max=16.70；甲maX是道路最大阻力系數(shù)。x = (f cos sin ) = 0.008 cos16.70 sin16.70maxmaxmax0.295前面已經(jīng)計(jì)算得r=0.5121m；發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩Temax=601.6N，m；主減速器比i0=6.0;傳動(dòng)系效率"T =0.894。所以ig1 一14335 9.81 0.295 0.51216.58601.6 6.0 0.894根據(jù)驅(qū)動(dòng)車輪與地面附著條件T i ,i 丁emaxigVo

14、T :二 g(1-6)求得變速器的i擋傳動(dòng)比為G ri2 rrg1 T i .emax1 o T(1-7 )式中，中是道路的附著系數(shù)，在良好的路面上去=0.8; G2是汽車滿載ig1二 12.454綜上所述，初步選取變速器I擋傳動(dòng)比i /g1=7.6400靜止于水平路面時(shí)驅(qū)動(dòng)橋承受的載荷（N）,初步設(shè)計(jì)采用單車橋驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)橋承受的質(zhì)量為10t,則10000 9.81 0.8 0.5121<601.6 6.0 0.894第二節(jié)傳動(dòng)系各總成的選型發(fā)動(dòng)機(jī)的選型根據(jù)所需發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率和最大轉(zhuǎn)矩及相應(yīng)轉(zhuǎn)速，初步選擇東風(fēng)康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司的型號(hào)為 EQB210-20的發(fā)動(dòng)機(jī)，以及濰柴動(dòng)力股份有限

15、公司的 型號(hào)為TBD226B-6I B的發(fā)動(dòng)機(jī)。它們的主要參數(shù)如表所示：?jiǎn)挝籈QB210-20TBD226B-60 B缸徑/行程mm102/120105/120排量L5.96.23額定工況 功率/轉(zhuǎn)速KW/(r/min)155/2500155/2500最大轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速N , m( r/min)700/1500730/1400-1600最低燃油消耗率g/( kW , h)215無資料質(zhì)量kg413無資料滿足排放要求歐II歐II外形尺寸 （長(zhǎng)X寬X高）mm無資料無資料東風(fēng)康明斯發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司的型號(hào) EQB210-20發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍750-2750r/min ;而濰柴動(dòng)力股份有限公司的型號(hào)為 TBD2

16、26B-6Q B發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速范圍無資料可查。離合器的初步選型為離合器所能傳遞的最大靜摩擦力矩與發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩之比，必須大于1 0后備系數(shù)B后備系數(shù)B是離合器設(shè)計(jì)時(shí)用到的一個(gè)重要參數(shù)，它反映了離合器傳遞發(fā)動(dòng) 機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的可靠程度。在選擇夕時(shí)，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：1）摩擦片在使用中磨損后，離合器還應(yīng)能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩。2）要防止離合器滑磨過大。3）要能防止傳動(dòng)系過載。顯然，為可靠傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和防止離合器滑磨過大，B不宜選取太小；為使離合器尺寸不致過大，減少傳動(dòng)系過載，保證操縱輕便，B又不宜選取太大； 當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)后備功率較大、使用條件較好時(shí)，B可選取小些；當(dāng)使用條件惡劣，需 要拖帶掛車時(shí)，為提

17、高起步能力、減少離合器滑磨，B應(yīng)選取大些；貨車總質(zhì)量越大，B也應(yīng)選得越大；采用柴油機(jī)時(shí)，由于工作比較粗暴，轉(zhuǎn)矩較不平穩(wěn)，選 取的B值應(yīng)比汽油機(jī)大些；發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)越多，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)越小，B可選取小些；膜片彈簧離合器由于摩擦片磨損后壓力保持較穩(wěn)定，選取的B值可比螺旋彈簧離合器小些；雙片離合器的B值應(yīng)大于單片離合器。各類汽車口值的取值范圍通常為：轎車和微型、輕型貨車 6=1. 201. 75中型和重型貨車 6=1. 502. 25越野車、帶拖掛的重型汽車和牽引汽車6=1. 804. 00根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩，和上述的原則。初步選定濰坊鶴鎮(zhèn)機(jī)械有限公司生產(chǎn)，轉(zhuǎn)矩容量為1300N m的HZ-305-CKS-N

18、CS合器。該離合器與 EQB210-20發(fā)動(dòng)機(jī)匹配時(shí)，其后備系數(shù)為1.85;與TBD226B-6I B匹配時(shí)，其后備系數(shù)是1.78;變速器的選擇由于重型汽車的裝載質(zhì)量大，使用條件復(fù)雜，同時(shí)中型貨車滿載與空載的質(zhì) 量變化極大，要保證重型汽車具有良好的動(dòng)力性、 經(jīng)濟(jì)性和加速性，需要采用多 檔變速器。因?yàn)?，檔位越多，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)揮最大功率附近高功率的機(jī)會(huì)就越大，可 以提高汽車的加速與爬坡能力；同時(shí)也能增加發(fā)動(dòng)機(jī)在地燃油消耗率的轉(zhuǎn)速范圍 工作的機(jī)會(huì)，可以提高汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。目前，組合式機(jī)械變速器已經(jīng)成為重 型汽車的主要形式，即以一到兩種4-6擋變速器為主體，通過更換系列齒輪副和 配置不同的副變速器，得到

19、一組不同的擋數(shù)、不同傳動(dòng)比范圍的變速器系列。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和變速器的I擋傳動(dòng)比，初步選擇哈爾濱一汽變速箱股 份有限公司生產(chǎn)的VI擋變速箱型號(hào)為CA6-75B （直接）。變速箱為三軸同步機(jī)械 式汽車變速箱，具有六個(gè)前進(jìn)檔和一個(gè)倒檔，三、四、五、六采用鎖環(huán)式慣性同 步器換檔，二檔采用鎖環(huán)式同步器換檔，一檔和倒檔為滑動(dòng)齒套式換檔，變速箱 采用上下分體式結(jié)構(gòu)，上蓋為換檔操作部分，下箱體為齒輪傳動(dòng)部分，便于拆解 維修。變速器的輸入轉(zhuǎn)矩范圍為735833N m，該變速器的最高檔采用直接擋，傳動(dòng)比的范圍是1-7.640。變速器各擋速比如表所示:IIIIIIIVVVI倒7.6404.7142.9321.8

20、951.3371.0007.107四、傳動(dòng)軸的選型該車前后軸距較大，為了提高傳動(dòng)軸的的臨界轉(zhuǎn)速，避免共振以及考慮整 車總布置上的需要，常將傳動(dòng)軸分段。當(dāng)傳動(dòng)軸分段時(shí)，需要加設(shè)安裝在車架橫 梁上的彈性中間支撐，以補(bǔ)償傳動(dòng)軸軸向和角度方向的安裝誤差， 以及車輛行駛 過程中由于彈性支承的發(fā)動(dòng)機(jī)的傳動(dòng)和車架等變形所引起的位移。彈性元件能吸收傳動(dòng)軸的震動(dòng)，降低噪聲。這種彈性中間支撐不能傳遞軸向力，它只要承受傳 動(dòng)軸因動(dòng)不平衡，偏心等因素引起的徑向力，以及萬向節(jié)上的附加彎矩所引起的 徑向力。一般驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)軸均采用一對(duì)十字軸萬向節(jié)。十字萬向節(jié)兩軸的夾角 «不 宜過大，當(dāng)口由40增至160時(shí)，滾針軸

21、承壽命將下降至原壽命的 1/4。十字軸 萬向節(jié)夾角的允許范圍如表所示：驅(qū) 動(dòng) 橋 傳 動(dòng) 軸汽車滿載靜止時(shí)一般汽車60越野汽布120行駛中的極限夾角一般汽車150 200短軸距越野汽車300選擇傳動(dòng)軸時(shí)應(yīng)注意，當(dāng)變速器為I擋時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩經(jīng)過變速器的 減速增扭后。輸出的扭矩的是否大于傳動(dòng)軸的工作扭矩。選擇濰柴動(dòng)力股份有限公司的型號(hào)為TBD226Ba B的發(fā)動(dòng)機(jī)。最大轉(zhuǎn)矩是730N，m,當(dāng)經(jīng)過哈爾濱一汽變速箱股份有限公司 CA6-75B VI擋變速箱減速增扭后，所輸出的轉(zhuǎn)矩是5577.2 N，m。通過游覽重慶重型汽車集團(tuán)傳動(dòng)軸有限公司生產(chǎn)的中型汽車傳動(dòng)軸總成，編號(hào)為002,工作轉(zhuǎn)矩為6000

22、N，m。能承受變速器輸出的最大扭驅(qū)動(dòng)橋的選型驅(qū)動(dòng)橋處于傳動(dòng)系的末端，其基本公用是增大由傳動(dòng)軸傳來的轉(zhuǎn)矩，將轉(zhuǎn) 矩分配給左、右驅(qū)動(dòng)車輪，并使左、右驅(qū)動(dòng)輪具有差速功能；同時(shí)，驅(qū)動(dòng)橋還要 承受作用于路面和車價(jià)之間的垂向力、縱向力和橫向力。1、驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)形式和布置形式的選擇驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式與驅(qū)動(dòng)車輪的懸架形式有關(guān)。絕大多數(shù)載重貨車的驅(qū)動(dòng) 車輪采用非獨(dú)立懸架，相應(yīng)的采用非斷開式車橋?，F(xiàn)代多橋驅(qū)動(dòng)汽車都采用貫通式驅(qū)動(dòng)橋的布置。在貫通式驅(qū)動(dòng)橋的布置中，各橋的傳動(dòng)布置在同一個(gè)縱向垂直平面內(nèi)，且 相鄰的兩橋的傳動(dòng)軸是串聯(lián)的布置。 具優(yōu)點(diǎn)是不僅減少了傳動(dòng)軸的數(shù)量， 而且提 高了各種驅(qū)動(dòng)橋零件的互通性，并且簡(jiǎn)化了結(jié)

23、構(gòu)，減少了體積和質(zhì)量，成本較低。 東風(fēng)牌EQ1146G型載貨汽車不是采用多橋驅(qū)動(dòng)，所以不采用貫通式驅(qū)動(dòng)橋布置。2、主減速器結(jié)構(gòu)形式選擇主減速器形式的選擇與汽車的類型及使用條件有關(guān)，主要取決與動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等整車性能所要求的主減速比i 0的大小以及驅(qū)動(dòng)橋的離地間隙、驅(qū)動(dòng)橋的 數(shù)目及減速形式等。雙級(jí)主減速器有兩集齒輪減速組成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量大，制造成本也顯著 增加，僅用于主減速比較大且采用單節(jié)減速器不能滿足既定的減速比和離地間隙 要求的重型汽車上。目前，轎車和一般的輕、中型貨車采用單級(jí)主減速器，即可滿足汽車動(dòng)力 性要求。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、質(zhì)量輕和傳動(dòng)效率高等優(yōu)點(diǎn)。綜上所述，由于所設(shè)計(jì)的載貨汽

24、車的軸數(shù)和驅(qū)動(dòng)形式為2X2,以及單級(jí)主減速器還有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn)，又能滿足使用要求。所以，選用單機(jī)主減速器。3、驅(qū)動(dòng)橋的選型根據(jù)計(jì)算的主減速比，初步選擇重慶紅巖汽車車橋廠的單級(jí)減速單后驅(qū)動(dòng) 橋，產(chǎn)品編號(hào)為20048301。單級(jí)減速橋總成采用鑄鋼橋殼，整體剛性好，結(jié)實(shí) 耐用，承載能力強(qiáng)，能滿足惡劣路況需求。承載能力為13t,最大輸入轉(zhuǎn)矩6858N -m,大于最大的輸入轉(zhuǎn)矩730M 7.640= 5577.2N m ,主減速器傳動(dòng)比i0=4.875和5.833兩種。因車速要求較高，就選i0=4.875計(jì)算，如果 汽車阻力功率曲線與發(fā)動(dòng)機(jī)功率曲線不能交在其最大功率點(diǎn)上，在進(jìn)行調(diào)整。第三節(jié)整車性能計(jì)

25、算一、配置東風(fēng)康明斯EQB210-20發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的整車性能計(jì)算1、汽車動(dòng)力性能計(jì)算(1)汽車驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力汽車行駛過程中必須克服滾動(dòng)阻力 Ff和空氣阻力Fw的作用，加速時(shí)會(huì)受到加速阻力Fj-作用，上坡時(shí)會(huì)受到重力沿坡道的分力一一坡度阻力Fi的作用。汽車行駛時(shí)驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力的平衡方程為Ft = Ff + Fw+ Fi + Fj(1-8)發(fā)動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速n下發(fā)出的扭矩Te ,經(jīng)過汽車傳東西傳遞到驅(qū)動(dòng)輪上的驅(qū)動(dòng) e力Ft按下式計(jì)算T i ielgl。TFt = (1-9)r式子中，Te是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩(N m)； ia是變速器減速比；io是主減 ego速器減速比，i。=5.833; “t是傳動(dòng)系效率，&q

26、uot;t =0.894 ; rr是車輪的滾動(dòng)半徑(項(xiàng)，rr=0.5121m。在驅(qū)動(dòng)輪不不打滑的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n(r/min)所對(duì)應(yīng)的汽車車速Ua (Km/h)為 nrua = 0.377(1-10)igio滾動(dòng)阻力Ff為Ff = magcosa f(1-11)2 一式子中，g是重力加速度，g=9.81 m/ S ; a是坡道的坡度角；f是滾動(dòng)阻力系數(shù)，f=0.008.空氣阻力Fw為(1-12)口2式子中，CD是空氣阻力系數(shù)，Cd=0.9; A是迎風(fēng)面積，即汽車行駛方向的投影面積,A =1.940 x 2.830 m2 ； P是空氣密度,一般取2_4=1.2258N S , m ; ua是

27、汽車仃駛速度(s/m)，右ua以km/h計(jì),則Fw二CdA 2D Ua21.15坡度阻力Fi為Fi式子中，magsinFi = magi(1-13)i是道路坡度，計(jì)算時(shí) i取值從0% 40%坡道阻力口隨著坡道的坡度口變大而增大，且與變速器檔位和車速無關(guān)。(1)搭配東風(fēng)康明斯EQB210-2儂動(dòng)機(jī)時(shí)，汽車的最高速度。在網(wǎng)上查 找到東風(fēng)康明斯EQB210-20發(fā)動(dòng)機(jī) 的外特性曲線圖。選擇東風(fēng)康明斯EQB210-20的發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的最局車速uanr2500 0.51210.377-r- = 0.377= 99km/higi04.875 1.0當(dāng)車速為99KM/H的時(shí)候，汽車的驅(qū)動(dòng)力應(yīng)該大于汽車所受到的阻

28、力, 此時(shí)不考慮汽車所受到的坡道阻力和加速阻力。Ft 二Ti i el gio T603 4.875 1.0 0.8940.5121=5131NFf = 14335 9.81 0.008 T125N加速阻力Fj = Ft -(Ff + Fw + Fi)計(jì)算。為計(jì)算最大加速能力，這里21Fw0.9 1.940 2.83021.15902 = 1892NFt - Ff Fw=5131 - 1125 1892所以此時(shí)車速能達(dá)到90KM/H以上。(2)計(jì)算搭配東風(fēng)康明斯EQB210-20發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，汽車的最大爬坡度。計(jì)算汽車最大爬坡度時(shí)候，是汽車變速器的擋位是I擋，此時(shí)汽車的速度 比較慢，此時(shí)所受到的風(fēng)

29、阻 Fw和加速阻力可以忽略不計(jì)，當(dāng)一檔的時(shí)候汽車車 輪的最大驅(qū)動(dòng)力為：Ft =Teigio t 700 7.640 4.875 0.894r0.5121=45514N坡道阻力為 Fi 二 mag sin -二 140626sin :滾動(dòng)阻力為 Ff = mag cos： f = 1125cos;Ft = Fi Ff 所以45514= 140626$冶: 1125cos ;算出二=18.430汽車的最大爬坡度，是指汽車滿載時(shí)在良好路面上用第一檔克服的最大坡 度，它表征汽車的爬坡能力。爬坡度用坡度的角度值(以度數(shù)表示)或以坡度起 止點(diǎn)的高度差與其水平距離的比值(正切值)的百分?jǐn)?shù)來表示。只有當(dāng)汽車牽

30、引力大于上坡阻力和滾動(dòng)阻力(空氣阻力不計(jì))時(shí)，汽車才能爬上坡。表述這種汽車爬坡能力的計(jì)量方法就是百分比坡度，用坡的高度和水平距離的比例來表示，即百分比坡度= tana X100%其中a是坡面與水平面的夾角。例如“汽車爬坡度”是 30%根據(jù)上述公式得：tana X100%=30%即tana =30/100= 0.3,查三角函數(shù)表得« =16.7° ,即此車可爬越的最陡坡度是 16.7 0 。所以tan18.430 X 100%=33.3% 一擋時(shí)候的最大爬坡度為33.3%(3)搭配東風(fēng)康明斯EQB210-20發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，汽車的加速性能計(jì)算。就取道路坡道為零的平知道路上進(jìn)行失算L

31、L L LFt-Fw-FfFj = 6 ma = Ft - Fw - Ff,由此可得 a = （1-14）ma式中，6是汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)，6按式子6 = 1 + 61 + 6 2i：估算，取 g"定62 = 0.04, i a為變速器速比。通過計(jì)算得到汽車各個(gè)擋位加速度時(shí)間。 gr dua 1 . 一由a =得dt = dua,故dtatu2 1t =1dt = 1 dua(1-15)0u1a通過上式可求得7車從初始車速 u1全力加速到u2的加速時(shí)間t當(dāng)汽車掛一擋起步并且加速到10km/h時(shí)所用的時(shí)間為11S當(dāng)汽車從10km/h掛二檔加速到20km/h時(shí)所用的時(shí)間為ios當(dāng)汽車從

32、20km/h掛三檔加速到30km/h時(shí)所用的時(shí)間為12.3S當(dāng)汽車從30km/h掛四擋加速到45km/h時(shí)所用的時(shí)間為26.3S當(dāng)汽車從45km/h掛五檔加速到60km/h時(shí)所用的時(shí)間為39.8S當(dāng)汽車從60km/h掛六擋加速到75km/h時(shí)所用的時(shí)間為67S當(dāng)汽車從靜止通過連續(xù)換擋加速到 75km/h時(shí)所用的時(shí)間為166.4S二、配置濰柴TBD226B-6H B發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的整車性能計(jì)算(4)搭配濰柴TBD226B-60 B發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，汽車的最高速度計(jì)算由于網(wǎng)絡(luò)上沒有濰柴TBD226B-60 B的外特性圖，可能數(shù)據(jù)有些誤差選擇濰柴TBD226B-60 B發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)的最高車速=0.377 匹 igi0

33、o 0.3772500 0.51214.875 1.0二 99km/ h當(dāng)車速為99KM/H的時(shí)候，汽車的驅(qū)動(dòng)力應(yīng)該大于汽車所受到的阻力, 此時(shí)不考慮汽車所受到的坡道阻力和加速阻力。Ft - FfFwFt“尸。4.875 1.0 O894 . 5361N0.5121Ff14335 9.81 0.008= 1125NFw0.9 1.940 2.830 o 902 = 1892N21.15Ft- Ff Fw=5361 - 1125 1892所以此時(shí)車速能達(dá)到90KM/H以上。(5)計(jì)算搭配濰柴TBD226B-60 B發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，汽車的最大爬坡度。計(jì)算汽車最大爬坡度時(shí)候，是汽車變速器的擋位是I擋，此時(shí)

34、汽車的速度比較慢, 此時(shí)所受到的風(fēng)阻Fw和加速阻力可以忽略不計(jì)，當(dāng)一檔的時(shí)候汽車車輪的最大 驅(qū)動(dòng)力為：LTeigio T 730 7.640 4.875 0.894Ft47465Ntrr0.5121坡道阻力為 Fi = mag sin 二=140626sin ;滾動(dòng)阻力為 Ff = mag cos： f = 1125cos;Ft 二 Fi Ff 所以47465= 140626$葉1125cos ;算出二=19.260tan 19.260 100% =34.9%所以當(dāng)搭配濰柴TBD226B-6I B發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，汽車的最大爬坡度是34.9%。(6)搭配搭配濰柴TBD226Ba B發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，汽車的加速

35、性能計(jì)算。就取道路坡道為零的平知道路上進(jìn)行計(jì)算Fj 二maFt - Fw - Ff,由此可得a =Ft - Fw - Ffma27式中，6是汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)，6按式子6 = 1 +61 + 6 2i：估算，取 gdUadt"定62 = 0.04, i a為變速器速比。通過計(jì)算得到汽車各個(gè)擋位加速度時(shí)間 g得dt = Id",故aatu2 1dt :-dua0u1 a通過上式可求得7車從初始車速 U1全力加速到u2的加速時(shí)間t當(dāng)汽車掛一擋起步并且加速到1okm/h時(shí)所用的時(shí)間為10.4S當(dāng)汽車從1okm/h掛二檔加速到20km/h時(shí)所用的時(shí)間為9.8S當(dāng)汽車從20km/h

36、掛三檔加速到30km/h時(shí)所用的時(shí)間為11.7S當(dāng)汽車從30km/h掛四擋加速到45km/h時(shí)所用的時(shí)間為25S當(dāng)汽車從45km/h掛五檔加速到60km/h時(shí)所用的時(shí)間為37.7S當(dāng)汽車從60km/h掛六擋加速到75km/h時(shí)所用的時(shí)間為61.5S當(dāng)汽車從靜止通過連續(xù)換擋加速到 75km/h時(shí)所用的時(shí)間為156.1S三、汽車經(jīng)濟(jì)性能計(jì)算汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性是汽車使用中的另一項(xiàng)重要性能。汽車設(shè)計(jì)開發(fā)過程中，常需要在十幾樣車之稱之前，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)特性和汽車功率平衡圖對(duì)汽車的燃油經(jīng) 濟(jì)性進(jìn)行評(píng)算，最簡(jiǎn)單、最基本的是等速行駛百公里燃油消耗量的估算。對(duì)貨車 來講，等速百公里耗油量是滿載時(shí)可以最高擋在水平良好的

37、路面上等速行駛 100KM勺燃油消耗量。汽車百公里燃油消耗量Qs為QsPge1.02ua g(1-16)式子中，P是汽車以車速ua等速行駛時(shí)勇于克服滾動(dòng)阻力和空氣阻力發(fā)動(dòng)機(jī)所消11magfuaCD Au3耗的功率(kw), p = (Pf + L)=I a. a +3_a I； nT> T fT 360076140傳動(dòng)系效率，n T =0.894 ; ma是汽車總質(zhì)量,f是滾動(dòng)阻力系數(shù),f =0.008 ; CD是空氣阻力系數(shù)CD =0.9 ； A是迎風(fēng)面積；ge是燃油消耗率 (g / Kw h),)可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速從外特性曲線圖上讀取；ua是汽車車速(km/h); P g 是燃油的重度

38、，柴油取 7.948.13N/L，取 P g =8.04N/L。(1)計(jì)算搭配東風(fēng)康明斯 EQB210-20發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，汽車以90km/h等速行 駛百公里的燃油消耗量。1p = 一(Pf Pv) nTQs ; m1 magfua CDAu3a a D a = 84.37kwT 36007614084.37 25028.581.02 90 8.04(2)計(jì)算搭配濰柴TBD226B-6I B發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，汽車以90km/h等速行駛百 公里的燃油消耗量。1P = 一(Pf Pv)T1 magfuaT 3600CDAu3QsPge1.02ujg84.37 2601.02 90 8.04=29.7D a =

39、84.37kw 76140第四節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系部件的確定根據(jù)前面的計(jì)算，可以確定設(shè)計(jì)車輛的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)。1）哈爾濱一汽變速器CA6-75B （最高擋為直接擋）、單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋（主減 速比為4.875）與東風(fēng)康明斯 EQB210-20發(fā)動(dòng)機(jī)匹配使用時(shí)，汽車最高車速是99km/h,最大爬坡能力是33.3%,從一擋起步連續(xù)換擋加速到75km/h車 速的加速度時(shí)間為166.4S。2）哈爾濱一汽變速器CA6-75B （最高擋為直接擋）、單級(jí)減速驅(qū)動(dòng)橋（主減 速比為4.875）與濰柴TBD226B-60 B發(fā)動(dòng)機(jī)匹配使用時(shí)，汽車的最高車速是99km/ h ,最大爬坡能力是34.9%,從一擋起步連續(xù)換擋加速到75km/h車 速的加速度時(shí)間為156.1S。兩種匹配情況下的汽車性能比較見表:發(fā)動(dòng)機(jī)型號(hào)整車主要性能最大車速ua / (km/ h)最大爬坡度i （%從一擋起步 加速到75km/ h的時(shí)間t/s以 90KM/h車速等速 行駛百公 里耗油量東風(fēng)康明斯EQB210-2099km/h33.3%166.4S28.58濰柴 TBD226B-6 n B99km/h34.9%156.1S29.7可見，選用濰柴TBD226Ba B時(shí)，整車的爬坡性能、加速性能有了顯著地 提高，經(jīng)濟(jì)車速的范圍也比較大，燃油經(jīng)濟(jì)性較好，同時(shí)也能滿足最高車速 90KM/h的設(shè)計(jì)要求。最后確定的發(fā)動(dòng)機(jī)和傳東西各