【正文】 車輛與動力工程學(xué)院畢業(yè)設(shè)計說明書皮卡總體設(shè)計論文汽車畢業(yè)設(shè)計第一章 總體設(shè)計汽車總體設(shè)計是汽車設(shè)計工作中十分重要的一環(huán)。汽車使用性能、外廓尺寸、重量、外形和生產(chǎn)成本與總體設(shè)計有密切關(guān)系。汽車性能的好壞不僅取決于各部件性能如何，而且在很大程度上取決于各部件的協(xié)調(diào)和配合，取決于總布置。在汽車設(shè)計開始階段應(yīng)該有一個很好的總體設(shè)計，使整車設(shè)計有一個統(tǒng)一的目標(biāo)、統(tǒng)一的設(shè)想和統(tǒng)一的指揮。167。 汽車類型的選擇用途可分為轎車、客車、載貨汽車、越野汽車、牽引汽車、專用汽車、自卸汽車、農(nóng)用汽車等。另外，隨著時代的進(jìn)步和技術(shù)的發(fā)展出現(xiàn)了以新能源為動力的電動汽車、燃料電池汽車等。我們本次設(shè)計的是一款柴油皮卡車，經(jīng)技舒適，具有良好的動力性、制動性、安全性，這就是我們本次設(shè)計所貫穿的主線。167。 汽車形式的選擇167。汽車的軸數(shù)（二軸、三軸或四軸）是根據(jù)汽車的用途、總重、使用條件、公路車輛的法規(guī)限制和輪胎負(fù)荷能力來確定的。我國公路干線和橋梁所允許的雙軸汽車后軸的單軸負(fù)荷為130kN，前軸的單軸負(fù)荷允許為60kN，三軸汽車的雙后軸負(fù)荷為240kN。雙軸汽車總重一般不超過180~190 kN，而三軸汽車的總重不超過320 kN。總重更大的公路用車可采用四軸。因本次設(shè)計的車型質(zhì)量較輕，故采用兩軸。167。驅(qū)動形式常用4466等代號表示。其中第一個數(shù)字表示汽車車輪總數(shù)，第二個表示驅(qū)動輪數(shù)。42式汽車結(jié)構(gòu)最簡單，汽車自重較輕，制造成本低，油耗量也較小，故在轎車和總重小于190 kN的公路用車上得到最廣泛的采用。因本次設(shè)計車型總重不高，所以采用42形式。167。汽車布置形式是指發(fā)動機、驅(qū)動軸和車身的相互位置關(guān)系和布置特點而言的。汽車的使用性能除取決于整車和各總成的有關(guān)參數(shù)外，起布置形式對使用性能也有重要影響。皮卡屬于客貨兩用車，一般采用發(fā)動機前置后輪驅(qū)動(FR)。該布置有如下優(yōu)點：軸荷分配合理，因而有利于提高輪胎的使用壽命；前輪不驅(qū)動，因此不需要采用等速萬向節(jié)，有利于減少制造成本；操縱機構(gòu)簡單；采暖機構(gòu)簡單，且管路短供暖效率高；發(fā)動機冷卻條件好；上坡行駛時，因驅(qū)動輪上的附著力增大，故爬坡能力強；變速器與主減速器分開，故拆裝、維修容易；發(fā)動機的接近性良好。主要缺點是：因為車身地板下方有傳動軸，所以地板上有凸起的通道，并使后排座椅中部坐墊的厚度減薄，影響了乘坐舒適性；汽車正面與其他物體發(fā)生碰撞時，易導(dǎo)致發(fā)動機進(jìn)入車廂，會使前排乘員受到嚴(yán)重傷害；汽車的總長、軸距均較長，整車整備質(zhì)量增大，同時影響到汽車的燃油經(jīng)濟性和動力性。總體還是應(yīng)用很廣泛的。167。 汽車主要技術(shù)參數(shù)確定167。汽車主要尺寸是指汽車的外廓尺寸、軸距、輪距、車廂尺寸等。汽車的長、寬、高稱為汽車外廓尺寸。應(yīng)根據(jù)汽車的用途、道路條件、噸位（或載客數(shù)）、外型設(shè)計、公路限制和結(jié)構(gòu)布置等因素來確定。在總體設(shè)計時要力求減少汽車的外廓尺寸，以減輕汽車自重，提高汽車的動力性、經(jīng)濟性和機動性。本次設(shè)計參考日產(chǎn)銳騏皮卡初步確定：La=4980mm,Ba=1690mm,Ha=1650mm軸距L對整備質(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。軸距短一些，汽車長度就短，自重就輕，最小轉(zhuǎn)彎半徑和縱向通過半徑就小。但若軸距過短，則會帶來一系列缺點：如車廂長度不足或后懸過長，汽車行駛時的縱擺和橫擺較大；汽車制動或上坡時重量轉(zhuǎn)移也大，使操縱性和穩(wěn)定性變壞。此外，還會導(dǎo)致萬向節(jié)傳動的夾角過大等問題。因此，在確定軸距時要考慮各方面的要求，在保證所設(shè)計車型的主要性能、裝載面積和軸荷分配等方面均得到滿足的前提下把軸距設(shè)計得短一些較好。本次柴油皮卡設(shè)計參考銳騏選取L=2950mm。、后輪距B1和B2汽車輪距B會影響車廂或駕駛室內(nèi)寬、汽車總寬、總質(zhì)量、最小轉(zhuǎn)彎直徑等。輪距愈大，車廂內(nèi)寬隨之增加，并有利于增加傾斜剛度，橫向穩(wěn)定性愈好；但輪距寬了，汽車的總寬和總重一般也加大，并導(dǎo)致汽車的比功率、比轉(zhuǎn)矩指標(biāo)下降，機動性變壞，而且容易產(chǎn)生向車身側(cè)面甩泥的缺點。所以，輪距不宜過大，輪距的數(shù)值必須與所要求的汽車總寬相適應(yīng)。，并參考同類車型選取前輪距B1=1415mm，后輪距B2=1410mm。前懸和后懸的長度是在總布置過程中確定的。前懸的長度應(yīng)足以固定和安裝駕駛室前支點、發(fā)動機、水箱、轉(zhuǎn)向機、彈簧前托架和保險杠等零件和部件。駕駛室的型式和駕駛員座位的前后位置對前懸的大小也有很大影響。汽車的前懸不宜過長，否則汽車的接近角過小。后懸的長度主要取決于貨箱長度、軸距和軸荷分配情況，同時要保證適當(dāng)?shù)碾x去角。一般說來，后懸不宜過長，否則上、下坡時容易刮地，轉(zhuǎn)彎時也不靈活。貨車后懸一般在1200～2200mm之間。167。汽車的質(zhì)量參數(shù)包括整車整備質(zhì)量m0、載客量、裝載質(zhì)量、質(zhì)量系數(shù)ηm0、汽車總質(zhì)量ma、軸荷分配等。整車整備質(zhì)量m0是指車上帶有全部裝備（包括隨車工具、備胎等），加滿燃料、水，但沒有裝貨和載人時的汽車質(zhì)量。參考同類車型及設(shè)計要求，選取汽車自重m0=。（簡稱載質(zhì)量）。質(zhì)量系數(shù)ηm0是指汽車載質(zhì)量與整車整備質(zhì)量的比值，即質(zhì)量系數(shù)ηm0=me/m0。該系數(shù)反映了汽車的設(shè)計水平和工藝水平，ηm0值越大，說明該汽車的結(jié)構(gòu)和制造工藝越先進(jìn)。在參考同類型汽車選定ηm0后，可根據(jù)給定的me計算整車整備質(zhì)量m0。汽車總質(zhì)量ma是指裝備齊全，并按規(guī)定裝滿客、貨時的整車質(zhì)量。皮卡的總質(zhì)量ma由整備質(zhì)量m0、載質(zhì)量me和駕駛員以及隨行人員質(zhì)量三部分組成，即ma=m0+me+n165kg式中，n1為包括駕駛員及隨行人員在內(nèi)的人數(shù)，應(yīng)等于座位數(shù)。本次設(shè)計汽車總質(zhì)量ma=。汽車的軸荷分配是汽車的重要質(zhì)量參數(shù)，它對汽車的主要使用性能（牽引性、制動性、通過性、操縱穩(wěn)定性等）和輪胎的使用壽命有很大的影響。為了使輪胎磨損均勻，一般希望滿載時每個輪胎的負(fù)荷大致相等，例如，對于后軸為單胎的雙軸42式汽車，希望在滿載時前后軸的負(fù)荷各為50%左右。而后軸為雙胎的42式汽車則希望前后軸負(fù)荷大致按1/3和2/3的比例分配。表11 汽車的前后軸荷分配車型滿載空載前軸%后軸%前軸%后軸%貨車42后輪單胎32~4060~6850~5941~50貨車42后輪雙胎，25~2773~7544~4950~56乘用車前置后驅(qū)45~5050~5551~5644~49結(jié)合上表，參考同類車型確定皮卡軸荷分配：表2—2軸荷分配滿載空載前軸%后軸%前軸%后軸%46545545891kg729kg167。167。柴油皮卡選用柴油機作為動力裝置，柴油機體積大，質(zhì)量大，油耗大，但是柴油機扭矩大，動力性好。選用發(fā)動機要根據(jù)汽車的最高車速來確定。本次柴油皮卡最高車速為150km/h，因此發(fā)動機最大功率可用下式估算。 Pemax=(magfrvmax/3600+cDAvmax3/76140)/ηT (11)式中，Pemax——發(fā)動機最大功率； ηT——傳動系效率，ηT=85%； ma——汽車總質(zhì)量（kg）；g——重力加速度（m/s2）； fr——滾動阻力系數(shù)，fr=[1+(va50)]，va用最高車速代入； cD——空氣阻力系數(shù)，綜合貨車與轎車取cD=；A——汽車迎風(fēng)面積（m2），根據(jù)外形取A=； vmax——最高車速。則：Pemax=（+）=根據(jù)結(jié)果選取ZD25TCR柴油機（鄭州日產(chǎn)銳騏）。167。當(dāng)發(fā)動機的最大功率和相應(yīng)的轉(zhuǎn)速確定后，則發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩和相應(yīng)轉(zhuǎn)速可隨之確定，其值由下面公式計算： 9549αPe max （12） 式中：α——轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù)，～，； pemax——最大功率(kw)； ——最大功率時轉(zhuǎn)速(r/min)； ——最大轉(zhuǎn)矩()；其中，/～。根據(jù)公式（22） 發(fā)動機ZD25TCR最大扭矩：260 。最大扭矩點轉(zhuǎn)速：2400r/min 滿足要求。表13 ZD25TCR柴油機性能參數(shù)最高功率/轉(zhuǎn)速km/(r/min)80/3800最大轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速N/（r/min）260/16002400排量（mL）2498最高轉(zhuǎn)速（r/min）4180輪廓尺寸（mm）730/648/791圖11 ZD25TCR發(fā)動機外特性圖167。 車身形式的選擇根據(jù)柴油皮卡的設(shè)計要求，外形設(shè)計主要參考日產(chǎn)銳騏皮卡。167。 輪胎的選擇輪胎的型號主要根