【文章內(nèi)容簡介】 max? 的關(guān)系為： min maxsinLR ?? 一般來說， max ? ? ， minR =，則計算出最大軸距為 3588mmm 所以，取汽車的軸距為： L=3200mm 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計 第 7 頁 圖 21 理想的內(nèi)、外轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向角間的關(guān)系 （ 3） 前后輪距 12BB與 汽車輪距 B 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。輪距越大，則懸架的角剛度越大，汽車的橫向穩(wěn)定性越好，車廂內(nèi)橫向空間也越大。但輪距也不宜過大，否則，會使汽車的總寬和總質(zhì)量過大。輪距必須和汽車的總寬相適應(yīng)。 載貨汽車的前輪距 1B 與車架前部寬、前懸架寬、輪胎寬、前輪最大轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)向拉桿和轉(zhuǎn)向車輪以及和車架間的運動空間等因素有關(guān)，應(yīng)經(jīng)過具體布置和計算才能最后確定。后輪距 2B 與后板寬、后板簧距、輪胎寬、板簧與輪胎間的間隙等尺寸有關(guān)。 設(shè)計時依然可以通過內(nèi)、外轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向角間的關(guān)系來初選出輪距。如圖 21，兩軸汽車在轉(zhuǎn)向時，若不考慮輪胎的側(cè)向偏離，則為了滿足內(nèi)外轉(zhuǎn)向輪轉(zhuǎn)向角間的匹配應(yīng)保證當(dāng)汽車轉(zhuǎn)彎行駛時，全部車輪繞同一瞬時轉(zhuǎn)向中心旋轉(zhuǎn)，各車輪只有滾動而無側(cè)滑的要求其內(nèi)、外轉(zhuǎn)向輪理想 的轉(zhuǎn)角關(guān)系如圖 21 所示，由下式?jīng)Q定： 0c o t c o t i CO D O KB D L?? ?? ? ? 其中內(nèi)輪最大轉(zhuǎn)角 0 ? ? ，外輪最大轉(zhuǎn)角 ?? ，軸距 L=3200mm，可計 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計 第 8 頁 算出 K=964mm。由于前輪為轉(zhuǎn)向輪，即前輪兩轉(zhuǎn)向主銷中心線與地面交點間的距離為 K=964mm，輪距一般都比 K 大，所以取前輪輪距 B1=1600mm，后輪距 B2=1600mm。 （ 4） 汽車的前懸 FRLL和 后 懸 汽車的前懸 FRLL和 后 懸 尺寸是由總布置最后確定的。前懸的長度與汽車的類型、驅(qū)動形式、發(fā)動機的布置形式和駕駛室的形式以及布置密切相關(guān)。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。汽車的后懸長度主要與貨箱長度、軸距及軸荷分配有關(guān)。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(zhuǎn)彎也不靈活。城市大客車的后懸一般不大于其軸距的 60%，絕對值不大于 。輕型及以上的貨車的后懸一般在 ~。長軸距、特長貨箱的汽車，其后懸可長達約 。 綜上 ， 本輕型貨車 主要尺寸參數(shù)的選擇如表 22： 軸距 輪距 外廓尺寸 前懸和后懸 L=3200mm 1B =1600 2B =1600 長： 5220 寬： 1950 高： 2050 FL =720 RL =1350 表 22 汽車的主要尺寸參數(shù) 汽車 質(zhì)量參數(shù)的 選擇 汽車 的質(zhì)量參數(shù)包括整車整備質(zhì)量 0m ，載客量、裝載質(zhì)量 、質(zhì)量系數(shù) 0m? ， 汽車總質(zhì)量 am 、軸荷分配等。 其中裝載質(zhì)量的參數(shù)已給定，即 Gm = （ 1） 汽車的整備質(zhì)量 0m 汽車的整備質(zhì)量就是汽車經(jīng)整備后在完備狀態(tài)下的自身質(zhì)量，即指汽車 在 加滿 燃料、輪滑油 、工作油液及發(fā)動機冷卻水和裝備齊全后但未載人、貨時的質(zhì)量。它是一個重要的設(shè)計指標(biāo)。 載貨汽車可參考國內(nèi)外同類型同級別的汽車的裝載量與整備質(zhì)量之比 0/emm（稱為汽車的整備質(zhì)量利用系數(shù) 0m? ） 為新車型選擇一個適當(dāng)?shù)恼麄滟|(zhì)量利用系數(shù)， 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計 第 9 頁 然后按其裝載量 em 計算 汽車的整備質(zhì)量 00( / )emmm ?? 。 由于質(zhì)量系數(shù) 00/memm? ? 在（ ~）之間， 取 0m? =，所以 0m =。 （ 2） 汽車的總質(zhì)量 am 汽車的總質(zhì)量是指已整備完好、裝備齊全并按規(guī)定載滿客、貨時的汽車質(zhì)量。除包括汽車的整備質(zhì)量及裝載量外，載貨汽車還應(yīng)計入駕駛室坐滿人的質(zhì)量。 計算公式為： 0a e pm m m m? ? ?， 駕駛室可乘坐兩人， 65 2 130pm kg? ? ? ， 所以貨車的總 質(zhì)量 計算為 am = 。 （ 3） 汽車的軸荷分配 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(shè)計時應(yīng)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。 軸荷的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為 50%，而對后胎為雙胎的雙軸汽車，則 前后軸荷大致按 1/3 和 2/3 分配。 由于貨車的總質(zhì)量為 =，所以假設(shè)后輪采用單胎時，則四個輪胎每個輪胎承受的靜載荷約為 8200kg， 而對于貨車所常用的輪胎中，輪胎所能承受的載荷大都小于 9000kg，所以這里采用后輪單胎的形式。 車型 空載 滿載 前軸 后軸 前軸 后軸 貨車 42? 后輪單胎 32%～ 40% 60%～ 68% 50%～ 59% 41%～ 50% 表 23 4 2后輪單胎平頭形式的貨車軸荷分配范圍 綜上 ， 汽車的質(zhì)量參數(shù)如下： 裝載質(zhì)量 Gm （ t） 整備質(zhì)量 0m （ t） 總質(zhì)量 am （ t） 整備質(zhì)量利用系 數(shù)0m? 表 24 汽車的質(zhì)量參數(shù) 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計 第 10 頁 空載 滿載 前軸 后軸 前軸 后軸 54% 46% 35% 65% 表 25 設(shè)計貨車的軸荷分配 汽車主要性能參數(shù)的選擇 （ 1） 汽車的動力性參數(shù) 汽車的動力性參數(shù)主要有直接檔和一檔最大動力因數(shù)、最高車速、加速時間、汽車的比功率和比轉(zhuǎn)矩等。 1） 直接檔最大動力因數(shù) 0maxD 0maxD 的選擇主要是根據(jù)對汽車加速性和燃油經(jīng)濟性的要求，以及汽車類型、用途和道路條件而異。載貨汽車的 0maxD 值是隨汽車總質(zhì)量的增大而逐漸減小的，但也有個限度。微型貨車的 0maxD 值較大，輕型貨車次之，因 為它們不會拖掛車，而且對平均車速和加速性能的要求也較高。 汽車類別 0maxD maxID 最高車速 比功率 比轉(zhuǎn)矩 輕型貨車 ~ 6amt? ~ ~ 90~120 15~21 38~44 表 26 輕型載貨汽車的動力性參數(shù)的取值范圍 根據(jù)表 26， 可以初步選取直接檔動力因數(shù)為： 0max ? 。 2） 一 檔最大 動力因數(shù) maxID maxID 直接影響汽車的最大爬坡能力和通過困難路段的能力以及起步并連續(xù)換擋時的加速能力。它和汽車總質(zhì)量關(guān)系不明顯而主要取決于所要求的最大爬坡度和附著條件。根據(jù)表 26，可以初步選取 I 檔動力因數(shù)為： max ? 。 3） 最高車速 maxaV 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計 第 11 頁 最高車速 maxaV =125km/h 4） 汽車 的比功率和比轉(zhuǎn)矩 這兩個參數(shù)分別表示發(fā)動機最大功率和最大轉(zhuǎn)矩與汽車總質(zhì)量之比。比功率是評價汽車動力性能如速度性能和加速性能的綜合指標(biāo)，比轉(zhuǎn)矩則反映了汽車的比牽引力和牽引能力。各類汽車的比功率和比轉(zhuǎn)矩值的范圍見表 26，比功率初選為 18kw/t, 比轉(zhuǎn)矩為 。 （ 2） 汽車的燃油經(jīng)濟性參數(shù) 汽車的燃油經(jīng)濟性用汽車在水平的水泥或瀝青路面上，以經(jīng)濟車速或多工況滿載行駛百公里的燃油消耗率（ L/100km）來評價。該值越小燃油經(jīng)濟性越好。而貨車有時用單位質(zhì)量的百公里油耗量來評價（表 27） 總質(zhì)量 /amt 汽油機 柴油機 4 ～ ～ 4～ 6 ～ ～ 6～ 12 ～ ～ 12 ～ ～ 表 27 載貨汽車的單位燃料消耗量 （ 3） 汽車的機動性參數(shù) 汽車的最小轉(zhuǎn)彎半徑 minR 是汽車機動性的主要參數(shù)。 minR 是指轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)至極限位置時轉(zhuǎn)向中 心至前外輪接地中心的距離，它 反 映了汽車通過小曲率半徑道路的能力和在狹窄路面上或場地上掉頭的能力。其值與汽車的軸距、輪距及轉(zhuǎn)向車輪的最大轉(zhuǎn)角等有關(guān)，并應(yīng)根據(jù)汽車的用途、類型、道路條件、結(jié)構(gòu)特點及軸距等尺寸選取。 minR = （ 4） 汽車的通過性參數(shù) 總體設(shè)計要確定的通過性參數(shù)有：最小離地間隙 minh 、接近角 ? 、離去角 ? 及縱向通過半徑 ? 。這些參數(shù) 取值主要是根據(jù)汽車的類型和道路條件 ., 其范圍見 表 28: 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計 第 12 頁 車型 minh /mm ? /（ 176。） ? /（ 176。） ? /m 42 轎車 150～ 220 20～ 30 15～ 22 ～ 44 轎車 210 45～ 50 35～ 40 ～ 42 貨車 250～ 300 40～ 60 25～ 45 ～ 44 貨車、 66 貨車 260～ 350 45～ 60 35～ 45 ～ 表 28 汽車通過性的幾何參數(shù) 由上表，可以初步選取的通過性幾何參數(shù)分別為： 最小離地間隙為： minh =260mm , 接近角： ? =42176。 離去角： ? =26176。 ， 縱向通過性 ? =3mm 。 綜上， 汽車的主要性能參數(shù)選定如下：（表 29） 表 29 汽車的主要性能參數(shù)值 動力性參數(shù) 機動性參數(shù) 通過性參數(shù) 0max ? max ? maxaV =125km/h =18kw/t T． ma1= minR = minh =260mm ? =42176。 ? =26176。 ? =3mm 汽車發(fā)動機的選擇 (1) 發(fā)動機的選型 在汽車發(fā)動機基本型式的選擇中首先應(yīng)確定的是采用汽油機還是柴油機，其次是汽缸的排列型式和發(fā)動機的冷卻方式。 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計 第 13 頁 1) 汽油機與柴油機的選擇 與汽油機相比，柴油機具有燃料經(jīng)濟性好，工作可靠，壽命長，使用成本低及排污少等優(yōu)點。但是柴油機也有工作粗暴，振動及噪聲大，尺寸和質(zhì)量大，造價高，起動較困難及易生黑煙等缺點。近年來，由于柴油機設(shè)計的不斷完善，以上缺點得到較好的克服，并提高了轉(zhuǎn)速，故在輕型車和轎車上采用柴油機的也日益增多。 在選用發(fā) 動機型式時，除了上述因素外，還要考慮燃料使用的平衡，汽油大部分供應(yīng)汽車，而柴油用途廣泛，需要的部門多。因此從全局出發(fā)，今后將仍然以汽油為汽車的主要燃料，在 2020 年時，汽油機和柴油機的分工將是這樣的：裝載 2t 以下的輕型車用汽油機；裝載質(zhì)量 6t 以上的汽車將全部用柴油機。由于設(shè)計的該貨車的裝載質(zhì)量為 2t，并且對動力性要求較高，（最高車速為 115km/h，最大爬坡度為 30176。）故采用汽油機作為發(fā)動機。 2) 發(fā)動機排列形式的選擇 按汽缸排列形式，發(fā)動機又有直列、水平對置和 V 型等區(qū)別。直列式的結(jié)構(gòu)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使用。在中高級以上的轎車、重型載貨汽車和越野汽車上，水平對置式的發(fā)動機高度低易于平衡。綜合考慮結(jié)構(gòu)、工作可靠性以及造價成本，動力性要求等，選擇 6 缸直列式汽油機。 3) 發(fā)動機冷卻形式的選擇 發(fā)動機按冷卻方式分為水冷和風(fēng)冷發(fā)動機兩種，后者的優(yōu)點是冷卻系統(tǒng)簡單，維修方便，對沙漠和異常氣候環(huán)境的適應(yīng)性好，但存在冷卻不均，消耗功率大和噪聲大等缺點，在汽車上應(yīng)用不多，只在 22kW 以下的小發(fā)動機和軍用越野車上有所應(yīng)用。大部分汽車都采用水冷發(fā)動機。 它的主要優(yōu)點有冷卻均勻可靠，散熱性好，噪聲小，能解決車內(nèi)供暖等。所以在本次設(shè)計中采用水冷方式。 綜上 ，對于設(shè)計的貨車初步選取的發(fā)動機型式為： 6 缸直列水冷式汽油機。 （ 2） 發(fā)動機主要性能指標(biāo)的選擇 1） 發(fā)動機最大功率 maxep 3m a x m a x m a x1 3 6 0 0 7 6 1 4 0a De a aTm g f CAp v v? ???????? 式中： maxep — 發(fā)動機最大功率， kw ； 西南交通大學(xué)本科 畢業(yè)設(shè)計