【文章內(nèi)容簡介】 對汽車加速性與燃料經(jīng)濟性的要求，以及汽車類型、用途和道路條件而異。轎車的 max0D 隨發(fā)動機排量的增大而增大。中、高級轎車對加速性要求高，故 max0D 值較大。微型和普通級轎車為了節(jié)省燃料， max0D值較小。載貨汽車的 max0D 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 max0D 值較大，輕型貨車次之，因為它們不會拖帶掛車，而且對平均車速和加速性能的要求也較高。中、重型貨車的 max0D 多在 ~ 范圍內(nèi)。對中、重型貨車選擇 max0D 時的要求是：拖帶掛車后仍能直接檔在具有 3%坡度的公路上行駛。鞍式牽引汽車及半掛車等列車的 max0D 應(yīng)在 以上。礦用自卸汽車的行駛阻力大，其 max0D 也應(yīng)不小于 ?？蛙嚨闹狄彩请S著其總質(zhì)量的增大而減小，但豪華型客車應(yīng)比普通型客車的 max0D 值要大一些。 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 14 直接檔動力因數(shù) I 檔最大動力因數(shù) max1D 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)換檔的加速能力。它和汽車總質(zhì)量的關(guān)系不明顯而主要取決于所要求的最大爬坡和附著條件。對于公路用車， max1D 多在 ~ 。中級及以上的轎車，其 max1D 值的 上限可高達 ，以便獲得必要的最低車速和較強的加速能力。礦用自卸汽車（裝載量為 以下）的 max1D 值多在 ~ ，當(dāng)采用液力機械傳動時，由于汽車起步后動力因數(shù)下降較快，為保證有足夠的爬坡速度和回事能力， max1D 值還應(yīng)取大一些。軍用越野汽車的爬坡能力要求高達 60% ~ 75%，故 max1D 值多選擇在 以上。 最高車速 maxV 隨著汽車 性能特別是主被動安全性能的提高以及各國公路路段的改善和調(diào)整公路的發(fā)展，汽車的最高車速普遍有所提高。選擇時應(yīng)考慮汽車的類型、道路條件、具備的安全條件和發(fā)動機功率的大小等，并以汽車行駛的功率平衡為依據(jù)來確定。本次設(shè)計的 中型貨車的最大速度為 90km/h。 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)量這比 。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或牽引能力。在比較各國車型的比功率時，應(yīng)考慮到各國內(nèi)燃機功率測定標(biāo)準(zhǔn)的差異。為了保證載貨汽車在高速公路上的速度適應(yīng)性，有些國家對汽車的比功率值有所規(guī)定。我國標(biāo)準(zhǔn) GB 725897 中規(guī)定，對公路用的機動車輛其比功率的最小值不能低于 。農(nóng)用運輸車不低于 4kw/t。 汽車的加速時間 汽車 由起步并換檔加速到一定車速 Va 的時間，稱為“ 0— Va 的換檔加速時間”；而在直接檔下由車速為 20km/h 加速到某一車 速 Va（ km/h） 的時間，稱為“ 20— Va 的直接檔加速時間”，它們均為衡量汽車加速性能和動力性能的重要指標(biāo)。轎車常用“ 0— 100km/h”或“ 0— 80km/h”的換檔加速時間來評價。中、高級轎車的 0— 100km/h 的換檔加速時間約為 8 ~ 15s；普通級轎車為 12~25s。也可采用 0— 80km/h 的換檔加速時間來衡量其加速性能。載貨汽車常用 0— 60km/h的換檔加速時間或在直接檔下由 20km/h 加速到某一車速的時間來評價。裝載量2~ 的輕型載貨汽車的 0— 60km/h 的換檔加速時間多在 ~30s；重 型貨車的0— 50km/h 的換檔加速時間為 40~60s。城市大客車和旅游用大客車的 0— 70km/h的換檔加速時間多在 33~65s。國外也有用起步并換檔加速行駛到某一距離 （ 例如 0— 400m,0— 500m,0— 1000m)所花費的時間來衡量汽車的加速性能的。 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 15 第三章 后懸架設(shè)計 設(shè)計方案及主要考慮的參數(shù) 本次設(shè)計的是中型載貨汽車的后懸架，根據(jù)獨立懸架與非獨立懸架的選用依據(jù)（第一章中已介紹），確定選用非獨立懸架。 從要求良好行駛的平順性、合適的衰減振動能力、保證良好的操縱穩(wěn)定性、制動或加速時 保證車身穩(wěn)定及空間尺寸等各方面考慮，貨車后懸架設(shè)計主要需從懸架的靜撓度、動撓度、彈性特性以及主副簧剛度分配這幾方面入手。著重于板簧的設(shè)計及減震器設(shè)計。 設(shè)計所需的主要參數(shù)的確定 第二章中已經(jīng)就貨車的布置形式及主要尺寸，質(zhì)量參數(shù)和軸荷分配做了分析說明，確定本次設(shè)計中后懸架設(shè)計部分的主要參數(shù)如下： 載質(zhì)量： 5000kg 整備量： 4500kg 空車時：前軸負(fù)荷： 2250kg 后軸負(fù)荷： 2250kg 滿載時：前軸負(fù)荷： 3135kg 后軸負(fù)荷： 6375kg 尺 寸： 總 長： 8000mm 總 寬： 2500mm 軸 距： 4100mm 前 輪 距 ： 1890mm 后 輪 距： 1860mm 滿載重心高度： 1100mm 懸架主要參數(shù)的確定 懸架的靜撓度 cf 懸架的靜 撓 度 是指汽車滿載靜止時懸架上的載荷 fc 與此時懸架剛度 c 之比，即 cFf wc /? 貨車的懸架與其簧上質(zhì)量組成的振動系統(tǒng)的固有頻率，是影響汽車行駛平順性的主要參數(shù)之一。因汽車的質(zhì)量分配系數(shù)近似等于 1，因此貨車車軸上方車身兩點的振動不存在聯(lián)系。貨車的車身的固有頻率 n,可用下式來表示： n= ?2//mc 式中， c 為懸架的剛度（ N/m） ,m 為懸架的簧上質(zhì)量（ kg） 又靜撓度可表示為： cmgfc /? 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 16 g： 重力加速度（ 10N/kg） ,代入上式得到： n=5/ cf n: hz cf : cm 分析上式可知：懸架的靜撓度直接影響車身的振動頻率，因此欲保證汽車有良好的行駛平順性，就必須正確選擇懸架的靜撓度。 又因為不同的汽車對平順性的要求不相同，貨車的后懸架要求在 ～ 之間，因為貨車主要以載貨為主，所以選取頻率為： 。 懸架的動撓度df 懸架的動撓度是指從滿載靜平衡位置開始懸架壓縮到結(jié)構(gòu)容許的最大變形時，車輪中心相對車架的垂直位移。通常貨車的動撓度的選擇范圍在 6～ 9cm。本設(shè)計選擇： cmfd ? 懸架的彈性特性 懸架的彈性特性有線性彈性特性和非線性彈性特性兩種。由于貨車在空載和滿載時簧上質(zhì)量變化大，為了減少振動頻率和車身高度的變化，因此選用剛度可變的非線性懸架。 懸架主 、 副簧剛度的分配 圖 貨車主、副簧為鋼板彈簧結(jié)構(gòu)的彈性特性 如何確定副簧開始參加工作的載荷 kF 和主，副簧之間剛度的分配，受懸架的彈性特性和主，副簧上載荷分配的影響，原則上要求車身從空載到滿載時的振動頻率變化要小，以保證汽車有良好的平順性，還要求副簧參加工作前后的懸架湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 17 振動頻率不大。這兩項要求不能同時滿足。由于貨經(jīng)常處于滿載狀態(tài)，采用如下方法來確定。 使副簧開始起作用時的懸架撓度 af 等于汽車空載時懸架的撓度 0f ，而使副簧開始起作用前一瞬間的撓度 kf 等于滿載時 懸架的撓度 cf 。于是可求 kF = WFF0 式中 WFF和0 分別為空載和滿載時的懸架的載荷。副簧，主簧的剛度之比為： 1/ ?? ?ma cc ， 0/FFw?? 式中， ac 為副簧的剛度， mc 為主簧的剛度。 單個鋼板彈簧滿載載荷： WF = NgG 44850202136522 ?????????? 輪重簧重后橋重 滿載時 ： Wma FFF ?? 式中 aF 為副簧簧上質(zhì)量， mF 為主簧簧上質(zhì)量。 單個鋼板彈簧空載載時簧上質(zhì)量： NgGF 448502021250220 ??????????? 輪重簧重后橋重 n=， m=,代入公式： n= ?2//mc 可得 c=4132N/cm 又 ??? FoFW? ??? ?ma cc 有上面的二式，可聯(lián)立方程組： cmNccc ma /4 1 3 2??? （ 1） ma cc/ = （ 2） 由（ 1），（ 2）兩式可得： ac =1849N/cm , mc =2283N/cm 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 18 副簧起作用后，近似認(rèn)為變形相同，從副簧開始起作用到滿載的變形為 caf 。 Wk FFF 0? = 又： acamcakW CfCfFF ??? ，得： acf = )/()( makW CCFF ?? = 41 32 03 529 02 3 ? = NcmNcmCfF aaca 5806/ ????? Wm FF ? aac Cf ??=29023N— 5806N=23217N 主簧 ： cmf =mmCF = 228323217 = 副簧 ： caf =aaCF =18495806 = 彈性元件的設(shè)計 鋼板彈簧的布置方案選擇 布置形式為對稱縱置式鋼板彈簧。 鋼板彈簧主要參數(shù)的確定 已知 單個鋼板彈簧的載荷： NFW 29023? 。 由前面選定的參數(shù)知： cmfd ? 滿載弧高 滿載弧高 af 是指鋼板彈簧裝到車軸上，汽車滿載時鋼板彈簧主片上表面與兩端連線間的高度差。常取 af =10～ ： 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 19 mmfa 15? 鋼板彈簧長度 L 的確定 （ 1） 選擇原則： 鋼板彈簧長度是彈簧伸直后兩卷耳中心之間的距離。轎車 L=(～ )軸距；貨車前懸架： L=(～ )軸距，后懸架： L=(～ )軸距。 （ 2） 鋼板彈簧長度的初步選定： 根據(jù)經(jīng)驗 L = ? 軸距，并結(jié)合國內(nèi)外貨車資料，初步選定主簧主片的長度為 mL ? 1650mm, 副簧主片的長度為 ?aL 1180mm。 鋼板彈簧斷面尺寸的確定： （ 1） 鋼板彈簧斷面寬度 b 的確定： 有關(guān)鋼板彈簧的剛度，強度可按等截面的簡支梁計算，引入撓度增大系數(shù) ?加以修正。因此，可根據(jù)修正后的簡支梁公式計算鋼板彈簧所需的總慣性距 0J 。對于對稱式鋼板彈簧 ? ? EckSLJ 48/)( 30 ??? 式中： S—— U形螺栓中心距（ mm） k—— U形螺栓夾緊 (剛性夾緊， k 取 )； c—— 鋼板彈簧垂直剛度（ N/mm） ,c= cW fF/ 。 ? —— 為撓度增大系數(shù)。 撓度增大系數(shù) ? 的確 定： 先確定與主片等長的重疊片數(shù) 1n ，再估計一個總片數(shù) 0n ，求得 01 /nn?? ，然后 ? =? ?)( ?? ，初定 ? 。 對于主簧： L=1650mm k= S=200mm 1n =2 0n =14 142?? 湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計 20 ? =? ?)( ?? =?????? ??? )(= E= 510? N/ 4mm 將上述數(shù)據(jù)代入以上公式得 0J =137103 4mm 計算主簧總截面系數(shù) 0W ： 0W ? ? ? ?WW kSLF ?4/)( ?? 式中 ? ?w? 為許用彎曲應(yīng)力。 ? ?w? 的選?。汉笾骰蔀?450～ 550N/ 2mm ，后副簧為 220～ 250 N/ 2mm 。 wF = mF =23217N L=1650mm k= S=200mm