【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 和V型等區(qū)別。直列式的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、造價(jià)低廉、工作可靠、寬度小、易布置，因而在中型及以下的貨車(chē)上和排量不大的轎車(chē)上使用。在中高級(jí)以上的轎車(chē)、重型載貨汽車(chē)和越野汽車(chē)上，水平對(duì)置式的發(fā)動(dòng)機(jī)高度低易于平衡。綜合考慮結(jié)構(gòu)、工作可靠性以及造價(jià)成本，動(dòng)力性要求等，選擇6缸直列式汽油機(jī)。(3) 發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻形式的選擇發(fā)動(dòng)機(jī)按冷卻方式分為水冷和風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)兩種，后者的優(yōu)點(diǎn)是冷卻系統(tǒng)簡(jiǎn)單，維修方便，對(duì)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(diǎn)，在汽車(chē)上應(yīng)用不多，只在22kW以下的小發(fā)動(dòng)機(jī)和軍用越野車(chē)上有所應(yīng)用。大部分汽車(chē)都采用水冷發(fā)動(dòng)機(jī)。它的主要優(yōu)點(diǎn)有冷卻均勻可靠，散熱性好，噪聲小，能解決車(chē)內(nèi)供暖等。所以在本次設(shè)計(jì)中采用水冷方式。綜上所述，對(duì)于設(shè)計(jì)的貨車(chē)初步選取的發(fā)動(dòng)機(jī)型式為：6缸直列水冷式汽油機(jī)。 發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)的選擇(1)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率及其相應(yīng)轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)功率愈大則汽車(chē)的動(dòng)力性愈好，但功率過(guò)大會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)功率利用率降低，燃料經(jīng)濟(jì)性下降，動(dòng)力傳動(dòng)系的質(zhì)量也要加大。因此，應(yīng)合理選擇發(fā)動(dòng)機(jī)功率。設(shè)計(jì)時(shí)，可以根據(jù)所要求的最高車(chē)速按下式計(jì)算出： （式21）式中 ——發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率，kw； ——傳動(dòng)系的傳動(dòng)效率，對(duì)單級(jí)主減速器驅(qū)動(dòng)橋的式汽車(chē)??； ——汽車(chē)總質(zhì)量，kg； ——重力加速度，；——滾動(dòng)阻力系數(shù)，，對(duì)轎車(chē)等高速車(chē)影響并?。? ——最高車(chē)速，km/h； ——空氣阻力系數(shù)，~，~，~；——汽車(chē)正面投影面積，若無(wú)測(cè)量數(shù)據(jù)，可按前輪距、汽車(chē)總高H、汽車(chē)總寬B等尺寸近似計(jì)算：對(duì)轎車(chē) ,對(duì)載貨汽車(chē) 在此， 所以 計(jì)算得 同樣，要為最大功率匹配發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速，隨著車(chē)速的提高，發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速也在不斷地提高。同時(shí)，提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也是提高其功率、減小其質(zhì)量的有效措施。但提高轉(zhuǎn)速會(huì)使活塞的平均速度加快及熱負(fù)荷增高、曲柄連桿機(jī)構(gòu)的慣性力增大而加劇磨損，導(dǎo)致壽命下降，并加大振動(dòng)和噪聲。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速提高也有一定的限度。當(dāng)前，轎車(chē)汽油機(jī)的大多為；輕型貨車(chē)汽油機(jī)的大多為；中型貨車(chē)汽油機(jī)的多為。應(yīng)根據(jù)汽車(chē)與發(fā)動(dòng)機(jī)的類(lèi)型、最高車(chē)速、最大功率、選用的活塞平均速度、活塞沖程、缸徑、缸數(shù)、工藝水平等因素來(lái)合理的確定。這里初步選取。(2) 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩及其相應(yīng)轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩及其相應(yīng)的轉(zhuǎn)速對(duì)汽車(chē)的動(dòng)力因數(shù)、加速性能及爬坡性能等動(dòng)力特性都有直接影響，而其轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù)，即最大轉(zhuǎn)矩與最大功率下的轉(zhuǎn)矩之比值，則標(biāo)志著汽車(chē)行駛阻力增加時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)沿著外特性曲線(xiàn)自動(dòng)增加轉(zhuǎn)矩的能力。顯然，值越大則換擋次數(shù)可減少，從而油耗也可降低。在汽車(chē)的選型階段，就應(yīng)針對(duì)所設(shè)計(jì)汽車(chē)的用途、道路條件等情況合理地選擇發(fā)動(dòng)機(jī)的，和。~，但近年來(lái)汽油機(jī)高速化結(jié)果使其轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù)值也有所下降。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率及其相應(yīng)轉(zhuǎn)速確定后，可按下式求發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩（單位為）； （式22）式中 ——發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù)； ——最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)矩，； ——最大功率，kw； ——最大功率的相應(yīng)轉(zhuǎn)速，r/min。將數(shù)據(jù)代入式22中，有，發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的相應(yīng)轉(zhuǎn)速的選擇原則，是使和保持適當(dāng)?shù)年P(guān)系。，通常取，并由發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)保證，在此選取，計(jì)算出?？梢詫⒃撧D(zhuǎn)速圓整為：。(3) 發(fā)動(dòng)機(jī)適應(yīng)性系數(shù)上述的轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù)與轉(zhuǎn)速適應(yīng)性系數(shù)之乘積，能表明發(fā)動(dòng)機(jī)適應(yīng)汽車(chē)行駛工況的程度，稱(chēng)為發(fā)動(dòng)機(jī)適應(yīng)性系數(shù)，并表達(dá)為： （式23）這里將數(shù)據(jù)代入，計(jì)算得到。 輪胎的選定輪胎及車(chē)輪部件應(yīng)滿(mǎn)足下述基本要求：足夠的負(fù)荷能力和速度能力；較小的滾動(dòng)阻力和行駛噪聲；良好的均勻性和質(zhì)量平衡性；耐磨損、耐老化、抗刺扎和良好的氣密性；質(zhì)量小、價(jià)格低、拆裝方便、互換性好。在輪胎的選擇上需要遵循的基本原則是：(1) 滿(mǎn)足輪胎負(fù)荷的要求所選輪胎在使用中承受的靜負(fù)荷值應(yīng)等于或接近輪胎的靜負(fù)荷值，我國(guó)各種汽車(chē)的輪胎和輪輞的規(guī)格及其額定負(fù)荷可查輪胎的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。表28提供了一些貨車(chē)的輪胎規(guī)格和特征。表中各列數(shù)據(jù)中如無(wú)帶括號(hào)的數(shù)據(jù)，表示該列數(shù)據(jù)對(duì)斜交輪胎和子午線(xiàn)輪胎通用，否則，不帶括號(hào)的數(shù)據(jù)適用于斜交胎，而帶括號(hào)的數(shù)據(jù)適用于子午線(xiàn)輪胎，貨車(chē)上雙胎并裝時(shí)，負(fù)荷約比單胎使用時(shí)的負(fù)荷增加10%15%。貨車(chē)輪胎標(biāo)準(zhǔn)見(jiàn)GB51682.(2)考慮輪胎負(fù)荷系數(shù)輪胎多承受的最大靜負(fù)荷與輪胎額定負(fù)荷之比稱(chēng)為輪胎負(fù)荷系數(shù)。為了避免超載。對(duì)于在良好路面上行駛，車(chē)速不高的貨車(chē)。因?yàn)檩喬コd20%，其壽命將下降30%左右。轎車(chē)及輕型貨車(chē)的車(chē)速高，動(dòng)負(fù)荷大，系數(shù)應(yīng)取下限；重型貨車(chē)，重型自卸車(chē)的車(chē)速低，此系數(shù)可略偏高。近年來(lái)，貨車(chē)上普遍采用高強(qiáng)度尼龍簾布輪胎，使輪胎承受能力提高。因此，同樣載重量的汽車(chē)所用的輪胎尺寸已減少。(3)選擇輪胎胎體的中的簾線(xiàn)形式輪胎按照胎體中簾線(xiàn)的排列不同，可分為三種，子午線(xiàn)輪胎、斜交輪胎和帶束斜交輪胎。子午線(xiàn)輪胎的特點(diǎn)是滾動(dòng)阻力小、溫升低、胎體緩沖性能和附著性能都比斜交輪胎要好，裝好后耗油低、耐磨損壽命長(zhǎng)、高速性能好。但子午線(xiàn)輪胎制造較困難、造價(jià)不如斜交輪胎。綜上所述，采用子午線(xiàn)輪胎。表28 國(guó)產(chǎn)汽車(chē)輪胎的規(guī)格、尺寸及使用條件輪胎規(guī)則層數(shù)主要尺寸使用條件斷面寬外直徑最大負(fù)荷標(biāo)準(zhǔn)輪輞允許使用輪輞普通花紋加深花紋越野花紋NMPa輕型貨車(chē)，中，小客車(chē)及其掛車(chē)輪胎681807055850690045J()6875576576563507550()()()6820075076068008000()()()81020078079085009650()()()8101222081082097001105012400()()()(4)輪胎半徑的初步選擇根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速與汽車(chē)行駛速度之間的關(guān)系，即： （式24）式中，為汽車(chē)行駛速度（km/h）；為發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速(r/min)；為車(chē)輪半徑(m)；為變速器傳動(dòng)比；為主減速器傳動(dòng)比。在此，取為設(shè)計(jì)最高車(chē)速，即，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速取為，變速器的傳動(dòng)比取為，主減速器傳動(dòng)比有上面知道取為。所以，代入（式24）可以計(jì)算得到對(duì)應(yīng)最高車(chē)速時(shí)輪胎的最小半徑為：，選用輪胎的規(guī)格為：。它的外徑為，滿(mǎn)足最高車(chē)速計(jì)算的半徑要求，輪胎的最大負(fù)荷為8000N。由于后輪采用雙胎結(jié)構(gòu)，所以滿(mǎn)足負(fù)荷要求。(5)驗(yàn)證選用輪胎的負(fù)荷系數(shù)輪胎的負(fù)荷系數(shù)為： （式25）a,驗(yàn)證前輪的負(fù)荷系數(shù)，前輪滿(mǎn)載時(shí)最大負(fù)荷約為：。所以根據(jù)上式，前輪的負(fù)荷系數(shù)為：b,驗(yàn)證后輪的負(fù)荷系數(shù)，后輪滿(mǎn)載時(shí)的最大負(fù)荷為：。所以后輪的負(fù)荷系數(shù)為：，驗(yàn)證滿(mǎn)足要求。第3章 汽車(chē)懸架的結(jié)構(gòu)選型與分析 懸架的設(shè)計(jì)要求懸架的主要功能是傳遞作用在車(chē)輪和車(chē)架（或車(chē)身）之間的一切力和力矩，并緩和汽車(chē)行駛過(guò)不平路面時(shí)所產(chǎn)生的沖擊，衰減由此引起的承載系統(tǒng)的振動(dòng)，以保證汽車(chē)的行駛平順性。在設(shè)計(jì)懸架時(shí)必須考慮以下幾個(gè)方面的要求：(1)通過(guò)合理設(shè)計(jì)懸架的彈性特性及阻尼特性確保汽車(chē)具有良好的行駛平順性，即具有較低的振動(dòng)頻率、較小的振動(dòng)加速度值和合適的減振性能，并能避免在懸架的壓縮或伸張行程極限點(diǎn)發(fā)生硬沖擊，同時(shí)還要保證輪胎具有足夠的接地能力；(2)合理設(shè)計(jì)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)，以確保車(chē)輪與車(chē)架或車(chē)身之間所有力和力矩的可靠傳遞，保證車(chē)輪跳動(dòng)時(shí)車(chē)輪定位參數(shù)的變化不會(huì)過(guò)大，并且能滿(mǎn)足汽車(chē)具有良好的操縱穩(wěn)定性的要求；(3)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)應(yīng)與轉(zhuǎn)向桿系的運(yùn)動(dòng)相協(xié)調(diào)，避免發(fā)生運(yùn)動(dòng)干涉，否則可能引發(fā)轉(zhuǎn)向輪擺振；(4)側(cè)傾中心及縱傾中心位置恰當(dāng)，汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)具有抗側(cè)傾能力，汽車(chē)制動(dòng)和加速時(shí)能保持車(chē)身的穩(wěn)定，避免發(fā)生汽車(chē)在制動(dòng)和加速時(shí)車(chē)身縱傾；(5)懸架構(gòu)件的質(zhì)量要小尤其是非懸掛部分的質(zhì)量要盡量??；(6)所有零部件應(yīng)具有足夠的強(qiáng)度和使用壽命；(7)制造成本低；(8)便于維修、保養(yǎng)。 懸架的結(jié)構(gòu)形式分析 懸架結(jié)構(gòu)形式的分類(lèi)懸架可分為非獨(dú)立懸架和獨(dú)立懸架兩類(lèi)。非獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，左、右車(chē)輪用一根整體軸連接，再經(jīng)過(guò)懸架與車(chē)架（或車(chē)身）連接；獨(dú)立懸架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，左、右車(chē)輪通過(guò)各自的懸架與車(chē)架（或車(chē)身）連接。（圖31）圖31 懸架的結(jié)構(gòu)形式簡(jiǎn)圖a) 非獨(dú)立懸架 b)獨(dú)立懸架以縱置鋼板彈簧為彈性元件兼作導(dǎo)向裝置的非獨(dú)立懸架，其主要優(yōu)點(diǎn)是：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，維修方便，工作可靠。缺點(diǎn)是：由于整車(chē)布置上的限制，鋼板彈簧不可能有足夠的長(zhǎng)度（特別是前懸架），使之剛度較大，所以汽車(chē)平順性較差；簧下質(zhì)量大；在不平路面上行駛時(shí)，左、右車(chē)輪相互影響，并使車(chē)軸（橋）和車(chē)身傾斜；當(dāng)兩側(cè)車(chē)輪不同步跳動(dòng)時(shí)，車(chē)輪會(huì)左、右搖擺使前輪容易產(chǎn)生敗陣；前輪跳動(dòng)時(shí)，懸架易于轉(zhuǎn)向傳動(dòng)機(jī)構(gòu)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)干涉；當(dāng)汽車(chē)直線(xiàn)行駛在凹凸不平的路段上時(shí)，由于左右兩側(cè)車(chē)輪反向跳動(dòng)或只有一側(cè)車(chē)輪跳動(dòng)時(shí)，不僅車(chē)輪外傾角有變化，還會(huì)產(chǎn)生不利的軸轉(zhuǎn)向特性；汽車(chē)轉(zhuǎn)彎行駛時(shí)，離心力也會(huì)產(chǎn)生不利的軸轉(zhuǎn)向特性；車(chē)軸（橋）上方要求有與彈簧行程相適應(yīng)的空間。這種懸架主要用在總質(zhì)量大些的商用車(chē)前、后懸架以及某些乘用車(chē)的后懸架上。非獨(dú)立懸架主要用于貨車(chē)、大客車(chē)的前、后懸架以及某些轎車(chē)的后懸架。獨(dú)立懸架的優(yōu)點(diǎn)是：簧下質(zhì)量小；懸架占用的空間??；彈性元件只承受垂直力，所以可以用剛度小的彈簧，使車(chē)身振動(dòng)頻率降低，改善了汽車(chē)的行駛平順性；由于采用斷開(kāi)式車(chē)軸，所以能降低發(fā)動(dòng)機(jī)的位置高度，使整車(chē)的質(zhì)心高度下降，改善了汽車(chē)的行駛穩(wěn)定性；左、右車(chē)輪各自獨(dú)立運(yùn)動(dòng)互不影響，可減小車(chē)身的傾斜和振動(dòng)，同時(shí)在起伏的路面上能獲得良好的地面附著能力；獨(dú)立懸架主要用于轎車(chē)和部分輕型貨車(chē)、客車(chē)及越野車(chē) 。 懸架的組成及各部件作用懸架作為一個(gè)完整的系統(tǒng)主要包括四大部分：(1)彈性元件作用是：避免道路沖擊力直接傳到車(chē)架、車(chē)身并緩和沖擊力。用于懸架的彈性元件主要有：a， 鋼板彈簧，大多用于非獨(dú)立懸架；b， 螺旋彈簧，廣泛用于獨(dú)立懸架，特別是前輪獨(dú)立懸架，有些后輪非獨(dú)立懸架，必須加減振器和導(dǎo)向機(jī)構(gòu)；c， 扭桿彈簧，扭桿本身扭轉(zhuǎn)剛度是常數(shù)，但采用扭桿彈簧的懸架是變剛度的；d， 氣體彈簧，變剛度彈簧，一般要導(dǎo)向機(jī)構(gòu)；e， 橡膠彈簧，多作懸架副簧和緩沖塊。(2) 減振器作用是：加速車(chē)架與車(chē)身振動(dòng)的衰減，改善汽車(chē)行駛的平順性。用于懸架的減振器有以下幾種：a， 油液式雙向作用筒式減振器，在壓縮和伸張兩行程內(nèi)部起減振作用；b， 油液式單向作用筒式減振器，僅在伸張行程起減振作用；c， 油氣充氣式減振器d， 阻尼可調(diào)式減振器，當(dāng)懸架系統(tǒng)某一參數(shù)變化時(shí)，減振器阻力也隨之變化。(3) 導(dǎo)向機(jī)構(gòu)作用是：作傳力機(jī)構(gòu)的同時(shí)，使車(chē)輪按照一定的軌跡相對(duì)于車(chē)架和車(chē)身跳動(dòng)，起導(dǎo)向作用。(4) 橫向穩(wěn)定器作用是：安裝于多數(shù)轎車(chē)和客車(chē)上，目的是為了防止汽車(chē)轉(zhuǎn)向時(shí)，發(fā)生過(guò)大的橫向傾斜。 前、后懸架方案的選擇由于本設(shè)計(jì)是針對(duì)輕型貨車(chē)的底盤(pán)結(jié)構(gòu)，并且汽車(chē)的布置采用前置后驅(qū)，故在前懸架的選擇上可以采用麥弗遜式懸架。麥克弗遜懸架是以福特汽車(chē)公司的工程師Earle S. McPherson的名字命名的。典型的結(jié)構(gòu)如圖32所示。麥弗遜懸架相對(duì)雙橫臂懸架而言，它不僅簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，減小了質(zhì)量，還節(jié)省了空間，降低了制造成本，并且?guī)缀醪徽加脵M向空間，有利于車(chē)身前部地板的構(gòu)造和發(fā)動(dòng)機(jī)布置，這一點(diǎn)在用于緊湊型轎車(chē)的前懸架時(shí)，具有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。麥弗遜懸架的另外一些優(yōu)點(diǎn)包括：鉸接點(diǎn)的數(shù)目較少；上下鉸點(diǎn)與車(chē)輪接地點(diǎn)之間的距離較小，這對(duì)減小鉸點(diǎn)處的受力有利；彈簧行程較大、另外，當(dāng)車(chē)輪跳動(dòng)時(shí)，其輪距、前束及車(chē)輪外傾角等均改變不大，減輕了輪胎的磨損，也使汽車(chē)具有良好的行駛穩(wěn)定性。圖32 麥克弗遜式前懸架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖麥弗遜懸架的缺點(diǎn)是：由于自由度減少，懸架運(yùn)動(dòng)特性的可設(shè)計(jì)性不如雙橫臂懸架；振動(dòng)通過(guò)上支承點(diǎn)傳遞給汽車(chē)頭部，需采取相應(yīng)措施隔離振動(dòng)、噪聲；減振器的活塞桿與導(dǎo)向套之間存在摩擦力，使得懸架的動(dòng)剛度增加，彈性特性變差，小位移時(shí)這一影響更加顯著；對(duì)輪胎的不平衡較敏感；減振器緊貼車(chē)輪布置，其間空間很小，有些情況下不便于采用寬胎或加裝防滑鏈?？v置板簧式非獨(dú)立懸架的優(yōu)點(diǎn)：由于鋼板彈簧本身可兼起導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的作用，并有一定的減振作用，使得懸架的結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化。因而在非獨(dú)立懸架中大多數(shù)采用鋼板彈簧作為彈性元件。結(jié)合本設(shè)計(jì)是研究輕型貨車(chē)，在后懸架的選擇時(shí)，對(duì)舒適性的要求不高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于布置，故后懸架采用縱置板簧式非獨(dú)立懸架。如圖33：圖33 縱置鋼板彈簧非獨(dú)立懸架結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖第4章 懸架的設(shè)計(jì)計(jì)算 懸架主要參數(shù)的確定 影響平順性的參數(shù)懸架設(shè)計(jì)的主要目的之一是確保汽車(chē)具有良好的行駛平順性。汽車(chē)行駛時(shí)振動(dòng)越劇烈，則平順性越差。1，平順性評(píng)價(jià)指標(biāo)ISO2631規(guī)定，當(dāng)振動(dòng)波形峰值系數(shù)時(shí)，用加速度的加權(quán)均方根值來(lái)評(píng)價(jià)振動(dòng)對(duì)人體舒適性和健康的影響。評(píng)價(jià)時(shí)采用人體坐姿受振模型，如圖41，不僅考慮座椅支撐面處輸入點(diǎn)3個(gè)方向的線(xiàn)振動(dòng)，還考慮該點(diǎn)3個(gè)方向的角振動(dòng)及座椅靠背和腳支撐面兩個(gè)輸入點(diǎn)各3個(gè)方向的線(xiàn)振動(dòng)，共3個(gè)輸入點(diǎn)12個(gè)軸向的振動(dòng)。對(duì)于每個(gè)軸向的振動(dòng)，其加權(quán)加速度均方根值可由下式得到： （式41）式中 ——振動(dòng)加速度功率譜密度函數(shù)，可由加速度時(shí)間歷程得到； ——考慮人體對(duì)不同頻率振動(dòng)的敏感程度不同而引入的頻率加權(quán)函數(shù)。圖41 人體坐姿受振模型考慮到不同輸入點(diǎn)、不同軸向的振動(dòng)對(duì)人體影