【文章內容簡介】 車型的比功率和比轉矩范圍見上表 2 燃油經濟性參數(shù) 汽車的燃油經濟性用汽車在水平的水泥或瀝青路面 上以經濟車速或多工況滿載行駛百公里的燃油消耗量來評價該值越小燃油經濟性越好級別低的轎車百公里燃油消耗量要低于級別高的轎車 3 最小轉彎直徑 轉向盤轉至極限位置時汽車前外轉向輪輪轍中心在支承平面上的軌跡圓稱為最小轉彎直徑它用來描述汽車轉向機動性是汽車轉向能力和轉向安全性能的一項重要指標 轉向輪最大轉角汽車軸矩輪矩等對汽車最小轉彎直徑均有影響對機動性要求高的汽車應取小些 23 汽車質量參數(shù)的確定 1 整車裝備質量 整車裝備質量是指車上帶有全部裝備加滿燃料水但沒有裝貨和載人時的整車質量 整車裝備質量對汽車的成本和 使用經濟性均有影響目前盡可能減少整車整備質量的目的是通過減輕整備質量增加裝載量或載客量抵消因滿足安全標準排氣凈化標準和躁聲標準所帶來的整備質量的增加節(jié)約燃料減少整車整備質量的措施主要有采用強度足夠的輕質材料新設計的車型應使其結構更合理減少整車整備質量是從事汽車設計工作中必須遵守的一項重要原則 2 汽車的載客量和裝載質量 汽車的載客量 轎車的載客量用坐位數(shù)表示微型和普通級轎車為 24 座中級以上轎車為 47座 城市大客車的載客量由等于座位數(shù)的乘客和站立乘客兩部分構成站立乘客按每平方米 810 人計算長途大客車和專供游覽 觀光用的大客車其載客量等于座位數(shù) 汽車的裝載質量 汽車的裝載質量是指在硬質良好路面上行駛時允許的額定裝載量汽車在碎石路面上行駛時裝載質量約為好路面的 7585 越野汽車的裝載量是指越野行駛時或在土路上行駛時的額定裝載量 質量系數(shù) 質量系數(shù)是指汽車裝載質量與整車質量的比值即該系數(shù)反映了汽車的設計水平和工藝水平值越大說明該汽車結構和制造工藝越先進參考同類汽車選定的以后可根據(jù)值計算出整車的裝備質量 軸荷分配 汽車的軸荷分配是指汽車在空載或滿載靜止狀態(tài)下各車軸對支承平面的垂直載荷也可以用占空載或滿載總質量的百分比來表示 軸荷分配對輪胎壽命和汽車的使用性能有影響從輪胎磨損均勻和壽命相近考慮各個車胎的載荷應相差不大為了保證汽車有良好的動力性和通過性驅動橋應有足夠大的載荷而從動軸載荷可以適當減少為了保證汽車具有良好的操縱穩(wěn)定性轉向軸的載荷不應過小 汽車的發(fā)動機位置與驅動形式不同對軸荷分配有顯著影響 24 發(fā)動機的選擇 1 發(fā)動機形式的選擇 當前汽車上使用的發(fā)動機仍然是以往復式內燃機為主它分為汽油機柴油機兩類與汽油機比較柴油機具有較好的燃油經濟性使用成本低在相同的續(xù)駛里程內可以設置容積小些的油箱柴油機壓縮比可以達到 1523 而汽油 機一般控制在810 柴油機熱效率高達 38 而汽油機為 30 柴油機工作可靠壽命長排污量少 根據(jù)發(fā)動機汽缸排列形式不同發(fā)動機有直列水平對置和 V 型三種汽缸直列式排列具有結構簡單寬度窄布置方便等優(yōu)點但當發(fā)動機缸數(shù)多時長度尺寸長在汽車上布置困難因此直列式適用于 6 缸以下的發(fā)動機此外直列式還有高度尺寸大的缺點 根據(jù)發(fā)動機冷卻方式不同發(fā)動機分為水冷與風冷兩種大部分汽車用水冷發(fā)動機因為它具有冷卻均勻可靠散熱良好躁聲小和能解決車內供暖問題以及加大散熱器面積后能較好適應發(fā)動機增壓后散熱的需要等優(yōu)點水冷發(fā)動機的主要缺點是冷卻系結構復雜使 用與維修不方便冷卻性能受環(huán)境溫度影響較大夏季冷卻水容易過熱動機又容易過冷并且在室外存放水結冰后能凍壞氣缸缸體和散熱器 當選用尺寸和質量小的發(fā)動機時不僅有利于汽車小型化輕量化同時在保證客廂內都有足夠空間的條件下還能節(jié)約燃料 2 發(fā)動機主要性能指標的選擇 發(fā)動機最大功率和相應轉速 我們可以根據(jù)所需的最高車速用下式估算發(fā)動機最大功率 其中為傳動率效率取 90 為汽車總質量 t 為重力加速度取 10 為滾動阻力系數(shù)取 08 A 為汽車正面投影面積 A h 為最高車速取 120 為空氣阻力系數(shù)取 08 則 最大功率轉速的范圍如下汽油機的在 30007000 因轎車最高車速高值多在4000 以上輕型貨車的值在 40005000 之間中型貨車的值更低些 發(fā)動機最大轉矩及相應轉速 我們可以用下式計算確定 其中為轉矩適應性系數(shù)一般在 1113 之間取 12 為最大功率轉矩一般在 40005000 之間取 4000 為發(fā)動機最大功率得 5560 則 3 變速器結構方案的選擇 機械式變速器因具有結構簡單傳 動效率高制造成本低和工作可靠等優(yōu)點在不同形式的汽車上得到廣泛應用目前汽車上采用的變速器汽車上采用的變速器結構形式是多種多樣的這是由于各國汽車的使用制造修理等條件不同也由于各種類型汽車的使用要求不同所決定的盡管如此一般變速器的結構形式仍具有很多共同點 多種結構形式都有其各自的優(yōu)缺點這些優(yōu)缺點隨主觀和客觀條件的變化而變化因此設計人員應深入實際收集質料調查研究對結構進行分析比較并盡可能地考慮到產品的系列化通用化和標準化最后確定較合適的方案 31 確定變速器的軸式 根據(jù)軸式的形式不同分為固定軸式和旋轉軸式兩類固定軸 式又分為兩軸式中間軸式雙中間軸式和多中間軸式變速器固定軸式應用廣泛其中兩軸式變速器多用于發(fā)動機前置前輪驅動的汽車上中間軸式變速器多用于發(fā)動機前置后輪驅動的汽車上旋轉軸式主要用于液力機械式變速器 現(xiàn)代汽車大多數(shù)都采用三軸式變速器究竟采用哪一種形式除了汽車總布置的要求外主要考慮以下三個方面 1 變速器的徑向尺寸 兩軸式變速器它的前進檔均由一對齒輪傳遞動力當需要大的傳動比十需將主動齒輪做得小些而將從動輪做得很大因此兩軸的中心距和變速器殼的相關尺寸也必然增大而三軸式變速器由兩對齒輪傳遞動力在同樣傳動比的情況 下可將大齒輪的徑向尺寸做得小些因此中心距及變速器殼的相關尺寸均可減小 2 變速器的壽命 兩軸式變速器的低檔齒輪副大小相差懸殊小齒輪工作循環(huán)次數(shù)比大齒輪要高得多因此小齒輪的壽命比大齒輪的壽命短三軸式變速器各前進檔除直接檔均為常嚙合斜齒輪傳動大小齒輪的徑向尺寸相差較小工作循環(huán)次數(shù)和齒輪壽命也比較接近用直接檔工作時因第一軸與第二軸直接連在一起齒輪只是空轉并不傳送動力故不影響齒輪壽命 3 變速器的效率 兩軸式變速器雖然可以有等于 1 的傳動比但仍要經過一對齒輪傳遞動力因此有功率損失而三軸式變速器可將輸入軸和輸出 軸直接相連得到直接檔這種動力傳遞方式幾乎無功率損失且躁聲較小 所以根據(jù)上述的三個方面本設計采用三軸式變速器 32 換檔的結構方式 目前汽車上的機械式變速器采用的換檔結構形式有三種 1 同步器換檔 現(xiàn)在大多數(shù)汽車的變速器都采用同步器使用同步器可減輕接合齒 換檔時引起的沖擊及零件的損壞并且具有操縱輕便經濟性和縮短換檔時間等優(yōu)點從而改善了汽車的加速性經濟性和山區(qū)行駛的安全性 上述的換檔方案可以同時用在同一變速器中的不同檔位上所以本設計考慮的原則是不常用的倒檔和一檔采用結構較簡單的滑動直齒輪或嚙合套的形式對于常用 的檔位則采用同步器 2 滑動齒輪換檔 通常是采用滑動直齒輪進行換檔但也有采用滑動斜齒輪換檔的滑動直齒輪換檔的優(yōu)點是結構簡單緊湊容易制造缺點是換檔時齒端面承受很大的沖擊會導致齒輪過早損壞并且直齒輪工作躁聲大所以這種換檔方式一般僅用在倒檔上 采用滑動斜齒輪換檔雖然工作平穩(wěn)承載能力大躁聲小的優(yōu)點但它的換檔仍然避免不了齒端面承受沖擊所以現(xiàn)代汽車的變速器中前進檔采用滑動齒輪換檔的已甚為少見 3 嚙合套換檔 用嚙合套換檔可將構成某傳動比的一對齒輪制成常嚙合的斜齒輪而斜齒輪上另外有一部分做成直的接合齒用來與嚙合套相嚙合這 種結構既具有斜齒輪傳動的優(yōu)點同時克服了滑動齒輪換檔時沖擊力集中在 12 個齒上的缺陷 33 齒輪安排 各齒輪副的相對安裝位置對于整個變速器的結構布置有很大的影響各檔位置的安排應考慮以下四個方面的要求 1 整車總裝置 根據(jù)整車的總布置對變速器輸入軸與輸出軸的相對位置和變速器的輪廓形狀以及換檔機構提出要求 2 駕駛員的使用習慣 有人認為人們習慣于按檔的高低順序由左到右或有右到左排列來換檔但是也有人認為應該將常用檔放在中間位置而將不常用的低檔放在兩邊 3 改善齒輪受載狀況 各檔齒輪在變速器中的位置安排應考慮齒輪的受載 狀況承受載荷的低檔齒輪一般安置在離軸承較近的地方以減小的變形使齒輪的重疊系數(shù)不致下降過多變速器齒輪主要是因接觸應力過高而造成表面點蝕損壞因此將高檔齒輪安排在離兩支承較遠處較好該