【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 5)估算發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率、最大扭矩及其對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速 ； (6)變速器的頭檔速比和檔位數(shù)，和驅(qū)動(dòng)橋的主減速比。 主要尺寸參數(shù)的選擇 通過(guò)整車總布置草圖的繪制，可以初步確定各總成的布置關(guān)系，進(jìn)而確定整車各有關(guān)的 (布置 )尺寸參數(shù)和質(zhì)量參數(shù)，以便為總成設(shè)計(jì)提供原始數(shù)據(jù)。 在繪制整車總布置草圖時(shí)，可以參考同類車型的相關(guān)總成的外廓尺寸和質(zhì)量，按本車的總布置需要，進(jìn)行總布置草圖的繪制。初步確定主要布置尺寸和進(jìn)行質(zhì)量參數(shù)的計(jì)算。 確定車頭，駕駛室的型式，以及同發(fā)動(dòng)機(jī)、前軸 (輪 )的相互布置關(guān) 系后，繪制布置總布置草圖，并在此基礎(chǔ)上布置各大總成。 (1)車架和車箱； (2)后簧、后橋和車輪； (3)前簧、前軸和車輪； (4)傳動(dòng)系； (5)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)及拉桿系統(tǒng)，并確定前輪轉(zhuǎn)角和進(jìn)行轉(zhuǎn)彎直徑的計(jì)算； (6)布置油箱、電瓶、消聲器、貯氣簡(jiǎn)、及備胎等其它總成。 完成整車總布置草圖后，整車的外廓尺寸及相關(guān)的布置尺寸參數(shù)已基本確定，然后進(jìn)行質(zhì)量參數(shù)的計(jì)算。 計(jì)算質(zhì)量參數(shù)前，要列出各大總成的質(zhì)量，再定出空載和滿載時(shí)各總成的質(zhì)心至前軸和地面的距離，最后計(jì)算出空載和滿載時(shí)的軸荷分配和質(zhì)心至前軸、地面的距離。 整車總 布置應(yīng)提供以下參數(shù)，為總成開(kāi)發(fā)提供原始數(shù)據(jù)。 (1)整車的外廓尺寸； (2)軸距和前、后輪距； (3)前懸和后懸長(zhǎng)度； (4)車頭、駕駛室和發(fā)動(dòng)機(jī)、前輪的布置關(guān)系； (5)輪胎型號(hào)、靜力半徑和滾動(dòng)半徑、負(fù)載能力； 17 (6)車箱內(nèi)長(zhǎng)及外廓尺寸； (7)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、扭矩及相應(yīng)轉(zhuǎn)速； (8)變速器頭檔速比 (2 種 )和檔位數(shù)； (9)后橋總速比 (可有幾種 )； (10)最高車速； (11)最大爬坡度； (12)整備質(zhì)量及載質(zhì)量； (13)轉(zhuǎn)向盤直徑，車輪轉(zhuǎn)角及最小轉(zhuǎn)彎直徑 (14)前輪接地點(diǎn)至前簧座的距離； (15)前簧中心距； (16)后簧中心距； (17)車架前部和后部外寬； (18)車架縱梁外形尺寸及橫梁位置； (19)前簧作用長(zhǎng)度； (20)后簧作用長(zhǎng)度； (21)前簧非懸架質(zhì)量； (22)后簧非懸架質(zhì)量； (23)后輪轂及制動(dòng)器總成質(zhì)量。 通過(guò)整車總布置草圖的繪制，可以初步確定各總成的布置關(guān)系，進(jìn)而確定整車各有關(guān)的 (布置 )尺寸參數(shù)和質(zhì)量參數(shù)，以便為總成設(shè)計(jì)提供原始數(shù)據(jù)。 在繪制整車總布置草圖時(shí)，可以參考同類車型的相關(guān)總成的外廓尺寸和質(zhì)量，按本車的總布置需要，進(jìn)行總布置草圖的繪制。初步確定主要布置尺寸和進(jìn)行質(zhì)量 參數(shù)的計(jì)算。 汽車的主要尺寸參數(shù)包括軸距、輪距、總長(zhǎng)、總寬、總高、前懸、后懸、接近角、離去角、最小離地間隙等。 18 圖 汽車的主要尺寸參數(shù) 軸距的選擇要考慮它對(duì)整車其他尺寸參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)和使用性能的影響。軸距短一些，汽車總長(zhǎng)、質(zhì)量、最小轉(zhuǎn)彎半徑和縱向通過(guò)半徑就小一些。但軸距過(guò)短也會(huì)帶來(lái)一系列問(wèn)題，例如車廂長(zhǎng)度不足或后懸過(guò)長(zhǎng)；汽車行駛時(shí)其縱向角振動(dòng)過(guò)大；汽車加速、制動(dòng)或上坡時(shí)軸荷轉(zhuǎn)移過(guò)大而導(dǎo)致其制動(dòng)性和操縱穩(wěn)定性變壞；萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)的夾角過(guò)大等。因此，在選擇軸距時(shí)應(yīng)綜合考慮對(duì)有關(guān)方面的影響。當(dāng)然，在滿足 所設(shè)計(jì)汽車的車廂尺寸、軸荷分配、主要性能和整體布置等要求的前提下，將軸距設(shè)計(jì)得短一些為好。 在整車選型初期 ,可根據(jù)要求及駕駛室布置尺寸初步確定軸距 : L = RjH LsLL ??? 式中 ： HL —貨箱長(zhǎng)度可根據(jù)汽車的裝載質(zhì)量、載貨長(zhǎng)度來(lái)確定，或參考同類型、同裝載量汽車的貨廂長(zhǎng)度和裝載面積來(lái)初步確定； jL —前輪中心至駕駛室后壁的距離，它與布 置方案選擇有關(guān)，在該布置方案選定后，可通過(guò)對(duì)駕駛室、發(fā)動(dòng)機(jī)和前軸的初步布置或參考同型、同類布置的汽車的這一尺寸初步確定； —駕駛室與貨廂之間的間隙，一般取 50～ 100mm； RL —后懸尺寸，可根據(jù)道路條件或參考同類型汽車初步確定。 軸距的最終確定應(yīng)通過(guò)總布置和相應(yīng)的計(jì)算來(lái)完成，其中包括檢查最小轉(zhuǎn)彎半徑和萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)的夾角是否過(guò)大，軸荷分配是否合理，乘坐是否舒適以及能否滿足整車總體設(shè)計(jì)的要求等。 三軸汽車的中后軸之間的軸距 ，多取為輪胎直徑的 ～ 。汽車輪距對(duì) 19 汽車的總寬、總質(zhì)量、橫向穩(wěn)定性和機(jī)動(dòng)性都有較大的影響。輪距愈大，則懸架的角剛度愈大，汽車的橫向穩(wěn)定性愈好，車廂內(nèi)橫向空間也愈大。但輪距也不宜過(guò)大，否則，會(huì)使汽車的總寬和總質(zhì)量過(guò)大。輪距必須與汽車的總寬相適應(yīng)。 汽車的外廓尺寸包括其總長(zhǎng)、總寬、總高。它應(yīng)根據(jù)汽車的類型、用途、承載量、道路條件、結(jié)構(gòu)選型與布置以及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)限制等因素來(lái)確定。在滿足使用要求的前提下，應(yīng)力求減小汽車的外廓尺寸，以減小汽車的質(zhì)量，降低制造成本，提高汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和機(jī)動(dòng)性。 GBl589—79對(duì)汽車外廓尺寸界限作了規(guī)定。 前懸處要布置發(fā)動(dòng)機(jī)、水箱、風(fēng)扇、彈簧前支架、車身前部或駕駛室的前支點(diǎn)、保險(xiǎn)杠、轉(zhuǎn)向器等，要有足夠的縱向布置空間。其長(zhǎng)度與汽車的類型、驅(qū)動(dòng)型式、發(fā)動(dòng)機(jī)的布置型式和駕駛室的型式及布置密切相關(guān)。汽車的前懸不宜過(guò)長(zhǎng)，以免使汽車的接近角過(guò)小而影響通過(guò)性。 汽車的后懸長(zhǎng)度主要與貨廂長(zhǎng)度、軸距及軸荷分配有關(guān)。后懸也不宜過(guò)長(zhǎng)，以免使汽車的離去角過(guò)小而引起上下坡時(shí)刮地，同時(shí)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％，其長(zhǎng)度不大于 。輕型及以上的載貨汽車的后懸一般為 ～ 。長(zhǎng)軸距、特長(zhǎng)貨廂的汽車，其后懸可長(zhǎng)達(dá)約 。 整車質(zhì)量參數(shù)估算 在整車設(shè)計(jì)方案確立后，總布置設(shè)計(jì)草圖初步完成的情況下，應(yīng)首先對(duì)整車質(zhì)量參數(shù) (包括：空載狀態(tài)下的整車整備質(zhì)量、軸荷分配、質(zhì)心高度；滿載狀態(tài)下的整車最大總質(zhì)量、軸荷分配以及非懸架質(zhì)量等 )進(jìn)行估算，為整車性能計(jì)算和總成設(shè)計(jì)提供依據(jù)。 各總成質(zhì)量可通過(guò)樣件實(shí)測(cè)得到，亦可參照同類車型樣件實(shí)測(cè)值修正得到。 各總成質(zhì)心位置可通過(guò)實(shí)測(cè)得到或按其幾何形狀和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)估計(jì)得到，然后在整車總布置圖上確定其質(zhì)心相對(duì)于前輪中心的縱向位移 (一般規(guī) 定在前輪中心后為正值，在前輪中心前為負(fù)值 )以及空載狀態(tài)下的離地高度；和滿載狀態(tài)下的離地高度。 一般整車總布置圖在滿載狀態(tài)下繪制，在確定各總成質(zhì)心在空載狀態(tài)下的離地高度時(shí)應(yīng)考慮到前、后輪胎和懸架相對(duì)滿載狀態(tài)的垂直變形的影響；空載狀態(tài)下各總成質(zhì)心縱向位置相對(duì)滿載狀態(tài)的變化忽略不記。 空車狀態(tài)下整車質(zhì)量、軸荷分配和質(zhì)心高度的計(jì)算 整車整備質(zhì)量 (自重 ) 按下式計(jì)算： 20 CM =??01Ni iM 式中 ： 0N —用估算整車整備質(zhì)量的全部總成數(shù)量 (總成的劃分可根據(jù)實(shí)際 情況由設(shè)計(jì)人員自定 )； CM —整車裝備質(zhì)量， kg。 滿載狀態(tài)下整車質(zhì)量、軸荷分配和質(zhì)心高度的計(jì)算 整車最大總質(zhì)量 (總重 ) 按下式計(jì)算： tM =??11Ni iM 1N —用于估算整車最大總質(zhì)量的全部總成和 負(fù)載的數(shù)量 (一般在整車整備質(zhì)量基礎(chǔ)上加上乘員和最大裝載質(zhì)量 )。 非懸架質(zhì)量的估算 對(duì)于非獨(dú)立懸架，整個(gè)車橋總成 (包括制動(dòng)器、輪轂、車輪等 )都屬于非懸架質(zhì)量；一端與車橋鉸接，另一端與車架固定點(diǎn)鉸接件 (如轉(zhuǎn)向拉桿、傳動(dòng)軸、導(dǎo)向臂、穩(wěn)定桿等 )可將靜止時(shí)作用于車橋鉸接點(diǎn)的質(zhì)量作為非懸架質(zhì)量 (轉(zhuǎn)向拉桿、傳動(dòng)軸等件可取其質(zhì)量的 1/2作為非懸架質(zhì)量 )；螺旋彈簧取其質(zhì)量的 1/2作為非懸架質(zhì)量；吊掛式鋼板彈簧取其質(zhì)量的 3/4作為非懸架質(zhì)量；平衡懸架鋼板彈簧取其質(zhì)量的 1/4作為非懸架質(zhì)量。 對(duì)于獨(dú)立懸架和其它特殊形 式的懸架可視其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行非懸架質(zhì)量估算。 整備質(zhì)量利用系數(shù) 汽車的整備質(zhì)量利用系數(shù) 0m? 是汽車的裝載量 Gm 與整備質(zhì)量 0m 之比，即 00 mmGm ?? 它表明單位汽車整備質(zhì)量所承受的汽車裝載質(zhì)量。顯然，此系數(shù)越大表明該車型的材料利用率越高和設(shè)計(jì)與工藝水平越高。因此，設(shè)計(jì)新車型時(shí)在保證汽車零部件的強(qiáng)度、剛度及可靠性與壽命的前提下，應(yīng)力求減輕其質(zhì)量， 增大這一系數(shù)值。 表 各類汽車的整備質(zhì)量利用系數(shù) 汽車類型 備注 輕型 ～ 柴油車為 ～ 21 載貨汽車 中型 ～ 重型 ～ 礦用自卸車 裝載量 45t ～ 45t ～ 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(duì)汽車的牽引性、通過(guò)性、制動(dòng)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(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)汽車 的 總體 布置型式、使用條件及性能要求合理地選定軸荷分配。 汽車的布置型式對(duì)軸荷分配影響較大，例如對(duì)載貨汽車而言，長(zhǎng)頭車滿載時(shí)的前軸負(fù)荷分配多在 28％上下，而平頭車多在 33％～ 35％。對(duì)轎車而言，前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)的轎車滿載時(shí)的前軸負(fù)荷最好在 55％以上，以保證爬坡時(shí)有足夠的附著力；前置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)的轎車滿載時(shí)的后軸負(fù)荷一般不大于 52％；后置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)的轎車滿載時(shí)后軸負(fù)荷最好不超過(guò) 59％，否則，會(huì)導(dǎo)致汽車具有過(guò)多轉(zhuǎn)向特性而使操縱性變壞。 在確定軸荷分配時(shí)也要考慮到汽車的使用條件。對(duì)于常在較差路面上行駛的載貨 汽車，為了保證其在泥濘路面上的通過(guò)能力，常將滿載前軸負(fù)荷控制在26％～ 27％，以減小前輪的滾動(dòng)阻力并增大后驅(qū)動(dòng)輪的附著力。對(duì)于常在潮濕路面上行駛的后驅(qū)動(dòng)輪裝用單胎的 42平頭貨車，空載時(shí)后軸負(fù)荷應(yīng)不小于 41％，以免引起側(cè)滑。 在確定軸荷分配時(shí) ,還要充分考慮汽車的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及性能要求。例如：重型礦用自卸汽車的軸距短、質(zhì)心高，制動(dòng)或下坡時(shí)質(zhì)量轉(zhuǎn)移會(huì)使前軸負(fù)荷過(guò)大，故在設(shè)計(jì)時(shí)可將其前軸負(fù)荷適當(dāng)減小，使后軸負(fù)荷適當(dāng)加大。為了提高越野汽車在松軟路面和無(wú)路地區(qū)的通過(guò)性，其前軸負(fù)荷應(yīng)適當(dāng)減小以減小前輪的滾動(dòng)阻力。 軸荷分配 對(duì)前后輪胎的磨損有直接影響。為了使其磨損均勻，對(duì)后輪裝單胎的雙軸汽車，要求其滿載時(shí)的前后軸荷分配均為 50％，而對(duì)后輪為雙胎的雙軸汽車，則前后軸荷可大致按 1/3和 2/3的比例處理。當(dāng)然，在實(shí)際設(shè)計(jì)中由于許多因素的影響，上述要求只能近似地滿足。 在確定汽車的軸荷分配時(shí)，還要考慮汽車的靜態(tài)方向穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)方向穩(wěn)定性。根據(jù)理論分析，汽車質(zhì)心位置到汽車中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)的距離 s 對(duì)汽車的靜態(tài)方向穩(wěn)定性有決定性的影響。這個(gè)距離可由下式計(jì)算得到： s =aaa C CLCL 2112 ? 22 式中 ： 1L ， 2L —分別為汽車質(zhì)心離前、后軸的距離。 和 取決于軸荷分配， 1aC —兩個(gè)前輪的輪胎側(cè)偏剛度之和， N/rad； 2aC —后輪的輪胎側(cè)偏剛度之和， N/rad； aC —汽車全部輪胎的總側(cè)偏剛度之和， N/rad； 當(dāng) s 0時(shí)，汽車質(zhì)心位于中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)之前，汽車具有不足轉(zhuǎn)向特性，汽車靜態(tài)的方向穩(wěn)定性較好。反之，當(dāng) s 0時(shí)，汽車具有過(guò)度轉(zhuǎn)向特性。此時(shí)存在著一個(gè)臨界車速，低于此車速時(shí)，汽車的行駛時(shí)穩(wěn)定的，高與此車速，則汽車就不能穩(wěn)定行駛。在汽車設(shè)計(jì)時(shí)一般希望汽車具有適度的不足轉(zhuǎn)向特性。為此，要很好地匹配上述參數(shù)，使 2211 aa CLCL ? 0 主要性能參數(shù)的選擇 動(dòng)力性參數(shù) 汽車的動(dòng) 力性參數(shù)主要有直接檔和 I 檔最大動(dòng)力因數(shù)、最高車速、加速時(shí)間、汽車的比功率和比轉(zhuǎn)矩等。 直接檔動(dòng)力因數(shù) max0D max0D 的選擇主要是根據(jù)對(duì)汽車加速性與燃料經(jīng)濟(jì)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(dòng)機(jī)排量的增大而增大。中、高級(jí)轎車對(duì)加速性要求高，故 max0D 值較大。微型和普通級(jí)轎車為了節(jié)省燃料， max0D 值較小。載貨汽車的 max0D 值是隨汽車總質(zhì)量的增大而逐漸減小的，但也有個(gè)限度。微型貨車的 max0D 值較大，輕型貨車次之，因?yàn)樗鼈儾粫?huì)拖帶掛車，而且對(duì)平均車速和加速性能的要求也較高。中、重型貨車的 max0D 多在 ～ 。對(duì)中、重型貨車選擇 max0D 時(shí)的要求是：拖帶掛車后仍能以直接檔在具有 3％坡度的公路上行駛。鞍式牽引汽車及半掛車等汽車列車的 應(yīng)在 。礦用自卸汽車的行駛阻力大，其 max0D 值也應(yīng)不小于 。客車的 max0D 值也是隨著其總 23 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。 Ⅰ 檔動(dòng)力因數(shù) max1D I檔最大動(dòng)力因數(shù) max1D 直接影響汽車的最大爬坡能力和通過(guò)困難路段的能力以及起步并連續(xù)換檔時(shí)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度和附著條件。對(duì)于公路用車， max1D 多在 ～ 。中級(jí)及以上的轎車，其 max1D 值的上限可高達(dá) ，以便獲得必要的最低車速和較強(qiáng)的加速能力。礦用自卸汽車 (裝載量為 )的 max1D 值多在 ～ ，當(dāng)采用液力機(jī)械傳動(dòng)時(shí)，由于汽車起步后動(dòng)力因數(shù)下降較快，為保證有足夠的爬坡速度和加速能力， max1D 值還應(yīng)取大一些。軍用越野汽車的爬坡能力要求高達(dá) 60％～ 75％，故其 max1D 值 多選擇在 。 最高車速 Vmax 隨著汽車性能特別是主被動(dòng)安全性能的提高以及各國(guó)公路路面的改善和高速公路的發(fā)展，汽車的最高車速普遍有所提高。選擇時(shí)應(yīng)考慮汽車的類型、用途、道路條件、具備的安全條件和發(fā)動(dòng)機(jī)功率的大小等，并以汽車行駛的功率平衡為依據(jù)來(lái)確定。 汽車的比功率和比轉(zhuǎn)矩 這兩個(gè)參數(shù)分別表示發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率和最大轉(zhuǎn)矩與汽車總質(zhì)量之比。比功率