1、1广西工学院（广西机电技师学院）毕 业 设 计（论文）题 目 货车底盘 副标题 2学生姓名 田力 年 级 高汽修 07G2 学 号 专 业 汽车运用与维修 指导教师 郑程 日 期 评定成绩 优 良 中 及格 不及格 3目录概述71.1 整车总布置设计任务71.2 设计原则、目标81.3 汽车设计过程.82. 整车型式的选择82.1 发动机的种类和型式92.2 汽车的轴数和驱动型式92.3 车头、驾驶室的型式.102.4 轮胎的选择.103.汽车主要参数的选择113.1 主要尺寸参数的选择123.2 整车质量参数估算143.2.1 空车状态下整车质量、轴荷分配和质心高度的计算1543.2.2 满
2、载状态下整车质量、轴荷分配和质心高度的计算163.2.3 非悬架质量的估算173.2.4 整备质量利用系数173.2.5 轴荷分配183.3 主要性能参数的选择193.3.1 动力性参数193.3.1.1 直接档动力因数D0max193.3.1.2 档动力因数 DImax203.3.1.3 最高车速 Vmax203.3.1.4 汽车的比功率和比转矩 203.3.1.5 汽车的加速时间213.3.2 燃料经济性参数213.3.3 操纵稳定性参数223.3.5 行驶平顺性参数2353.3.6 制动性参数233.3.7 通过性参数244.发动机选型244.1 发动机基本形式的选择244.2 主要性能
3、指标的选择264.2.1 发动机最大功率 Pe max 及其相应转速np264.2.2 发动机最大转矩 Te max 及其相应转速nm284.3 传动系参数的选择.284.3.1 最小传动比的选择.284.3.2 最大传动比的选择.294.3.3 变速器档位数的选择.305.总布置图的绘制.3065.1 发动机及传动系的布置315.2 车头、驾驶室的布置315.3 动轴的布置.325.4 悬架的布置325.5 车架总成外形及其横梁的布置335.6 转向系的布置.345.7 制动系统的布置.355.8 进、排气系统的布置.355.9 操纵系统的布置.365.10 车箱的布置376. 运动校核37
4、6.1 转向轮跳动图376.2 传动轴跳动图3976.4 转向拉杆与悬架导向机构运动协调407.结 论 428.致谢.429.参考文献.421 概述汽车性能的优劣不仅取决于组成汽车的各部件的性能，而且在很大程度上取决于各部件的协调和配合，取决于总体布置；总体设计水平的高低对汽车的设计质量、使用性能和产品的生命力起决定性的影响。汽车是一个系统，这是基于汽车只有如下属性而具备组成系统的条件： 汽车是由多个要素（子系统及连接零件）组成的整体，每个要素对整体的行为有影响； 组成汽车的各要素对整体行为的影响不是独立的； 汽车的行为不是组成它的任何要素所能具有的。由此，汽车具备系统的属性，对环境表现出整体
5、性、一辆子系统属性匹配协调的汽车所具备的功能大于组成它的各子系统功能纯粹的、简单的总和、反8之，如果子系统的属性因无序而相互干扰，即便是个体性能优良的子系统，其功能也会因相互扼制而抵消，功率循环、轴转向等就是这样的典型例子。系统论所揭示的系统整体性和系统功能的等级性必然会映射到设计任务中来、用整体性来解释汽车设计的终极目标是整车性能的综合优化，道理是十分显然的、汽车设计任务的等级形态表现为：上位设计任务是确定下位设计任务要实现的目标，下位设计是实现上位设计功能的手段、上、下位体系可从总体设计逐级分至零件设计，总体设计无疑处于这种体系的最上位，设计子系统的全部活动必须在总体设计构建的框架内进行、
6、子系统设计固然重要，但统揽全局、设计子系统组合和相互作用体系规则的总体设计对汽车的性能和质量的影响更加广泛、更为深刻。1.1 整车总布置设计的任务(1) 从技术先进性、生产合理性和使用要求出发，正确选择性能指标、质量和主要尺寸参数，提出总体设计方案，为各部件设计提供整车参数和设计要求；(2) 对各部件进行合理布置和运动校核；(3) 对整车性能进行计算和控制，保证汽车主要性能指标实现；(4) 协调好整车与总成之间的匹配关系，配合总成完成布置设计，使整车的性能、可靠性达到设计要求。1.2 设计原则、目标（1） 汽车的选型应根据汽车型谱、市场需求、产品的技术发展趋势和企业的产品发展规划进行。（2）选
7、型应在对同类型产品进行深入的市场调查、使用调查、生产工艺调查、样车结构分析与性能分析及全面的技术、进行分析的基础上进行（3）应从已有的基础出发，对原有车型和引进的样车进行分析比较，继承优点，消除缺陷，采用已有且成熟可靠的先进技术与结构，开发新车型。（4）涉及应遵守有关标准、规范、法规、法律，不得侵犯他人专利。（5）力求零件标准化、部件通用化、产品系列化。91.3 汽车设计过程(1)调查研究与初始决策：选定设计目标，并制定产品设计工作及方针原则。(2)总体方案设计：根据所选定的目标及对开发目标制定的工作方针、设计原则等主导思想提出整车设想，即概念设计（concept design）或构思设计。(
8、3)绘制总布置草图，确定整车主要尺寸、质量参数与性能以及各总成的基本形式。 (4)车身造型设计及绘制车身布置图：绘制不同外形、不同色彩的车身外形图；制作相应的造型的 1：5 整车模型；从中选优后，再制作 1：5 或 1：1 的精确模型。(5)编写设计任务书；(6)汽车总布置设计；(7)总成设计；(8)试制、试验、定型。2. 整车型式的选择根据设计原则，目标和用户的需求特点，整车设计人员要提出被开发车型的整车型式方案，主要包括以下几部分：(1)发动机的种类和型式；(2)轴数和驱动型式；(3)车头和驾驶室的型式及与发动机、前轴(轮)的位置关系；(4)轮胎的选择。2.1 发动机的种类和型式对于发动机
9、的种类和型式，在现代汽车上主要选用汽油机和柴油机，用其它燃料或其它种类的发动机，可根据车型的需要进行选取。 发动机的型式有直列式、V 型和对置式等。冷却方式有水冷和风冷。10因此要根据具体车型的使用条件和布置上的结构需要，而选择不同种类和型式的发动机。2.2 汽车的轴数和驱动型式不同类型的汽车有不同的轴数和驱动型式，这主要根据使用条件、用途、工厂的生产条件、制造成本及公路的轴荷限值等因素进行选择。最常用的是两轴、后驱动 42 式汽车，其中轿车还可以采用 42 前驱动式结构。对于一般总重小于 19t 的汽车，都采用 42 后驱动的布置型式(前驱动的轿车除外)，因为这种汽车结构简单、布置合理、机动
10、性好、成本低、适合于公路使用，是种典型的、成熟的结构型式。随着汽车载重量的增加，各相关总成也要相应的加大，汽车的自重也要增加，这样会造成 42 式的汽车单轴的负荷增加，以致于超过公路、桥梁所规定的承载限值(公路允许单轴负荷为 13t，双后轴负荷为 24t)。为解决此矛盾，一般采用增加汽车轴数的办法来减少单轴的负荷，如从 42 变成62、64、84，如果想增加驱动能力，提高越野通过性能，可以采用44、66、88 等增加前驱动型式的结构，同时也可提高载重量。采用增加轴数的办法，可以提高载重量而不增加单轴负荷，同时还不会增加车箱底板的离地高度，提高通用化、系列化水平，便于生产、降低生产成本等。所以汽
11、车厂家多年来一直都采用这种办法变型出更多品种的汽车。根据设计要求，本次设计的 ZNZ1091 中型货车的轴数为两轴，所选的驱动形式为 42（后轮为双后轮）的布置形式。2.3 车头、驾驶室的型式车头、驾驶室的型式是汽车的最主要的型式之一。其选择主要决定于用户的要求、安全性、维修保养的方便性和生产条件等因素。车头的型式如长头、平头、凸头等都各有其优缺点。车头、驾驶室与发动机，前轴(前轮胎)的布置位置，也可组成不同的布置结构，形成不同风格的整车外形，使轴荷分配、轴距、转弯直径等发生变化。对使用、性能也有一定的影响。综合以上结论，本次设计的最佳的驱动型式是11发动机前置后轮驱动、所选的车头为平头式结构
12、。图 2.1 驾驶室与发动机，前轴(前轮胎)的布置位置2.4 轮胎的选择轮 胎 的 尺 寸 和 型 号 是 进 行 汽 车 性 能 计 算 和 绘 制 总 布 置 图 的 重 要 原 始 数 据之 一 ， 因 此 ， 在 总 体 设 计 开 始 阶 段 就 应 选 定 ， 而 选 择 的 依 据 是 车 型 、 使 用 条件 、 轮 胎 的 静 负 荷 、 轮 胎 的 额 定 负 荷 以 及 汽 车 的 行 驶 速 度 。 当 然 还 应 考 虑 与动 力 传 动 系 参 数 的 匹 配 以 及 对 整 车 尺 寸 参 数 (例 如 汽 车 的 最 小 离 地 间 隙 、总 高 等 )的 影
13、响 。轮 胎 所 承 受 的 最 大 静 负 荷 与 轮 胎 额 定 负 荷 之 比 ， 称 为 轮 胎 负 荷 系 数 。 大多 数 汽 车 的 轮 胎 负 荷 系 数 取 为 0.9 1.0， 以 免 超 载 。 轿 车 、 轻 型 客 车 及 轻型 货 车 的 车 速 高 、 轮 胎 受 动 负 荷 大 ， 故 它 们 的 轮 胎 负 荷 系 数 应 接 近 下 限 ； 对在 各 种 路 面 上 行 驶 的 货 车 ， 其 轮 胎 不 应 超 载 。 在 良 好 路 面 上 行 驶 且 车 速 不 高的 货 车 ， 其 轮 胎 负 荷 系 数 可 取 上 限 甚 至 达 1.1； 对 车
14、 速 不 高 的 重 型 货 车 、重 型 自 卸 汽 车 ， 此 系 数 亦 可 偏 大 些 。 但 过 多 超 载 会 使 轮 胎 早 期 磨 损 ， 甚 至 发生 胎 面 剥 落 及 爆 胎 等 事 故 。 试 验 表 明 ： 轮 胎 超 载 20 时 ， 其 寿 命 将 下 降30 左 右 。为 了 提 高 汽 车 的 动 力 因 数 、 降 低 汽 车 及 其 质 心 的 高 度 、 减 小 非 簧 载 质 量 ，对 公 路 用 车 在 其 轮 胎 负 荷 系 数 以 及 汽 车 离 地 间 隙 允 许 的 范 围 内 应 尽 量 选 取 尺寸 较 小 的 轮 胎 。 采 用 高 强
15、 度 尼 龙 帘 布 轮 胎 可 使 轮 胎 的 额 定 负 荷 大 大 提 高 ， 从而 使 轮 胎 直 径 尺 寸 也 大 为 缩 小 。 例 如 装 载 量 4t 的 载 货 汽 车 在 20 世 纪 50年 代 多 用 的 9.0020 轮 胎 早 已 被 8.2520； 7.5020 甚 至 8.2516 等12更 小 尺 寸 的 轮 胎 所 取 代 。 越 野 汽 车 为 了 提 高 在 松 软 地 面 上 的 通 过 能 力 常 采 用胎 面 较 宽 、 直 径 较 大 、 具 有 越 野 花 纹 的 超 低 压 轮 胎 。 山 区 使 用 的 汽 车 制 动 频繁 ， 制 动
16、鼓 与 轮 辋 之 间 的 间 隙 应 大 一 些 ， 以 便 散 热 ， 故 应 采 用 轮 辋 尺 寸 较 大的 轮 胎 。 轿 车 都 采 用 直 径 较 小 、 断 面 形 状 扁 平 的 宽 轮 辋 低 压 轮 胎 ， 以 便 降 低质 心 高 度 ， 改 善 行 驶 平 顺 性 、 横 向 稳 定 性 、 轮 胎 的 附 着 性 能 并 保 证 有 足 够 的承 载 能 力 。我 国 各 种 汽 车 的 轮 胎 和 轮 辋 的 规 格 及 其 额 定 负 荷 可 查 相 应 的 国 家 标 准 。轿 车 轮 胎 标 准 见 GB 297882； 货 车 和 客 车 的 轮 胎 规
17、格 详 见 国 标 GB 51682。 货 车 的 后 轮 装 双 胎 时 ， 比 单 胎 使 用 时 的 负 荷 可 增 加 10 15 。3.汽车主要参数的选择总布置设计人员应初步确定以下各种参数，作为整车和总成的原始数据和工作目标。在整车的方案(车头、驾驶室的型式、发动机的种类，整车初步的外廓尺寸、主要布置参数和布置草图)初步确定之后，整车设计人员通过图面工作和计算、初步确定如下目标参数：(1) 汽车主要尺寸参数(2) 汽车质量参数(3) 主要性能参数(4) 汽车的机动性参数(5)估算发动机的最大功率、最大扭矩及其对应的转速。(6)变速器的头档速比和档位数，和驱动桥的主减速比。3.1 主
18、要尺寸参数的选择通过整车总布置草图的绘制，可以初步确定各总成的布置关系，进而确定整车各有关的(布置)尺寸参数和质量参数，以便为总成设计提供原始数据。在绘制整车总布置草图时，可以参考同类车型的相关总成的外廓尺寸和质量，按本车的总布置需要，进行总布置草图的绘制。初步确定主要布置尺寸和进行质量参数的计算。13确定车头，驾驶室的型式，以及同发动机、前轴(轮)的相互布置关系后，绘制布置总布置草图，并在此基础上布置各大总成。(1)车架和车箱；(2)后簧、后桥和车轮；(3)前簧、前轴和车轮；(4)传动系；(5)转向机构及拉杆系统，并确定前轮转角和进行转弯直径的计算；(6)布置油箱、电瓶、消声器、贮气简、及备
19、胎等其它总成。完成整车总布置草图后，整车的外廓尺寸及相关的布置尺寸参数已基本确定，然后进行质量参数的计算。计算质量参数前，要列出各大总成的质量，再定出空载和满载时各总成的质心至前轴和地面的距离，最后计算出空载和满载时的轴荷分配和质心至前轴、地面的距离。通过整车总布置草图的绘制，可以初步确定各总成的布置关系，进而确定整车各有关的(布置)尺寸参数和质量参数，以便为总成设计提供原始数据。在绘制整车总布置草图时，可以参考同类车型的相关总成的外廓尺寸和质量，按本车的总布置需要，进行总布置草图的绘制。初步确定主要布置尺寸和进行质量参数的计算。汽车的主要尺寸参数包括轴距、轮距、总长、总宽、总高、前悬、后悬、
20、接近角、离去角、最小离地间隙等。14图 3.1 汽车的主要尺寸参数轴距的选择要考虑它对整车其他尺寸参数、质量参数和使用性能的影响。轴距短一些，汽车总长、质量、最小转弯半径和纵向通过半径就小一些。但轴距过短也会带来一系列问题，例如车厢长度不足或后悬过长；汽车行驶时其纵向角振动过大；汽车加速、制动或上坡时轴荷转移过大而导致其制动性和操纵稳定性变坏；万向节传动的夹角过大等。因此，在选择轴距时应综合考虑对有关方面的影响。当然，在满足所设计汽车的车厢尺寸、轴荷分配、主要性能和整体布置等要求的前提下，将轴距设计得短一些为好。在整车选型初期,可根据要求及驾驶室布置尺寸初步确定轴距: RJHLSL式中，L H
21、货箱长度可根据汽车的装载质量、载货长度来确定，或参考同类型、同装载量汽车的货厢长度和装载面积来初步确定；LJ前轮中心至驾驶室后壁的距离，它与布置方案选择有关，在该布置方案选定后，可通过对驾驶室、发动机和前轴的初步布置或参考同型、同类布置的汽车的这一尺寸初步确定； S驾驶室与货厢之间的间隙，一般取 50100mm；LR后悬尺寸，可根据道路条件或参考同类型汽车初步确定。轴距的最终确定应通过总布置和相应的计算来完成，其中包括检查最小转弯半径和万向节传动的夹角是否过大，轴荷分配是否合理，乘坐是否舒适以及能否满足整车总体设计的要求等。15汽车轮距对汽车的总宽、总质量、横向稳定性和机动性都有较大的影响。轮
22、距愈大，则悬架的角刚度愈大，汽车的横向稳定性愈好，车厢内横向空间也愈大。但轮距也不宜过大，否则，会使汽车的总宽和总质量过大。轮距必须与汽车的总宽相适应。汽车的外廓尺寸包括其总长、总宽、总高。它应根据汽车的类型、用途、承载量、道路条件、结构选型与布置以及有关标准、法规限制等因素来确定。在满足使用要求的前提下，应力求减小汽车的外廓尺寸，以减小汽车的质量，降低制造成本，提高汽车的动力性、经济性和机动性。GBl58979 对汽车外廓尺寸界限作了规定。前悬处要布置发动机、水箱、风扇、弹簧前支架、车身前部或驾驶室的前支点、保险杠、转向器等，要有足够的纵向布置空间。其长度与汽车的类型、驱动型式、发动机的布置
23、型式和驾驶室的型式及布置密切相关。汽车的前悬不宜过长，以免使汽车的接近角过小而影响通过性。汽车的后悬长度主要与货厢长度、轴距及轴荷分配有关。后悬也不宜过长，以免使汽车的离去角过小而引起上下坡时刮地，同时转弯也不灵活。城市大客车的后悬一般不大于其轴距的 60，其长度不大于 3.5m。轻型及以上的载货汽车的后悬一般为1.22.2m。长轴距、特长货厢的汽车，其后悬可长达约 2.6m。3.2 整车质量参数估算在整车设计方案确立后，总布置设计草图初步完成的情况下，应首先对整车质量参数(包括：空载状态下的整车整备质量、轴荷分配、质心高度；满载状态下的整车最大总质量、轴荷分配以及非悬架质量等)进行估算，为整
24、车性能计算和总成设计提供依据。各总成质量 ，可通过样件实测得到，亦可参照同类车型样件实测值修正Mi得到。各总成质心位置可通过实测得到或按其几何形状和结构特点估计得到，然16后在整车总布置图上确定其质心相对于前轮中心的纵向位移 (一般规定在前Xi轮中心后为正值，在前轮中心前为负值)以及空载状态下的离地高度 ；和满iZ载状态下的离地高度 。Zli一般整车总布置图在满载状态下绘制，在确定各总成质心在空载状态下的离地高度时应考虑到前、后轮胎和悬架相对满载状态的垂直变形的影响；空载状态下各总成质心纵向位置相对满载状态的变化忽略不记。3.2.1 空车状态下整车质量、轴荷分配和质心高度的计算整车整备质量(自
25、重) 按下式计算：McMcNoi1式中 No用估算整车整备质量的全部总成数量(总成的划分可根据实际情况由设计人员自定)；整车装备质量，kg。c空车后轴荷 按下式计算：MrcrLXiNoi1式中 L轴距， mm；空车后轴荷， kg。Mcr空车前轴荷 Mci 按下式计算：cf式中 Mcf空车前轴荷， kg。空车质心高度mgo 按下式计算：McZiHNoig100式中 空车质心高度， mm。173.2.2 满载状态下整车质量、轴荷分配和质心高度的计算整车最大总质量(总重) 按下式计算：Mt1NitN1用于估算整车最大总质量的全部总成和负载的数量(一般在整车整备质量基础上加上乘员和最大装载质量)。满载
26、后轴荷 按下式计算：MtrLXitrNi1式中 满载后轴荷，kg。满载前轴荷 按下式计算tfMtfr式中 满载前轴荷，kg tf满载质心高度 按下式计算： 1gHMtZliHNig1式中 满载质心高度，mm。 13.2.3 非悬架质量的估算对于非独立悬架，整个车桥总成(包括制动器、轮毂、车轮等)都属于非悬架质量；一端与车桥铰接，另一端与车架固定点铰接件(如转向拉杆、传动轴、导向臂、稳定杆等)可将静止时作用于车桥铰接点的质量作为非悬架质量(转向拉杆、传动轴等件可取其质量的 作为非悬架质量)；螺旋弹簧取其质量的 作21 21为非悬架质量；吊挂式钢板弹簧取其质量的 作为非悬架质量；平衡悬架钢板431
27、8弹簧取其质量的 作为非悬架质量。41对于独立悬架和其它特殊形式的悬架可视其结构特点进行非悬架质量估算。3.2.4 整备质量利用系数汽车的整备质量利用系数 m0是汽车的装载量 mG与整备质量 m0之比，即0mG它表明单位汽车整备质量所承受的汽车装载质量。显然，此系数越大表明该车型的材料利用率越高和设计与工艺水平越高。因此，设计新车型时在保证汽车零部件的强度、刚度及可靠性与寿命的前提下，应力求减轻其质量，增大这一系数值。各类汽车的整备质量利用系数汽车类型 m0 备注轻型 0.81.1中型 1.21.35载货汽车重型 1.31.7柴油车为 0.81.0MG45t 1.31.73.2.5 轴荷分配汽
28、车的轴荷分配是汽车的重要质量参数，它对汽车的牵引性、通过性、制动性、操纵性和稳定性等主要使用性能以及轮胎的使用寿命都有很大的影响。因此，在总体设计时应根据汽车的布置型式、使用条件及性能要求合理地选定其轴荷分配。汽车的布置型式对轴荷分配影响较大，例如对载货汽车而言，长头车满载时的前轴负荷分配多在 28上下，而平头车多在 3335。对轿车而言，前19置发动机前轮驱动的轿车满载时的前轴负荷最好在 55以上，以保证爬坡时有足够的附着力；前置发动机后轮驱动的轿车满载时的后轴负荷一般不大于52；后置发动机后轮驱动的轿车满载时后轴负荷最好不超过 59，否则，会导致汽车具有过多转向特性而使操纵性变坏。在确定轴
29、荷分配时也要考虑到汽车的使用条件。对于常在较差路面上行驶的载货汽车，为了保证其在泥泞路面上的通过能力，常将满载前轴负荷控制在2627，以减小前轮的滚动阻力并增大后驱动轮的附着力。对于常在潮湿路面上行驶的后驱动轮装用单胎的 42 平头货车，空载时后轴负荷应不小于41，以免引起侧滑。轴荷分配对前后轮胎的磨损有直接影响。为了使其磨损均匀，对后轮装单胎的双轴汽车，要求其满载时的前后轴荷分配均为 50，而对后轮为双胎的双轴汽车，则前后轴荷可大致按 13 和 23 的比例处理。当然，在实际设计中由于许多因素的影响，上述要求只能近似地满足。在确定汽车的轴荷分配时，还要考虑汽车的静态方向稳定性和动态方向稳定性
30、。根据理论分析，汽车质心位置到汽车中性转向点的距离 s 对汽车的静态方向稳定性有决定性的影响。这个距离可由下式计算得到： aCLs212式中 ， 分别为汽车质心离前、后轴的距离。 和 取决于轴荷分配，12 1L2， ；LG12两个前轮的轮胎侧偏刚度之和，N/rad；1aC后轮的轮胎侧偏刚度之和，N/rad；2汽车全部轮胎的总侧偏刚度之和，N/rad；a当 s0 时，汽车具有过度转向特性。此时存在着一个临界车速，低于此车速时，汽车的行驶时稳定的，高20与此车速，则汽车就不能稳定行驶。在汽车设计时一般希望汽车具有适度的不足转向特性。为此，要很好地匹配上述参数，使L1Ca1L 2Ca212 2.50
31、2.60 1.431.533.3.3 操纵稳定性参数与总体设计关系密切且应在设计中当作设计指标予以控制的操纵稳定性参数参数有：(1) 转向特性参数；由 于 轮 胎 的 侧 偏 使 前 、 后 轴 产 生 相 应 的 侧 偏 角 。 其 角 度 差 为 正 、 负 、零 时 使 汽 车 分 别 获 得 “不 足 转 向 ”、 “过 度 转 向 ”和 “中 性 转 向 ”等特 性 。 为 了 保 证 良 好 的 操 纵 稳 定 性 ， 希 望 得 到 不 足 转 向 特 性 。 通 常 用 汽车 以 0.4g 的 向 心 加 速 度 作 定 圆 等 速 行 驶 时 前 、 后 轴 的 侧 偏 角
32、之 差 作 为评 价 转 向 特 性 的 参 数 ， 希 望 它 是 一 个 较 小 的 正 角 度 值 ， 例 如 轿 车 以1 3 为 宜 。(2)车身侧倾角；汽车以 0.4g 的向心加速度作匀速圆周运动时的车身侧倾角应在 3之内，在大不超过 7。(3)制动点头角；汽车以 0.4g 的减速度制动时的车身点头角应不大于 1.5。3.3.5 行驶平顺性参数行驶平顺性通常用车身振动参数来评价。在总体设计时，通常应给出前后悬架的偏频或静挠度、动挠度以及车身振动加速度等参数值作为设计要求。前、后悬架的偏频 与 应接近且应使 略高于 ，以免发生较大的车身1n22n1纵向角振动。但微型轿车因轴距短使后排
33、座接近后轮，为了改善其后座的舒适性，可以将后悬架设计的软一些而使 ，下表为各类汽车的偏频和静、动1224挠度值的一般范围。对于舒适性要求高的汽车偏频值取低限。对于前、后悬架的静挠度值 和 的匹配，推荐取 ；而对于货车考虑到前、1cf2 12)9.08(ccff后轴荷的差别和避免驾驶员疲劳，则前、后静挠度值之比要更大些。满载偏频 HzHzn/满载静撓度 cmf/满载动撓度 cmfd/车型前悬架 1n后悬架 1前悬架 1cf后悬架 2cf前悬架 1df后悬架 2df普通级、中级1.021.441.181.581224 1018 811 1014轿车高级0.911.120.981.29 2030 1
34、526 811 1014客车 1.291.89 715 58载货汽车1.512.041.672.23611 59 69 68越野汽车 1.3912.04 1224 7133.3.6 制动性参数常 以 制 动 距 离 、 制 动 减 速 度 和 制 动 踏 板 力 作 为 汽 车 制 动 性 能 的 主 要 设 计指 标 和 评 价 参 数 。 制 动 距 离 是 指 在 良 好 的 试 验 跑 道 上 和 规 定 的 车 速 下 ， 紧 急制 动 时 由 踩 制 动 踏 板 起 到 完 全 停 车 的 距 离 。 我 国 通 常 以 车 速 为 30km h 和50km h 的 最 小 制 动
35、 距 离 来 评 比 不 同 车 型 的 制 动 效 能 。 对 于 紧 急 制 动 时 踏 板力 ， 货 车 要 求 不 大 于 700N； 轿 车 要 求 不 大 于 500N。 设 计 中 在 制 订 制 动 性 能标 准 时 还 应 适 应 有 关 安 全 性 的 国 家 标 准 、 法 规 等 对 汽 车 制 动 效 能 的 要 求 。253.3.7 通过性参数汽车类型 最小离地间隙(m)接近角() 离去角() 总线通过半径(m)微型、普通级0.120.18 35轿车中级、中高级、高级0.130.202030 152358轻型 0.180.22 820客车中型、大型 0.240.29
36、1240920 59轻型 0.180.22 24货车中型、重型 0.220.302560 254547矿用自卸汽车 0.32越野汽车 0.260.37 3660 3548 1.93.64.发动机选型发动机选型的依据因素很多，如汽车的类型、用途、使用条件、总布置型式、总质量及动力性指标、经济性要求、材料和燃料资源、排气污染和噪声方面的法规限制、已有的发动机系列及其技术指标水平、技术发展趋势、生产条件与制造成本、市场预测情况以及将来的配件供应及维修条件等，通常要经过多种方案的比较甚至通过先行的试验研究才能选定一个好的方案。4.1 发动机基本形式的选择至今世界上绝大多数的汽车都是采用往复活塞式内燃机
37、，其中绝大多数的轿车采用汽油机，而几乎全部的重型货车、绝大多数的中型货车和相当一部分轻型货车则采用柴油机。近二三十年来在极少数汽车上采用了转子发动机、燃气轮机、高能蓄电池和电动机等动力装置。为消除污染以蓄电池为能源的电动汽车受到各国的重视，列为发展方向并在加紧研制中。但从目前的情况来看，在相当长的时期内，往复式内燃机仍将是汽车发动机的主要型式。因此，这里仅就汽车内燃机的选型问题进行讨论。在汽车发动机基本型式的选择中首先应确定的是采用汽油机还是柴油机，26其次是气缸的排列型式和发动机的冷却方式。就世界范围而言，大型汽车的发动机已经柴油化，中型汽车也多采用柴油机，轻型载货汽车采用柴油机的也不少，甚
38、至欧洲已将小型高速柴油机用到某些轿车上。与汽油机相比，柴油机具有油耗低、燃料经济性好、无点火系统，故障少、工作更可靠，耐久性好、寿命长，排气污染较低和防火安全性好等优点。但一般柴油机的振动及噪声较大，轮廓尺寸及质量较大，造价较高，起动较困难并易冒黑烟。近年来，由于柴油机在产品设计和制造工艺方面的不断完善，其上述缺点已得到较好的克服。较大马力、高转速、低噪声、小型化且运转平稳的柴油机的研制开发成功，使装柴油机的轻型汽车日益增多，在轿车上的装用也取得成功。但预计在今后相当长的一段时期内，考虑到燃料使用的平衡及汽油机的转速高、升功率高、转矩适应性较好、轮廓尺寸及质量较小、便于布置、振动及噪声较低和适
39、于高速车辆等特点，绝大多数的轿车和小型车辆仍将采用汽油机，而装载量 6t 以上的汽车将全部装用柴油机，装载量 25t 的部分轻型和中型汽车则采取两种发动机均可安装而由用户选择的方式为宜。按气缸排列型式，发动机又有直列、水平对置和 V 型等区别。直列式的结构简单、维修方便、造价低廉、工作可靠、宽度小、易布置，因而在中型及以下的货车上和排量不大的轿车上得到了广泛应用。4L 以下的汽油机多采用直列式，但对大排量的直列发动机而言，不是缸径过大，就是缸数过多，使发动机过长和过高，质量也过大。因此，在中高级以上的轿车、重型载货汽车和重型越野汽车上，采用 V 型发动机的日益增多。V 型发动机相对于直列式有许
40、多优点，其长度显著缩短(约 2530)，高度降低，质量减小约 2030；曲轴箱及曲轴的刚度增大；易于设计尺寸紧凑的高转速、大功率发动机且易于系列化，如 V6，V8，V1O 及 V12 等，而直列式通常到 6 缸，最多 8 缸。对于长度受到限制的车辆来说，由于 V 型发动机的长度短，适宜于这类车辆的总体布置，但由于其宽度大，故在乎头车上布置困难。V 型发动机的造价高，故在应用中受到限制，多用于排量在 6L 以上和缸径大于 150mm 的汽油机和 12L 以上的柴油机。水平对置式发动机的高度低且易于平衡，水平对置双缸发动机在微型汽车上得到应用。按冷却方式，发动机又有水冷式和风冷式之分。水冷发动机冷
41、却均匀可靠，27散热好，气缸变形小，缸盖、活塞等主要零件的热负荷较低，可靠性高；能很好地适应大功率发动机的冷却要求；发动机增压后也易于采取措施(加大水箱、增加泵量)加强散热；噪声小；车内供暖易解决。因此，绝大多数的汽车都采用了水冷发动机。但其冷却性能受气温影响显著，设计时应考虑避免高温天气出现发动机过热的问题。风冷发动机的冷却系统简单，维修简便；对于在沙漠和缺水地区及炎热、酷寒地区使用的适应性好，不会产生发动机过热和冻结等故障；还可省去消耗铜材的水箱。但大缸径的风冷发动机的冷却不够均匀；缸盖等有关零件的热负荷高，可靠性不及水冷式的；噪声大；油耗较高，故仅在安装小排量发动机的微型汽车上得到应用，
42、在其他类型的汽车上应用不多。大型风冷发动机虽也能达到较高的性能指标，但需采用较多的结构、工艺措施，造价较高。4.2 主要性能指标的选择4.2.1 发动机最大功率 Pe max 及其相应转速 np发动机功率愈大则汽车的动力性愈好，但功率过大会使发动机功率利用率降低，燃料经济性下降，动力传动系的质量也要加大。因此，应合理地选择发动机功率。设计初可参考同类型、同级别且动力性相近的汽车的比功率进行 Pe max的估算或选取。P e man亦可根据所要求的最高车速 Ue max。按下式计算出: 3maxmaxmax76140301VACgfPDTe式中： _发动机最大功率，kW：axe传动系的传动效率，
43、对单级主减速器驱动桥的 4 2 式汽车取T0.9；汽车总质量，kg；am28_重力加速度，ms 2；g_滚动阻力系数，对载货汽车取 0.02，对矿用自卸汽车取 0.03，对轿f车等高速车辆需考虑车速影响并取 0.0165+0.0001(V a-50)；f_最高车速，kmh；maxVCD空气阻力系数，轿车取 0.40.6，客车取 0.60.7，货车取 0.81.0A_汽车正面投影面积，若无测量数据，可按前轮距 B1、汽车总高H、汽车总宽 B 等尺寸近似计算： 对轿车 A0.78BH， 对载货汽车 AB 1 H。按上式求出的 Pe max应为发动机在装有全部附件下测定时得到的大有效功率或净输出功率
44、，它比一般发动机外特性的最大功率值低 1220。在整车选型阶段还应对发动机最大功率时的转速 npn p提出要求，因为它不仅影响发动机本身的技术指标和使用性能及寿命，而且影响整车的性能(例如 )、传动系的寿命以及对主减速比 i0的选择。maxV近年来，随着车速的提高，发动机转速也在不断地提高。同时，提高发动机转速也是提高其功率、减小其质量的有效措施。但提高转速会使活塞的平均速度加快及热负荷增高、曲柄连杆机构的惯性力增大而加剧磨损，导致寿命下降，并加大振动和噪声。因此，发动机转速的提高也有一定的限度。当前，轿车汽油机的 ， 大多为 40006000rmin；轻型货车汽油机的 大多为pn pn380
45、05000rmin；中型货车汽油机的 多为 32004400rmin；其柴油机的pn多为 22003400rmin；重型货车柴油机的 多为 18002600rmin；轿p p车和轻型客车、轻型货车用的小型高速柴油机的 多为 32004200rmin。应根据汽车与发动机的类型、最高车速、最大功率、选用的活塞平均速度 Cm、活塞冲程 s、缸径、缸数、工艺水平等因素来合理的确定 (Cms 30，pnp单位为 ms)。294.2.2 发动机最大转矩 Te max 及其相应转速 nm当发动机最大功率和其相应转速确定后，可用下式确定发动机的最大扭矩。pnPeTemax7019ax式中： 发动机最大扭矩，Nm；m扭矩适应性系数；即 ；一般汽油机 ，柴油机 ； 值Tpeax35.1225.1的大小，标志着行驶阻力增加时，发动机沿外特性曲线自动增加扭矩的能力。的大小可参考同类样机的数值进行选取。为最大功率点的扭矩，Nm；Tp最大功率点转速，rmin。n在选取发动机最大扭矩点的转速 时，一般希
