汽車總布置設(shè)計說明書

1、某貨車的整體設(shè)計（me=1250kg，=135km/h,f=0.016）目錄目錄i摘要iii第1章、汽車形式的選擇11.1汽車質(zhì)量參數(shù)的確定11.1.1汽車載客量和裝載質(zhì)量11.1.2質(zhì)量系數(shù)mo11.1.3整車整備質(zhì)量mo11.1.4汽車總質(zhì)量ma11.2汽車輪胎的選擇21.3驅(qū)動形式的選擇21.4軸數(shù)的選擇31.5貨車布置形式3第2章.汽車發(fā)動機的選擇42.1發(fā)動機最大功率42.2選擇發(fā)動機4第3章、汽車主要參數(shù)選擇73.1汽車主要尺寸的確定73.1.1外廓尺寸73.1.2軸距l(xiāng)73.1.3前輪距b1和后輪距b273.1.4前懸lf和后懸lr83.1.5貨車車頭長度83.1.6貨車車箱尺寸

2、83.2軸荷分配及質(zhì)心位置的計算8第4章.傳動比的計算和選134.1驅(qū)動橋主減速器傳動比的選擇134.2變速器傳動比的選擇144.2.1變速器頭檔傳動比的選擇144.2.2變速器的選擇14第5章.動力性能計算155.1驅(qū)動平衡計算155.1.1驅(qū)動力計算155.1.2行駛阻力計算155.1.3力的平衡方程175.2動力特性計算175.2.1動力因數(shù)d的計算175.2.2行駛阻力與速度關(guān)系175.2.3動力特性圖195.2.4加速度倒數(shù)曲線195.2.5汽車最大爬坡度計算215.3功率平衡計算225.3.1汽車行駛時，發(fā)動機能夠發(fā)出的功率225.3.2汽車行駛時，所需發(fā)動機功率225.3.3驅(qū)動

3、平衡圖23第6章. 汽車燃油經(jīng)濟(jì)性計算25第7章. 汽車不翻到條件計算277.1汽車滿載不縱向翻到的條件是277.2汽車滿載不橫向翻到的條件是277.3 汽車最小轉(zhuǎn)彎半徑27參考文獻(xiàn)28總結(jié)29摘要根據(jù)本次課程設(shè)計的任務(wù)，完成了任務(wù)書上所要求的某貨車的總體設(shè)計。本篇說明書說明了貨車設(shè)計的總體過程，本次課程設(shè)計為載重量1.25噸的輕型貨車的設(shè)計，首先對汽車的形式進(jìn)行了確定，其中包括汽車外尺寸的設(shè)計，質(zhì)量參數(shù)的確定，輪胎，軸數(shù)，驅(qū)動形式以及布置形式的選擇。其次，以汽車的最高車速和總質(zhì)量選擇了汽車的發(fā)動機。然后查資料確定了汽車的整體結(jié)構(gòu)，包括車身，車廂，車頭的選擇。細(xì)節(jié)有輪距，軸距的確定等。在確定了

4、發(fā)動機之后，計算了車的傳動比，選擇了變速器，計算了汽車的動力特性，包括了驅(qū)動力與阻力的平衡，動力因數(shù)，加速度，加速時間的確定。然后計算了汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性問題。最后計算了汽車的穩(wěn)定情況，保證了汽車可以安全的上路行使，完成了汽車的設(shè)計。關(guān)鍵詞：動力性；功率平衡；燃油經(jīng)濟(jì)性；30第1章、汽車形式的選擇1.1汽車質(zhì)量參數(shù)的確定1.1.1汽車載客量和裝載質(zhì)量汽車載客量：2人汽車的載重量：me=1250kg1.1.2質(zhì)量系數(shù)mo質(zhì)量系數(shù)mo是指汽車載質(zhì)量與整車整備質(zhì)量的比值：mo= me/m0。 （1-1）根據(jù)表1-1：表1-1 各類汽車的整備質(zhì)量利用系數(shù)mo取mo=11.1.3整車整備質(zhì)量mo整車整備質(zhì)

5、量是指車上帶有全部裝備（包括隨車工具、備胎等），加滿燃料、水，但沒有裝貨和載人的整車質(zhì)量。根據(jù)公式mo= me/m0可求mo= me/mo=1250kg/1=1250kg1.1.4汽車總質(zhì)量ma汽車總質(zhì)量ma是指裝備齊全，并按規(guī)定裝滿客、貨時的整車質(zhì)量。商用貨車的總質(zhì)量ma由整備質(zhì)量mo、載質(zhì)量me和駕駛員以及隨行人員質(zhì)量三部分組成，乘員和駕駛員每人質(zhì)量按65kg計即ma= mo+ me+265kg=1250+1250+265=2630kg表1-2 質(zhì)量參數(shù)：載質(zhì)量me（kg）質(zhì)量系數(shù)m0整車整備質(zhì)量m0（kg）總質(zhì)量（kg）12501125026301.2汽車輪胎的選擇f=g/4=2630/

6、4=657.5kg,其中為輪胎所承受重量；根據(jù)gb9744一1997 表1-3 輕型載重普通斷面子午線輪胎輪胎規(guī)格層數(shù)斷面寬(mm)外直徑標(biāo)準(zhǔn)輪輞允許使用輪輞公路花紋(mm)越野花紋(mm)7.00r16lt6，8，10，122007757855.50f6.00f 1.3驅(qū)動形式的選擇汽車的驅(qū)動形式有很多種。汽車的用途，總質(zhì)量和對車輛通過性能的要求等，是影響選取驅(qū)動形式的主要因素。增加驅(qū)動輪數(shù)能夠提高汽車的通過能力，驅(qū)動輪數(shù)越多汽車的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，整備質(zhì)量和制造成本也隨之增加，同時也使汽車的總體布置工作變困難。所以商用車多采用結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低的42驅(qū)動的形式。所以本車采用42后單胎的驅(qū)動形式

7、。1.4軸數(shù)的選擇現(xiàn)代商用車有兩軸、三軸、四軸甚至更多的軸數(shù)。汽車的總質(zhì)量和道路法規(guī)對軸載質(zhì)量的限制和輪胎的負(fù)荷能力以及汽車的結(jié)構(gòu)等對汽車的軸數(shù)有很大的影響?？傎|(zhì)量小于19噸的商用車一般采用結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的兩軸方法,當(dāng)汽車的總質(zhì)量不超過32t時，一般采用三軸；當(dāng)汽車的總質(zhì)量超過32t時，一般采用四軸。所以本車軸數(shù)定為兩軸。1.5貨車布置形式汽車的布置形式是指發(fā)動機、驅(qū)動橋和車身的相互關(guān)系和布置而言。汽車的使用性能取決于整車和各總成。其布置的形式也對使用性能也有很重要的影響。本車為平頭貨車，多采用發(fā)動機前置后橋驅(qū)動，以便于汽車的布置，更有利于汽車性能的發(fā)揮。第2章.汽車發(fā)動機的選擇2.1發(fā)動

8、機最大功率 （2-1）式中：最大功率，kw； 傳動效率，取0.9； 重力加速度，取9.8m/s2； 滾動阻力系數(shù)，取0.016；空氣阻力系數(shù)，取0.8；汽車正面迎風(fēng)面積，其中為前輪距，為汽車總高，m2， =1.42=2.8 m2；汽車總重，kg；汽車最高車速，km/h。根據(jù)式（2-1）可得：=kw考慮汽車其它附件的消耗，可以在再此功率的基礎(chǔ)上增加1218即在109.61115.18kw選擇發(fā)動機2.2選擇發(fā)動機現(xiàn)把選擇的發(fā)動機的主要技術(shù)參數(shù)公布如下：表2-1 發(fā)動機主要參數(shù)：圖2-1 cyod32ti型柴油機外形連接尺寸圖2-2萬有特性曲線第3章、汽車主要參數(shù)選擇3.1汽車主要尺寸的確定3.1

9、.1外廓尺寸gb15891989汽車外廓尺寸限界規(guī)定如下：貨車總長不應(yīng)超過12m；不包括后視鏡，汽車寬不超過2.5m；空載、頂窗關(guān)閉狀態(tài)下，汽車高不超過4m；根據(jù)課設(shè)要求，并參考同類車型，本車的外廓尺寸如下：492018002000（mm mmmm）3.1.2軸距l(xiāng) 軸距l(xiāng)對整車質(zhì)量、汽車總長、汽車最小轉(zhuǎn)彎半徑、傳動軸長度、縱向通過半徑等有影響?？紤]本車設(shè)計要求和根據(jù)表3-1推薦，軸距l(xiāng)可選為2515 mm。表3-1各型汽車的軸距和輪距3.1.3前輪距b1和后輪距b2在選定前輪距b1范圍內(nèi)，應(yīng)能布置下發(fā)動機、車架、前懸架和前輪，并保證前輪有足夠的轉(zhuǎn)向空間，同時轉(zhuǎn)向桿系與車架、車輪之間有足夠的運

10、動空間間隙。在確定后輪距b2時，應(yīng)考慮車架兩縱梁之間的寬度、懸架寬度和輪胎寬度及它們之間應(yīng)留有必要的間隙?？紤]本次課設(shè)實際要求和根據(jù)汽車設(shè)計第四版表1-2提供的數(shù)據(jù)，前輪距b1=1400mm后輪距b2=1400mm。3.1.4前懸lf和后懸lr前懸尺寸對汽車通過性、碰撞安全性、駕駛員視野、前鋼板彈簧長度、下車和上車的方便性以及汽車造型等均有影響。初選的前懸尺寸，應(yīng)當(dāng)在保證能布置個總成、部件的同時盡可能短些。后懸尺寸對汽車通過性、汽車追尾時的安全性、貨廂長度、汽車造型等有影響，并決定于軸距和軸荷分配的要求?？傎|(zhì)量在1.814.0t的貨車后懸一般在12002200mm之間。參考金杯領(lǐng)騏sy1022

11、def3，并根據(jù)本車結(jié)構(gòu)特點確定前懸lf：1025mm 后懸lr：1380mm。3.1.5貨車車頭長度貨車車頭長度系指從汽車的前保險杠到駕駛室后圍的距離。參考金杯領(lǐng)騏sy1022def3輕卡，本車車頭長1570mm3.1.6貨車車箱尺寸參考金杯領(lǐng)騏sy1022def3輕卡,考慮本車設(shè)計要求，確定本車車箱尺寸： 3250mm1700mm380mm（長寬高）3.2軸荷分配及質(zhì)心位置的計算質(zhì)心確定如下表：表3-2 各部件質(zhì)量和質(zhì)心坐標(biāo)：部件名稱質(zhì)量（kg）質(zhì)心的坐標(biāo)空載(x,y)(mm)滿載(x,y)(mm)人130（500，1200）發(fā)動機附件217.26（0，800）（0，800）離合器級操縱機

12、構(gòu)5（100，600）（100，60）變速器100（400，550）（400，550）萬向節(jié)傳動17（1300，400）（1300，400）前軸及前軸制動器輪轂轉(zhuǎn)向梯形52（0，387.5）（0，387.5）前懸架及減振器18（0，450）（0，450）后軸及后軸制動器127（2515，387.5）（2515，387.5）后懸架及減震器58（2515，450）（2515，450）車架及支架、托鉤裝置80（2600，780）（2600，780）駕駛室總成95（200，1400）（200，1285）車廂總成125（2600，1300）（2600，1180）轉(zhuǎn)向器11（100，800）（100，80

13、0）手制動器及操縱機構(gòu)7（120，1200）（120，1200）制動驅(qū)動機構(gòu)5（1000，600）（1000，600）消聲器及排氣管4（1677，400）（1677，400）儀表及其固定零件2（500，800）（500，800）油箱及油管10（1500，800）（1500，800）蓄電池組20（1500，800）（1500，800）車輪及輪胎總成192（0，387.5）（0，387.5）貨物1250（2600，1550）其他16（1000，600）2630.水平靜止時的軸荷分配及質(zhì)心位置計算根據(jù)力矩平衡原理，按下列公式計算汽車各軸的負(fù)荷和汽車的質(zhì)心位置：g1l1+g2l2+g3l3+=g2lg

14、1h1+g2h2+g3h3+=ghgg1+g2+g3+=g （3-1）g1+g2=gg1l=gbg2l=ga式中：g1 、g2、 g3 各總成質(zhì)量，kg； l1 、l2 、l3 各總成質(zhì)心到前軸距離，m；g1 前軸負(fù)荷，kg；g2 后軸負(fù)荷，kg；l 汽車軸距，m；a汽車質(zhì)心距前軸距離，m；b汽車質(zhì)心距后軸距離，m；hg汽車質(zhì)心高度，m。根據(jù)表3-2所求數(shù)據(jù)和式（3-1）可求空載：g2=kgg1=1250-509.61=740039kgmmmm后軸荷分配：=41前軸荷分配：=59mm滿載：1670.05kg=2630-1670.05=959.95kg前軸荷分配: 36.5后軸荷分配：63.5m

15、m根據(jù)下表得知以上計算符合要求表3-3各型汽車軸荷分配b.水平路面上汽車慢在行駛時各軸的最大負(fù)荷計算對于后輪驅(qū)動的載貨汽車在水平路面上滿載行駛時各軸的最大負(fù)荷按下式計算： （3-2）式中：行駛時前軸最大負(fù)荷，kg； 行駛時候軸最大負(fù)荷，kg; 附著系數(shù)，在干燥的瀝青或混凝土路面上，該值為0.70.8。令，式中：行駛時前軸軸荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，0.8-0.9； 行駛時后軸軸荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，1.1-1.2。根據(jù)式（2-2）可得:kgkg滿足要求c.汽車滿載制動時各軸的最大負(fù)荷按下式計算： （3-3）式中：制動時的前軸負(fù)荷，kg； 制動時的后軸負(fù)荷，kg；令， 式中： 制動時前軸軸荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，1.4-1.6；

16、制動時后軸軸荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，0.4-0.7。根據(jù)式（2-3）可得：kgk第4章.傳動比的計算和選4.1驅(qū)動橋主減速器傳動比的選擇在選擇驅(qū)動橋主減速器傳動比時，首先可根據(jù)汽車的最高車速、發(fā)動機參數(shù)、車輪參數(shù)來確定，其值可按下式計算： （4-1）式中：汽車最高車速，km/h； 最高車速時發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，一般=（0.91.1），其中為發(fā)動機最大功率時對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，r/min； 這里取為1，則 =1=13200=3200車輪半徑，m。根據(jù)式（4-1）可得：同時考慮到最高檔(貨車一般為直接檔)形式是汽車有足夠的動力性, 與d0max應(yīng)滿足下列關(guān)系： （4-2）式中： temax最大轉(zhuǎn)矩，n.m； vae最大轉(zhuǎn)矩

17、時車速。km/h；在這里 于是4.2變速器傳動比的選擇4.2.1變速器頭檔傳動比的選擇在確定變速器頭檔傳動比時，需考慮驅(qū)動條件和附著條件。為了滿足驅(qū)動條件，其值應(yīng)符合下式要求： （4-3）式中：汽車的最大爬坡度，初選為16.7o。為了滿足附著條件，其大小應(yīng)符合下式規(guī)定： （4-4）式中：驅(qū)動車輪所承受的質(zhì)量，kg； 附著系數(shù)。0.6-0.7之間，這里取=0.8。4.2.2變速器的選擇根據(jù)2.754.36，可選擇變速器為：表4-1 選取的變速器參數(shù)品牌系列型號重量1-4傳動比倒檔中心距a東風(fēng)df58300東風(fēng)bq08-00030100kg1檔：4.2632檔：2.6093檔：1.5144檔：14

18、.711100mm 第5章.動力性能計算5.1驅(qū)動平衡計算5.1.1驅(qū)動力計算汽車的驅(qū)動力按下式計算： （5-1）式中：驅(qū)動力，n； 發(fā)動機轉(zhuǎn)矩，nm； 車速，km/h。5.1.2行駛阻力計算汽車行駛時，需要克服的行駛阻力為：= (5-2)式中：道路的坡路，度，平路上時，其值為0o； 行駛加速度，m/s2,等速行駛時，其值為0； 回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)，其值可按下式估算： （5-3）式中：=0.030.05，取0.05； 0.06，取0.05； 變速器各檔位時的傳動比。根據(jù)公式（5-1）及（5-2）可計算出各檔位汽車行駛時，驅(qū)動力，車速， 需要克服的行駛阻力，現(xiàn)列下表：表5-1各檔驅(qū)動力與速度關(guān)系t

19、（nm）260278295313307302296290n（r/min）12001600200024002800320034003600一檔f1（n）1002710721113771207111839116471141511184v1（km/h）10.5614.0817.6021.1224.6328.1529.9131.67二檔f2（n）61376561696373877246712869866845v2（km/h）17.2523.0028.7534.5040.2546.0048.8851.75三檔f3（n）35613808404042874205413640543972v3（km/h）29.

20、7339.6449.5559.4669.3779.2784.2389.18四檔f4（n）23522515266928322777273226782623v4（km/h）45.0160.0175.0190.02105.02120.02127.52135.02表5-2 阻力與速度關(guān)系va（km/h）1535557595105120135f阻（n）436 542 733 1008 1368 1580 1937 2343 5.1.3力的平衡方程（5-4）根據(jù)表5-1和表5-2可繪出驅(qū)動力行駛阻力平衡圖：圖（5-1）汽車驅(qū)動力行駛阻力平衡圖5.2動力特性計算5.2.1動力因數(shù)d的計算汽車的動力因數(shù)按下式

21、計算：（5-5）5.2.2行駛阻力與速度關(guān)系0.0076+0.000056（5-6）根據(jù)式（5-5）及表（5-6）得汽車各檔行駛動力因數(shù)，現(xiàn)列下表：表5-3各檔速度與動力因素t（nm）260278295313307302296290n（r/min）12001600200024002800320034003600一檔va1（km/h）10.56 14.08 17.60 21.12 24.63 28.15 29.91 31.67 d10.389 0.415 0.440 0.466 0.457 0.449 0.439 0.430 二檔va2（km/h）17.25 23.00 28.75 34.50

22、40.25 46.00 48.88 51.75 d20.237 0.252 0.267 0.282 0.274 0.268 0.261 0.255 三檔va3（km/h）29.73 39.64 49.55 59.46 69.37 79.27 84.23 89.18 d30.135 0.141 0.147 0.152 0.143 0.135 0.128 0.121 四檔va4（km/h）45.01 60.01 75.01 90.02 105.02 120.02 127.52 135.02 d40.083 0.083 0.080 0.077 0.062 0.047 0.037 0.027 表5-4

23、 速度與滾動阻力系數(shù)的關(guān)系va（km/h）1535557595105120135f0.008 0.010 0.011 0.012 0.013 0.013 0.014 0.015 5.2.3動力特性圖利用表5-3和表5-4做出動力特性圖：圖（5-2）動力特性圖5.2.4加速度倒數(shù)曲線由汽車行駛方程得： （設(shè)fi=0）（5-6）由公式（5-3）可得各檔值：表5-5 各檔回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)ig4.2632.6091.51411.959 1.390 1.165 1.100 由此可得各檔汽車行駛時各檔加速度及加速度倒數(shù)，列表如下表5-6各檔速度與加速度倒數(shù)一檔d10.3890.4150.440.4660.

24、4570.4490.4390.431/a0.536 0.501 0.471 0.444 0.453 0.462 0.472 0.483 二檔d20.237 0.252 0.267 0.282 0.274 0.268 0.261 0.255 1/a0.642 0.601 0.565 0.533 0.550 0.563 0.579 0.594 三檔d30.1350.1410.1470.1520.1430.1350.1280.1211/a0.999 0.951 0.907 0.874 0.936 0.999 1.061 1.132 四檔d40.0830.0830.080.0770.0620.0470

25、.0370.0271/a1.675 1.675 1.754 1.840 2.440 3.621 5.345 10.204 由表5-4 可繪出加速度倒數(shù)曲線；對加速度倒數(shù)和車速之問的關(guān)系曲線積分,可以得到汽車在平路上加速行駛時的加速時間。從20km/h加速到100km/h的時間t=45.3*a/3.6=20.13s。（a為一個小格代表的時間的倒數(shù)）圖（5-3）汽車的加速度倒數(shù)曲線5.2.5汽車最大爬坡度計算=（5-7）式中：汽車頭檔動力因數(shù)。由式（5-7）可得：=0.51最大爬坡度為：51%30%滿足條件。5.3功率平衡計算5.3.1汽車行駛時，發(fā)動機能夠發(fā)出的功率汽車行駛時，發(fā)動機能夠發(fā)出的功

26、率就是發(fā)動機使用外特性的功率值。見表（5-1）。5.3.2汽車行駛時，所需發(fā)動機功率汽車行駛時，所需發(fā)動機功率即為克服行駛阻力所需發(fā)動機功率，其值按下式計算：（5-8）當(dāng)汽車在平路上等速行駛時，其值為（5-9）由公式（5-9）及表（5-3）得汽車在平路上等速行駛時所需發(fā)動機功率現(xiàn)將數(shù)據(jù)統(tǒng)計為下表：表5-7 發(fā)動機各擋發(fā)出功率與速度關(guān)系一檔va1（km/h）10.56 14.08 17.60 21.12 24.63 28.15 29.91 31.67 pe1（kw）43.5 51.8 60.1 68.4 76.7 85.0 93.3 101.5 二檔va2（km/h）17.252328.7534

27、.540.254648.8851.75pe2（kw）43.5 51.8 60.1 68.4 76.7 85.0 93.3 101.5 三檔va3（km/h）29.73 39.64 49.55 59.46 69.37 79.27 84.23 89.18 pe3（kw）43.5 51.8 60.1 68.4 76.7 85.0 93.3 101.5 四檔va4（km/h）45.0160.0175.0190.02105.02120.02127.52135.02pe4（kw）43.5 51.8 60.1 68.4 76.7 85.0 93.3 101.5 表5-8 行駛阻力所消耗的功率與車速va（km

28、/h）1535557595105120135pe（kw）2.0 5.9 12.4 23.3 40.1 51.2 71.8 97.6 5.3.3驅(qū)動平衡圖作發(fā)動機能夠發(fā)出的功率與車速之間的關(guān)系曲線，并作汽車在平路上等速行駛時所需發(fā)動機功率曲線，即得到汽車的功率平衡圖圖（5-4）汽車的功率平衡圖第6章. 汽車燃油經(jīng)濟(jì)性計算在總體設(shè)計時，通常主要是對汽車穩(wěn)定行駛時的燃油經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行計算，其計算公式如下： （6-1）式中：汽車穩(wěn)定行駛時所需發(fā)動機功率，kw； 發(fā)動機的燃油消耗率，g/(kw.h),其值由發(fā)動機萬有特性得到； 燃油重度，n/l,柴油為7.948.13，其值取8.00； 汽車單位行程燃油消耗量，l/100km； 最高擋車速。根據(jù)計算公式（6-1）列出燃油消耗率，見下表表（6-1）燃油消耗ne（r/min）12351535183521502425271531953585pe（kw）22374965768296100va（km/h）45.0160.175.0190.02105.02120.02127.52135.02ge（g/kw*h）235230225227232235246261q（l/100km）14.076 17.353 18.0