汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)載貨汽車動(dòng)力匹配和總體設(shè)計(jì)

1、各專業(yè)全套優(yōu)秀畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)說明書學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院班級(jí)：姓名： 學(xué)號(hào)：目錄設(shè)計(jì)任務(wù)書3第1章 整車主要目標(biāo)參數(shù)的初步確定41.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇41.1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率及轉(zhuǎn)速的確定41.1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩及其轉(zhuǎn)速的確定61.2 輪胎的選擇71.3 傳動(dòng)系最小傳動(dòng)比的確定81.4 傳動(dòng)系最大傳動(dòng)比的確定10第2章 傳動(dòng)系各總成的選型122.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的選型122.2離合器的初步選型132.3變速器的選型142.4傳動(dòng)軸的選型152.5.2主減速器結(jié)構(gòu)形式選擇162.5.3驅(qū)動(dòng)橋的選型17第3章 整車性能計(jì)算183.1配置濰柴wd615.50發(fā)動(dòng)機(jī)的整車性能計(jì)算183.1.

2、1汽車動(dòng)力性能計(jì)算183.1.2汽車經(jīng)濟(jì)性能計(jì)算21第4章發(fā)動(dòng)機(jī)與傳動(dòng)系部件的確定22參考文獻(xiàn)23設(shè)計(jì)任務(wù)書載貨汽車動(dòng)力匹配和總體設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)一輛用于長(zhǎng)途運(yùn)輸固體物料，載重質(zhì)量20t 的重型貨運(yùn)汽車。整車尺寸：11980mm2465mm3530mm軸數(shù)：4； 驅(qū)動(dòng)型式：84；軸距：1950mm+4550mm+1350mm額定載質(zhì)量：20000kg整備質(zhì)量：11000kg公路最高行駛速度：90km/h最大爬坡度：大于30%設(shè)計(jì)任務(wù)：1) 查閱相關(guān)資料，根據(jù)題目特點(diǎn)，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速箱傳動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)橋、車輪匹配和選型；2) 進(jìn)行汽車動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性估算，實(shí)現(xiàn)整車的優(yōu)化匹配；3) 繪制車輛總體布置說

3、明圖；4) 編寫設(shè)計(jì)說明書。第1章 整車主要目標(biāo)參數(shù)的初步確定1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇1.1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率及轉(zhuǎn)速的確定汽車的動(dòng)力性能在很大程度上取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率。設(shè)計(jì)要求該載貨汽車的最高車速是90km/h，那么發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率應(yīng)該大于等于以該車速行駛時(shí)的行駛阻力功率之和，即： （1-1）式中 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率，kw；傳動(dòng)系效率（包括變速器、傳動(dòng)軸萬(wàn)向節(jié)、主減速器的傳動(dòng)效率），各傳動(dòng)部件的傳動(dòng)效率見表1-1；表1-1傳動(dòng)系統(tǒng)各部件的傳動(dòng)效率部 件 名 稱傳動(dòng)效率（%）4-6檔變速器95輔助變速器（副變速器或分動(dòng)器）95單級(jí)減速主減速器96傳動(dòng)軸萬(wàn)向節(jié)98汽車總質(zhì)量，；重力加速度，；滾動(dòng)阻

4、力系數(shù),由試驗(yàn)測(cè)得，在車速不大于100km/h的情況下可認(rèn)為是常數(shù)。輪胎結(jié)構(gòu)、充氣壓力對(duì)滾動(dòng)阻力系數(shù)有較大影響，良好路面上常用輪胎滾動(dòng)阻力系數(shù)見表1-2。取。表1-2良好路面上常用輪胎滾動(dòng)阻力系數(shù)輪胎種類滾動(dòng)阻力系數(shù)中重型載貨車用子午線輪胎0.007-0.008中重型載貨車用斜交輪胎0.010-0.012輕型載貨車用子午線輪胎0.008-0.009輕型載貨車用斜交輪胎0.010-0.012轎車用子午線輪胎0.012-0.017轎車用斜交輪胎0.015-0.025空氣阻力系數(shù)，取=0.9；一般中重型貨車可取0.81.0；輕型貨車或大客車0.60.8；中小型客車0.40.6；轎車0.30.5；賽車

5、0.20.4。迎風(fēng)面積,取前輪距總高，=2.4653.530該載貨汽車的最高車速，=90kmh。故也可以利用比功率的統(tǒng)計(jì)值來確定發(fā)動(dòng)機(jī)的功率值。如選取功率為195.78kw的發(fā)動(dòng)機(jī)，則比功率為 （1-2）參考日本五十鈴、德國(guó)奔馳、瑞典斯堪的維亞等國(guó)外同類型汽車，其比功率都在6kw/t以上，即總質(zhì)量31t的汽車，其發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)該具有的功率；再考慮該載貨汽車要求具有相對(duì)較高的車速，因此初步選擇汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率為200kw。1.1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩及其轉(zhuǎn)速的確定當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率和其相應(yīng)轉(zhuǎn)速確定后，可用下式確定發(fā)動(dòng)機(jī)的最大扭矩。 （1-3）式中，發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（nm）；轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)，；最大功率時(shí)的

6、轉(zhuǎn)矩（nm）；的大小標(biāo)志著當(dāng)行駛阻力增加時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線自動(dòng)增加轉(zhuǎn)矩的能力，可參考同類發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)值選取，初取=1.05；發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率，kw；最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速，r/min，取=2200r/min。所以 一般用發(fā)動(dòng)機(jī)適應(yīng)性系數(shù)表示發(fā)動(dòng)機(jī)適應(yīng)行駛工況的程度，。值越大，說明發(fā)動(dòng)機(jī)的適應(yīng)性越好。采用值大的發(fā)動(dòng)機(jī)可以減少換檔次數(shù)，減輕司機(jī)疲勞、減少傳動(dòng)系的磨損和降低油耗。通常，汽油機(jī)取1.21.4，柴油機(jī)取1.22.6，以保證汽車具有適當(dāng)?shù)淖畹头€(wěn)定速度。初取=1300r/min，則，。1.2 輪胎的選擇輪胎的尺寸和型號(hào)是進(jìn)行汽車性能計(jì)算和繪制總布置圖的重要原始數(shù)據(jù)，因此，在總體設(shè)計(jì)開始階段就應(yīng)選定。選

7、擇的依據(jù)是車型、使用條件、輪胎的額定負(fù)荷以及汽車的行駛速度。為了提高汽車的動(dòng)力因數(shù)、降低汽車質(zhì)心的高度、減小非簧載質(zhì)量，對(duì)公路用車，在其輪胎負(fù)荷系數(shù)以及汽車離地間隙允許的范圍內(nèi)，應(yīng)盡量選取尺寸較小的輪胎。同時(shí)還應(yīng)考慮與動(dòng)力傳動(dòng)系參數(shù)的匹配和對(duì)整車尺寸參數(shù)（例如汽車的最小離地間隙、總高等）的影響。表1-3給出的部分國(guó)產(chǎn)汽車輪胎的規(guī)格、尺寸及使用條件。通過查閱貨車輪胎標(biāo)準(zhǔn)gb2977-2008載重汽車輪胎規(guī)格、尺寸、氣壓與負(fù)荷和參考同類車型所選輪胎規(guī)格，各軸輪胎規(guī)格選擇如下：前軸輪胎規(guī)格為11.00r20,輪胎數(shù)量為2；中間軸輪胎規(guī)格為11.00r20，輪胎數(shù)量為2；后輪并裝雙軸雙胎，型號(hào)為11.

8、00r20,輪胎數(shù)量為8。所選輪胎的單胎最大負(fù)荷28700n，氣壓0.74mpa，加深花紋，外直徑1090mm。表1-3 大客車、載貨汽車及掛車的規(guī)格、尺寸及使用條件輪胎規(guī)格層數(shù)主要尺寸/mm使用條件斷面寬外直徑最大負(fù)荷/n相應(yīng)氣壓p/標(biāo)準(zhǔn)輪輞允許使用輪輞普通花紋加深花紋越野花紋9.00-20(9.00r20)10121425910181030(1025)1038(1030)1835020500225504.9(5.3)6.0(6.3)7.0(7.4)7.07.00t 7.57.50v7.0t 10.00-20(10.00r20)12141627810551067(1060)1073(1065

9、)2160024050263005.3(5.6)6.3(6.7)7.4(7.7)7.57.5v 8.08.0v 8.00v11.00-20(11.00r20)141629310851100(1090)1105(1095)26250287006.3(6.7)7.4(7.7)8.08.00v 8.58.50v 8.5v12.00-20(12.00r20)161831511251145(1135)30850327006.7(7.0)7.4(7.7)8.58.50v9.00v12.00-24(12.00r24)1631512251247(1238)347006.7(7.0)8.58.5v9.00v1.

10、3 傳動(dòng)系最小傳動(dòng)比的確定普通載貨汽車最高檔通常選用直接檔，若無(wú)分動(dòng)器或輪邊減速器，則傳動(dòng)系的最小傳動(dòng)比等于主減速器的主減速比。主減速比是主減速器設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)，應(yīng)在汽車總體設(shè)計(jì)時(shí)就確定。對(duì)于載貨汽車，為了得到足夠的功率儲(chǔ)備而使最高車速有所下降，可按下式選擇 （1-4）式中，驅(qū)動(dòng)車輪的滾動(dòng)半徑（m），所選輪胎規(guī)格為11.00r20的子午線輪胎，其自由直徑d=1090mm，因計(jì)算常數(shù)f=3.05(子午線輪胎f=3.05),故滾動(dòng)半徑；是發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速，=2200r/min;是最高車速，=100km/h；是變速器最高檔傳動(dòng)比，=1.0。所以，初取。根據(jù)所選定的主減速比的值，就可基本上確定主

11、減速器的減速形式（單級(jí)、雙級(jí)以及是否需要輪邊減速器），并使之與汽車總布置所要求的離地間隙相適應(yīng)。汽車驅(qū)動(dòng)橋離地間隙要求如表1-4所示。其中，重型載貨汽車的離地間隙要求在230345mm之間。表1-4 汽車驅(qū)動(dòng)橋離地間隙車型離地間隙mm轎車微型小型中級(jí)高級(jí)載貨汽車微型、輕型中型重型、超重型越野汽車微型、輕型中型、重型客車小型中型、大型1.4 傳動(dòng)系最大傳動(dòng)比的確定傳動(dòng)系最大傳動(dòng)比為變速器的檔傳動(dòng)比與主減速比的乘積。應(yīng)根據(jù)汽車最大爬坡度、驅(qū)動(dòng)車輪與路面的附著條件、汽車的最低穩(wěn)定車速以及主減速比和驅(qū)動(dòng)車輪的滾動(dòng)半徑等綜合確定。汽車爬陡坡時(shí)車速不高，空氣阻力可以忽略，則最大驅(qū)動(dòng)力用于克服輪胎與路面間的

12、滾動(dòng)阻力及爬坡阻力。故有 （1-5）則由最大爬坡度要求的變速器檔傳動(dòng)比為 （1-6）式中 汽車總質(zhì)量，=31000kg；重力加速度，=9.81m/： 道路最大阻力系數(shù)，=。道路最大坡度角，設(shè)計(jì)要求最大坡度為30%，即坡度角為16.7。所以 驅(qū)動(dòng)車輪的滾動(dòng)半徑（m），按計(jì)算，f=3.05，d=1090mm 所以 =0.5291mm； 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩，911.5nm；主減速比，=5.0； 傳動(dòng)系傳動(dòng)效率，=0.849。所以 根據(jù)驅(qū)動(dòng)車輪與路面附著條件 （1-7）求得變速器檔傳動(dòng)比為 （1-8）式中 汽車滿載靜止于水平路面時(shí)驅(qū)動(dòng)橋給地面的載荷，初步設(shè)計(jì)采用雙聯(lián)車橋驅(qū)動(dòng)，每個(gè)驅(qū)動(dòng)橋承受的質(zhì)量為15t；

13、 道路的附著系數(shù)，在良好路面上取0.8； ，同式（1-6）中的說明。所以 綜上，初步確定變速器檔傳動(dòng)比。第2章 傳動(dòng)系各總成的選型2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的選型根據(jù)所需發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率和最大轉(zhuǎn)矩及相應(yīng)轉(zhuǎn)速，初步選擇一汽大連柴油機(jī)股份有限公司的型號(hào)為bf6m1013-28e3的發(fā)動(dòng)機(jī)，它的主要技術(shù)參數(shù)如下表2-1所示。表2-1大柴bf6m1013-28e3發(fā)動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)單位大柴bf6m1013-28e3外形尺寸（長(zhǎng)寬高）mm1146622897缸徑/行程mm108/130質(zhì)量650排量l7.14額定工況功率/轉(zhuǎn)速kw/(r/min)206/2200最大轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速/最大馬力nm/(r/min)/馬力1

14、050/1400/280最低燃油消耗率g/(kwh)203一米外噪音b96壓縮比18.1滿足排放要求國(guó)/國(guó)進(jìn)氣形式/每缸氣門數(shù)增壓中冷/4氣缸排列形式直列2.2離合器的初步選型后備系數(shù)為離合器的后備系數(shù)，定義為離合器所能傳遞的最大靜摩擦力矩與發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩之比，必須大于1。是離合器設(shè)計(jì)時(shí)用到的一個(gè)重要參數(shù)，它反映了離合器傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩的可靠程度。在選擇時(shí)，應(yīng)考慮以下幾點(diǎn)：1) 摩擦片在使用中磨損后，離合器還應(yīng)能可靠地傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩；2) 防止離合器滑磨時(shí)間過長(zhǎng)；3) 防止傳動(dòng)系過載以及操縱輕便等。顯然，為可靠傳遞發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和防止離合器滑磨過大，不宜選取太?。粸槭闺x合器尺寸不致過大，

15、減少傳動(dòng)系過載，保證操縱輕便，又不宜選取太大；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)后備功率較大、使用條件較好時(shí)，可選取小些；當(dāng)使用條件惡劣，需要拖帶掛車時(shí)，為提高起步能力、減少離合器滑磨，應(yīng)選取大些；貨車總質(zhì)量越大，也應(yīng)選得越大；采用柴油機(jī)時(shí)，由于工作比較粗暴，轉(zhuǎn)矩較不平穩(wěn)，選取的值應(yīng)比汽油機(jī)大些；發(fā)動(dòng)機(jī)缸數(shù)越多，轉(zhuǎn)矩波動(dòng)越小，可選取小些；膜片彈簧離合器由于摩擦片磨損后壓力保持較穩(wěn)定，選取的值可比螺旋彈簧離合器小些；雙片離合器的值應(yīng)大于單片離合器。各類汽車離合器的取值范圍見表2-2。表2-2離合器后備系數(shù)的取值范圍車型后備系數(shù)乘用車及最大總質(zhì)量小于6t的商用車1.201.75最大總質(zhì)量為614t的商用車1.502.25掛

16、車1.804.00根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩及上述要求，初步選擇東風(fēng)傳動(dòng)軸有限公司生產(chǎn)，轉(zhuǎn)矩容量為2700nm的dsp430拉式膜片彈簧離合器。該離合器與濰柴wd615.56匹配時(shí)，其后備系數(shù)為2.45。2.3變速器的選型由于重型汽車的裝載質(zhì)量大，使用條件復(fù)雜，同時(shí)，重型貨車滿載與空載的質(zhì)量變化極大，欲保證重型汽車具有良好的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和加速性,需要采用多檔變速器。因?yàn)?，檔位數(shù)越多，發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)揮最大功率附近高功率的機(jī)會(huì)越大，提高汽車的加速與爬坡能力；同時(shí)，增加發(fā)動(dòng)機(jī)在低燃油消耗率區(qū)工作的機(jī)會(huì)，提高汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性。目前，組合式機(jī)械變速器已成為重型汽車的主要形式，即，以一到兩種46檔變速器為主體，通過

17、更換系列齒輪副和配置不同的副變速器，得到一組不同檔數(shù)不同傳動(dòng)比范圍的變速器系列。根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩和變速器的一檔傳動(dòng)比，初步選擇中國(guó)第一汽車集團(tuán)公司生產(chǎn)的10檔組合式機(jī)械變速器，變速器型號(hào)：cats10-130,額定輸入扭矩為1274n.m，該變速器最高檔采用直接檔，傳動(dòng)比范圍為12.961。變速器各檔速比見表2-3。表2-3 所選變速器各檔速比12345678910倒1倒212.9619.6937.3705.5403.8463.372.5201.9161.4401.0002.93811.3012.4傳動(dòng)軸的選型該車前后軸距較大，為了提高傳動(dòng)軸的臨界轉(zhuǎn)速，避免共振以及考慮整車總布置上的需要，常

18、將傳動(dòng)軸分段。當(dāng)傳動(dòng)軸分段時(shí)，需加設(shè)安裝在車架橫梁上的中間支承，以補(bǔ)償傳動(dòng)軸軸向和角度方向的安裝誤差，以及車輛行駛過程中由于彈性支承的發(fā)動(dòng)機(jī)的竄動(dòng)和車架等變形所引起的位移。橡膠彈性元件能吸收傳動(dòng)軸的振動(dòng)，降低噪聲。這種彈性中間支承不能傳遞軸向力，它主要承受傳動(dòng)軸因動(dòng)不平衡、偏心等因素引起的徑向力，以及萬(wàn)向節(jié)上的附加彎矩所引起的徑向力。一般驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)軸均采用一對(duì)十字軸萬(wàn)向節(jié)。十字軸萬(wàn)向節(jié)兩軸的夾角不宜過大，當(dāng)由增至?xí)r，滾針軸承壽命將下降至原壽命的。十字軸萬(wàn)向節(jié)夾角的允許范圍見表2-4。表2-4 十字軸萬(wàn)向節(jié)夾角的允許范圍萬(wàn)向節(jié)安裝位置或相聯(lián)兩總成不大于離合器-變速器；變速器-分動(dòng)器（相聯(lián)兩總成均

19、裝在車架上）驅(qū)動(dòng)橋傳動(dòng)軸汽車滿載靜止時(shí)一般汽車越野汽車行駛中的極限夾角一般汽車短軸距越野汽車初步采用重慶重型汽車集團(tuán)傳動(dòng)軸有限責(zé)任公司生產(chǎn)的重型汽車傳動(dòng)軸總成，編號(hào)為：006。工作扭矩為：15000n.m。2.5驅(qū)動(dòng)橋的選型驅(qū)動(dòng)橋處于傳動(dòng)系的末端，其基本公用是增大由傳動(dòng)軸傳來的轉(zhuǎn)矩，將轉(zhuǎn)矩分配給左、右驅(qū)動(dòng)車輪，并使左、右驅(qū)動(dòng)輪具有差速功能；同時(shí)，驅(qū)動(dòng)橋還要承受作用于路面和車價(jià)之間的垂向力、縱向力和橫向力。2.5.1驅(qū)動(dòng)橋結(jié)構(gòu)形式和布置形式的選擇驅(qū)動(dòng)橋的結(jié)構(gòu)形式與驅(qū)動(dòng)車輪的懸架形式有關(guān)。絕大多數(shù)載貨汽車的驅(qū)動(dòng)車輪采用非獨(dú)立懸架，相應(yīng)的采用非斷開式車橋?，F(xiàn)代多橋驅(qū)動(dòng)汽車都采用貫通式驅(qū)動(dòng)橋的布置。在

20、貫通式驅(qū)動(dòng)橋的布置中，各橋的傳動(dòng)布置在同一個(gè)縱向垂直平面內(nèi)，且相鄰的兩橋的傳動(dòng)軸是串聯(lián)的布置。其優(yōu)點(diǎn)是不僅減少了傳動(dòng)軸的數(shù)量，而且提高了各種驅(qū)動(dòng)橋零件的互通性，并且簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，減少了體積和質(zhì)量，成本較低。2.5.2主減速器結(jié)構(gòu)形式選擇主減速器形式的選擇與汽車的類型及使用條件有關(guān)，主要取決與動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性等整車性能所要求的主減速比的大小以及驅(qū)動(dòng)橋的離地間隙、驅(qū)動(dòng)橋的數(shù)目及減速形式等。雙級(jí)主減速器有兩集齒輪減速組成，結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量大，制造成本也顯著增加，僅用于主減速比較大（）且采用單級(jí)減速器不能滿足既定的主減速比和離地間隙要求的重型汽車上。單級(jí)貫通式主減速器用于多橋驅(qū)動(dòng)汽車的貫通橋上，其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)

21、簡(jiǎn)單，主減速器的質(zhì)量較小，尺寸緊湊，并可使中、后橋的大部分零件，尤其是使橋殼、半軸等主要零件具有互換性。綜上所述，由于所設(shè)計(jì)的載貨汽車的軸數(shù)和驅(qū)動(dòng)形式為，以及單級(jí)減速雙聯(lián)主減速器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)點(diǎn)，又能滿足使用要求。所以，選用單級(jí)減速雙聯(lián)主減速器。2.5.3驅(qū)動(dòng)橋的選型根據(jù)計(jì)算的主減速比，初步選擇重慶紅巖汽車車橋廠的單級(jí)減速雙聯(lián)驅(qū)動(dòng)橋，產(chǎn)品型號(hào)：20048302。中、后橋均采用鑄鋼橋殼，中、后驅(qū)動(dòng)橋承載能力均為13t，最大輸入轉(zhuǎn)矩為40000nm，大于最大的輸入轉(zhuǎn)矩127412.961nm=16512.31nm，主減速器傳動(dòng)比=4.875和5.833兩種。因車速要求較高，就選=4.875計(jì)

22、算，如果汽車阻力功率曲線與發(fā)動(dòng)機(jī)功率曲線不能交在其最大功率點(diǎn)上，再進(jìn)行調(diào)整。第3章 整車性能計(jì)算3.1配置濰柴wd615.50發(fā)動(dòng)機(jī)的整車性能計(jì)算3.1.1汽車動(dòng)力性能計(jì)算（1） 汽車驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力汽車行駛過程中必須克服滾動(dòng)阻力和空氣阻力，加速時(shí)會(huì)受到加速阻力的作用，上坡時(shí)會(huì)受到重力沿坡道的分力坡度阻力。汽車行駛時(shí)驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力的平衡方程式為： （3-1）發(fā)動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速下發(fā)出的轉(zhuǎn)矩經(jīng)汽車傳動(dòng)系傳遞到驅(qū)動(dòng)輪上的驅(qū)動(dòng)力按下式計(jì)算： （3-2）式中汽車驅(qū)動(dòng)力，n；發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，n.m；變速器速比；主減速器速比，；傳動(dòng)系效率，；車輪的滾動(dòng)半徑，；在驅(qū)動(dòng)輪不打滑的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速所對(duì)應(yīng)的汽車車速（km

23、/h）為： （3-3）式中 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min； ，同式（1-10）說明。滾動(dòng)阻力： （3-4）式中 重力加速度，； 坡道的坡度角，； 滾動(dòng)阻力系數(shù)，同式（1-1）說明；空氣阻力： （3-5）式中 空氣阻力系數(shù)，；迎風(fēng)面積，即汽車行駛方向的投影面積,=2.4653.530；空氣密度，一般；汽車行駛速度，m/s。若以km/h計(jì)，則 坡度阻力： （3-6）式中，i是道路坡度，計(jì)算時(shí)i取值從0%到40%。坡度阻力a隨坡度角的增加而增大，且與變速器檔位和車速無(wú)關(guān)。將各擋驅(qū)動(dòng)力隨車速的變化關(guān)系和不同坡度i時(shí)的隨的變化關(guān)系畫在同一張紙上，則形成汽車的行駛性能曲線。由汽車的行駛性能曲線可知該車的最高車度

24、、最大爬坡度、檔位的使用情況及各檔位某車速的爬坡能力。選用濰柴wd615.50發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，參照汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書中圖1-11的汽車的行駛性能曲線可看出，最高車速在90km/h以上，經(jīng)計(jì)算，一檔時(shí)最大爬坡度為33.4%。（2） 汽車的加速性能計(jì)算加速阻力可按計(jì)算。為計(jì)算最大加速能力，這里就取道路坡道為零的平直道路上行駛進(jìn)行計(jì)算。 d，由此可得 （3-7）式中，是汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)，按式估算，取,為變速器速比。參照汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書中的圖1-12繪制出汽車加速度曲線圖。進(jìn)而參照汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書中的圖1-13繪制各擋加速度倒數(shù)曲線圖。由得故 （3-8）通過上式可求得汽車從初始車速全力加

25、速到的加速時(shí)間t，結(jié)合汽車的行駛性能曲線，可以參照汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書中的圖1-14作出該汽車連續(xù)換擋加速時(shí)間曲線圖。3.1.2汽車經(jīng)濟(jì)性能計(jì)算汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性是汽車使用中的另一項(xiàng)重要性能。汽車設(shè)計(jì)開發(fā)過程中，常需要在實(shí)際樣車制成之前，根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)特性和汽車功率平衡圖對(duì)汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行評(píng)算，最簡(jiǎn)單、最基本的是等速行駛百公里燃油消耗量的估算。對(duì)貨車來講，等速百公里燃油消耗量是在滿載時(shí)以最高擋在水平良好的路面上等速行駛100km的燃油消耗量。汽車百公里燃油消耗量為 （3-9）式中，p是汽車以車速等速行駛時(shí)用于克服滾動(dòng)阻力和空氣阻力發(fā)動(dòng)機(jī)所消耗的功率（kw）；是燃油消耗率（g/(kwh)），可根據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速?gòu)耐馓匦郧€圖上讀??；是汽車車速（km/h）；是燃油的重度，柴油取7.948.13n/l，取=8.04n/l。經(jīng)上述計(jì)算，參照汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書中的圖1-17，繪制出使用濰柴wd615.50發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)汽車在各個(gè)檔位時(shí)的等速百公里燃油