輕型汽車懸架設計論文

1、懸計THE DDESIIGN OF A LIGGHT TRUUCKS SSUSPPENSSIONN 220099 年6月摘 要要本文主要研研究輕型型貨車的的前后懸懸架設計計分析方方法，以以及懸架架運動與與前輪定定位參數(shù)數(shù)的變化化關系。首先根據(jù)設設計給定定的四個個參數(shù)對對整車進進行總體體設計，包包括整車車的尺寸寸參數(shù)、質質量參數(shù)數(shù)和性能能參數(shù)，在在選擇這這些參數(shù)數(shù)的時候候可以通通過國家家標準以以及相關關的經(jīng)驗驗參數(shù)得得到，在在選擇之之后進行行了相關關的驗證證，保證證各參數(shù)數(shù)能達到到各項性性能的基基本要求求。在總總體設計計完成之之后，對對前后懸懸架進行行方案的的選擇，本本設計前前懸架采采用麥弗弗遜

2、獨立立懸架，后后懸架采采用縱置置鋼板彈彈簧。然然后對懸懸架的性性能參數(shù)數(shù)進行選選擇，包包括前后后懸架的的偏頻、相相對阻尼尼系數(shù)、非非簧載質質量以及及影響操操穩(wěn)性的的側傾中中心高度度和側傾傾剛度，還還有影響響縱向穩(wěn)穩(wěn)定性的的縱傾中中心高度度等。在在選擇完完基本參參數(shù)后，對對懸架的的彈性元元件（前前懸架為為螺旋彈彈簧。后后懸架為為鋼板彈彈簧）進進行設計計計算，包包括剛度度和強度度等的校校核，使使設計的的彈簧能能滿足設設計的偏偏頻要求求。之后后設計前前獨立懸懸架的導導向機構構，設計計包括側側傾中心心、縱傾傾中心以以及下控控制臂的的位置等等。為前前、后懸懸架匹配配減振器器，計算算減振器器的尺寸寸，并且

3、且驗算減減振器是是否滿足足強度要要求。由由于麥弗弗遜懸架架的側傾傾剛度較較小，為為了滿足足汽車不不足轉向向性能要要求，設設計時，為為前懸架架匹配了了一個橫橫向穩(wěn)定定桿，提提高它的的側傾剛剛度，滿滿足不足足轉向性性能要求求。由于懸架結結構的運運動學特特性關系系到汽車車操縱穩(wěn)穩(wěn)定性、轉向輕輕便性、行駛舒舒適性、輪胎壽壽命以及及汽車布布置設計計中的運運動干涉涉等諸多多方面，是汽車車設計過過程中十十分重要要的問題題，欲設計計合乎需需要的懸懸架結構構,必須準準確分析析懸架結結構的運運動特性性。所以以為了研研究懸架架結構的的運動學學特性，本本文采用用了空間解解析幾何何的方法法，探討分分析了麥麥弗遜式式懸架

4、的的運動學學特性，由于該該方法能能夠直接接使用整整車布置置設計坐坐標系,無需進進行坐標標轉換,且直觀方方便,易于理理解,所以具具有實際際應用的的意義。關鍵詞： 麥弗遜遜 懸架架 動態(tài)態(tài)特性AbstrracttThis artticlle iis mmainnly aboout to stuudy thee meethood oof ddesiigniing a llighht ttrucckss frrontt annd bbackk suuspeensiion, allso thee arrticcle anaalyzze tthe rellatiion bettweeen ssusppen

5、ssionn moovemmentt annd ffronnt wwheeel aaliggnmeent parrameeterrs. Firstt, iit ddesiignss thhe sscheeme of whoole carr baasedd onn thhe ffourr paarammeteers whiich wass allreaady beeen ggiveen, thiis iinclludiing thee whholee caarss siize parrameeterrs, weiightt paarammeteers, annd pproppertty ppar

6、aametterss. wwe mmay chooosee thhosee paarammeteers reffer to nattionnal staandaardss orr soome rellatiive expperiiencce pparaametterss. wwe mmay alsso ddo ssomee woork to proove thee chhoseen wwas corrrecct aafteer tthosse pparaametterss beeingg chhoseen, as to makke eeverry pparaametterss meeet th

7、ee baasicc deemannd oof eeverry pproppertty. wheen tthe whoole carr scchemmes werre aalreeadyy deesiggnedd, iit tthenn coomess too chhoosse tthe schhemee off thhe ffronnt aand bacck ssusppenssionns, andd inn thhis dessignn, wwe uuse McPPherrsonn tyype froont susspennsioon, Bacck ssusppenssionns stee

8、el spiingss.annd tthenn, wwe cchooose thee suuspeensiions pproppertty ppareemetterss,inncluudinng froont andd baack susspennsioonss frrequuenccy, rellatiive visscossityy,unnsprrungg maass andd rooll cennterr heiightt, rrolll anngullar riggidiity whiich efffectt thee caarss coontrrolllabiilitty aand

9、staabillityy,beesiddes,we alsso cchooose thee trrim cennterr heeighht wwhicch eeffeect thee caarss loongiituddinaal cconttrolllabbiliity. Affterr thhesee baasicc paarammeteers werre cchossen, wee coomess onn too caalcuulatte tthe sprringg off thhe ssusppenssionn,(sspirral sprringg inn frrontt suuspe

10、ensiion, leeaf sprringg inn baack susspennsioon),andd thhe ccalcculaatioon iinclludiing cheeckiing botth tthe sprringgs stiiffnnesss annd sstreengtth, as to makke tthe sprringg deesiggnedd too meeet thee deemannd oof ffreqquenncy. Annd nnextt coomess too deesiggn tthe conntrool bbarss off thhe ffron

11、nt iindeepenndennt ssusppenssionn, iit cconttainns tto ddesiign thee rooll cennterr heeighht aan ttrimm ceenteer hheigght andd thhe llocaatioons of thee maain conntroolbaar.TThenn,wee deesiggn sshocck aabsoorbeers to mattch witth tthe froont andd thhe bbackk suuspeensiion, inncluudinng ccalcculaate

12、thee siize of thee abbsorrberrs aand alsso cchecck tthe abssorbberss too seee iif iit mmeetts tthe demmandd off sttrenngthh. SSincce MMcPhhersson typpe ffronnt ssusppenssionn iss laack of rolll aanguularr riigiddityy, iin oordeer tto mmeett thhe pproppertty ddemaandss off caarss unnderr stteerr sppe

13、ciialiity,Herre iit aalsoo deesiggns a aantii-rooll barr too immproove thee frrontt suuspeensiions rrolll anngullar riggidiity. As ssusppenssionns kinnemaaticcs ccharractter rellatees tto aa whholee caarss coontrrolllabiilitty ,steeeriing agiilitty, ridde ccomffortt,tyyre liffe aand mottionn innterr

14、ferrencce iin tthe dessignn off thhe wwholle ccars schhemee. tthe kinnemaaticcs ccharractter commes to be a vveryy immporrtannt qquesstioon, to makke aa goood susspennsioon sstruuctrrue,it neeeds to anaalyzze tthe kinnemaaticcs ccharractter of thee suuspenssionn.Annd iin tthiss arrticcle, wee usses

15、Spaatiaal aanallytiic ggeommetrry tto ddisccusss MccPheersoon ttypee frrontt suuspeensiions kkineematticss chharaacteer. Beccausse tthe metthodd iss abble to usee thhe wwholle ccar schhemee deesiggn ccoorrdinnatee syysteem ddireectlly, theere is no neeed tto ttrannsfoorm thee cooorddinaate sysstemm.

16、 IIt iis mmoree HYPERLINK coonveenieent aand eassy tto uundeersttandd,soo,itt maakess moore acttuall apppliicattionn seensee. key wwordds：MMcphhersson suuspeensiion kinnemaaticcs chharaacteer目 錄錄TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc232320926 第1章 緒緒論 PAGEREF _Toc232320926 h 1 HYPERLINK l _Toc232320927 1.1

17、 論論文研究究的目的的和意義義 PAGEREF _Toc232320927 h 1 HYPERLINK l _Toc232320928 1.2 國國內外研研究現(xiàn)狀狀及發(fā)展展趨勢 PAGEREF _Toc232320928 h 1 HYPERLINK l _Toc232320929 1.3 論論文主要要研究內內容 PAGEREF _Toc232320929 h 2 HYPERLINK l _Toc232320930 第2章 汽汽車的總總體設計計 PAGEREF _Toc232320930 h 3 HYPERLINK l _Toc232320931 2.1設計計參數(shù)與與設計目目標 PAGEREF

18、_Toc232320931 h 3 HYPERLINK l _Toc232320932 2.2汽車車形式的的選擇 PAGEREF _Toc232320932 h 3 HYPERLINK l _Toc232320933 2.2.11 軸數(shù)數(shù) PAGEREF _Toc232320933 h 3 HYPERLINK l _Toc232320934 2.2.22 驅動動形式 PAGEREF _Toc232320934 h 3 HYPERLINK l _Toc232320935 2.2.33 布置置形式 PAGEREF _Toc232320935 h 4 HYPERLINK l _Toc23232093

19、6 2.3汽車車質量參參數(shù)的選選擇 PAGEREF _Toc232320936 h 4 HYPERLINK l _Toc232320937 2.3.11 整車車整備質質量 PAGEREF _Toc232320937 h 4 HYPERLINK l _Toc23232209338 2.33.2 汽車的的總質量量 PAGEREF _Toc232320938 h 5 HYPERLINK l _Toc232320939 2.3.33 汽車車的整備備質量利利用系數(shù)數(shù) PAGEREF _Toc232320939 h 5 HYPERLINK l _Toc232320940 2.3.44 汽車車的軸荷荷分配

20、PAGEREF _Toc232320940 h 6 HYPERLINK l _Toc232320941 2.4 汽汽車主要要尺寸的的確定 PAGEREF _Toc232320941 h 7 HYPERLINK l _Toc232320942 2.4.11 軸距距 PAGEREF _Toc232320942 h 7 HYPERLINK l _Toc232320943 2.4.22 前后后輪距和和 PAGEREF _Toc232320943 h 8 HYPERLINK l _Toc232320944 2.4.33 汽車車的外廓廓尺寸 PAGEREF _Toc232320944 h 8 HYPERL

21、INK l _Toc232320945 2.4.44 汽車車的前懸懸和后懸懸 PAGEREF _Toc232320945 h 9 HYPERLINK l _Toc232320946 2.4.55貨車車車頭的長長度 PAGEREF _Toc232320946 h 9 HYPERLINK l _Toc232320947 2.4.55貨車車車箱尺寸寸 PAGEREF _Toc232320947 h 9 HYPERLINK l _Toc232320948 2.5 汽汽車主要要性能參參數(shù)的選選擇 PAGEREF _Toc232320948 h 10 HYPERLINK l _Toc232320949 2

22、.5.11 動力力性能參參數(shù) PAGEREF _Toc232320949 h 10 HYPERLINK l _Toc232320950 2.5.22 燃油油經(jīng)濟性性指標 PAGEREF _Toc232320950 h 11 HYPERLINK l _Toc232320951 2.5.33 汽車車的最小小轉彎半半徑 PAGEREF _Toc232320951 h 11 HYPERLINK l _Toc232320952 2.5.44 通過過性幾何何參數(shù) PAGEREF _Toc232320952 h 11 HYPERLINK l _Toc232320953 2.6 汽汽車發(fā)動動機的選選型與輪輪胎

23、的選選定 PAGEREF _Toc232320953 h 13 HYPERLINK l _Toc232320954 2.6.11 發(fā)動動機基本本型式的的選擇 PAGEREF _Toc232320954 h 13 HYPERLINK l _Toc232320955 2.6.22 發(fā)動動機主要要性能指指標的選選擇 PAGEREF _Toc232320955 h 14 HYPERLINK l _Toc232320956 2.6.33 輪胎胎的選定定 PAGEREF _Toc232320956 h 17 HYPERLINK l _TToc223233209957 第3章 汽車懸懸架的結結構選型型與分析

24、析 PAGEREF _Toc232320957 h 20 HYPERLINK l _Toc232320958 3.1 懸懸架的設設計要求求 PAGEREF _Toc232320958 h 20 HYPERLINK l _Toc232320959 3.2 懸懸架的結結構形式式分析 PAGEREF _Toc232320959 h 20 HYPERLINK l _Toc232320960 3.22.1 懸架結結構形式式的分類類 PAGEREF _Toc232320960 h 20 HYPERLINK l _Toc232320961 3.2.22 懸架架的組成成及各部部件作用用 PAGEREF _To

25、c232320961 h 22 HYPERLINK l _Toc232320962 3.3 前前、后懸懸架方案案的選擇擇 PAGEREF _Toc232320962 h 22 HYPERLINK l _Toc232320963 第4章 懸懸架的設設計計算算 PAGEREF _Toc232320963 h 24 HYPERLINK l _Toc232320964 4.1 懸懸架主要要參數(shù)的的確定 PAGEREF _Toc232320964 h 24 HYPERLINK l _Toc232320965 4.1.11 影響響平順性性的參數(shù)數(shù) PAGEREF _Toc232320965 h 24 HY

26、PERLINK l _Toc232320966 4.1.22 影響響操縱穩(wěn)穩(wěn)定性的的參數(shù) PAGEREF _Toc232320966 h 28 HYPERLINK l _Toc232320967 4.1.33影響縱縱向穩(wěn)定定性的參參數(shù) PAGEREF _Toc232320967 h 31 HYPERLINK l _Toc232320968 4.2 彈彈性元件件的計算算 PAGEREF _Toc232320968 h 35 HYPERLINK l _Toc232320969 4.2.11 前懸懸架螺旋旋彈簧的的設計計計算 PAGEREF _Toc232320969 h 35 HYPERLINK

27、l _Toc232320970 4.2.22 后懸懸架鋼板板彈簧的的設計計計算 PAGEREF _Toc232320970 h 38 HYPERLINK l _Toc232320971 4.3 獨獨立懸架架導向機機構的設設計 PAGEREF _Toc232320971 h 51 HYPERLINK l _Toc232320972 4.3.11 設計計要求 PAGEREF _Toc232320972 h 51 HYPERLINK l _Toc232320973 4.3.22 前輪輪定位參參數(shù)與主主銷軸的的布置 PAGEREF _Toc232320973 h 52 HYPERLINK l _Toc

28、232320974 4.3.33 橫臂臂軸的選選型與布布置 PAGEREF _Toc232320974 h 54 HYPERLINK l _Toc232320975 4.4 減減振器的的設計 PAGEREF _Toc232320975 h 58 HYPERLINK l _Toc232320976 4.4.11 減振振器相對對阻尼系系數(shù) PAGEREF _Toc232320976 h 58 HYPERLINK l _Toc232320977 4.4.22 減振振器阻尼尼系數(shù)的的確定 PAGEREF _Toc232320977 h 59 HYPERLINK l _Toc232320978 4.4.

29、33 最大大卸荷力力的確定定 PAGEREF _Toc232320978 h 60 HYPERLINK l _Toc232320979 4.4.44 筒式式減振器器工作缸缸直徑的的確定 PAGEREF _Toc232320979 h 61 HYPERLINK l _Toc232320980 4.5 橫橫向穩(wěn)定定桿的設設計 PAGEREF _Toc232320980 h 62 HYPERLINK l _Toc232320981 第5章 空空間解析析法分析析麥弗遜遜懸架運運動 PAGEREF _Toc232320981 h 63 HYPERLINK l _Toc232320982 5.1 懸懸架的

30、數(shù)數(shù)學模型型 PAGEREF _Toc232320982 h 63 HYPERLINK l _Toc232320983 5.2 利利用數(shù)學學模型求求解車輪輪跳動時時各定位位參數(shù)的的變化 PAGEREF _Toc232320983 h 67 HYPERLINK l _Toc232320984 結論 PAGEREF _Toc232320984 h 699 HYPERLINK l _Toc232320985 致 謝 PAGEREF _Toc232320985 h 70 HYPERLINK l _Toc232320986 參考文獻 PAGEREF _Toc232320986 h 71 HYPERLIN

31、K l _Toc232320987 附錄一 PAGEREF _Toc232320987 h 773第1章 緒論1.1 論論文研究究的目的的和意義義懸架是現(xiàn)代代汽車上上重要的的總成之之一，它它把車架架（或車車身）與與車軸（或或車輪）彈彈性連接接起來。其其主要任任務是傳傳遞作用用在車輪輪與車架架之間的的一切力力和力矩矩，并且且緩和由由不平路路面?zhèn)鹘o給車身（或或車身）的的沖擊載載荷，衰衰減由此此引起的的承載系系統(tǒng)的振振動，以以保證汽汽車平順順的行駛駛。懸架架一般分分為獨立立懸架和和非獨立立懸架，獨獨立懸架架的優(yōu)點點是：非非簧載質質量小，有有利于提提高駕乘乘舒適性性；由于于彈性元元件只承承受垂直直載荷

32、，使使之可用用剛度較較小的彈彈簧，降降低了車車身振動動的頻率率，改善善了行駛駛平順性性；本次次設計中中前懸架架采用麥麥弗遜獨獨立懸架架，取消消了前軸軸，可使使發(fā)動機機的位置置降低，汽汽車質心心下降，從從而提高高了汽車車行駛穩(wěn)穩(wěn)定性，左左右車輪輪的單獨獨跳動，減減少了車車身的傾傾斜和振振動；同同時正確確的導向向機構型型式和參參數(shù)，有有助于消消除前輪輪擺振、縱縱傾現(xiàn)象象等。非非獨立懸懸架的優(yōu)優(yōu)點是：結構簡簡單，工工作可靠靠等，本本設計中中后懸架架采用縱縱置鋼板板彈簧非非獨立懸懸架，板板簧本身身能傳遞遞各種力力和力矩矩，造價價成本低低，在貨貨車的懸懸架中普普遍使用用。本論文的研研究目的的是根據(jù)據(jù)給定

33、參參數(shù)對汽汽車進行行總體設設計，然然后對前前后懸架架進行設設計匹配配，滿足足前后懸懸架的偏偏頻要求求。通過過對麥弗弗遜懸架架的空間間解析法法分析懸懸架的運運動特性性，分析析前懸架架在車輪輪跳動時時前輪定定位系數(shù)數(shù)的改變變等。并并對后懸懸架板簧簧的設計計過程加加深認識識與理解解。1.2 國國內外研研究現(xiàn)狀狀及發(fā)展展趨勢獨立懸架早早期只單單純用于于轎車上上，目前前大部分分輕型貨貨車和越越野汽車車為了提提高舒適適性也開開始采用用獨立懸懸架，同同時一些些中型卡卡車及客客車為了了提高駕駕乘的舒舒適性和和行駛性性也開始始采用獨獨立懸架架，在國國外甚至至一些輪輪式工程程機械如如吊車和和重型卡卡車也開開始采用

34、用獨立懸懸架。因因此對于于獨立懸懸架的設設計技術術，國內內外都進進行了研研究，這這些研究究主要集集中在以以下幾個個方面：獨立懸懸架設計計方法，獨獨立懸架架參數(shù)對對汽車行行駛平順順性的影影響；獨獨立懸架架對汽車車操縱穩(wěn)穩(wěn)定性的的影響。國國內的研研究主要要表現(xiàn)為為：獨立立懸架和和轉向系系的匹配配；獨立立懸架與與轉向橫橫拉桿長長度和斷斷開點的的確定；懸架彈彈性元件件的設計計分析；導向機機構的運運動分析析；獨立立懸架對對前輪定定位參數(shù)數(shù)的影響響；獨立立懸架的的優(yōu)化設設計等。國國外除上上述研究究外，還還進入了了微觀領領域的研研究，如如用原子子力學顯顯微鏡觀觀察懸架架材料內內部聚合合體的電電子轉化化情況，

35、研研究懸架架作為彈彈性介質質的流變變特性等等，從而而使得獨獨立懸架架向著智智能化，輕輕量化，小小型化，通通用化方方向發(fā)展展。同時時由于電電子，微微機技術術的發(fā)展展，使得得獨立懸懸架技術術向著半半主動、主主動懸架架方向發(fā)發(fā)展。非獨立懸架架早期廣廣泛應用用于除了了轎車以以外的其其它車型型中，由由于其可可靠性和和簡單的的特性，現(xiàn)現(xiàn)在還被被廣泛的的用于轎轎車的后后橋，輕輕型貨車車和越野野汽車的的后橋，重重型貨車車的前后后橋都采采用非獨獨立懸架架。1.3 論論文主要要研究內內容本論文研究究內容主主要包括括以下幾幾個方面面：(1)汽車車總體設設計和參參數(shù)的選選擇；(2)汽車車懸架方方案確定定；(3)前、后

36、后懸架設設計計算算；(4)空間間解析法法分析前前懸架的的運動特特性。第2章 汽汽車的總體設計計2.1設計計參數(shù)與與設計目目標為裝載質量量為2噸噸的輕型型貨車匹匹配前后后懸架，設設計任務務中給定定的參數(shù)數(shù)如下表表所示：表2-1 給定設設計參數(shù)數(shù)最高車速115m/s裝載質量2t最小轉彎半半徑12.5mm最大爬坡度度30設計的懸架架能夠傳傳遞作用用在車輪輪和車架架之間的的力和力力矩；緩緩和路面面?zhèn)鹘o車車架的沖沖擊載荷荷，衰減減由此引引起的承承載系統(tǒng)統(tǒng)的振動動，保證證汽車的的行駛平平順性；保證車車輪在路路面不平平和載荷荷變化時時有理想想的運動動特性，保保證汽車車的操縱縱穩(wěn)定性性，由于于該貨車車的設計計

37、最高車車速較高高，所以以設計的的懸架也也必須能能夠保證證高速行行駛的能能力。2.2汽車車形式的的選擇2.2.11 軸數(shù)汽車可以有有兩軸、三三軸、四四軸甚至至更多的的軸數(shù)。影影響選取取軸數(shù)的的因素主主要有汽汽車的總總質量、道道路法規(guī)規(guī)對軸載載質量的的限制和和輪胎的的負荷能能力以及及汽車的的結構等等。為了保護公公路，有有關部門門制定了了道路法法規(guī)，對對汽車的的軸載質質量加以以限制，包包括乘用用車以及及汽車總總質量小小于199t的公公路運輸輸車輛和和軸荷不不受道路路、橋梁梁限制的的不在公公路上行行駛的車車輛，如如礦用自自卸車等等，均采采用結構構簡單、制制造成本本低廉的的兩軸方方案。根根據(jù)設計計要求中

38、中指出汽汽車的裝裝載質量量為2tt，估算算出汽車車的總質質量大約約在3.8t左左右。所所以設計計時采用用兩軸方方案。2.2.22 驅動形形式增加驅動輪輪數(shù)能夠夠提高汽汽車的通通過能力力，驅動動輪數(shù)越越多，汽汽車的結結構越復復雜，整整備質量量和制造造成本也也隨之增增加，同同時也使使汽車的的總體布布置工作作變得困困難、乘乘用車和和總質量量小些的的商用車車，多采采用結構構簡單、制制造成本本低的442驅動形形式。由于所要設設計的汽汽車總質質量較小小，故采采用42驅動形形式。2.2.33 布置形形式采用平頭式式，發(fā)動動機前置置后驅的的布置形形式。平頭式貨車車的優(yōu)點點是：車總長長和軸距距尺寸短短，最小轉轉

39、彎直徑徑小，機動性性能良好好；不需要要發(fā)動機機罩和翼翼子板，加上總總長縮短短等因素素的影響響，汽車整整備質量量減?。获{駛員員的視野野得到明明顯改善善；采用翻翻轉式駕駕駛室時時能改善善發(fā)動機機及其附附件的接接近性；汽車面面積利用用率高。平頭式貨車車的主要要缺點有有：前軸負負荷大，因而汽汽車通過過性能變變壞；因為駕駕駛室有有翻轉機機構和鎖鎖住機構構，使機構構復雜；進出駕駕駛室不不如長頭頭式貨車車方便；離合器器、變速器器等操縱縱機構復復雜，駕駛室室內受熱熱及振動動均比較較大；汽車正正面與其其它物體體發(fā)生碰碰撞時，特別是是微型、輕型平平頭貨車車，使駕駛駛員和前前排乘員員受到嚴嚴重傷害害的可能能性增加加

40、。發(fā)動機前置置后輪驅動貨貨車有廣泛地應用，它有如如下主要要優(yōu)點：維修發(fā)發(fā)動機方方便；離合器器、變速器器等操縱縱機構簡簡單；貨箱地地板高度度低；可以采采用直列列發(fā)動機機、V型發(fā)發(fā)動機或或臥式發(fā)發(fā)動機，發(fā)現(xiàn)發(fā)發(fā)動機故故障容易易。發(fā)動機前置置后輪驅動的的貨車有有下述主主要缺點點：如果采采用平頭頭式駕駛駛室，而且發(fā)發(fā)動機布布置在前前軸之上上，處于兩兩側座位位之間時時，駕駛室室內部擁擁擠、隔熱、隔振、密封和和降低噪噪聲問題題難以解解決；如果采采用長頭頭式駕駛駛室，為保證證具有良良好的視視野，駕駛員員座椅須須布置高高些，這又影影響整車車和質心心高度，同時增增加了整整車長度度。2.3汽車車質量參參數(shù)的選選擇

41、汽車的質量量參數(shù)包包括整車車整備質質量，載載客量、裝裝載質量量、質量量系數(shù)，汽車總總質量、軸軸荷分配配等。其其中裝載載質量的的參數(shù)已已給定，即即。2.3.11 整車整整備質量量整車整備質質量是指指車上帶帶有全部部設備（包包括隨車車工具，備胎等），加滿燃料，水但是沒有載貨和載人時的整車質量。它是一個重要的設計指標。由于在設計方法、產(chǎn)品材料、制造工藝以及道路狀況等方面的不斷完善，汽車的整備質量這一設計指標有不斷減小的趨勢。因為這樣不僅可以降低造價，而且是降低汽車使用油耗的重要途徑。在總體設計計階段可可對同類類型同級級別且結結構相似似的樣車車及其部部件的質質量進行行測定分分析，并并以此為為基礎初初步

42、估算算出新設設計汽車車各部件件的質量量及整車車的整備備質量。在在沒有參參考樣車車的情況況下，載載貨汽車車可參考考國內外外同類型型同級別別的汽車車的裝載載量與整整備質量量之比（稱稱為汽車車的整備備質量利利用系數(shù)數(shù)）為新車車型選擇擇一個適適當?shù)恼麄滟|量量利用系系數(shù)，然然后按其其裝載量量計算汽車車的整備備質量。在此，采用用后一種種設計方方法，由由于質量量系數(shù)在在（0.81.1）之之間，初初取，所所以。2.3.22 汽車的的總質量量汽車總質量量是指已已整備完完好，裝裝備齊全全并按規(guī)規(guī)定裝滿滿客，貨貨時的整整車質量量，可按按表2-2中的的公式確確定： 表2-2汽汽車總質質量計算算公式汽車類別計算公式說

43、明載貨汽車大客車轎車使用單廂貨貨車，即即駕駛室室可乘坐坐兩人，所以以貨車的的總質量量計算為為。2.3.33 汽車的的整備質質量利用用系數(shù)載貨汽車的的是載貨貨汽車的的裝載量量與其整整備質量量之比，即即。它表表明單位位汽車整整備質量量所承受受的汽車車裝載質質量。顯顯然，次次系數(shù)愈愈大表明明該車型型的材料料利用率率愈高和和設計與與工藝水水平愈高高。由前可知，初取。2.3.44 汽車車的軸荷荷分配汽車的軸荷荷分配是是指汽車車在空載載或滿載載靜止狀狀態(tài)下，各各車軸對對支承平平面的垂垂直負荷荷，也可可以用占占空載或或滿載總總質量的的百分比比來表示示。在設計軸荷荷分配的的時候，需需要同時時考慮到到以下幾幾點

44、：(1) 應應使輪胎胎磨損均均勻，為為此，希希望滿載載時每個個輪胎負負荷大致致相等。(2) 應應滿足汽汽車使用用條件，如如對使用用條件較較差的442式貨車車，為了了保證它它在泥濘濘路面的的通過性性，常將將滿載時時前軸負負荷控制制在總軸軸荷的226%227%，以以減少前前輪的滾滾動阻力力；同時時可是后后輪上有有足夠的的附著力力。后輪輪裝用單單胎的442式貨車車，空車車時的后后軸負荷荷過小，在在潮濕路路面上使使用時容容易發(fā)生生側滑事事故，為為避免這這一現(xiàn)象象，設計計時其后后軸負荷荷應大于于41% 。(3)在確確定軸荷荷分配時時還要充充分考慮慮到汽車車的結構構特點及及性能要要求。設計過程中中首先考考

45、慮貨車車后輪采采用單胎胎還是雙雙胎的問問題，由由于貨車車的總質質量為，所所以假設設后輪采采用單胎胎時，則則四個輪輪胎每個個輪胎承承受的靜靜載荷約約為，而對于于貨車所所常用的的輪胎中中，輪胎胎所能承承受的載載荷大都都小于990000kg，所所以這里里采用后后輪雙胎胎的形式式。對于后輪雙雙胎平頭式的的貨車，它它的軸荷荷分配范范圍為：表2-3 后輪輪雙胎平頭形式式的貨車車軸荷分分配范圍圍車型空載滿載前軸后軸前軸后軸貨車后輪雙胎根據(jù)上表，可可以初步步選取該該貨車的的軸荷分分配，表2-4 設計貨貨車的軸軸荷分配配空載滿載前軸后軸前軸后軸由此可以得得出滿載載時單側側前輪的的負荷為為：單側后輪的的負荷為為：

46、2.4 汽汽車主要要尺寸的的確定2.4.11 軸距軸距的選擇擇要考慮慮它對整整車其他他尺寸參參數(shù)、質質量參數(shù)數(shù)和使用用性能的的影響。軸軸距短些些，汽車車總長、質質量、最最小轉彎彎半徑和和縱向通通過半徑徑就小一一些。但但軸距過過短也會會帶來一一系列問問題，例例如車廂廂長度不不足或后后懸過長長；汽車車行駛時時其縱向向角振動動過大；汽車加加速、制制動或上上坡時軸軸荷轉移移過大而而導致其其制動性性和操穩(wěn)穩(wěn)性變壞壞；萬向向節(jié)的夾夾角過大大等。因因此，在在選擇軸軸距時應應綜合考考慮有關關方面的的影響。當當然，在在滿足所所設計的的汽車的的車廂尺尺寸、軸軸荷分配配、主要要性能和和整體布布置等要要求的前前提下，

47、將將軸距設設計得短短一些為為好。由于汽車的的最小轉轉彎半徑徑已給定定，可以以從最小小轉彎半半徑的角角度來設設計軸距距的大小小。圖2-1 理想想的內、外外轉向輪輪轉向角角間的關關系由轉向中心心O到外外轉向輪輪與地面面接觸點點的距離離稱為汽汽車轉彎彎半徑RR。轉彎彎半徑越越小，則則汽車轉轉向所需需場地就就越小。由由圖可知知，當外外轉向輪輪偏轉角角達到最最大值時時，轉彎彎半徑RR為最小小。在圖圖示的理理想情況況下，最最小轉彎彎半徑與與外轉向向輪最大大偏轉角角的關系系為： 初選汽車的的軸距為為：，而而外轉向向輪偏轉轉角的最最大值一一般取所以，計算算出最小小轉彎半半徑為：。滿足最小轉轉彎半徑徑的要求求，

48、所以以取汽車車的軸距距為：。2.4.22 前后輪輪距和汽車輪距BB對汽車車的總寬寬、總質質量、橫橫向穩(wěn)定定性和機機動性都都有較大大的影響響。輪距距愈大，則則懸架的的角剛度度愈大，汽汽車的橫橫向穩(wěn)定定性愈好好，車廂廂內橫向向空間也也愈大。但但輪距也也不宜過過大，否否則，會會使汽車車的總寬寬和總質質量過大大。輪距距必須與與汽車的的總寬相相適應。載貨汽車的的前輪距距與車架架前部寬寬、前懸懸架寬、輪輪胎寬、前前輪最大大轉角。轉轉向拉桿桿和轉向向車輪以以及與車車架間的的運動空空間等因因素有關關，應經(jīng)經(jīng)過具體體布置和和計算才才能最后后確定。后后輪距，與與后板簧簧寬、后后板簧距距、輪胎胎寬、板板簧與輪輪胎間

49、的的間隙等等尺寸有有關。設計時依然然可以通通過內、外外轉向輪輪轉向角角間的關關系來初初選出輪輪距。如如圖2-1，兩兩軸汽車車在轉向向時，若若不考慮慮輪胎的的側向偏偏離，則則為了滿滿足內外外轉向輪輪轉向角角間的匹匹配應保保證當汽汽車轉彎彎行駛時時，全部部車輪繞繞同一瞬瞬時轉向向中心旋旋轉，各各車輪只只有滾動動而無側側滑的要要求其內內、外轉轉向輪理理想的轉轉角關系系如圖22-1所所示，由由下式?jīng)Q決定：其中選取內內輪最大大轉角，選選取外輪輪最大轉轉角，已已知軸距距，計算算出， 。由于于前輪為為轉向輪輪，即前前輪兩轉轉向主銷銷中心線線與地面面交點間間的距離離為，而而輪距一一般都比比大，所所以取前前輪輪

50、距距為：，后后輪距取取為：。2.4.33 汽車的的外廓尺尺寸汽車的外廓廓尺寸包包括其總總長、總總寬、總總高。它它應根據(jù)據(jù)汽車的的類型、用用途、承承載量、道道路條件件、結構構選型與與布置以以及有關關標準、法法規(guī)限制制等因素素來確定定。GBB15889-779對汽汽車外廓廓尺寸界界限做了了規(guī)定，總高不不大于44m，總寬（不不包括后后視鏡）不不大于22.5mm；外開窗窗，后視鏡鏡等突出出部分寬寬2500mm?？傞L：貨車及及越野車車不大于于12mm；一般大大客車不不大于112m，鉸接式式大客車車不大于于18mm；牽引車車帶半掛掛車不大大于166m，汽車拖拖帶掛車車不大于于20mm，掛車長長度不大大于8

51、mm。參考同類車車型，輕輕型貨車車解放CCA10041，初初取以下下數(shù)據(jù)：(1)總長長：(2)總寬寬：(3)總高高：2.4.44 汽車的的前懸和和后懸汽車的前懸懸和后懸懸尺寸是是由總布布置最后后確定的的。前懸懸的長度度與汽車車的類型型、驅動動形式、發(fā)發(fā)動機的的布置形形式和駕駕駛室的的形式以以及布置置密切相相關。汽汽車的前前懸不宜宜過長，以以免使汽汽車的接接近角過過小而影影響通過過性。汽汽車的后后懸長度度主要與與貨箱長長度、軸軸距及軸軸荷分配配有關。后后懸也不不宜過長長，以免免使汽車車的離去去角過小小而引起起上下坡坡時刮地地，同時時轉彎也也不靈活活。城市大客客車的后后懸一般般不大于于其軸距距的6

52、0%，絕對對值不大大于3.5m。輕輕型及以以上的貨貨車的后后懸一般般在1.2m2.22m。長軸軸距、特特長貨箱箱的汽車車，其后后懸可長長達約22.6mm。參考同類車車型，輕輕型貨車車解放CCA10041，可可以選取取該貨車車的前后后懸分別別為：，2.4.55貨車車車頭的長長度貨車車頭長長度是指指從汽車車的前保保險杠到到駕駛室室后圍的的距離。平平頭型貨貨車一般般在14400mmm115000mm，設設計時貨貨車為單單廂三座座，可以以初步選選取車頭頭長度為為15000mmm。2.4.55貨車車車箱尺寸寸參考同類車車型，輕輕型貨車車解放CCA10041，可可以選取取該貨車車的車箱箱尺寸分分別為：(1

53、)長：(2)寬：(3)高：2.5 汽汽車主要要性能參參數(shù)的選選擇2.5.11 動力性性能參數(shù)數(shù)汽車的動力力性參數(shù)數(shù)主要有有直接檔檔和I檔檔最大動動力因數(shù)數(shù)、最高高車速、爬爬坡能力力、汽車車的比功功率和比比轉矩等等。(1)直接接檔最大大動力因因數(shù)的選擇主要要是根據(jù)據(jù)對汽車車加速性性與燃料料經(jīng)濟性性的要求求，以及及汽車類類型、用用途和道道路條件件而異。載載貨汽車車的值是是隨汽車車總質量量的增大大而逐漸漸減小的的，但也也有個限限度。微微型貨車車的值較較大，輕輕型貨車車的次之之，因為為它們不不會拖帶帶掛車，而而且對平平均車速速和加速速性能的的要求也也較高。根根據(jù)表22-5，可可以初步步選取直直接檔動動

54、力因數(shù)數(shù)為：。(2)I檔檔最大動動力因數(shù)數(shù)直接影響汽汽車的最最大爬坡坡能力和和通過困困難路段段的能力力以及起起步并連連續(xù)換擋擋時的加加速能力力。它和和汽車總總質量關關系不明明顯而主主要取決決于所要要求的最最大爬坡坡度和附附著條件件。根據(jù)據(jù)表2-5，可可以初步步選取II檔動力力因數(shù)為為： 。表2-5 輕輕型載貨貨汽車的的動力性性參數(shù)的的取值范范圍汽車類別最高車速比功率比轉矩輕型貨車0.060.1100.300.4409012201521138444(3)最高高車速由設計要求求可以：。(4)上坡坡能力由設計要求求可知，最最大爬坡坡度為00.3。(5)汽車車的比功功率和比比轉矩比功率是汽汽車所裝裝發(fā)

55、動機機的標定定最大功功率與汽汽車最大大總質量量之比，它它可以綜綜合反映映汽車的的動力性性，比功功率大的的汽車加加速性能能、速度度性能要要好于比比功率小小的汽車車。根據(jù)據(jù)表2-5，可可以初步步選取比比功率118kww/t。比轉矩是汽汽車所裝裝發(fā)動機機的最大大轉矩與與汽車總總質量之之比，它它反映了了汽車的的牽引能能力?？煽梢猿醪讲竭x取比比轉矩為為：400N.mm/t。2.5.22 燃油經(jīng)經(jīng)濟性指指標汽車的燃油油經(jīng)濟性性用汽車車在水平平的水泥泥或瀝青青路面上上，以經(jīng)經(jīng)濟車速速或多工工況滿載載行駛百百公里的的燃油消消耗率（LL/1000kmm）來評評價。該該值越小小燃油經(jīng)經(jīng)濟性越越好。而而貨車有有時用

56、單單位質量量的百公公里油耗耗量來評評價（表表2-66）表2-6 貨車車單位質質量百公公里燃油油消耗量量 總質量汽油機柴油機總質量汽油機柴油機122.502.6601.431.553由上表可以以初取該該貨車的的單位質質量百公公里燃油油消耗量量為：33.52.5.33 汽車車的最小小轉彎半半徑由設計要求求可知=12.55m2.5.44 通過性性幾何參參數(shù)(1)通過過性幾何何參數(shù)的的選取總體設計要要確定的的通過性性幾何參參數(shù)有：最小離離地間隙隙，接近近角，離離去角，縱縱向通過過半徑等等。各類類汽車的的通過性性參數(shù)視視車型和和用途而而異，其其范圍見見表2-7：表2-7 汽車車通過性性的幾何何參數(shù)車型乘

57、用車150222020300152223.088.3乘用車210225045500354001.733.6貨車180330040600254552.366.0由上表，可可以初步步選取的的通過性性幾何參參數(shù)分別別為：最小離地間間隙為：，接近角：，離去角：，縱向通過性性。(2)最小小離地間間隙大小小的校核核由于設計的的貨車采采用前置置后輪驅驅動形式式，所以以后橋有有主減速速器和差差速器，此此時的最最小離地地間隙為為主減速速器離地地面的高高度。必必須估算算出主減減速器大大當量直直徑來判判斷最小小離地間間隙大小小選取是是否恰當當。如圖圖2-22：圖2-2 最小小離地間間隙與主主減速器器的關系系首先選取

58、主主減速器器的速比比為：，那那么使主主減速器器的主動動錐齒輪輪為防止止發(fā)生根根切的最最小齒數(shù)數(shù)，即，模數(shù)取取為，那那么可以以估算出出從動錐錐齒輪的的直徑約約為：，車車輪初取取直徑為為：，那那么可以以計算出出大概的的離地間間隙為：。由此可見，所所設計的的最小離離地間隙隙，表明明還有余余量，滿滿足要求求。(3)接近近角、離離去角與與前懸、后懸的的關系接近角和汽汽車前懸懸滿足一一定的幾幾何關系系，同理理，離去去角和汽汽車后懸懸也滿足足一定的的幾何關關系，如如圖2-3所示示：圖2-3 接近近角、離離去角與與前懸、后后懸的關關系由圖中的幾幾何關系系可知，。而恒大于最最小離地地間隙，即即，恒大于于最小離離

59、地間隙隙，即。接近角和離離去角已已設計，前前懸和后后懸已知知，計算算和。得到，。滿足要要求，所所以該接接近角和和離去角角可靠。2.6 汽汽車發(fā)動動機的選選型與輪輪胎的選選定2.6.11 發(fā)動機機基本型型式的選選擇在汽車發(fā)動動機基本本型式的的選擇中中首先應應確定的的是采用用汽油機機還是柴柴油機，其其次是汽汽缸的排排列型式式和發(fā)動動機的冷冷卻方式式。汽油機與柴柴油機的的選擇與汽油機相相比，柴柴油機具具有燃料料經(jīng)濟性性好，工工作可靠靠，壽命命長，使使用成本本低及排排污少等等優(yōu)點。但但是柴油油機也有有工作粗粗暴，振振動及噪噪聲大，尺尺寸和質質量大，造造價高，起起動較困困難及易易生黑煙煙等缺點點。近年年

60、來，由由于柴油油機設計計的不斷斷完善，以以上缺點點得到較較好的克克服，并并提高了了轉速，故故在輕型型車和轎轎車上采采用柴油油機的也也日益增增多。在選用發(fā)動動機型式式時，除除了上述述因素外外，還要要考慮燃燃料使用用的平衡衡，汽油油大部分分供應汽汽車，而而柴油用用途廣泛泛，需要要的部門門多。因因此從全全局出發(fā)發(fā)，今后后將仍然然以汽油油為汽車車的主要要燃料，在在20000年時時，汽油油機和柴柴油機的的分工將將是這樣樣的：裝裝載2tt以下的的輕型車車用汽油油機；裝裝載質量量6t以上上的汽車車將全部部用柴油油機。由由于設計計的該貨貨車的裝裝載質量量為2tt，并且且對動力力性要求求較高，（最最高車速速為1