汽車主要參數(shù)選擇

§1-3汽車主要參數(shù)的選擇

一、

汽車主要尺寸參數(shù)二、質(zhì)量參數(shù)三、汽車性能參數(shù)四、估算發(fā)動機的最大功率、最大扭矩及其對應(yīng)的轉(zhuǎn)速。五、變速器的頭檔速比和檔位數(shù)，和驅(qū)動橋的主減速比。

整車總布置應(yīng)提供以下參數(shù)，為總成開發(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)前懸和后懸長度；(4)車頭、駕駛室和發(fā)動機、前輪的布置關(guān)系；(5)輪胎型號、靜力半徑和滾動半徑、負載能力；(6)車箱內(nèi)長及外廓尺寸；(7)發(fā)動機的功率、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；整車總布置應(yīng)提供以下參數(shù)，為總成開發(fā)提供原始數(shù)據(jù)。(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)前簧作用長度；(20)后簧作用長度；(21)前簧非懸架質(zhì)量；(22)后簧非懸架質(zhì)量；(23)后輪轂及制動器總成質(zhì)量?！?-3汽車主要參數(shù)的選擇

一、

汽車主要尺寸的確定

通過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)計提供原始數(shù)據(jù)。確定車頭，駕駛室的型式，以及同發(fā)動機、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)傳動系；(5)轉(zhuǎn)向機構(gòu)及拉桿系統(tǒng)，并確定前輪轉(zhuǎn)角和進行轉(zhuǎn)彎直徑的計算；(6)布置油箱、電瓶、消聲器、貯氣簡、及備胎等其它總成。

§1-3汽車主要參數(shù)的選擇

一、

汽車主要尺寸的確定

外廓尺寸

軸距

汽車的主要尺寸

：

輪距

前懸、后懸

貨車車頭長度和車箱尺寸等

汽車的主要尺寸參數(shù)1．外廓尺寸

貨車、越野車、整體式客車≤12m

外廓尺寸長單鉸接式客車≤18m

汽車外廓尺寸界限規(guī)定

半掛汽車列車≤16.5m

（GB1589-2004）全掛汽車列車≤20m汽車寬≤2.5m（不包括后視鏡）汽車高≤4m（空載、頂窗關(guān)閉狀態(tài)下）注：不在公路上行駛的汽車，其外廓尺寸不受上述規(guī)定限制。a.全掛汽車列車b.半掛汽車列車車輛類型車長1)車寬車高貨車5)、6)及半掛牽引車最高設(shè)計車速小于70km/h的四輪貨車4)600020002500二軸最大設(shè)計總質(zhì)量≤3500kg600025008)

4000最大設(shè)計總質(zhì)量>3500kg，且≤8000kg70007)

最大設(shè)計總質(zhì)量>8000kg，且≤12000kg80007)

最大設(shè)計總質(zhì)量>12000kg90007)

三軸最大設(shè)計總質(zhì)量≤20000kg11000最大設(shè)計總質(zhì)量>20000kg12000四軸1200025008)

40009)

乘用車及客車乘用車及二軸客車12000三軸客車13700單鉸接客車180002．軸距L整備質(zhì)量量影響汽車總長長車車廂長長度不足足或后懸懸過長汽車總長長汽汽車車制動性性和操縱縱穩(wěn)定性性變壞傳動軸長長度對對平平順性不不利縱向通過過半徑萬萬向節(jié)傳傳動軸的的夾角增增大軸荷分配配確定原則則：轎車的級級別越高高，裝載載量或載載客量多多的貨車車或客車軸距距取得長長。對機機動性要要求高的的汽車軸軸距宜取取短些。。推薦范圍圍：0.4～0.6m為宜在整車選選型初期期,可根據(jù)要要求及駕駕駛室布布置尺寸寸

初步步確定軸軸距:LH---貨箱長度度可根據(jù)據(jù)汽車的的裝載質(zhì)質(zhì)量、載載貨長度度來確定定，或參參考同類類型、同同裝載量量汽車的的貨廂長長度和裝裝載面積積來初步步確定；；LJ--前輪中心心至駕駛駛室后壁壁的距離離，它與與布置方方案選擇擇有關(guān)，，在該布布置方案案選定后后，可通通過對駕駕駛室、、發(fā)動機機和前軸軸的初步步布置或或參考同同型、同同類布置置的汽車車的這一一尺寸初初步確定定；S--駕駛室與與貨廂之之間的間間隙，一一般取50～100mm；LR---后懸尺寸寸，可根根據(jù)道路路條件或或參考同同類型汽汽車初步步確定。。軸距的最最終確定定應(yīng)通過過總布置置和相應(yīng)應(yīng)的計算算來完成成，其中中包括檢檢查：最小轉(zhuǎn)彎彎半徑和和萬向節(jié)節(jié)傳動的的夾角是是否過大大，軸荷分配配是否合合理，乘坐是否否舒適能能否滿足足整車總總體設(shè)計計的要求求等。車型類別軸距L/mm輪距B/mm轎車微型車2000～22001100～1380普通級2100～25401150～1500中級2500～28601300～1500中、高級2850～34001400～1580高級2900～39001560～16204×2貨車微型1700～29001150～1350輕型2300～36001300～1650中型3600～55001700～2000重型4500～56001840～2000礦用自卸車總質(zhì)量ma/t<603200～42002000～4000>603900～4800大客車城市大客車（單車）長途大客車（單車）4500～50001740～20505000～6500各類汽車車的軸距距和輪距距3．前輪距距B1和后輪距距B2汽車總寬寬影響總質(zhì)量最小轉(zhuǎn)彎彎直徑側(cè)傾剛度度確定總原原則：受汽車總總寬不得得超過2.5m限制，輪輪距不宜宜過大。。前輪距B1：應(yīng)能布布置下發(fā)發(fā)動機、、車架、、前懸架架和前輪輪，并保保證前輪有足夠夠的轉(zhuǎn)向向空間，，同時轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向桿系系與車架架、車輪輪之間有足夠夠的運動動間隙。。后輪距B2：應(yīng)考慮慮兩縱梁梁之間的的寬度、、懸架寬寬度和輪輪胎寬度度及它們之間應(yīng)應(yīng)留有必必要的間間隙。徑向剛度度是指：：車輪中中心與輪輪胎接地地平面間間垂直距距離的單單位增量量，所對對應(yīng)的輪輪胎垂直直負荷的的減量輪胎側(cè)偏偏剛度為為輪胎側(cè)側(cè)偏力與與側(cè)偏角角的比值值:k=F/a。外傾剛度度是指：：外傾角角的單位位增量所所對應(yīng)的的橫向力力的增量量4．前懸LF和后懸LR1）整車協(xié)協(xié)調(diào)性2）軸荷分分配的要要求3）安裝要要求4）通過性性要求5）撞車安安全性前懸LF：長頭貨車車一般在在1100～1300mm范圍內(nèi)。。后懸LR：輕型、、中型貨貨車一般般在1200～2200mm之間；特長貨箱箱汽車的的后懸可可達2600mm，但不得得超過軸軸距的55%；客車后懸懸長度不不得超過過軸距的的65%，絕對值值不大于于3500mm。確定原則則：5．貨車車車頭長度度定義：指從汽車車的前保保險杠到到駕駛室室后圍的的距離。。汽車外觀觀效果影響駕駛室居居住性發(fā)動機的的接近性性等范圍：長頭型貨貨車車頭頭長度尺尺寸一般般在2500～3000mm之間；平頭型貨貨車一般般在1400～1500mm之間。二、汽車車質(zhì)量參參數(shù)的確確定1．整車整整備質(zhì)量量m02、汽車的的載客量量和裝載載質(zhì)量3、質(zhì)量系系數(shù)4、汽車總總質(zhì)量ma5、軸荷分分配二、汽車車質(zhì)量參參數(shù)的確確定整車整備備質(zhì)量m0定義：指車上帶帶有全部部裝備（（包括隨隨車工具具、備胎胎等），，加滿燃料料、水，，但沒有有裝貨和和載人時時的整車車質(zhì)量。。影響：汽車的成本本使用經(jīng)濟性性減少m0的措施主要要有：采用強度足足夠的輕質(zhì)質(zhì)材料，新新設(shè)計的車型應(yīng)使使其結(jié)構(gòu)更更合理。估算：a、貨車采用質(zhì)質(zhì)量系數(shù)法法；b、轎車和客車車的整備質(zhì)質(zhì)量也可按按每人所占占整車整備備質(zhì)量的統(tǒng)計平均均值估計。。a、質(zhì)量系數(shù)數(shù)ηm的定義：指汽車裝載載質(zhì)量與整整車整備質(zhì)質(zhì)量的比值值。質(zhì)量系數(shù)反反映了汽車車的設(shè)計水水平和工藝藝水平。汽車類型貨車輕型0.80～1.10中型1.20～1.35重型1.30～1.70礦用自卸車最大裝載質(zhì)量me/t<451.10～1.50>451.30～1.70不同類型汽汽車的質(zhì)量量系數(shù)車型人均整備質(zhì)量值/（t·人-1）車型人均整備質(zhì)量值/（t·人-1）微型轎車0.15～0.16中高級以上轎車0.29～0.34普通級轎車0.17～0.24中型以下客車0.096～0.16中級轎車0.21～0.29大型客車0.065～0.13b、轎車和客車車人均整備備質(zhì)量空車狀態(tài)下下整車質(zhì)量量、軸荷分分配和質(zhì)心心高度的計計算滿載狀態(tài)下下整車質(zhì)量量、軸荷分分配和質(zhì)心心高度的計計算非懸架質(zhì)量量的估算整備質(zhì)量利利用系數(shù)軸荷分配1、空車狀態(tài)態(tài)下整車質(zhì)質(zhì)量、軸荷荷分配和和質(zhì)心高度度的計算整車整備質(zhì)質(zhì)量(自重)按下式計算算No——用估算整車車整備質(zhì)量量的全部總總成數(shù)量(總成的劃分分可根據(jù)實實際情況由由設(shè)計人員員自定)；Mc——整車裝備質(zhì)質(zhì)量，kg。1、空車狀態(tài)態(tài)下整車質(zhì)質(zhì)量、軸荷荷分配和和質(zhì)心高度度的計算空車后軸荷荷按下式計計算L——軸距，mm；Mcr——空車后軸荷荷，kg。空車后軸荷荷按下式計計算1、空車狀態(tài)態(tài)下整車質(zhì)質(zhì)量、軸荷荷分配和和質(zhì)心高度度的計算空車質(zhì)心高高度按下式式計算對于非獨立立懸架，整整個車橋總總成(包括制動器器、輪轂、、車輪等)都屬于非懸懸架質(zhì)量；；一一端與與車橋鉸接接，另一端端與車架固固定點鉸接接件(如轉(zhuǎn)向拉桿桿、傳動軸軸、導(dǎo)向臂臂、穩(wěn)定桿桿等)可將靜止時時作用于車車橋鉸接點點的質(zhì)量作作為非懸架架質(zhì)量(轉(zhuǎn)向拉桿、、傳動軸等等件可取其其質(zhì)量的1/2作為非懸架架質(zhì)量)；螺螺旋彈彈簧取其質(zhì)質(zhì)量的1/2作為非懸架架質(zhì)量；吊吊掛式鋼板板彈簧取其其質(zhì)量的3/4作為非懸架架質(zhì)量；平平衡懸架架鋼板彈簧簧取其質(zhì)量量的1/4作為非懸架架質(zhì)量。對對于獨立立懸架和其其它特殊形形式的懸架架可視其結(jié)結(jié)構(gòu)特點進進行非懸架架質(zhì)量估算算。非懸架質(zhì)量量的估算2．汽車的載載客量和裝裝載質(zhì)量（1）汽車的載載客量定義：a、轎車的載客客量用座位位數(shù)表示。。微型和普通通級轎車為為2～4座；中級以以上轎車為為4～7座。b、城市大客客車的載客客量，由等等于座位數(shù)數(shù)的乘客和和站立乘客客兩部分構(gòu)成成。站立乘客按按每平方米米8～10人計算。c、長途大客客車和專供供游覽觀光光用的大客客車，其載載客量等于座位數(shù)數(shù)。（2）汽車的裝裝載質(zhì)量me定義：指在在硬質(zhì)良好好路面上行行駛時所允允許的額定定裝載量。。注：越野汽車的的裝載量是是指越野行行駛時或在在土路上行行駛時的額額定裝載量量。貨車裝載質(zhì)質(zhì)量確定：首先應(yīng)與行行業(yè)產(chǎn)品規(guī)規(guī)劃的系列列符合，其其次要考慮到汽汽車的用途途和使用條條件。確定原則a、貨流大、、運距或礦礦用自卸車車應(yīng)采用大大噸位貨車車；b、貨源變化化頻繁、運運距短的市市內(nèi)運輸車車采用中、、小噸位的的貨車比較較經(jīng)濟。a、輪胎磨損損均勻和壽壽命相近；；b、保證足夠夠的附著能能力；（驅(qū)驅(qū)動橋應(yīng)有有足夠大的的載荷）c、轉(zhuǎn)向輕便便；d、軸荷轉(zhuǎn)移移盡量小；；f、良好的操操縱穩(wěn)定性性；（不不足轉(zhuǎn)向特特性）g、通過性要要求。確定原則3．軸荷分配配定義：指汽車在空空載或滿載載靜止?fàn)顟B(tài)態(tài)下，各車車軸對支承承平面的垂垂直載荷，，也可以用用占空載或或滿載總質(zhì)質(zhì)量的百分分比來表示示。車型滿載空載前軸后軸前軸后軸轎車發(fā)動機前置前輪驅(qū)動47%～60%40%～53%56%～66%34%～44%發(fā)動機前置后輪驅(qū)動45%～50%50%～55%51%～56%44%～49%發(fā)動機后置后輪驅(qū)動40%～46%54%～60%38%～50%50%～62%貨車4×2后輪單胎32%～40%60%～68%50%～59%41%～50%4×2后輪雙胎，長、短頭式25%～27%73%～75%44%～49%51%～56%4×2后輪雙胎，平頭式30%～35%65%～70%48%～54%46%～52%6×4后輪雙胎19%～25%75%～81%31%～37%63%～69%各類汽車的的軸荷分配配在確定汽車車的軸荷分分配時，還還要考慮汽汽車的靜態(tài)態(tài)方向穩(wěn)定定性和動態(tài)態(tài)方向穩(wěn)定定性。根據(jù)據(jù)理論分析析，汽車質(zhì)質(zhì)心位置到到汽車中性性轉(zhuǎn)向點的的距離s對對汽車的靜靜態(tài)方向穩(wěn)穩(wěn)定性有決決定性的影影響。式中，L1,L2—分別為汽車車質(zhì)心離前前、后軸的的距離。L1和L2取決于軸荷荷分配，Ca1—兩個前輪的的輪胎側(cè)偏偏剛度之和和，N/rad；Ca2—后輪的輪胎胎側(cè)偏剛度度之和，N/rad；Ca—汽車全部輪輪胎的總側(cè)側(cè)偏剛度之之和，N/rad；當(dāng)s<0時，亦即當(dāng)當(dāng)L1Ca1－L2Ca2<0時，，汽汽車車質(zhì)質(zhì)心心位位于于中中性性轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向點點之之前前，，汽汽車車具具有有不不足足轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向特特性性，，汽汽車車靜靜態(tài)態(tài)的的方方向向穩(wěn)穩(wěn)定定性性較較好好。。反之之，，當(dāng)當(dāng)s>0時，，汽汽車車具具有有過過度度轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向特特性性。。此此時時存存在在著著一一個個臨臨界界車車速速，，低低于于此此車車速速時時，，汽汽車車的的行行駛駛時時穩(wěn)穩(wěn)定定的的，，高高于于此此車車速速，，則則汽汽車車就就不不能能穩(wěn)穩(wěn)定定行行駛駛。。在在汽汽車車設(shè)設(shè)計計時時一一般般希希望望汽汽車車具具有有適適度度的的不不足足轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)向向特特性性。。為為此此，，要要很很好好地地匹匹配配上上述述參參數(shù)數(shù)，，使使L1Ca1－L2Ca2<0汽車動態(tài)態(tài)方向穩(wěn)穩(wěn)定性的的條件是是式中，K—穩(wěn)定定性因素素；v—汽車車車速，，m/s；L—軸距距，m。。1．動力性性參數(shù)2.燃油經(jīng)濟濟性參數(shù)數(shù)3.機動性參參數(shù)4.通過性幾幾何參數(shù)數(shù)5.操縱穩(wěn)定定性6.制動性參參數(shù)7.舒適性三、汽車車性能參參數(shù)的確確定（1）最高高車速vamax（2）加速時間間t（3）上坡坡能力（4）比功功率（5）比轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩1．動力性性參數(shù)三、汽車車性能參參數(shù)的確確定隨著道路路條件的的改善，，汽車特特別是中中、高級級轎車的的最高車車速有逐漸提提高的趨趨勢。轎車的最最高車速速大于貨貨車、客客車的最最高車速速。級別高的的轎車的的最高車車速要大大于級別別低些轎轎車的最最高車速速。微型、輕輕型貨車車最高車車速大于于中型、、重型貨貨車的最最高車速速，重型貨車最最高車速速較低。。（1）最高車車速vamax1．動力性性參數(shù)考慮汽車的用用途公路條件件及安全全設(shè)施發(fā)動機功功率三、汽車車性能參參數(shù)的確確定（2）加速時時間t對于vamax>100km/h的汽車，，常用加速到100km/h所需的時時間來評評價定義：汽車在平平直的良良好路面面上，從從原地起起步開始始以最大大的加速速強度加加速到一一定車速速所用去去的時間間稱為加加速時間間。評價對于vamax低于100km/h的汽車，，可用0～60km/h的加速時時間來評評價。中、高級級轎車的的0—100km／h的換檔加加速時間間約為8～17s；普通級級轎車為為12～25s。（3）上坡能能力貨車能克克服30%坡度；（（16.7°）定義：用汽車滿滿載時在在良好路路面上的的最大坡坡度阻力力系數(shù)imax來表示。。越野汽車車能克服服60%坡度。(31°）要求：轎車、貨貨車、越越野汽車車的使用用條件不不同，對對它們的的上坡能能力要求也也不一樣樣。（4）汽車比比功率和和比轉(zhuǎn)矩矩定義比功率：汽車所裝裝發(fā)動機機的標(biāo)定定最大功功率與汽汽車最大大總質(zhì)量之比。。比轉(zhuǎn)矩：汽車所裝裝發(fā)動機機的最大大轉(zhuǎn)矩與與汽車總總質(zhì)量之之比。可以綜合合反映汽汽車的動動力性能反映汽汽車的牽牽引能力力轎車的比比功率大大于貨車車和客車車；貨車的比比功率隨隨總質(zhì)量量的增加加而減小小。我國GB7258-2004《機動車運運行安全全技術(shù)條條件》規(guī)定：農(nóng)農(nóng)用運輸車與運運輸用拖拖拉機的的比功率率不小于于4.0Kw/t，其它機機動車不不小于4.8Kw/t。客車的比比功率見見交通部部行業(yè)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)JT/T325-1997。要求表1-9汽車動力力性參數(shù)數(shù)范圍汽車類別最高車速vamax/（km·h-1）比功率P·ma-1/（kW·t-1）比轉(zhuǎn)矩T·ma-1/（N·m·t-1）轎車微型級110～15030～6050～110普通級120～17035～6580～110中級130～19040～7090～130中、高級140～23050～80120～140高級160～28060～110100～180貨車微型80～13516～2830～44輕型15～2538～44中型75～12010～2033～47重型6～2029～50汽車動力力性參數(shù)數(shù)范圍2．燃油經(jīng)經(jīng)濟性參參數(shù)評價指標(biāo)標(biāo)：汽車在水水平的水水泥或瀝瀝青路面面上，以以經(jīng)濟車車速或多多工況滿滿載行駛駛百公里里的燃油油消耗量量（L/100km）注:貨車有時時用單位位質(zhì)量的的百公里里油耗量量來評價價車型微型轎車普通級轎車中級轎車高級轎車百公里燃油消耗量/[L（100km）-1]4.4～7.57～1210～1618～23.5總質(zhì)量ma/t汽油機柴油機總質(zhì)量ma/t汽油機柴油機<43.0～4.02.0～2.86～122.68～2.821.55～1.864～61.9～2.11.9～2.1>12①2.50～2.601.43～1.53轎車貨車3．機動動性參參數(shù)評價指指標(biāo)：：最小轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎直直徑Dmin定義:轉(zhuǎn)向盤盤轉(zhuǎn)至至極限限位置置時，，汽車車前外外轉(zhuǎn)向向輪輪輪轍中中心在在支承承平面面上的的軌跡跡圓的的直徑徑影響因因素轉(zhuǎn)向輪輪最大大轉(zhuǎn)角角汽車軸軸距輪距等等機動車車的最最小轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)彎直直徑不不得大大于24m。當(dāng)轉(zhuǎn)彎彎直徑徑為24m時，前前轉(zhuǎn)向向軸和和末軸軸的內(nèi)輪輪差（（以兩兩內(nèi)輪輪軌跡跡中心心計））不得得大于3.5m。要求GB7258-2004《機動車車運行行安全全技術(shù)術(shù)條件件》車輛通通道圓圓與外外擺值值示意意圖(汽車)車型級別Dmin/m車型級別Dmin/m轎車微型7～9.5貨車微型8～12普通級8.5～11輕型10～19中級9～12中型12～20高級11～14重型13～21客車微型10～13礦用自卸車中型14～20裝載質(zhì)量me/t<4515～19大型17～22>4518～24各類汽汽車的的最小小轉(zhuǎn)彎彎直徑徑Dmin4．通過過性的的幾何何參數(shù)數(shù)間隙失失效：：汽車車因離離地間間隙不不足，，被地地面托托住，，無法法通過過的現(xiàn)現(xiàn)象。。頂頂起起失效效：車車輛中中間底底部的的零部部件碰碰到地地面，，被頂頂住的的現(xiàn)象象。觸觸頭頭或托托尾失失效：：因車車輛前前端或或尾部部觸及及地面面，不不能通通過的的現(xiàn)象象。評價指指標(biāo)最小離離地間間隙hmin接近角角γ離去角角β縱向通通過半半徑ρ等v1接近角角；v2離去角；p1縱向通過半半徑；p2橫向通過半半徑；C最小離地間間隙汽車通過性性的幾何參參數(shù)車型hmin/mmγ/（°）β/（°）ρ/m4×2轎車150～22020～3015～223.0～8.34×4轎車21045～5035～401.7～3.64×2貨車250～30040～6025