第三節(jié)汽車主要參數(shù)的選擇

第三節(jié)汽車主要參數(shù)的選擇一、汽車主要尺寸的確定汽車的主要尺寸有外廓尺寸、軸距、輪距、前懸、后懸、貨車車頭長度和車箱尺寸等外廓尺寸GB1589-89汽車外廓尺寸限界規(guī)定汽車外廓尺寸長：貨車、越野車、整體式客車不應(yīng)超過12m,單鉸接式客車不超過18m,半掛汽車列車不超過16.5m,全掛汽車列車不超過20m；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；后視鏡等單側(cè)外伸量不得超出最大寬度處250mm；頂窗、換氣裝置開啟時不得超出車高300mm。不在公路上行駛的汽車，其外廓尺寸不受上述規(guī)定限制。轎車總長七是軸距L、前懸七和后懸Lr的和。它與軸距L有下述關(guān)系：、=L/C。式中，C為比例系數(shù)，其值在0.52?0.66之間。發(fā)動機前置前輪驅(qū)動汽車的C值為0.62?0.66，發(fā)動機后置后輪驅(qū)動汽車的C值約為0.52?0.56。轎車寬度尺寸一方面由乘員必需的室內(nèi)寬度和車門厚度來決定，另一方面應(yīng)保證能布置下發(fā)動機、車架、懸架、轉(zhuǎn)向系和車輪等。轎車總寬Ba與車輛總長La之間有下述近似關(guān)系：B=(L/3)+(195±60)mm。后座乘三人的轎車，B不應(yīng)小于1410mm。影響轎車總高七的因素有軸間底部離地高匕，地板及下部零件高hp，室內(nèi)高Hb和車頂造型高度等。軸間底部離地高入m應(yīng)大于最小離地間隙七項。由座位高、乘員上身長和頭部及頭上部空間構(gòu)成的室內(nèi)高h一般在1120?1380mm之間。車頂造型高度大約在20?40mm范圍內(nèi)變B化。軸距L軸距L對整備質(zhì)量、汽車總長、最小轉(zhuǎn)彎直徑、傳動軸長度、縱向通過半徑有影響。當(dāng)軸距短時，上述各指標(biāo)減小。此外，軸距還對軸荷分配有影響。軸距過短會使車廂(箱)長度不足或后懸過長；上坡或制動時軸荷轉(zhuǎn)移過大，汽車制動性和操縱穩(wěn)定性變壞；車身縱向角振動增大，對平順性不利；萬向節(jié)傳動軸的夾角增大。

原則上轎車的級別越高，裝載量或載客量多的貨車或客車軸距取得長。對機動性要求高的汽車軸距宜取短些。為滿足市場需要，工廠在標(biāo)準(zhǔn)軸距貨車基礎(chǔ)上，生產(chǎn)出短軸距和長鈾距的變型車。不同鈾距變型車的軸距變化推薦在0.4?0.6m的范圍內(nèi)來確定為宜。汽車的軸距可參考表1-5提供的數(shù)據(jù)選定。表1-5各類汽車的軸距和輪距車型類別軸距L/mtn輪距B/mm轎車微型級普通級中級中、高級高級2000--22002100--25402500--28602850--34002900--39001100--13801150--15001300--15001400--15801560--16204X2貨車微型輕型中型重型1700--29002300--36003600--55004500~56001150--13501300--16501700--20001840?2000車型類別軸距L/mm輪距B/mm礦用自卸車總質(zhì)量ma/t<60>603200--42003900--48002000--4000大客車城市大客車（單車）長途大客車（單車）4500--50005000--65001740--2050前輪距氣和后輪距B2增大輪距，隨之而來的是室內(nèi)寬并有利于增加側(cè)傾剛度。但是此時汽車總寬和總質(zhì)量增加，并影響最小轉(zhuǎn)彎直徑變化。受汽車總寬不得超過2.5m限制，輪距不宜過大。但在取定的前輪距氣范圍內(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動間隙。在確定后輪距B2時應(yīng)考慮兩縱梁之間的寬度、懸架寬度和輪胎寬度及它們之間應(yīng)留有必要的間隙。各類汽車的輪距可參考表1-5提供的數(shù)據(jù)確定。前懸、和后懸Lr前、后懸長時，汽車接近角和離去角都小，影響汽車通過性能。對長頭汽車，前懸不能縮短的原因是在這段尺寸內(nèi)要布置保險杠、散熱器、風(fēng)扇、發(fā)動機等部件。從撞車安全性考慮希望前懸長些，從視野角度考慮又要求前懸短些。前懸對平頭汽車上下車的方便性有影響，前鋼板彈簧長度也影響前懸尺寸。長頭貨車前懸一般在1100?1300nun范圍內(nèi)。貨車后懸長度取決于貨箱、相距和軸荷分配的要求。輕型、中型貨車的后懸一般在1200—2200mm之間，特長貨箱汽車的后懸可達2600mm，但不得超過軸距的55%。轎車后懸長度影響行李箱尺寸?？蛙嚭髴议L度不得超過軸距的65%，絕對值不大于3500mm。對于三軸汽車，若二、三軸為雙后軸，其軸距應(yīng)按第一軸至雙后軸中心線的距離計算；若一、二軸為雙轉(zhuǎn)向軸，其軸距按一、三軸的軸距計算。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。車身形式即長頭型還是平頭型對車頭長度有絕對影響。此外，車頭長度尺寸對汽車外觀效果、駕駛室居住性和發(fā)動機的接近性等有影響。長頭型貨車車頭長度尺寸一般在2500?3000mm之間，平頭型貨車一般在1400?1500mm之間。貨車車箱尺寸要求車箱尺寸在運送散裝煤和袋裝糧食時能裝足額定噸數(shù)。車箱邊板高度對汽車質(zhì)心高度和裝卸貨物的方便性有影響，一般應(yīng)在450?650mm范圍內(nèi)選取。車箱內(nèi)寬應(yīng)在汽車外寬符合國家標(biāo)準(zhǔn)的前提下適當(dāng)取寬些，以利縮短邊板高度和車箱長度。行駛速度能達到較高車速的貨車，使用過寬的車箱會增加汽車迎風(fēng)面積，導(dǎo)致空氣阻力增加。車箱內(nèi)長應(yīng)在能滿足運送上述貨物額定噸位的條件下盡可能取短些，以利于減小整備質(zhì)量。二、汽車質(zhì)量參數(shù)的確定整車整備質(zhì)量m0整車整備質(zhì)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，但沒有裝貨和載人時的整車質(zhì)量。整車整備質(zhì)量對汽車的成本和使用經(jīng)濟性均有影響。目前，盡可能減少整車整備質(zhì)量的目的是通過減輕整備質(zhì)量增加裝載量或載客量；抵消因滿足安全標(biāo)準(zhǔn)、排氣凈化標(biāo)準(zhǔn)和噪聲標(biāo)準(zhǔn)所帶來的整備質(zhì)量的增加；節(jié)約燃料。減少整車整備質(zhì)量的措施主要有：采用強度足夠的輕質(zhì)材料，新設(shè)計的車型應(yīng)使其結(jié)構(gòu)更合理。減少整車整備質(zhì)量，是從事汽車設(shè)計工作中必須遵守的一項重要原則。整車整備質(zhì)量在設(shè)計階段需估算確定。在日常工作中，收集大量同類型汽車各總成、部件和整車的有關(guān)質(zhì)量數(shù)據(jù)，結(jié)合新車設(shè)計的結(jié)構(gòu)特點、工藝水平等初步估算出各總成、部件的質(zhì)量，再累計構(gòu)成整車整備質(zhì)量。轎車和客車的整備質(zhì)量也可按每人所占整車整備質(zhì)量的統(tǒng)計平均值估計（表1-6）。表1—6 轎車和客車人均整備質(zhì)量車型人均整備質(zhì)量值/（t?人一1）車型人均整備質(zhì)量值/（t?人一1）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--0.13汽車的載客量和裝載質(zhì)量（簡稱裝載量）（1） 汽車的載客量轎車的載客量用座位數(shù)表示。微型和普通級轎車為2?4座；中級以上轎車為4?7座。城市大客車的載客量，由等于座位數(shù)的乘客和站立乘客兩部分構(gòu)成。站立乘客按每平方米8?10人計算。長途大客車和專供游覽觀光用的大客車，其載客量等于座位數(shù)。（2） 汽車的裝載質(zhì)量m 汽車的裝載質(zhì)量是指在硬質(zhì)良好路面上行駛時所允許的額定e裝載量。汽車在碎石路面上行駛時，裝載質(zhì)量約為好路面的75%?85%。越野汽車的裝載量是指越野行駛時或在土路上行駛時的額定裝載量。貨車裝載質(zhì)量m的確定，首先應(yīng)與行業(yè)產(chǎn)品規(guī)劃的系列符合，其次要考慮到汽車的用e途和使用條件。原則上貨流大、運距長或礦用自卸車應(yīng)采用大噸位貨車；貨源變化頻繁、運距短的市內(nèi)運輸車采用中、小噸位的貨車比較經(jīng)濟。質(zhì)量系數(shù)不m0質(zhì)量系數(shù)nm0是指汽車裝載質(zhì)量與整車整備質(zhì)量的比值，即門m0=m「m0。該系數(shù)反映了汽車的設(shè)計水平和工藝水平，nm0值越大，說明該汽車的結(jié)構(gòu)和制造工藝越先進。在參考同類型汽車選定門m0以后（表1-7），可根據(jù)任務(wù)書中給定的”,值計算出整車整備質(zhì)量。表1—7不同類型汽車的質(zhì)量系數(shù)nm0。汽車類型nm0貨車輕型中型重型0.80-1.10~1.20-1.351.30-1.70礦用自卸車最大裝載質(zhì)量me/t<452>451.10-1.501.30—1.70軸荷分配汽車的軸荷分配是指汽車在空載或滿載靜止?fàn)顟B(tài)下，各車軸對支承平面的垂直載荷，也可以用占空載或滿載總質(zhì)量的百分比來表示。軸荷分配對輪胎壽命和汽車的使用性能有影響。從輪胎磨損均勻和壽命相近考慮，各個車輪的載荷應(yīng)相差不大;為了保證汽車有良好的動力性和通過性，驅(qū)動橋應(yīng)有足夠大的載荷，

而從動軸載荷可以適當(dāng)減少；為了保證汽車有良好的操縱穩(wěn)定性，轉(zhuǎn)向軸的載荷不應(yīng)過小。汽車的發(fā)動機位置與驅(qū)動形式不同，對軸荷分配有顯著影響。各類汽車的軸荷分配見表l_8o表1-8各類汽車的軸荷分配車型滿載空載前軸后軸前軸后軸發(fā)動機前置前輪驅(qū)動47%-60%40%-53%56%-66%34%-44%轎發(fā)動機前置后輪驅(qū)動45%-50%50%-55%51%-56%44%-49%車發(fā)動機后置后輪驅(qū)動40%-46%54%-60%38%-50%50%-62%4X2后輪單胎32%-40%60%-68%50%-59%41%-50%貝4X2后輪雙胎，長、短頭式25%-27%73%-75%44%-49%51%-56%4X2后輪雙胎，平頭式30%-35%65%-70%48%-54%46%-52%車6X4后輪雙胎19%-25%75%-81%31%-379663%-69%三、汽車性能參數(shù)的確定動力性參數(shù)最高車速umax隨著道路條件的改善，汽車特別是中、高級轎車的最高車速有逐漸提高的趨勢。轎車的最高車速umax大于貨車、客車的最高車速。級別高的轎車的最高車速U要大于級別低些轎車的最高車速。微型、輕型貨車最高車速大于中型、重型貨車的最max高車速，重型貨車最高車速較低。有關(guān)客車的車速見交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JT/T325—1997。其它車型的最高車速范圍見表1-9o

表1—9汽車動力性參數(shù)范圍汽車類別最高車速umax/(km?h-1)比功率P.ms-1/(Kw.-1)比轉(zhuǎn)矩T.ms-1/(N?m.t-1)微型級110-15030-6050-110普通級120-17035-6580-110中級130-9040-7090-130中、高級140-23050-80120-140高級160-28060-110100-180微型80-13516-2830-44輕型15-2538-44中型75-12010-2033-47重型6-2029-50加速時間t汽車在平直的良好路面上，從原地起步開始以最大的加速強度加速到一定車速所用去的時間稱為加速時間。對于最高車速u皿悠＞100km/h的汽車，常用加速到100km/h所需的時間來評價，如中、高級轎車此值一般為8?17s,普通級轎車為12?25s。對于U低于100km/h的汽車，可用0?60km/h的加速時間來評價。max上坡能力用汽車滿載時在良好路面上的最大坡度阻力系數(shù)"悠來表示汽車上坡能力。因轎車、貨車、越野汽車的使用條件不同，對它們的上坡能力要求也不一樣。通常要求貨車能克服30%坡度，越野汽車能克服60%坡度。汽車比功率和比轉(zhuǎn)矩 比功率是汽車所裝發(fā)動機的標(biāo)定最大功率與汽車最大總質(zhì)量之比。它可以綜合反映汽車的動力性。轎車的比功率大于貨車和客車，貨車的比功率隨總質(zhì)量的增加而減小。為保證路上行駛車輛的動力性不低于一定的水平，防止某些性能差的車輛阻礙交通，應(yīng)對車輛的最小比功率做出規(guī)定。我國GB7258一1997《機動車運行安全技術(shù)條件》規(guī)定:農(nóng)用運輸車與運輸用拖拉機的比功率不小于4.0kW/t，其它機動車不小于4.8kW/t。比轉(zhuǎn)矩是汽車所裝發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩與汽車總質(zhì)量之比。它能反映汽車的牽引能力。不同車型的比功率和比轉(zhuǎn)矩范圍見表 1-9。有關(guān)客車的比功率見交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JT/T325—19970燃油經(jīng)濟性參數(shù)汽車的燃油經(jīng)濟性用汽車在水平的水泥或瀝青路面上，以經(jīng)濟車速或多工況滿載行駛百公里的燃油消耗量(L/100km)來評價。該值越小燃油經(jīng)濟性越好。級別低的轎車，百公里燃油消耗量要低于級別高的轎車(表l-10)o未來的發(fā)展趨勢是百公里油耗量繼續(xù)減少，如正在研制的超經(jīng)濟型轎車的百公里燃油消耗量為3L/100km。表1—10轎車的百公里燃油消耗量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/IL(100kin)”]4.4—7.57—1210?1618-23.5貨車有時用單位質(zhì)量的百公里油耗量來評價(表l—11)0表1—11 貨車單位質(zhì)量百公里燃油消耗量 [L(100t-km)-1]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?62.8?3.21.9?2.1>12?2.50?2.601.43?1.53①包括礦用自卸車。最小轉(zhuǎn)彎直徑D.min轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)至極限位置時，汽車前外轉(zhuǎn)向輪輪轍中心在支承平面上的軌跡圓的直徑稱為最小轉(zhuǎn)彎直徑Dmin。Dmin用來描述汽車轉(zhuǎn)向機動性，是汽車轉(zhuǎn)向能力和轉(zhuǎn)向安全性能的一項重要指標(biāo)。轉(zhuǎn)向輪最大轉(zhuǎn)角、汽車軸距、輪距等對汽車最小轉(zhuǎn)彎直徑均有影響。對機動性要求高的汽車，Dmin應(yīng)取小些。GB7258一1997《機動車運行安全技術(shù)條件》中規(guī)定：機動車的最小轉(zhuǎn)彎直徑不得大于24m。當(dāng)轉(zhuǎn)彎直徑為24m時，前轉(zhuǎn)向軸和末軸的內(nèi)輪差（以兩內(nèi)輪軌跡中心計）不得大于3.5m。各類汽車的最小轉(zhuǎn)彎直徑D見表1-12。min表1—12各類汽車的最小轉(zhuǎn)彎直徑Dmin車型級別Dmin/m車型級別Dmin/m轎車微型普通級中級高級7-9.58.5-119-1211?14貨車微型輕型中型重型8-1210-192021貨車微型中型大型10-1314-2017-22礦用自卸車裝載質(zhì)量ma/t<45>4515-1918-24通過性的幾何參數(shù)總體設(shè)計要確定的通過性幾何參數(shù)有：最小離地間隙久min，接近角Y1，離去角Y2，縱向通過半徑P1等。各類汽車的通過性參數(shù)視車型和用途而異，其范圍見表1-13。表1—13汽車通過性的幾何參數(shù)車型 ?hmin/mmy1/(°)yy2/(°)p1/m4X2轎車150-22020-3015-223.0-8.34X4轎車21045-5035-401.7-3.64x2貨車250-30040-6025-452.3-6.04X4貨車、6X6貨車260-35045-6035-451.9-3.64X2客車、6X4客車220-37010-406-204.0-9.0操縱穩(wěn)定性參數(shù)汽車操縱穩(wěn)定性的評價參數(shù)較多，與總體設(shè)計有關(guān)并能作為設(shè)計指標(biāo)的有：轉(zhuǎn)向特性參數(shù)為了保證有良好的操縱穩(wěn)定性，汽車應(yīng)具有一定程度的不足轉(zhuǎn)向。通常用汽車以0.4g的向心加速度沿定圓轉(zhuǎn)向時，前、后輪側(cè)偏角之差(51—5「作為評價參數(shù)。此參數(shù)在1°?3°為宜。車身側(cè)傾角汽車以0.4g的向心加速度沿定圓等速行駛時，車身側(cè)傾角控制在3°以內(nèi)較好，最大不允