1.概述汽車性能的優(yōu)劣不僅取決于組成汽車的各部件的性能，而且在很大程度上取決于各部件的協(xié)調(diào)和配合，取決于總體布置；總體設(shè)計(jì)水平的高低對(duì)汽車的設(shè)計(jì)質(zhì)量、使用性能和產(chǎn)品的生命力起決定性的影響。汽車是一個(gè)系統(tǒng)，這是基于汽車只有如下屬性而具備組成系統(tǒng)的條件：① 汽車是由多個(gè)要素（子系統(tǒng)及連接零件）組成的整體，每個(gè)要素對(duì)整體的行為有影響；② 組成汽車的各要素對(duì)整體行為的影響不是獨(dú)立的；③ 汽車的行為不是組成它的任何要素所能具有的。由此，汽車具備系統(tǒng)的屬性，對(duì)環(huán)境表現(xiàn)出整體性、一輛子系統(tǒng)屬性匹配協(xié)調(diào)的汽車所具備的功能大于組成它的各子系統(tǒng)功能純粹的、簡(jiǎn)單的總和、反之，如果子系統(tǒng)的屬性因無(wú)序而相互干擾，即便是個(gè)體性能優(yōu)良的子系統(tǒng)，其功能也會(huì)因相互扼制而抵消，功率循環(huán)、軸轉(zhuǎn)向等就是這樣的典型例子。系統(tǒng)論所揭示的系統(tǒng)整體性和系統(tǒng)功能的等級(jí)性必然會(huì)映射到設(shè)計(jì)任務(wù)中來(lái)、用整體性來(lái)解釋汽車設(shè)計(jì)的終極目標(biāo)是整車性能的綜合優(yōu)化，道理是十分顯然的、汽車設(shè)計(jì)任務(wù)的等級(jí)形態(tài)表現(xiàn)為：上位設(shè)計(jì)任務(wù)是確定下位設(shè)計(jì)任務(wù)要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)，下位設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)上位設(shè)計(jì)功能的手段、上、下位體系可從總體設(shè)計(jì)逐級(jí)分至零件設(shè)計(jì)，總體設(shè)計(jì)無(wú)疑處于這種體系的最上位，設(shè)計(jì)子系統(tǒng)的全部活動(dòng)必須在總體設(shè)計(jì)構(gòu)建的框架內(nèi)進(jìn)行、子系統(tǒng)設(shè)計(jì)固然重要，但統(tǒng)攬全局、設(shè)計(jì)子系統(tǒng)組合和相互作用體系規(guī)則的總體設(shè)計(jì)對(duì)汽車的性能和質(zhì)量的影響更加廣泛、更為深刻。1.1 整車總布置設(shè)計(jì)的任務(wù)(1) 從技術(shù)先進(jìn)性、生產(chǎn)合理性和使用要求出發(fā)，正確選擇性能指標(biāo)、質(zhì)量和主要尺寸參數(shù)，提出總體設(shè)計(jì)方案，為各部件設(shè)計(jì)提供整車參數(shù)和設(shè)計(jì)要求；(2) 對(duì)各部件進(jìn)行合理布置和運(yùn)動(dòng)校核；(3) 對(duì)整車性能進(jìn)行計(jì)算和控制，保證汽車主要性能指標(biāo)實(shí)現(xiàn)；(4) 協(xié)調(diào)好整車與總成之間的匹配關(guān)系，配合總成完成布置設(shè)計(jì)，使整車的性能、可靠性達(dá)到設(shè)計(jì)要求。1.2 設(shè)計(jì)原則、目標(biāo)（1） 汽車的選型應(yīng)根據(jù)汽車型譜、市場(chǎng)需求、產(chǎn)品的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)和企業(yè)的產(chǎn)品發(fā)展規(guī)劃進(jìn)行。（2）選型應(yīng)在對(duì)同類型產(chǎn)品進(jìn)行深入的市場(chǎng)調(diào)查、使用調(diào)查、生產(chǎn)工藝調(diào)查、樣車結(jié)構(gòu)分析與性能分析及全面的技術(shù)、進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行（3）應(yīng)從已有的基礎(chǔ)出發(fā)，對(duì)原有車型和引進(jìn)的樣車進(jìn)行分析比較，繼承優(yōu)點(diǎn)，消除缺陷，采用已有且成熟可靠的先進(jìn)技術(shù)與結(jié)構(gòu)，開發(fā)新車型。（4）涉及應(yīng)遵守有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范、法規(guī)、法律，不得侵犯他人專利。（5）力求零件標(biāo)準(zhǔn)化、部件通用化、產(chǎn)品系列化。1.3 汽車設(shè)計(jì)過(guò)程(1)調(diào)查研究與初始決策：選定設(shè)計(jì)目標(biāo)，并制定產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作及方針原則。(2)總體方案設(shè)計(jì)：根據(jù)所選定的目標(biāo)及對(duì)開發(fā)目標(biāo)制定的工作方針、設(shè)計(jì)原則等主導(dǎo)思想提出整車設(shè)想，即概念設(shè)計(jì)（concept design）或構(gòu)思設(shè)計(jì)。(3)繪制總布置草圖，確定整車主要尺寸、質(zhì)量參數(shù)與性能以及各總成的基本形式。 (4)車身造型設(shè)計(jì)及繪制車身布置圖：繪制不同外形、不同色彩的車身外形圖；制作相應(yīng)的造型的 1：5 整車模型；從中選優(yōu)后，再制作 1：5 或 1：1 的精確模型。(5)編寫設(shè)計(jì)任務(wù)書；(6)汽車總布置設(shè)計(jì)；(7)總成設(shè)計(jì)；(8)試制、試驗(yàn)、定型。2. 整車型式的選擇根據(jù)設(shè)計(jì)原則，目標(biāo)和用戶的需求特點(diǎn)，整車設(shè)計(jì)人員要提出被開發(fā)車型的整車型式方案，主要包括以下幾部分：(1)發(fā)動(dòng)機(jī)的種類和型式；(2)軸數(shù)和驅(qū)動(dòng)型式；(3)車頭和駕駛室的型式及與發(fā)動(dòng)機(jī)、前軸(輪)的位置關(guān)系；(4)輪胎的選擇。2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)的種類和型式對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)的種類和型式，在現(xiàn)代汽車上主要選用汽油機(jī)和柴油機(jī)，用其它燃料或其它種類的發(fā)動(dòng)機(jī)，可根據(jù)車型的需要進(jìn)行選取。 發(fā)動(dòng)機(jī)的型式有直列式、V 型和對(duì)置式等。冷卻方式有水冷和風(fēng)冷。因此要根據(jù)具體車型的使用條件和布置上的結(jié)構(gòu)需要，而選擇不同種類和型式的發(fā)動(dòng)機(jī)。2.2 汽車的軸數(shù)和驅(qū)動(dòng)型式不同類型的汽車有不同的軸數(shù)和驅(qū)動(dòng)型式，這主要根據(jù)使用條件、用途、工廠的生產(chǎn)條件、制造成本及公路的軸荷限值等因素進(jìn)行選擇。最常用的是兩軸、后驅(qū)動(dòng) 4×2 式汽車，其中轎車還可以采用 4×2 前驅(qū)動(dòng)式結(jié)構(gòu)。對(duì)于一般總重小于 19t 的汽車，都采用 4×2 后驅(qū)動(dòng)的布置型式(前驅(qū)動(dòng)的轎車除外)，因?yàn)檫@種汽車結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、布置合理、機(jī)動(dòng)性好、成本低、適合于公路使用，是—種典型的、成熟的結(jié)構(gòu)型式。隨著汽車載重量的增加，各相關(guān)總成也要相應(yīng)的加大，汽車的自重也要增加，這樣會(huì)造成 4×2 式的汽車單軸的負(fù)荷增加，以致于超過(guò)公路、橋梁所規(guī)定的承載限值(公路允許單軸負(fù)荷為 13t，雙后軸負(fù)荷為 24t)。為解決此矛盾，一般采用增加汽車軸數(shù)的辦法來(lái)減少單軸的負(fù)荷，如從 4×2 變成6×2、6×4、8×4，如果想增加驅(qū)動(dòng)能力，提高越野通過(guò)性能，可以采用4×4、6×6、8×8 等增加前驅(qū)動(dòng)型式的結(jié)構(gòu)，同時(shí)也可提高載重量。采用增加軸數(shù)的辦法，可以提高載重量而不增加單軸負(fù)荷，同時(shí)還不會(huì)增加車箱底板的離地高度，提高通用化、系列化水平，便于生產(chǎn)、降低生產(chǎn)成本等。所以汽車廠家多年來(lái)一直都采用這種辦法變型出更多品種的汽車。根據(jù)設(shè)計(jì)要求，本次設(shè)計(jì)的 ZNZ1091 中型貨車的軸數(shù)為兩軸，所選的驅(qū)動(dòng)形式為 4×2（后輪為雙后輪）的布置形式。2.3 車頭、駕駛室的型式車頭、駕駛室的型式是汽車的最主要的型式之一。其選擇主要決定于用戶的要求、安全性、維修保養(yǎng)的方便性和生產(chǎn)條件等因素。車頭的型式如長(zhǎng)頭、平頭、凸頭等都各有其優(yōu)缺點(diǎn)。車頭、駕駛室與發(fā)動(dòng)機(jī)，前軸(前輪胎)的布置位置，也可組成不同的布置結(jié)構(gòu)，形成不同風(fēng)格的整車外形，使軸荷分配、軸距、轉(zhuǎn)彎直徑等發(fā)生變化。對(duì)使用、性能也有一定的影響。綜合以上結(jié)論，本次設(shè)計(jì)的最佳的驅(qū)動(dòng)型式是發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)、所選的車頭為平頭式結(jié)構(gòu)。圖 2.1 駕駛室與發(fā)動(dòng)機(jī)，前軸(前輪胎)的布置位置2.4 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)之 一 ， 因 此 ， 在 總 體 設(shè) 計(jì) 開 始 階 段 就 應(yīng) 選 定 ， 而 選 擇 的 依 據(jù) 是 車 型 、 使 用 條件 、 輪 胎 的 靜 負(fù) 荷 、 輪 胎 的 額 定 負(fù) 荷 以 及 汽 車 的 行 駛 速 度 。 當(dāng) 然 還 應(yīng) 考 慮 與動(dòng) 力 —傳 動(dòng) 系 參 數(shù) 的 匹 配 以 及 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 。輪 胎 所 承 受 的 最 大 靜 負(fù) 荷 與 輪 胎 額 定 負(fù) 荷 之 比 ， 稱 為 輪 胎 負(fù) 荷 系 數(shù) 。 大多 數(shù) 汽 車 的 輪 胎 負(fù) 荷 系 數(shù) 取 為 0.9～ 1.0， 以 免 超 載 。 轎 車 、 輕 型 客 車 及 輕型 貨 車 的 車 速 高 、 輪 胎 受 動(dòng) 負(fù) 荷 大 ， 故 它 們 的 輪 胎 負(fù) 荷 系 數(shù) 應(yīng) 接 近 下 限 ； 對(duì)在 各 種 路 面 上 行 駛 的 貨 車 ， 其 輪 胎 不 應(yīng) 超 載 。 在 良 好 路 面 上 行 駛 且 車 速 不 高的 貨 車 ， 其 輪 胎 負(fù) 荷 系 數(shù) 可 取 上 限 甚 至 達(dá) 1.1； 對(duì) 車 速 不 高 的 重 型 貨 車 、重 型 自 卸 汽 車 ， 此 系 數(shù) 亦 可 偏 大 些 。 但 過(guò) 多 超 載 會(huì) 使 輪 胎 早 期 磨 損 ， 甚 至 發(fā)生 胎 面 剝 落 及 爆 胎 等 事 故 。 試 驗(yàn) 表 明 ： 輪 胎 超 載 20％ 時(shí) ， 其 壽 命 將 下 降30％ 左 右 。為 了 提 高 汽 車 的 動(dòng) 力 因 數(shù) 、 降 低 汽 車 及 其 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 。 采 用 高 強(qiáng) 度 尼 龍 簾 布 輪 胎 可 使 輪 胎 的 額 定 負(fù) 荷 大 大 提 高 ， 從而 使 輪 胎 直 徑 尺 寸 也 大 為 縮 小 。 例 如 裝 載 量 4t 的 載 貨 汽 車 在 20 世 紀(jì) 50年 代 多 用 的 9.00—20 輪 胎 早 已 被 8.25—20； 7.50—20 甚 至 8.25—16 等更 小 尺 寸 的 輪 胎 所 取 代 。 越 野 汽 車 為 了 提 高 在 松 軟 地 面 上 的 通 過(guò) 能 力 常 采 用胎 面 較 寬 、 直 徑 較 大 、 具 有 越 野 花 紋 的 超 低 壓 輪 胎 。 山 區(qū) 使 用 的 汽 車 制 動(dòng) 頻繁 ， 制 動(dòng) 鼓 與 輪 輞 之 間 的 間 隙 應(yīng) 大 一 些 ， 以 便 散 熱 ， 故 應(yīng) 采 用 輪 輞 尺 寸 較 大的 輪 胎 。 轎 車 都 采 用 直 徑 較 小 、 斷 面 形 狀 扁 平 的 寬 輪 輞 低 壓 輪 胎 ， 以 便 降 低質(zhì) 心 高 度 ， 改 善 行 駛 平 順 性 、 橫 向 穩(wěn) 定 性 、 輪 胎 的 附 著 性 能 并 保 證 有 足 夠 的承 載 能 力 。我 國(guó) 各 種 汽 車 的 輪 胎 和 輪 輞 的 規(guī) 格 及 其 額 定 負(fù) 荷 可 查 相 應(yīng) 的 國(guó) 家 標(biāo) 準(zhǔn) 。轎 車 輪 胎 標(biāo) 準(zhǔn) 見 GB 2978—82； 貨 車 和 客 車 的 輪 胎 規(guī) 格 詳 見 國(guó) 標(biāo) GB 516—82。 貨 車 的 后 輪 裝 雙 胎 時(shí) ， 比 單 胎 使 用 時(shí) 的 負(fù) 荷 可 增 加 10％ ～ 15％ 。3.汽車主要參數(shù)的選擇總布置設(shè)計(jì)人員應(yīng)初步確定以下各種參數(shù)，作為整車和總成的原始數(shù)據(jù)和工作目標(biāo)。在整車的方案(車頭、駕駛室的型式、發(fā)動(dòng)機(jī)的種類，整車初步的外廓尺寸、主要布置參數(shù)和布置草圖)初步確定之后，整車設(shè)計(jì)人員通過(guò)圖面工作和計(jì)算、初步確定如下目標(biāo)參數(shù)：(1) 汽車主要尺寸參數(shù)(2) 汽車質(zhì)量參數(shù)(3) 主要性能參數(shù)(4) 汽車的機(jī)動(dòng)性參數(shù)(5)估算發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率、最大扭矩及其對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速。(6)變速器的頭檔速比和檔位數(shù)，和驅(qū)動(dòng)橋的主減速比。3.1 主要尺寸參數(shù)的選擇通過(guò)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(jìn)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(jì)提供原始數(shù)據(jù)。在繪制整車總布置草圖時(shí)，可以參考同類車型的相關(guān)總成的外廓尺寸和質(zhì)量，按本車的總布置需要，進(jìn)行總布置草圖的繪制。初步確定主要布置尺寸和進(jìn)行質(zhì)量參數(shù)的計(jì)算。確定車頭，駕駛室的型式，以及同發(fā)動(dòng)機(jī)、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(dòng)系；(5)轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)及拉桿系統(tǒng)，并確定前輪轉(zhuǎn)角和進(jìn)行轉(zhuǎn)彎直徑的計(jì)算；(6)布置油箱、電瓶、消聲器、貯氣簡(jiǎn)、及備胎等其它總成。完成整車總布置草圖后，整車的外廓尺寸及相關(guān)的布置尺寸參數(shù)已基本確定，然后進(jìn)行質(zhì)量參數(shù)的計(jì)算。計(jì)算質(zhì)量參數(shù)前，要列出各大總成的質(zhì)量，再定出空載和滿載時(shí)各總成的質(zhì)心至前軸和地面的距離，最后計(jì)算出空載和滿載時(shí)的軸荷分配和質(zhì)心至前軸、地面的距離。通過(guò)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(jìn)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(jì)提供原始數(shù)據(jù)。在繪制整車總布置草圖時(shí)，可以參考同類車型的相關(guān)總成的外廓尺寸和質(zhì)量，按本車的總布置需要，進(jìn)行總布置草圖的繪制。初步確定主要布置尺寸和進(jìn)行質(zhì)量參數(shù)的計(jì)算。汽車的主要尺寸參數(shù)包括軸距、輪距、總長(zhǎng)、總寬、總高、前懸、后懸、接近角、離去角、最小離地間隙等。圖 3.1 汽車的主要尺寸參數(shù)軸距的選擇要考慮它對(duì)整車其他尺寸參數(shù)、質(zhì)量參數(shù)和使用性能的影響。軸距短一些，汽車總長(zhǎng)、質(zhì)量、最小轉(zhuǎn)彎半徑和縱向通過(guò)半徑就小一些。但軸距過(guò)短也會(huì)帶來(lái)一系列問(wèn)題，例如車廂長(zhǎng)度不足或后懸過(guò)長(zhǎng)；汽車行駛時(shí)其縱向角振動(dòng)過(guò)大；汽車加速、制動(dòng)或上坡時(shí)軸荷轉(zhuǎn)移過(guò)大而導(dǎo)致其制動(dòng)性和操縱穩(wěn)定性變壞；萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)的夾角過(guò)大等。因此，在選擇軸距時(shí)應(yīng)綜合考慮對(duì)有關(guān)方面的影響。當(dāng)然，在滿足所設(shè)計(jì)汽車的車廂尺寸、軸荷分配、主要性能和整體布置等要求的前提下，將軸距設(shè)計(jì)得短一些為好。在整車選型初期,可根據(jù)要求及駕駛室布置尺寸初步確定軸距: RJHLSL??式中，L H——貨箱長(zhǎng)度可根據(jù)汽車的裝載質(zhì)量、載貨長(zhǎng)度來(lái)確定，或參考同類型、同裝載量汽車的貨廂長(zhǎng)度和裝載面積來(lái)初步確定；LJ——前輪中心至駕駛室后壁的距離，它與布置方案選擇有關(guān)，在該布置方案選定后，可通過(guò)對(duì)駕駛室、發(fā)動(dòng)機(jī)和前軸的初步布置或參考同型、同類布置的汽車的這一尺寸初步確定； S——駕駛室與貨廂之間的間隙，一般取 50～100mm；LR——后懸尺寸，可根據(jù)道路條件或參考同類型汽車初步確定。軸距的最終確定應(yīng)通過(guò)總布置和相應(yīng)的計(jì)算來(lái)完成，其中包括檢查最小轉(zhuǎn)彎半徑和萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)的夾角是否過(guò)大，軸荷分配是否合理，乘坐是否舒適以及能否滿足整車總體設(shè)計(jì)的要求等。汽車輪距對(duì)汽車的總寬、總質(zhì)量、橫向穩(wěn)定性和機(jī)動(dòng)性都有較大的影響。輪距愈大，則懸架的角剛度愈大，汽車的橫向穩(wěn)定性愈好，車廂內(nèi)橫向空間也愈大。但輪距也不宜過(guò)大，否則，會(huì)使汽車的總寬和總質(zhì)量過(guò)大。輪距必須與汽車的總寬相適應(yīng)。汽車的外廓尺寸包括其總長(zhǎng)、總寬、總高。它應(yīng)根據(jù)汽車的類型、用途、承載量、道路條件、結(jié)構(gòu)選型與布置以及有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)限制等因素來(lái)確定。在滿足使用要求的前提下，應(yīng)力求減小汽車的外廓尺寸，以減小汽車的質(zhì)量，降低制造成本，提高汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性和機(jī)動(dòng)性。GBl589—79 對(duì)汽車外廓尺寸界限作了規(guī)定。前懸處要布置發(fā)動(dòng)機(jī)、水箱、風(fēng)扇、彈簧前支架、車身前部或駕駛室的前支點(diǎn)、保險(xiǎn)杠、轉(zhuǎn)向器等，要有足夠的縱向布置空間。其長(zhǎng)度與汽車的類型、驅(qū)動(dòng)型式、發(fā)動(dòng)機(jī)的布置型式和駕駛室的型式及布置密切相關(guān)。汽車的前懸不宜過(guò)長(zhǎng)，以免使汽車的接近角過(guò)小而影響通過(guò)性。汽車的后懸長(zhǎng)度主要與貨廂長(zhǎng)度、軸距及軸荷分配有關(guān)。后懸也不宜過(guò)長(zhǎng)，以免使汽車的離去角過(guò)小而引起上下坡時(shí)刮地，同時(shí)轉(zhuǎn)彎也不靈活。城市大客車的后懸一般不大于其軸距的 60％，其長(zhǎng)度不大于 3.5m。輕型及以上的載貨汽車的后懸一般為1.2～2.2m。長(zhǎng)軸距、特長(zhǎng)貨廂的汽車，其后懸可長(zhǎng)達(dá)約 2.6m。3.2 整車質(zhì)量參數(shù)估算在整車設(shè)計(jì)方案確立后，總布置設(shè)計(jì)草圖初步完成的情況下，應(yīng)首先對(duì)整車質(zhì)量參數(shù)(包括：空載狀態(tài)下的整車整備質(zhì)量、軸荷分配、質(zhì)心高度；滿載狀態(tài)下的整車最大總質(zhì)量、軸荷分配以及非懸架質(zhì)量等)進(jìn)行估算，為整車性能計(jì)算和總成設(shè)計(jì)提供依據(jù)。各總成質(zhì)量 ，可通過(guò)樣件實(shí)測(cè)得到，亦可參照同類車型樣件實(shí)測(cè)值修正Mi得到。各總成質(zhì)心位置可通過(guò)實(shí)測(cè)得到或按其幾何形狀和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)估計(jì)得到，然后在整車總布置圖上確定其質(zhì)心相對(duì)于前輪中心的縱向位移 (一般規(guī)定在前Xi輪中心后為正值，在前輪中心前為負(fù)值)以及空載狀態(tài)下的離地高度 ；和滿iZ?載狀態(tài)下的離地高度 。Zli一般整車總布置圖在滿載狀態(tài)下繪制，在確定各總成質(zhì)心在空載狀態(tài)下的離地高度時(shí)應(yīng)考慮到前、后輪胎和懸架相對(duì)滿載狀態(tài)的垂直變形的影響；空載狀態(tài)下各總成質(zhì)心縱向位置相對(duì)滿載狀態(tài)的變化忽略不記。3.2.1 空車狀態(tài)下整車質(zhì)量、軸荷分配和質(zhì)心高度的計(jì)算整車整備質(zhì)量(自重) 按下式計(jì)算：Mc＝Mc??Noi1式中 No——用估算整車整備質(zhì)量的全部總成數(shù)量(總成的劃分可根據(jù)實(shí)際情況由設(shè)計(jì)人員自定)；——整車裝備質(zhì)量，kg。c空車后軸荷 按下式計(jì)算：Mr＝McrLXiNoi???1式中 L——軸距， mm；——空車后軸荷， kg。cr空車前軸荷 Mci 按下式計(jì)算：Mcf??式中 Mcf——空車前軸荷， kg?？哲囐|(zhì)心高度——mgo 按下式計(jì)算：McZiHNoig???100?式中 ——空車質(zhì)心高度， mm。3.2.2 滿載狀態(tài)下整車質(zhì)量、軸荷分配和質(zhì)心高度的計(jì)算整車最大總質(zhì)量(總重) 按下式計(jì)算：Mt??1NitN1——用于估算整車最大總質(zhì)量的全部總成和負(fù)載的數(shù)量(一般在整車整備質(zhì)量基礎(chǔ)上加上乘員和最大裝載質(zhì)量)。滿載后軸荷 按下式計(jì)算：MtrLXitrNi??1式中 ——滿載后軸荷，kg。滿載前軸荷 按下式計(jì)算tfM＝tfr?式中 ——滿載前軸荷，kg tf滿載質(zhì)心高度 按下式計(jì)算： 1gHMtZliHNig???1式中 ——滿載質(zhì)心高度，mm。 13.2.3 非懸架質(zhì)量的估算對(duì)于非獨(dú)立懸架，整個(gè)車橋總成(包括制動(dòng)器、輪轂、車輪等)都屬于非懸架質(zhì)量；一端與車橋鉸接，另一端與車架固定點(diǎn)鉸接件(如轉(zhuǎn)向拉桿、傳動(dòng)軸、導(dǎo)向臂、穩(wěn)定桿等)可將靜止時(shí)作用于車橋鉸接點(diǎn)的質(zhì)量作為非懸架質(zhì)量(轉(zhuǎn)向拉桿、傳動(dòng)軸等件可取其質(zhì)量的 作為非懸架質(zhì)量)；螺旋彈簧取其質(zhì)量的 作21 21為非懸架質(zhì)量；吊掛式鋼板彈簧取其質(zhì)量的 作為非懸架質(zhì)量；平衡懸架鋼板43彈簧取其質(zhì)量的 作為非懸架質(zhì)量。41對(duì)于獨(dú)立懸架和其它特殊形式的懸架可視其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)進(jìn)行非懸架質(zhì)量估算。3.2.4 整備質(zhì)量利用系數(shù)汽車的整備質(zhì)量利用系數(shù) η m0是汽車的裝載量 mG與整備質(zhì)量 m0之比，即0mG??它表明單位汽車整備質(zhì)量所承受的汽車裝載質(zhì)量。顯然，此系數(shù)越大表明該車型的材料利用率越高和設(shè)計(jì)與工藝水平越高。因此，設(shè)計(jì)新車型時(shí)在保證汽車零部件的強(qiáng)度、剛度及可靠性與壽命的前提下，應(yīng)力求減輕其質(zhì)量，增大這一系數(shù)值。各類汽車的整備質(zhì)量利用系數(shù)汽車類型 η m0 備注輕型 0.8～1.1載貨汽車中型 1.2～1.35柴油車為 0.8～1.0重型 1.3～1.7MG45t 1.3～1.73.2.5 軸荷分配汽車的軸荷分配是汽車的重要質(zhì)量參數(shù)，它對(duì)汽車的牽引性、通過(guò)性、制動(dòng)性、操縱性和穩(wěn)定性等主要使用性能以及輪胎的使用壽命都有很大的影響。因此，在總體設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)汽車的布置型式、使用條件及性能要求合理地選定其軸荷分配。汽車的布置型式對(duì)軸荷分配影響較大，例如對(duì)載貨汽車而言，長(zhǎng)頭車滿載時(shí)的前軸負(fù)荷分配多在 28％上下，而平頭車多在 33％～35％。對(duì)轎車而言，前置發(fā)動(dòng)機(jī)前輪驅(qū)動(dòng)的轎車滿載時(shí)的前軸負(fù)荷最好在 55％以上，以保證爬坡時(shí)有足夠的附著力；前置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)的轎車滿載時(shí)的后軸負(fù)荷一般不大于52％；后置發(fā)動(dòng)機(jī)后輪驅(qū)動(dòng)的轎車滿載時(shí)后軸負(fù)荷最好不超過(guò) 59％，否則，會(huì)導(dǎo)致汽車具有過(guò)多轉(zhuǎn)向特性而使操縱性變壞。在確定軸荷分配時(shí)也要考慮到汽車的使用條件。對(duì)于常在較差路面上行駛的載貨汽車，為了保證其在泥濘路面上的通過(guò)能力，常將滿載前軸負(fù)荷控制在26％～27％，以減小前輪的滾動(dòng)阻力并增大后驅(qū)動(dòng)輪的附著力。對(duì)于常在潮濕路面上行駛的后驅(qū)動(dòng)輪裝用單胎的 4×2 平頭貨車，空載時(shí)后軸負(fù)荷應(yīng)不小于41％，以免引起側(cè)滑。軸荷分配對(duì)前后輪胎的磨損有直接影響。為了使其磨損均勻，對(duì)后輪裝單胎的雙軸汽車，要求其滿載時(shí)的前后軸荷分配均為 50％，而對(duì)后輪為雙胎的雙軸汽車，則前后軸荷可大致按 1／3 和 2／3 的比例處理。當(dāng)然，在實(shí)際設(shè)計(jì)中由于許多因素的影響，上述要求只能近似地滿足。在確定汽車的軸荷分配時(shí)，還要考慮汽車的靜態(tài)方向穩(wěn)定性和動(dòng)態(tài)方向穩(wěn)定性。根據(jù)理論分析，汽車質(zhì)心位置到汽車中性轉(zhuǎn)向點(diǎn)的距離 s 對(duì)汽車的靜態(tài)方向穩(wěn)定性有決定性的影響。這個(gè)距離可由下式計(jì)算得到：aCLs212??式中 ， —分別為汽車質(zhì)心離前、后軸的距離。 和 取決于軸荷分配，12 1L2， ；LG1?2—兩個(gè)前輪的輪胎側(cè)偏剛度之和，N/rad；1aC—后輪的輪胎側(cè)偏剛度之和，N/rad；2—汽車全部輪胎的總側(cè)偏剛度之和，N/rad；a當(dāng) s0 時(shí)，汽車具有過(guò)度轉(zhuǎn)向特性。此時(shí)存在著一個(gè)臨界車速，低于此車速時(shí)，汽車的行駛時(shí)穩(wěn)定的，高與此車速，則汽車就不能穩(wěn)定行駛。在汽車設(shè)計(jì)時(shí)一般希望汽車具有適度的不足轉(zhuǎn)向特性。為此，要很好地匹配上述參數(shù)，使L1Ca1－L 2Ca212 2.50～2.60 1.43～1.533.3.3 操縱穩(wěn)定性參數(shù)與總體設(shè)計(jì)關(guān)系密切且應(yīng)在設(shè)計(jì)中當(dāng)作設(shè)計(jì)指標(biāo)予以控制的操縱穩(wěn)定性參數(shù)參數(shù)有：(1) 轉(zhuǎn)向特性參數(shù)；由 于 輪 胎 的 側(cè) 偏 使 前 、 后 軸 產(chǎn) 生 相 應(yīng) 的 側(cè) 偏 角 。 其 角 度 差 為 正 、 負(fù) 、零 時(shí) 使 汽 車 分 別 獲 得 “不 足 轉(zhuǎn) 向 ”、 “過(guò) 度 轉(zhuǎn) 向 ”和 “中 性 轉(zhuǎn) 向 ”等特 性 。 為 了 保 證 良 好 的 操 縱 穩(wěn) 定 性 ， 希 望 得 到 不 足 轉(zhuǎn) 向 特 性 。 通 常 用 汽車 以 0.4g 的 向 心 加 速 度 作 定 圓 等 速 行 駛 時(shí) 前 、 后 軸 的 側(cè) 偏 角 之 差 作 為評(píng) 價(jià) 轉(zhuǎn) 向 特 性 的 參 數(shù) ， 希 望 它 是 一 個(gè) 較 小 的 正 角 度 值 ， 例 如 轎 車 以1o～ 3o 為 宜 。(2)車身側(cè)傾角；汽車以 0.4g 的向心加速度作勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的車身側(cè)傾角應(yīng)在 3°之內(nèi)，在大不超過(guò) 7°。(3)制動(dòng)點(diǎn)頭角；汽車以 0.4g 的減速度制動(dòng)時(shí)的車身點(diǎn)頭角應(yīng)不大于 1.5°。3.3.5 行駛平順性參數(shù)行駛平順性通常用車身振動(dòng)參數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)。在總體設(shè)計(jì)時(shí)，通常應(yīng)給出前后懸架的偏頻或靜撓度、動(dòng)撓度以及車身振動(dòng)加速度等參數(shù)值作為設(shè)計(jì)要求。前、后懸架的偏頻 與 應(yīng)接近且應(yīng)使 略高于 ，以免發(fā)生較大的車身1n22n1縱向角振動(dòng)。但微型轎車因軸距短使后排座接近后輪，為了改善其后座的舒適性，可以將后懸架設(shè)計(jì)的軟一些而使 ，下表為各類汽車的偏頻和靜、動(dòng)12?撓度值的一般范圍。對(duì)于舒適性要求高的汽車偏頻值取低限。對(duì)于前、后懸架的靜撓度值 和 的匹配，推薦取 ；而對(duì)于貨車考慮到前、1cf2 12)9.0~8(ccff?后軸荷的差別和避免駕駛員疲勞，則前、后靜撓度值之比要更大些。滿載偏頻 HzHzn/滿載靜撓度 cmf/滿載動(dòng)撓度 cmfd/車型前懸架 1n后懸架 1前懸架 1cf后懸架 2cf前懸架 1df后懸架 2df普通級(jí)、中級(jí)1.02～1.441.18～1.5812～24 10～18 8～11 10～14轎車高級(jí)0.91～1.120.98～1.29 20～30 15～26 8～11 10～14客車 1.29～1.89 7～15 5～8載貨汽車1.51～2.041.67～2.236～11 5～9 6～9 6～8越野汽車 1.391～2.04 12～24 7～133.3.6 制動(dòng)性參數(shù)常 以 制 動(dòng) 距 離 、 制 動(dòng) 減 速 度 和 制 動(dòng) 踏 板 力 作 為 汽 車 制 動(dòng) 性 能 的 主 要 設(shè) 計(jì)指 標(biāo) 和 評(píng) 價(jià) 參 數(shù) 。 制 動(dòng) 距 離 是 指 在 良 好 的 試 驗(yàn) 跑 道 上 和 規(guī) 定 的 車 速 下 ， 緊 急制 動(dòng) 時(shí) 由 踩 制 動(dòng) 踏 板 起 到 完 全 停 車 的 距 離 。 我 國(guó) 通 常 以 車 速 為 30km／ h 和50km／ h 的 最 小 制 動(dòng) 距 離 來(lái) 評(píng) 比 不 同 車 型 的 制 動(dòng) 效 能 。 對(duì) 于 緊 急 制 動(dòng) 時(shí) 踏 板力 ， 貨 車 要 求 不 大 于 700N； 轎 車 要 求 不 大 于 500N。 設(shè) 計(jì) 中 在 制 訂 制 動(dòng) 性 能標(biāo) 準(zhǔn) 時(shí) 還 應(yīng) 適 應(yīng) 有 關(guān) 安 全 性 的 國(guó) 家 標(biāo) 準(zhǔn) 、 法 規(guī) 等 對(duì) 汽 車 制 動(dòng) 效 能 的 要 求 。3.3.7 通過(guò)性參數(shù)汽車類型 最小離地間隙(m)接近角(o) 離去角(o) 總線通過(guò)半徑(m)微型、普通級(jí)0.12～0.18 3～5轎車中級(jí)、中高級(jí)、高級(jí)0.13～0.2020～30 15～235～8輕型 0.18～0.22 8～20客車中型、大型 0.24～0.2912～409～20 5～9輕型 0.18～0.22 2～4貨車中型、重型 0.22～0.3025～60 25～454～7礦用自卸汽車 0.32越野汽車 0.26～0.37 36～60 35～48 1.9～3.64.發(fā)動(dòng)機(jī)選型發(fā)動(dòng)機(jī)選型的依據(jù)因素很多，如汽車的類型、用途、使用條件、總布置型式、總質(zhì)量及動(dòng)力性指標(biāo)、經(jīng)濟(jì)性要求、材料和燃料資源、排氣污染和噪聲方面的法規(guī)限制、已有的發(fā)動(dòng)機(jī)系列及其技術(shù)指標(biāo)水平、技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)、生產(chǎn)條件與制造成本、市場(chǎng)預(yù)測(cè)情況以及將來(lái)的配件供應(yīng)及維修條件等，通常要經(jīng)過(guò)多種方案的比較甚至通過(guò)先行的試驗(yàn)研究才能選定一個(gè)好的方案。4.1 發(fā)動(dòng)機(jī)基本形式的選擇至今世界上絕大多數(shù)的汽車都是采用往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)，其中絕大多數(shù)的轎車采用汽油機(jī)，而幾乎全部的重型貨車、絕大多數(shù)的中型貨車和相當(dāng)一部分輕型貨車則采用柴油機(jī)。近二三十年來(lái)在極少數(shù)汽車上采用了轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、高能蓄電池和電動(dòng)機(jī)等動(dòng)力裝置。為消除污染以蓄電池為能源的電動(dòng)汽車受到各國(guó)的重視，列為發(fā)展方向并在加緊研制中。但從目前的情況來(lái)看，在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期內(nèi)，往復(fù)式內(nèi)燃機(jī)仍將是汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的主要型式。因此，這里僅就汽車內(nèi)燃機(jī)的選型問(wèn)題進(jìn)行討論。在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)基本型式的選擇中首先應(yīng)確定的是采用汽油機(jī)還是柴油機(jī)，其次是氣缸的排列型式和發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻方式。就世界范圍而言，大型汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)已經(jīng)柴油化，中型汽車也多采用柴油機(jī)，輕型載貨汽車采用柴油機(jī)的也不少，甚至歐洲已將小型高速柴油機(jī)用到某些轎車上。與汽油機(jī)相比，柴油機(jī)具有油耗低、燃料經(jīng)濟(jì)性好、無(wú)點(diǎn)火系統(tǒng)，故障少、工作更可靠，耐久性好、壽命長(zhǎng)，排氣污染較低和防火安全性好等優(yōu)點(diǎn)。但一般柴油機(jī)的振動(dòng)及噪聲較大，輪廓尺寸及質(zhì)量較大，造價(jià)較高，起動(dòng)較困難并易冒黑煙。近年來(lái)，由于柴油機(jī)在產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造工藝方面的不斷完善，其上述缺點(diǎn)已得到較好的克服。較大馬力、高轉(zhuǎn)速、低噪聲、小型化且運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)的柴油機(jī)的研制開發(fā)成功，使裝柴油機(jī)的輕型汽車日益增多，在轎車上的裝用也取得成功。但預(yù)計(jì)在今后相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)，考慮到燃料使用的平衡及汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速高、升功率高、轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性較好、輪廓尺寸及質(zhì)量較小、便于布置、振動(dòng)及噪聲較低和適于高速車輛等特點(diǎn)，絕大多數(shù)的轎車和小型車輛仍將采用汽油機(jī)，而裝載量 6t 以上的汽車將全部裝用柴油機(jī)，裝載量 2—5t 的部分輕型和中型汽車則采取兩種發(fā)動(dòng)機(jī)均可安裝而由用戶選擇的方式為宜。按氣缸排列型式，發(fā)動(dòng)機(jī)又有直列、水平對(duì)置和 V 型等區(qū)別。直列式的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便、造價(jià)低廉、工作可靠、寬度小、易布置，因而在中型及以下的貨車上和排量不大的轎車上得到了廣泛應(yīng)用。4L 以下的汽油機(jī)多采用直列式，但對(duì)大排量的直列發(fā)動(dòng)機(jī)而言，不是缸徑過(guò)大，就是缸數(shù)過(guò)多，使發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)長(zhǎng)和過(guò)高，質(zhì)量也過(guò)大。因此，在中高級(jí)以上的轎車、重型載貨汽車和重型越野汽車上，采用 V 型發(fā)動(dòng)機(jī)的日益增多。V 型發(fā)動(dòng)機(jī)相對(duì)于直列式有許多優(yōu)點(diǎn)，其長(zhǎng)度顯著縮短(約 25％～30％)，高度降低，質(zhì)量減小約 20％～30％；曲軸箱及曲軸的剛度增大；易于設(shè)計(jì)尺寸緊湊的高轉(zhuǎn)速、大功率發(fā)動(dòng)機(jī)且易于系列化，如 V6，V8，V1O 及 V12 等，而直列式通常到 6 缸，最多 8 缸。對(duì)于長(zhǎng)度受到限制的車輛來(lái)說(shuō)，由于 V 型發(fā)動(dòng)機(jī)的長(zhǎng)度短，適宜于這類車輛的總體布置，但由于其寬度大，故在乎頭車上布置困難。V 型發(fā)動(dòng)機(jī)的造價(jià)高，故在應(yīng)用中受到限制，多用于排量在 6L 以上和缸徑大于 150mm 的汽油機(jī)和 12L 以上的柴油機(jī)。水平對(duì)置式發(fā)動(dòng)機(jī)的高度低且易于平衡，水平對(duì)置雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)在微型汽車上得到應(yīng)用。按冷卻方式，發(fā)動(dòng)機(jī)又有水冷式和風(fēng)冷式之分。水冷發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻均勻可靠，散熱好，氣缸變形小，缸蓋、活塞等主要零件的熱負(fù)荷較低，可靠性高；能很好地適應(yīng)大功率發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻要求；發(fā)動(dòng)機(jī)增壓后也易于采取措施(加大水箱、增加泵量)加強(qiáng)散熱；噪聲??；車內(nèi)供暖易解決。因此，絕大多數(shù)的汽車都采用了水冷發(fā)動(dòng)機(jī)。但其冷卻性能受氣溫影響顯著，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮避免高溫天氣出現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱的問(wèn)題。風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻系統(tǒng)簡(jiǎn)單，維修簡(jiǎn)便；對(duì)于在沙漠和缺水地區(qū)及炎熱、酷寒地區(qū)使用的適應(yīng)性好，不會(huì)產(chǎn)生發(fā)動(dòng)機(jī)過(guò)熱和凍結(jié)等故障；還可省去消耗銅材的水箱。但大缸徑的風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻不夠均勻；缸蓋等有關(guān)零件的熱負(fù)荷高，可靠性不及水冷式的；噪聲大；油耗較高，故僅在安裝小排量發(fā)動(dòng)機(jī)的微型汽車上得到應(yīng)用，在其他類型的汽車上應(yīng)用不多。大型風(fēng)冷發(fā)動(dòng)機(jī)雖也能達(dá)到較高的性能指標(biāo)，但需采用較多的結(jié)構(gòu)、工藝措施，造價(jià)較高。4.2 主要性能指標(biāo)的選擇4.2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率 Pe max 及其相應(yīng)轉(zhuǎn)速 np發(fā)動(dòng)機(jī)功率愈大則汽車的動(dòng)力性愈好，但功率過(guò)大會(huì)使發(fā)動(dòng)機(jī)功率利用率降低，燃料經(jīng)濟(jì)性下降，動(dòng)力傳動(dòng)系的質(zhì)量也要加大。因此，應(yīng)合理地選擇發(fā)動(dòng)機(jī)功率。設(shè)計(jì)初可參考同類型、同級(jí)別且動(dòng)力性相近的汽車的比功率進(jìn)行 Pe max的估算或選取。P e man亦可根據(jù)所要求的最高車速 Ue max。按下式計(jì)算出: ????????3maxmaxmax76140301VACgfPDTe?式中： ——_發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率，kW：axe——傳動(dòng)系的傳動(dòng)效率，對(duì)單級(jí)主減速器驅(qū)動(dòng)橋的 4× 2 式汽車取T?≈0.9；—汽車總質(zhì)量，kg；am__重力加速度，m／s 2；g__滾動(dòng)阻力系數(shù)，對(duì)載貨汽車取 0.02，對(duì)礦用自卸汽車取 0.03，對(duì)轎f車等高速車輛需考慮車速影響并取 ＝0.0165+0.0001(V a-50)；f___最高車速，km／h；maxVCD—空氣阻力系數(shù)，轎車取 0.4～0.6，客車取 0.6～0.7，貨車取 0.8—1.0A__汽車正面投影面積，㎡，若無(wú)測(cè)量數(shù)據(jù)，可按前輪距 B1、汽車總高H、汽車總寬 B 等尺寸近似計(jì)算： 對(duì)轎車 A≈0.78BH， 對(duì)載貨汽車 A≈B 1 H。按上式求出的 Pe max應(yīng)為發(fā)動(dòng)機(jī)在裝有全部附件下測(cè)定時(shí)得到的大有效功率或凈輸出功率，它比一般發(fā)動(dòng)機(jī)外特性的最大功率值低 12％～20％。在整車選型階段還應(yīng)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率時(shí)的轉(zhuǎn)速 np±△n p提出要求，因?yàn)樗粌H影響發(fā)動(dòng)機(jī)本身的技術(shù)指標(biāo)和使用性能及壽命，而且影響整車的性能(例如 )、傳動(dòng)系的壽命以及對(duì)主減速比 i0的選擇。maxV近年來(lái)，隨著車速的提高，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也在不斷地提高。同時(shí)，提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速也是提高其功率、減小其質(zhì)量的有效措施。但提高轉(zhuǎn)速會(huì)使活塞的平均速度加快及熱負(fù)荷增高、曲柄連桿機(jī)構(gòu)的慣性力增大而加劇磨損，導(dǎo)致壽命下降，并加大振動(dòng)和噪聲。因此，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的提高也有一定的限度。當(dāng)前，轎車汽油機(jī)的 ， 大多為 4000—6000r／min；輕型貨車汽油機(jī)的 大多為pn pn3800～5000r／min；中型貨車汽油機(jī)的 多為 3200—4400r／min；其柴油機(jī)的pn多為 2200～3400r／min；重型貨車柴油機(jī)的 多為 1800～2600r／min；轎p? p車和輕型客車、輕型貨車用的小型高速柴油機(jī)的 多為 3200～4200r／min。應(yīng)根據(jù)汽車與發(fā)動(dòng)機(jī)的類型、最高車速、最大功率、選用的活塞平均速度 Cm、活塞沖程 s、缸徑、缸數(shù)、工藝水平等因素來(lái)合理的確定 (Cm＝s· ／30，pnp?單位為 m／s)。4.2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩 Te max 及其相應(yīng)轉(zhuǎn)速 nm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。pnPeTemax7019ax???式中： ——發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩，N·m；m——扭矩適應(yīng)性系數(shù)；即 ＝ ；一般汽油機(jī) ，柴油機(jī) ； 值?Tpeax35.1~2??25.1~???的大小，標(biāo)志著行駛阻力增加時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)沿外特性曲線自動(dòng)增加扭矩的能力。的大小可參考同類樣機(jī)的數(shù)值進(jìn)行選取?！獮樽畲蠊β庶c(diǎn)的扭矩，N·m；Tp——最大功率點(diǎn)轉(zhuǎn)速，r／min。n在選取發(fā)動(dòng)機(jī)最大扭矩點(diǎn)的轉(zhuǎn)速 時(shí)，一般希望該轉(zhuǎn)速與最大功率點(diǎn)的轉(zhuǎn)Mn速有一定的比例關(guān)系，即保證 （轉(zhuǎn)速適應(yīng)性系數(shù)）在 1.4—2.0 之間，如p/果 取得過(guò)高，會(huì)使 的比值變小，若小于 1.4，會(huì)使直接檔的穩(wěn)定車速M(fèi)nMpn/偏高，造成在市區(qū)內(nèi)行駛、轉(zhuǎn)彎等情況下增加換擋次數(shù)。所以希望 不要太高。Mn4.3 傳動(dòng)系參數(shù)的選擇4.3.1 最小傳動(dòng)比的選擇整車傳動(dòng)系最小傳動(dòng)比的選擇，可根據(jù)最高車速及其功率平衡圖來(lái)確定。在普通的載貨汽車上，變速器的最高檔大都取 1.0，則傳動(dòng)系的最小總傳動(dòng)比即為驅(qū)動(dòng)橋的主減速比 io，若有超速檔或副變速器、分動(dòng)器時(shí)，最小傳動(dòng)比則為它們的速比和 i 的乘積。4.3.2 最大傳動(dòng)比的選擇最大傳動(dòng)比為變速器的頭檔速比與主減速比的乘積。該速比主要是用于汽車爬坡或道路條件很差（阻力大）的情況下（此時(shí)空氣阻力可以不計(jì)）汽車仍能行駛。此時(shí)變速器最大速比 0max1)sinco(Trfgiekk?????式中 ——最大爬坡角度， ；??——車輪滾動(dòng)半徑，m。kr求出 以后，再驗(yàn)算一下附著條件，牽引力不應(yīng)大于附著力1i ??gmFriTFktet 201axmax???式中 ——最大牽引力，N；axt——附著力，N； ??g2?--驅(qū)動(dòng)橋質(zhì)量，kg；2m——附著系數(shù)，取 ＝0.7。??最后驗(yàn)算最低檔時(shí)的最低穩(wěn)定車速，該車速?zèng)]有規(guī)定的限值。一般情況下，載貨汽車，只要能滿足最大爬坡度的要求(即最大動(dòng)力因數(shù))，那最低穩(wěn)定車速也能滿足。但越野車為了避免在松軟地面上行駛時(shí)，土壤受沖擊剪切破壞而損害地面附著力，要求車速很低，此時(shí)的最大速比為 0min137.vrikk?式中——發(fā)動(dòng)機(jī)最低穩(wěn)定轉(zhuǎn)速， r/min；in對(duì)于汽油機(jī) ＝350 r/min ～500 r/min；min對(duì)于柴油機(jī) ＝650 r/min ～850 r/min；i——汽車最低穩(wěn)定車速，km／h。inv4.3.3 變速器檔位數(shù)的選擇變速器檔位數(shù)的多少，要根據(jù)汽車的類型，使用條件和性能要求及最高檔和最低檔的速比范圍大小而定。載貨汽車的噸位越小，檔位數(shù)可取少些，隨著噸位的增大，檔位數(shù)也增多。這主要從動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、操縱性、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度及需要進(jìn)行選擇。檔位數(shù)越多，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率利用率越高(高功率區(qū)工作時(shí)間長(zhǎng))，既增加了動(dòng)力性，同時(shí)也增加了發(fā)動(dòng)機(jī)在低油耗區(qū)工作的可能性，提高了燃油經(jīng)濟(jì)性。由于相鄰檔之間的比值不能太大(一般不超過(guò) 1.7～1.8，太大時(shí)換檔困難，所以在最大傳動(dòng)比與最小傳動(dòng)比值越大，則檔位數(shù)也應(yīng)增多。而檔位多的變速器即 7 個(gè)前進(jìn)檔時(shí)，其變速器的結(jié)構(gòu)，特別是操縱機(jī)構(gòu)會(huì)很復(fù)雜，所以有的車輛就采用增加前置或后置式副變速器的辦法來(lái)解決此矛盾。如需要全輪驅(qū)動(dòng)，可以增設(shè)兩檔的分動(dòng)器。本次設(shè)計(jì)貨車的變速器共五個(gè)檔前進(jìn)檔，一個(gè)倒車。各檔的傳動(dòng)比如下；一檔 二檔 三檔 四檔 五檔 倒檔4.76 2.808 1.54 1.00 0.756 4.995.總布置圖的繪制在總成進(jìn)行方案布置和設(shè)計(jì)計(jì)算的同時(shí)，要進(jìn)行整車總體布置的有關(guān)計(jì)算(參數(shù)確定和性能計(jì)算)工作，并要在整車方案布置草圖及各總成匹配布置的基礎(chǔ)上正式繪制和布置整車總布置圖。整車總布置圖包括側(cè)視圖、俯視圖、前視圖和必要的斷面布置圖、局部布置圖。在繪制整車總布置圖的過(guò)程中，要隨時(shí)配合、調(diào)整和確認(rèn)其各總成的外廓尺寸、結(jié)構(gòu)、布置型式、連接方式、各總成之間的相互關(guān)系、操縱機(jī)構(gòu)的布置要求，懸置的結(jié)構(gòu)與布置要求、管線路的布置與固定、裝調(diào)的方便性等。整車布置應(yīng)從車型系列化角度出發(fā)，減少基礎(chǔ)布置的變動(dòng)，并可變型出多種車型，以適應(yīng)大量生產(chǎn)和用戶不同的使用要求，從而可以降低成本，提高可靠性。 、5.1 發(fā)動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)系的布置根據(jù)總布置草圖中所確定的發(fā)動(dòng)機(jī)、前軸及前輪的相互位置關(guān)系、發(fā)動(dòng)機(jī)總成、散熱器總成、車頭駕駛室總成的外形圖，一起在總布置圖中進(jìn)行細(xì)化、準(zhǔn)確定位，最后確定其坐標(biāo)位置。布置時(shí)要注意以下幾點(diǎn)：①油底殼與前軸的最小跳動(dòng)距離；②油底殼與橫拉桿的間隙，除前軸垂直跳動(dòng)量外，還要考慮制動(dòng)時(shí)由于前簧的 S 變形而造成前軸向前有一轉(zhuǎn)角 (約 3 ～4 )所要求的額外間隙。特別是??前驅(qū)動(dòng)橋的傳動(dòng)軸與油底殼或附近的橫梁等零件的間隙也應(yīng)如此。③散熱器與風(fēng)扇的位置關(guān)系。一般風(fēng)扇至散熱器芯部表面至少留 40mm 以上的間隙。風(fēng)扇中心與散熱器芯部中心可以對(duì)齊，或者高于芯部中心，但風(fēng)扇不要超過(guò)上水室下邊，這樣的布置冷卻效果差；④曲軸中心線與車架上表面——零線，有一前高后低的夾角(約 2°～5°)，一般取 3°左右。目的是能使汽車在滿載狀態(tài)時(shí)，傳動(dòng)系的軸線互相之間夾角最小，甚至從前至后成為一條直線，以提高萬(wàn)向節(jié)的傳動(dòng)效率和減少磨損；⑤滿載時(shí)傳動(dòng)軸的正常夾角在 4°以下最好，希望不超過(guò) 8°。越野車的傳動(dòng)夾角可達(dá) 11°多。有條件時(shí)，驅(qū)動(dòng)橋自身可以傾斜一個(gè)角度，以便滿足傳動(dòng)軸的等角速運(yùn)轉(zhuǎn)，或減小傳動(dòng)軸的夾角；⑥單根傳動(dòng)軸不易過(guò)長(zhǎng)，必要時(shí)可加中間支承，變成兩根或多根傳動(dòng)軸傳動(dòng)。轎車傳動(dòng)軸的布置，在不影響離地間隙的情況下，主要考慮車身地板的傳動(dòng)軸鼓包越小越好，因此傳動(dòng)線可布置成中間低兩頭高的形式。5.2 車頭、駕駛室的布置在發(fā)動(dòng)機(jī)與車架、前軸、前輪布置關(guān)系確定后，即可布置車頭、駕駛室，在總成設(shè)計(jì)階段，對(duì)其關(guān)系進(jìn)行協(xié)調(diào)。因此在這僅對(duì)其相互位置關(guān)系進(jìn)行最后布置上的確認(rèn)和坐標(biāo)、尺寸的確定。5.3 動(dòng)軸的布置當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器及變速器這一動(dòng)力傳動(dòng)總成和后驅(qū)動(dòng)橋的位置確定后，則可布置萬(wàn)向節(jié)與傳動(dòng)軸。下圖給出了一根傳動(dòng)軸兩端裝有萬(wàn)向節(jié)這種最簡(jiǎn)單的萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)的兩種布置應(yīng)使萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)兩端的夾角盡量相等，其數(shù)值在汽車滿載靜止時(shí)不應(yīng)大于4o，最大應(yīng)超過(guò) 7o。轎車為了盡量減小地板上的傳動(dòng)軸通道凸包高度，在不低于其最小離地間隙的前提下，都盡量降低傳動(dòng)軸的高度，但應(yīng)使萬(wàn)向節(jié)叉軸線夾角不超過(guò)允許值。圖中(a)所示的 U 型布置方案可滿足這一要求。然而當(dāng)載荷變動(dòng)使后驅(qū)動(dòng)橋離開設(shè)計(jì)位置時(shí)，U 型布置傳動(dòng)軸的前后萬(wàn)向節(jié)叉的軸線夾角的差值將增大而破壞等速條件，這也是引起傳動(dòng)系振動(dòng)的原因，應(yīng)采取專門的措施，例如，選擇適宜的后懸架導(dǎo)向裝置的幾何參數(shù)，采用非對(duì)稱板簧，采用等速萬(wàn)向節(jié)等。萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)軸與地板之間的間隙可取 10～15mm。圖 5.4 萬(wàn)向節(jié)傳動(dòng)的兩種布置方案 （a)U 型布置；(b)Z 型布置5.4 懸架的布置以載貨車的板簧為主，介紹布置上的要求。前板簧的布置要保證主銷后傾角的要求，同時(shí)這種前高后低的布置也有利于產(chǎn)生不足轉(zhuǎn)向。板簧的支架應(yīng)盡量減少懸臂的長(zhǎng)度，以求在較小尺寸和質(zhì)量的前提下，獲得較大的強(qiáng)度和剛度。后板簧的布置應(yīng)做到前低后高，亦可獲得不足轉(zhuǎn)向。特別是高速轎車、輕型客車及吉普車等一定要考慮。對(duì)于載貨車，可能因結(jié)構(gòu)原因而造成布置上難度較大，則可較少考慮。減振器應(yīng)盡量布置成垂直狀態(tài)，以最大限度地利用其有效行程和減少偏差。若空間不允許，也可斜置。布置時(shí)應(yīng)注意下支點(diǎn)的離地高度，后減振器的上支點(diǎn)不應(yīng)高出車架上表面太高(不應(yīng)超過(guò) 80mm)，以免影響改裝車的裝配和布置。注意減振器上下行程的分配，不能發(fā)生上下頂死現(xiàn)象。前懸架采用獨(dú)立懸架時(shí)，要注意導(dǎo)向機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)對(duì)前輪定位角、輪距變化的影響及布置上的抗點(diǎn)頭角的作用，拆裝油底殼的方便性等。5.5 車架總成外形及其橫梁的布置先確定車架縱梁的斷面(膠板)高度，可通過(guò)有限元計(jì)算，并參考同類樣車的車架最大斷面高度，決定車架的最大斷面高度。車架縱粱的外形，對(duì)于一般載貨汽車來(lái)講，前后軸之間的車架縱梁的斷面高度為最大值，而在前、后軸附近及前、后端的斷面高度均可變小，大多數(shù)車的前軸和后橋中心都處在車架縱粱斷面高度變化的過(guò)渡區(qū)內(nèi)。也有的載貨汽車或越野車，車架縱梁的后部斷面也取為最大值。對(duì)產(chǎn)量不大的重型車，車架從前到后采用等直的斷面高度，即為落料成矩形斷面，再壓彎成“C”型結(jié)構(gòu)，這樣的縱梁制造工藝簡(jiǎn)單、成本低，但是質(zhì)量偏大，前部布置上不太理想。車架前部的變斷面，除要保證足夠的強(qiáng)度和剛度外，形狀的變化及選擇，要考慮布置上的需要和沖壓的工藝性，如前簧的布置，主銷后傾角度、前輪的跳動(dòng)量、發(fā)動(dòng)機(jī)和散熱器等的懸置結(jié)構(gòu)和處理是否理想、車頭或駕駛室懸置的布置等，最后進(jìn)行綜合平衡后再確定車架前部外形尺寸和斷面高度。車架總成外寬的確定不同的車型、不同的廠家，所選的車架總成外寬不一樣，雖然國(guó)家制訂了車架外寬的標(biāo)準(zhǔn)，但目前國(guó)內(nèi)沒(méi)有達(dá)到統(tǒng)一。對(duì)車架總成的外寬，其前、中、后部不等，主要取決于布置上的需要。前部外寬取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的外寬及懸置結(jié)構(gòu)的布置、散熱器的尺寸及懸置、前輪距、前輪胎的型號(hào)及車輪最大轉(zhuǎn)角、轉(zhuǎn)向縱拉桿和減振器的布置、前懸架的結(jié)構(gòu)型式和布置位置等因素。后部車架的外寬取決于后懸架的結(jié)構(gòu)、尺寸、布置及后輪胎(特別是雙胎)的型號(hào)、布置尺寸、整車外寬(不允許超過(guò) 2.5m)。車架中部的外寬主要考慮國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，及前、后部寬度的差值的大小和過(guò)渡區(qū)的工藝性等，盡量采用前、中、后部等外寬的車架，這樣工藝性比較好，質(zhì)量容易保證。轎車的車架主要是根據(jù)布置需要，多采用承載式車身，而高級(jí)的轎車還是采用有車架式結(jié)構(gòu)，但車架的外形都根據(jù)布置上的需要，做成前后窄而高、中間寬而低的形式，這樣可以保證整車質(zhì)心低而且運(yùn)行平穩(wěn)。車架總成的橫梁布置應(yīng)均勻、結(jié)構(gòu)合理，在膠板上有總成固定支架的地方(即力的作用點(diǎn))，應(yīng)布置橫梁，以便減少縱梁腹板的側(cè)彎。懸架支架、發(fā)動(dòng)機(jī)懸置、油箱、電瓶、駕駛室懸置等處都應(yīng)考慮布置橫梁。5.6 轉(zhuǎn)向系的布置轉(zhuǎn)向系統(tǒng)的布置，主要是保證駕駛員操縱輕便、舒適，并使汽車具有較高的機(jī)動(dòng)性和靈敏度，轉(zhuǎn)彎時(shí)減少車輪的側(cè)滑，減輕轉(zhuǎn)向盤上的反沖力和有自動(dòng)回正作用。轉(zhuǎn)向系布置的關(guān)鍵要保證轉(zhuǎn)向傳動(dòng)裝置及拉桿系統(tǒng)有足夠的剛度和較小的傳動(dòng)比變化量。 轉(zhuǎn)向機(jī)及轉(zhuǎn)向柱的固定要牢靠，角度及轉(zhuǎn)向盤的高度位置應(yīng)保證駕駛員操作靈便，手臂沒(méi)有被架高的感覺，抬腿蹬踏板時(shí)不碰轉(zhuǎn)向盤。拉桿必須有足夠的剛度，特別是彎拉桿，要保證沒(méi)有彈性變形。在前輪左右最大轉(zhuǎn)角區(qū)間內(nèi)，各節(jié)點(diǎn)不能出現(xiàn)發(fā)卡，磨擦現(xiàn)象，拉桿之間不能出現(xiàn)死角，在轉(zhuǎn)向過(guò)程當(dāng)中傳動(dòng)比的變化應(yīng)盡量小。在系列車型設(shè)計(jì)當(dāng)中，由于軸距的變化會(huì)影響梯形底角的變化，在實(shí)際生產(chǎn)中，這種細(xì)小的變動(dòng)很難處理，管理上容易出現(xiàn)誤裝或錯(cuò)裝，生產(chǎn)也不好安排，為此就應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)回避這一誤區(qū)。轉(zhuǎn)向梯形的確定，以系列車型中，產(chǎn)量最大的、或軸距居中的車型、亦可兩者兼顧后決定以某一車型為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)其轉(zhuǎn)向梯形，其它車型直接乘用，這樣便于組織生產(chǎn)和發(fā)展變型車；對(duì)使用影響也不大。在縱置板簧的布置中，轉(zhuǎn)向垂臂的球頭中心應(yīng)與板簧的跳動(dòng)中心重合或接近，上節(jié)臂的球頭中心應(yīng)與主片的高度相差，這樣可以減少車輪跳動(dòng)時(shí)的干涉量，緊急制動(dòng)時(shí)的干涉跑偏問(wèn)題。轉(zhuǎn)向盤的高度、轉(zhuǎn)向柱的角度固定方式等可與車身總布置共同商定，亦可在 1：1 的內(nèi)模型內(nèi)確定，并與腳踏板和坐椅一同考慮。5.7 制動(dòng)系統(tǒng)的布置國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：汽車上應(yīng)配有行車制動(dòng)系統(tǒng)、駐車制動(dòng)系統(tǒng)、應(yīng)急制動(dòng)功能，三者可以獨(dú)立、亦可互相聯(lián)系，當(dāng)某二者失靈(踏板或制動(dòng)閥除外)，另一系統(tǒng)仍具有應(yīng)急的制動(dòng)功能。應(yīng)急制動(dòng)的操作必須方便可靠，它可與行車制動(dòng)或駐車制動(dòng)的操縱機(jī)構(gòu)結(jié)合，但三者不能合在一起。對(duì)于駐車制動(dòng)，要求它必須通過(guò)機(jī)械裝置把工作部件(制動(dòng)器)鎖止，解除也應(yīng)方便可靠。行車制動(dòng)必須采用雙回路或多回路系統(tǒng)，當(dāng)部分管路失效后，其余部分仍有至少 30％的制動(dòng)效能?？傎|(zhì)量大于 12t 的長(zhǎng)途客車、旅游客車和總質(zhì)量大于 16t 并帶 10t 掛車的列車必須裝 ABS，所以配合好制動(dòng)系統(tǒng)的布置和設(shè)計(jì)是非常重要。整車設(shè)計(jì)人員要與總成設(shè)計(jì)人員共同商定，選擇行車和駐車制動(dòng)器的方案、制動(dòng)操縱方式及驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的型式、結(jié)構(gòu)和布置。一般輕、轎車上均采用液壓制動(dòng)系統(tǒng)。中、重型車上采用氣壓制動(dòng)系統(tǒng)。兩種不同的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)要求制動(dòng)器的布置、整車制動(dòng)系統(tǒng)的配置、操縱機(jī)構(gòu)的型式和結(jié)構(gòu)等也各不相同，所以對(duì)制動(dòng)系統(tǒng)的方案選擇和進(jìn)行合理的布置是非常關(guān)鍵的。5.8 進(jìn)、排氣系統(tǒng)的布置進(jìn)氣與排氣系統(tǒng)方案的選擇及布置的合理性，對(duì)整車的性能、可靠性、排放和振動(dòng)噪聲等有影響?？諝鉃V清器及進(jìn)氣管路是保證發(fā)動(dòng)機(jī)得到充足和清潔空氣的通道，所以吸氣口要放在空氣暢通、清潔、灰塵少的部位，管道長(zhǎng)度應(yīng)盡量短，以便減少阻力?？諝鉃V清器的容量要足夠，特別在風(fēng)沙、灰土大的地區(qū)，要加大空氣濾清器的容量，以增加濾清效果，減少發(fā)動(dòng)機(jī)的磨損和保證其正常地工作。一般長(zhǎng)頭車的空氣濾清器放在發(fā)動(dòng)機(jī)罩內(nèi)，但平頭車或重型車的空氣濾清器(空氣濾清器較大)都放在車身(頭)的外面，有的從駕駛室背后豎起一個(gè)煙囪式的通氣管道，吸氣口在上端朝下或朝外。有的平頭車的進(jìn)氣管道放在了乘客側(cè)的車門和風(fēng)窗玻璃的交接縫處，雖然不美觀，但對(duì)性能有益。對(duì)于長(zhǎng)頭重型車，由于空濾器較大，也可放在車頭側(cè)面。排氣系的布置要保證發(fā)動(dòng)機(jī)排氣暢通，阻力小(排氣制動(dòng)系統(tǒng)除外)，同時(shí)要盡量減少噪聲和振動(dòng)，排氣口要朝左或右，不許朝向人行道。排氣管道的布置與油箱的距離應(yīng)大于 300mm，若布置不開時(shí)，中間可加隔熱板。排氣管道的任何部位(除排氣尾管的排氣口外)都不允許發(fā)生漏氣現(xiàn)象，以