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上传者: yaoyeming 2013-01-03 评分 3 0 22 3 101 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《汽车设计pdf》,可适用于工程科技领域,主题内容包含上海理工大学机械系《汽车设计》第三版周萍第一章汽车总体设计第一节概述一、总体设计应满足的基本要求由动力装置、底盘、车身、电器及仪表等四部分组成的汽车符等。

上海理工大学机械系《汽车设计》第三版周萍第一章汽车总体设计第一节概述一、总体设计应满足的基本要求由动力装置、底盘、车身、电器及仪表等四部分组成的汽车是用来载送人员和货物的运输工具。汽车可以按照用途或结构特点进行分类。我国把汽车分为七类:轿车、货车、越野车、自卸汽车、牵引汽车、专用汽车和客车。上述七类汽车又根据发动机的排量V或汽车总质量ma或汽车尺寸(总长)不同进一步区分如不同发动机排量的轿车表明汽车的动力性和经济性指标不一样。我国根据发动机排量不同将轿车分为五级(表l)货车按公路运行时厂定最大总质量不同越野车按越野运行时厂定最大总质量不同将它们分为四级(表)而客车根据车辆总长不同来区分(表l)。表l轿车的分类轿车级别微型普通级中级中、高级高级发动机排量V/LV..<V..<V..<V.V>.表货车的分类货车级别微型轻型中型重型公路运行最大总质量m。m。..<m。..<m。.m。>.表客车的分类客车级别微型轻型中型大型车辆总长L。L。..<L。..<L。.L。>.人们从事生产活动离汽车。在日常生活中汽车特别是轿车是经常使用的交通工具。汽车工业出现的高新技术多数在轿车上首先得到应用。目前轿车的产量、保有量占汽车总产量和保有量的绝对多数。一方面拥有轿车是标志人们生活水平的提高另一方面大量运行着的汽车所造成所造成的公害又降低了人们的生活质量。因此人们对汽车提出越来越高的要求包括研制节油汽车和开发应用新能源有关法规对汽车的排放和噪声提出更严格的要求对汽车安全性提出更高的要求达到乘坐汽车有安全感、愉快感汽车发生碰撞事故时能够妥善地保护乘员对汽车提出居住性要求不仅坐在汽车里舒适而且能与外界进行信息交流。进行总体设计应满足如下基本要求:)汽车外廓尺寸应符合GBl的外廓尺寸限界规定。)轴荷分布要合理并应符合有关公路法规的限定要求。)汽车的各项性能要求达到设计任务书所给定的指标。)进行有关运动学方面的校核保证汽车有正确的运动和避免运动干涉。)拆装与维修方便。二、汽车开发程序车型不同、生产纲领不同新产品的开发阶段与工作内容也不同。一般新产品开发要经历五个阶段各阶段的主要工作内容见表。表汽车新产品开发的一般程序阶段新车设计主要工作内容国家汽车发展型谱或上级机关指令工厂产品发展规划概念设计市场预测使用调查产品水平分析形体设计工艺分析产品的目标成本产品的通用化、标准化、系列化绘制方案图初步性能计算设计任务书编制阶段设计任务书的制定绘制总布置草图初选主要技术参数技术设计阶段技术设计确定主要参数和结构总成设计绘制整车校对图运动干涉校核整车性能计算出试制图和技术文件改进设计试制总成和样车总成试验整车试验使用试验评价试验改进没计试制、试验、改进、定型阶段鉴定定型工艺审查成本核算价值分析出生产准备用图编制鉴定文件生产准备阶段小批量生产、用户试验工艺调试继续试验改进设计完成生产用图小批试生产生产销售阶段批量生产与销售正式销售售后服务.设计任务书编制阶段产品(汽车)设计的前期从构思产品开始到确定设计技术指标和下达产品设计任务书为止的这一阶段工作称之为概念设计。概念设计是对新开发汽车的总体概念进行概括的描述是确定汽车性能、外形与内饰等主要方面的初步设计。市场预测:要调查分析市场容量的大小最经济的生产纲领、生产方式用户对产品的要求以及有关法规的规定。使用调查:要调查同类汽车的使用情况包括使用中反映出来的优缺点还应当搜集总成、零件的损坏统计资料和进行寿命分析汽车的使用条件用户对车型的要求。产品应尽最大可能满足用户的要求以求新开发的车型在同类型产品中处于领先地位在市场上能畅销进而初定整车及主要总成的形式和主要参数。产品水平分析:主要是通过搜集资料和进行样车试验与测绘深入了解国内外企业同类型汽车的发展水平和动向。对搜集到的各种资料经整理、分类、分析在消化的基础上加以利用以确定新车型的先进性初定整车主要性能所要达到的指标同时满足国内外有关标准与法规的规定保证市场销售对路。形体设计:在概念设计阶段通过整车和车身内部尺寸布置绘制外形构思草图(图l)、美术效果图和制作油泥模型等为人们提供准备开发的车型形体概念。车身外形应在保证汽车拥有较小空气阻力系数的同时具有符合审美规律的形体。车身内部设计要符合人体工程学的要求保证驾驶员操纵方便乘员乘坐舒适。实车制造出来之前在图样上表现新开发汽车造型效果的图称之为美术效果图该图应具有真实感。图上应表示出车型前面、侧面、后面的关系。画出汽车的前侧面与后侧面的美术效果图能概括出车型的整个形状(图l)表达造型的构思真实反映车身外形用来提供作为初步选型的参考。因为在图面上表达车身外形不能代替空间形体因此还要制作油泥模型。概念设计阶段可以制作比例为/或l/的便于制作和修改的油泥模型。为了使新开发的汽车投放市场后在价格上占有优势使企业获得效益和发展在概念设计阶段就要控制成本对产品进行价值工程分析并把产品的目标成本列入设计指标考核内容。目标成本=售价利润即根据产品在市场上的定位确定售价(与同类产品进行比较)减去希望得到的利润即可确定目标成本。如果实际成本(决定于材料、工艺、结构复杂程度等)大于目标成本则利润将减少因为在市场竞争中某一档次产品的售价是不会因为其实际成本高或低而改变的。市场需求的变化会影响产品的变化。为了在更新产品时能减少投资、降低成本应该尽可能少地更换生产设备和工艺装备等。因此在开发新车型的时候就要注意总成及零部件的通用化、标准化和系列化。总体设计师根据整车设想画出多幅总体方案图进行分析比较。方案图对主要总成只画出租线条的轮廓重点放在突出各方案之间的差别上做到对比时一目了然。总体方案确定后要画总布置草图此图要对各部件进行较为仔细的布置应较为准确地各部件的形状和尺寸确定各总成质心位置然后计算轴荷分配和质心位置高度必要时还要进行调整。此时应较准确地确定与汽车总体布置有关的各尺寸参数同时对整车主要性能进行计算并据此确定各总成的技术参数确保各总成之间参数匹配合理保证整车各性能指标达到预定要求。上述工作完成后着手编写设计任务书。设计任务书主要应包括下列内容:)可行性分析。其内容包括市场预测企业技术开发和生产能力分析产品开发的目的新产品的设计指导思想预计的生产纲领和产品的目标成本以及技术经济分析等。)产品型号及其主要使用功能技术规格和性能参数。)整车布置方案的描述及各主要总成的结构、特性参数。标准化、通用化、系列化水平。)国内、外同类汽车技术性能分析和对比。)本车拟用的新技术、新材料和新工艺。开发新车的各项性能指标要符合国家有关标准、法规要求特别要注意贯彻《机动车运行安全技术条件》(GB一)的国家标准。.技术设计阶段设计任务书对汽车形式和汽车的各项技术指标对各总成的形式、尺寸、质量、性能等均有明确要求。此外总体设计师对各总成提出的要求和边缘条件等也应以书面形式提出作为双方共同工作的依据。在上述条件具备后各总成设计师可以进行工作而总体设计师在此期间要协调总成与整车和总成与总成之间出现的各种矛盾。各总成完成设计后总体设计师负责将各总成设计结果反映到整车校对图上进行校对目的是发现问题、解决问题以减少试制、装车时出现的技术问题。有关运动校核也是技术设计阶段应该完成的工作。最后要编制包括整车明细表和技术条件在内的整车技术文件。.试制、试验、改进、定型阶段试制、试验阶段的主要工作是进行样车试制然后对样车进行试验。其目的是:判断根据设计图样制造出来的零部件组装起来之后是否达到预期目标找出不足并取得进行修改的依据评价汽车的可靠性及强度。仅通过理论计算作为根据是不够的最终需经过样车试验来判别。试验应根据国家制定的有关标准逐项进行。不同车型有不同的试验标准。试制、试验完成后应对结果进行分析并针对暴露出来的技术问题进行改进设计再进行第二轮试制和试验直至产品定型。.生产准备阶段生产准备阶段的主要工作是进行生产准备和小批量试生产并让试生产车进一步经受用户的考验。.生产销售阶段生产销售阶段是对产品进行正式批量生产并对产品进行销售和售后服务工作。在售后服务工作中还要征求用户意见并将这些意见反映给有关部门以利改进和不断提高产品质量、扩大市场。上述各阶段工作有些须先行一步如市场调查和进行概念设计等有些工作可以同时或交叉进行如在完成产品设计的同时又进行样车试验以及完成工厂的扩建、新建工程工作。第二节汽车形式的选择不同形式的汽车主要体现在轴数、驱动形式以及布置形式上有区别。一、轴数汽车可以有两轴、三轴、四轴甚至更多的轴数。影响选取轴数的因素主要有汽车的总质量、道路法规对轴载质量的限制和轮胎的负荷能力。我国公路标准规定对于四级公路及桥梁单轴最大允许轴载质量为t双连轴最大允许轴载质量为t(每轴t)。根据公路对汽车轴载质量的限制、所设计汽车的总质量、轮胎的负荷能力以及使用条件等可以确定汽车的轴数。因为双轴汽车结构简单、制造成本低故总质量小于t的公路运输车辆广泛采用这种方案。总质量在~t的公路运输车采用三轴形式总质量更大的汽车用四轴和四轴以上的形式。因为轿车总质量较小均采用两轴形式。不在公路上行驶的汽车轴荷不受道路桥梁限制如矿用自卸车等多数采用两轴形式。二、驱动形式汽车驱动形式有、、、、、、等其中前一位数字表示汽车车轮总数后一位数字表示驱动轮数。采用驱动形式的汽车结构简单、制造成本低多用于轿车和总质量小些的公路用车辆上。总质量在~t的公路用汽车采用或的驱动形式。为了提高越野汽车的通过性应采用全轮驱动形式。三、布置形式汽车的布置形式是指发动机、驱动桥和车身(或驾驶室)的相互关系和布置特点而言。汽车的使用性能除取决于整车和各总成的有关参数以外汽车的布置形式对使用性能也有重要影响。.轿车的布置形式轿车的布置形式主要有发动机前置前轮驱动、发动机前置后轮驱动、发动机后置后轮驱动三种见图少数轿车采用发动机前置全轮驱动。()发动机前置前轮驱动发动机前置前驱动时可以纵置或者前置也可以布置在轴距外、轴距内或前桥上方。这种布置形式目前在中级及其以下级别轿车上得到广泛应用主要是因为有下述优点:与后轮驱动汽车比较前轮驱动汽车的前桥轴荷大有明显的不足转向性能因为前轮是驱动轮所以越过障碍的能力高主减速器与变速器装在一个壳体内因而动力总成结构紧凑因为没有传动轴车内地板凸包高度可以降低(此时地板凸包仅用来容纳排气管)有利于提高乘坐舒适性当发动机布置在轴距外时汽车的轴距可以缩短因而有利于提高汽车的机动性汽车散热器布置在汽车前部散热条件好发动机得到足够的冷却行李箱布置在汽车后部故有足够大的行李箱空间容易改装为客货两用车或救护车供暖机构简单且因管路短所以供暖效率高因为发动机、离合器、变速器与驾驶员位置近所以操纵机构简单发动机可以来用纵置或横置方案特别是采用横置发动机时能缩短汽车的总长加上取消了传动轴等因素的影响汽车消耗的材料明显减少使整各质量减轻发动机横置时原主减速器的锥齿轮用圆柱齿轮取代降低了制造难度同时在装配和使用时也不必进行齿轮调整工作此时变速器和主减速器可以使用同一种润滑油。发动机前置前轮驱动轿车的主要缺点是:前轮驱动并转向需要采用等速万向节其结构和制造工艺均复杂前桥负荷较后轴重并且前轮又是转向轮故前轮工作条件恶劣轮胎寿命短上坡行驶时因驱动轮上附着力减少汽车爬坡能力降低一旦发生正面碰撞事故发动机及其附件损失较大维修费用高。目前我国生产的Audil、Santana、Jetta、CA、Bulck、Passat、Accord、富康、英格尔(南汽)、夏利等轿车均采用发动机前置前轮驱动的布置形式。()发动机前置后轮驱动发动机前置后轮驱动轿车有如下主要优点:轴荷分配合理因而有利于提高轮胎的使用寿命前轮不驱动因而不需要采用等速万向节并有利于减少制造成本操纵机构简单采暖机构简单且管路短供暖效率高发动机冷却条件好上坡行驶时因驱动轮上的附着力增大故爬坡能力强改装为客货两用车或救护车比较容易有足够大的行李箱空间因变速器与主减速器分开故拆装、维修容易。发动机前置后轮驱动轿车的主要缺点是:因为车身地板下有传动轴地板上有凸起的通道并使后排座椅中部座垫的厚度减薄影响了乘坐舒适性汽车正面与其它物体发生碰撞易导致发动机进入客厢会使前排乘员受到严重伤害汽车的总长较长整车整备质量增大同时影响到汽车的燃油经济性和动力性。发动机前置后轮驱动轿车因客厢较长乘坐空间宽敞行驶平稳故在中高级和高级轿车上得到应用。()发动机后置后轮驱动对于发动机后置后轮驱动轿车除去动力总成包括发动机、离合器、变速器和主减速器布置成一体使结构紧凑以外还有下述优点:因为发动机后置汽车前部高度有条件降低改善了驾驶员视野整车整备质量小没有传动轴而且排气管不必从前部向后延伸故客厢内地板比较平整只需用较低的凸包高度来容纳操纵机构的杆件和加强地板刚度这就改善了后排座椅中间座位乘员的出入条件乘客座椅能够布置在舒适区内在坡道上行驶时由于驱动轮上附着力增加爬坡能力提高发动机布置在轴距外时汽车轴距短机动性能好。发动机后置后轮驱动轿车的主要缺点是:后桥负荷重使汽车具有过多转向的倾向前轮附着力小高速行驶时转向不稳定影响操纵稳定性行李箱在前部受转向轮转向占据一定空间和改善驾驶员视野影响行李箱空间不够大因动力总成在后部距驾驶员较远所以操纵机构复杂受发动机高度影响改装为客货两用车或救护车困难。因上述缺点发动机后置后轮驱动轿车几乎已不采用。.货车布置形式按驾驶室与发动机相对位置的不同货车有长头式、短头式、平头式和偏置式。长头式的特点是发动机位于驾驶室前部当发动机有少部分位于驾驶室内时称为短头式发动机位于驾驶室内时称为平头式驾驶室偏置在发动机旁的货车称为偏置式。布置形式为平头式的货车其主要优点如下:汽车总长和轴距尺寸短最小转弯直径小机动性能良好不需要发动机罩和翼子板加上总长缩短等因素的影响汽车整备质量减小驾驶员的视野得到明显改善采用翻转式驾驶室时能改善发动机及其附件的接近性汽车面积利用率高。平头式货车的主要缺点有:前轴负荷大因而汽车通过性能变坏因为驾驶室有翻转机构和锁住机构使机构复杂进、出驾驶室不如长头式货车方便离合器、变速器等操纵机构复杂驾驶室内受热及振动均比较大汽车正面与其它物体发生碰撞时特别是微型、轻型平头货车使驾驶员和前排乘员受到严重伤害的可能性增加。平头式货车的发动机可以布置在座椅下后部此时中间座椅处没有很高的凸起可以布置三人座椅故得到广泛应用。发动机布置在驾驶员和副驾驶员座椅中间形成凸起隔断的布置方案仅在早期的平头车上得到应用。平头式货车在各种级别的货车上得到广泛应用。长头式货车的主要优缺点与平头式货车的优缺点相反而短头式介于两者之间但更趋于与长头式优缺点相近。长头式货车的前轮相对车头的位置有三种:靠前、居中、靠后。前轮靠前时因轴荷分配不合理已不采用前轮靠后时轮罩凸包会影响驾驶员的操作空间前轮居中时外形美观、布置匀称故得到广泛应用。偏置式驾驶室的货车主要用于重型矿用自卸车上。它具有平头式货车的一些优点如轴距短、视野良好等此外还具有驾驶室通风条件好、维修发动机方便等优点。货车按照发动机位置不同可分为发动机前置、中置和后置三种布置形式。其中发动机前置后桥驱动货车得到广泛应用。它与其它两种布置形式比较有如下主要优点:维修发动机方便离合器、变速器等操纵机构简单货箱地板高度低可以采用直列发动机、V型发动机或卧式发动机发现发动机故障容易。发动机前置后桥驱动的货车有下述主要缺点:如果采用平头式驾驶室而且发动机布置在前轴之上处于两侧座位之间时驾驶室内部拥挤隔热、隔振、密封和降低噪声问题难以解决如果采用长头式驾驶室为保证具有良好的视野驾驶员座椅须布置高些这又影响整车和质心高度同时增加了整车长度。采用卧式发动机且布置在货箱下方的后桥驱动货车因发动机通用性不好需特殊设计维修不便油门、离合器、变速器等操纵机构因距驾驶员远导致机构复杂发动机距地面近容易被车轮带动起来的泥土弄脏受发动机位置影响货箱地板高度高。目前这种布置形式的货车已不采用。发动机后置后轮驱动货车是由发动机后置后轮驱动的轿车变型而来所以极少采用。这种形式的货车后桥超载操纵机构复杂发现发动机故障和维修发动机都困难以及发动机容易被泥土弄脏等是它的主要缺点。.大客车的布置形式根据发动机的位置不同大客车有下列布置形式:发动机前置后桥驱动见图la发动机中置后桥驱动见图b发动机后置后桥驱动见图lc。发动机前置时可布置在轴距外或布置在前轴上方。发动机后置时可以纵置或横置在汽车后部见图ld。()发动机前置后桥驱动大客车采用发动机前置后桥驱动布置方案的优点是:动力总成操纵机构结构简单散热器位于汽车前部冷却效果好冬季在散热器罩前部蒙以保护棉被能改善发动机的保温条件发动机出现故障时驾驶员容易发现。此方案的主要缺点有:发动机凸起在地板表面上部因而车厢面积利用不好并且布置座椅时会受到发动机的限制由于传动轴从地板下面通过致使地板平面离地面较高乘客上、下车不方便传动轴长度长发动机的噪声、气味和热量易于传人车厢内隔绝发动机振动困难影响乘坐舒适性检查发动机故障必须在驾驶室内进行降低了检修工作的舒适性如果乘客门布置在轴距内使车身刚度削弱若采用前开门布置虽然可以改善车身刚度但会使前悬加长同时可能使前轴超载。()发动机后置后桥驱动这种布置方案的主要优点是:能较好地隔绝发动机的噪声、气味、热量检修发动机方便轴荷分配合理同时由于后桥簧上质量与簧下质量之比增大能改善车厢后部的乘坐舒适性当发动机横置时车厢面积利用较好并且布置座椅受发动机影响较少作为城市间客车使用时能够在地板下部和客车全宽范围内设立体积很大的行李箱。作为市内用客车不需要行李箱则可以降低地板高度传动轴长度短。此方案的主要缺点是:发动机的冷却条件不好必须采用冷却效果强的散热器动力总成操纵机构复杂驾驶员不容易发现发动机故障。()发动机中置后桥驱动此方案的主要优点是:轴荷分配合理传动轴的长度短车厢内面积利用最好并且座椅布置不会受发动机的限制乘客车门能布置在前轴之前等。此方案存在的缺点是:发动机必须用水平对置式的且布置在地板下部给检修发动机带来困难驾驶员不容易发现发动机故障发动机在热带的冷却条件和在寒带的保温条件均不好发动机的噪声、气味、热量和振动均能传人车厢动力总成操纵机构复杂受发动机影响地板平面距地面较高在土路上行驶发动机极易被泥土弄脏。发动机前置后桥驱动的大客车常在货车底盘基础上改装而成发动机后置后桥驱动大客车优点明显。目前这两种布置形式的大客车得到广泛应用。第三节汽车主要参数的选择一、汽车主要尺寸的确定汽车的主要尺寸有外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬、货车车头长度和车箱尺寸等.外廓尺寸GBl汽车外廓尺寸限界规定汽车外廓尺寸长:货车、越野车、整体式客车不应超过m单铰接式客车不超过m半挂汽车列车不超过m全挂汽车列车不超过m不包括后视镜汽车宽不超过m空载、顶窗关闭状态下汽车高不超过m后视镜等单侧外伸量不得超出最大宽度处mm顶窗、换气装置开启时不得超出车高mm。不在公路上行驶的汽车其外廓尺寸不受上述规定限制。轿车总长是轴距L、前悬和后悬的和。它与轴距L有下述关系:=L/C。式中C为比例系数其值在~之间。发动机前置前轮驱动汽车的C值为~发动机后置后轮驱动汽车的C值约为~。aLFLRLaL轿车宽度尺寸一方面由乘员必需的室内宽度和车门厚度来决定另一方面应保证能布置下发动机、车架、悬架、转向系和车轮等。轿车总宽与车辆总长之间有下述近似关系:=(/)+()mm。后座乘三人的轿车不应小于mm。aBaLaBaLaB影响轿车总高的因素有轴间底部离地高地板及下部零件高室内高和车顶造型高度等。aHmhphBHth轴间底部离地高入m应大于最小离地间隙。由座位高、乘员上身长和头部及头上部空间构成的室内高一般在l~mm之间。车顶造型高度大约在~mm范围内变化。minhBh.轴距L轴距L对整备质量、汽车总长、最小转弯直径、传动轴长度、纵向通过半径有影响。当轴距短时上述各指标减小。此外轴距还对轴荷分配有影响。轴距过短会使车厢(箱)长度不足或后悬过长上坡或制动时轴荷转移过大汽车制动性和操纵稳定性变坏车身纵向角振动增大对平顺性不利万向节传动轴的夹角增大。原则上轿车的级别越高装载量或载客量多的货车或客车轴距取得长。对机动性要求高的汽车轴距宜取短些。为满足市场需要工厂在标准轴距货车基础上生产出短轴距和长铀距的变型车。不同铀距变型车的轴距变化推荐在~m的范围内来确定为宜。汽车的轴距可参考表l提供的数据选定。表各类汽车的轴距和轮距车型类别轴距L/mtn轮距B/mm轿车微型级普通级中级中、高级高级X货车微型轻型中型重型~~车型类别轴距L/mm轮距B/mm矿用自卸车总质量ma/t<>大客车城市大客车(单车)长途大客车(单车).前轮距和后轮距BB增大轮距随之而来的是室内宽并有利于增加侧倾刚度。但是此时汽车总宽和总质量增加并影响最小转弯直径变化。受汽车总宽不得超过m限制轮距不宜过大。但在取定的前轮距范围内应能布置下发动机、车架、前悬架和前轮并保证前轮有足够的转向空间同时转向杆系与车架、车轮之间有足够的运动间隙。在确定后轮距时应考虑两纵梁之间的宽度、悬架宽度和轮胎宽度及它们之间应留有必要的间隙。BB各类汽车的轮距可参考表提供的数据确定。.前悬和后悬FLRL前、后悬长时汽车接近角和离去角都小影响汽车通过性能。对长头汽车前悬不能缩短的原因是在这段尺寸内要布置保险杠、散热器、风扇、发动机等部件。从撞车安全性考虑希望前悬长些从视野角度考虑又要求前悬短些。前悬对平头汽车上下车的方便性有影响前钢板弹簧长度也影响前悬尺寸。长头货车前悬一般在~nun范围内。货车后悬长度取决于货箱、相距和轴荷分配的要求。轻型、中型货车的后悬一般在mm之间特长货箱汽车的后悬可达mm但不得超过轴距的%。轿车后悬长度影响行李箱尺寸。客车后悬长度不得超过轴距的%绝对值不大于mm。对于三轴汽车若二、三轴为双后轴其轴距应按第一轴至双后轴中心线的距离计算若一、二轴为双转向轴其轴距按一、三轴的轴距计算。.货车车头长度货车车头长度系指从汽车的前保险杠到驾驶室后围的距离。车身形式即长头型还是平头型对车头长度有绝对影响。此外车头长度尺寸对汽车外观效果、驾驶室居住性和发动机的接近性等有影响。长头型货车车头长度尺寸一般在~mm之间平头型货车一般在~mm之间。.货车车箱尺寸要求车箱尺寸在运送散装煤和袋装粮食时能装足额定吨数。车箱边板高度对汽车质心高度和装卸货物的方便性有影响一般应在~mm范围内选取。车箱内宽应在汽车外宽符合国家标准的前提下适当取宽些以利缩短边板高度和车箱长度。行驶速度能达到较高车速的货车使用过宽的车箱会增加汽车迎风面积导致空气阻力增加。车箱内长应在能满足运送上述货物额定吨位的条件下尽可能取短些以利于减小整备质量。二、汽车质量参数的确定.整车整备质量m整车整备质量是指车上带有全部装备(包括随车工具、备胎等)加满燃料、水但没有装货和载人时的整车质量。整车整备质量对汽车的成本和使用经济性均有影响。目前尽可能减少整车整备质量的目的是通过减轻整备质量增加装载量或载客量抵消因满足安全标准、排气净化标准和噪声标准所带来的整备质量的增加节约燃料。减少整车整备质量的措施主要有:采用强度足够的轻质材料新设计的车型应使其结构更合理。减少整车整备质量是从事汽车设计工作中必须遵守的一项重要原则。整车整备质量在设计阶段需估算确定。在日常工作中收集大量同类型汽车各总成、部件和整车的有关质量数据结合新车设计的结构特点、工艺水平等初步估算出各总成、部件的质量再累计构成整车整备质量。轿车和客车的整备质量也可按每人所占整车整备质量的统计平均值估计(表l)。表轿车和客车人均整备质量车型人均整备质量值/(t人)车型人均整备质量值/(t人)微型轿车普通级轿车中级轿车......中高级以上轿车中型以下客车大型客车.......汽车的载客量和装载质量(简称装载量)()汽车的载客量轿车的载客量用座位数表示。微型和普通级轿车为~座中级以上轿车为~座。城市大客车的载客量由等于座位数的乘客和站立乘客两部分构成。站立乘客按每平方米~人计算。长途大客车和专供游览观光用的大客车其载客量等于座位数。()汽车的装载质量汽车的装载质量是指在硬质良好路面上行驶时所允许的额定装载量。汽车在碎石路面上行驶时装载质量约为好路面的%~%。越野汽车的装载em量是指越野行驶时或在土路上行驶时的额定装载量。货车装载质量的确定首先应与行业产品规划的系列符合其次要考虑到汽车的用途和使用条件。原则上货流大、运距长或矿用自卸车应采用大吨位货车货源变化频繁、运距短的市内运输车采用中、小吨位的货车比较经济。em.质量系数mη质量系数ηm是指汽车装载质量与整车整备质量的比值即mη=/。该系数反映了汽车的设计水平和工艺水平emmmη值越大说明该汽车的结构和制造工艺越先进。在参考同类型汽车选定mη以后(表)可根据任务书中给定的值计算出整车整备质量。em表不同类型汽车的质量系数mη。汽车类型mη货车轻型中型重型..~....矿用自卸车最大装载质量me/t<>.....轴荷分配汽车的轴荷分配是指汽车在空载或满载静止状态下各车轴对支承平面的垂直载荷也可以用占空载或满载总质量的百分比来表示。轴荷分配对轮胎寿命和汽车的使用性能有影响。从轮胎磨损均匀和寿命相近考虑各个车轮的载荷应相差不大为了保证汽车有良好的动力性和通过性驱动桥应有足够大的载荷而从动轴载荷可以适当减少为了保证汽车有良好的操纵稳定性转向轴的载荷不应过小。汽车的发动机位置与驱动形式不同对轴荷分配有显著影响。各类汽车的轴荷分配见表l。表各类汽车的轴荷分配满载空载车型前轴后轴前轴后轴轿车发动机前置前轮驱动发动机前置后轮驱动发动机后置后轮驱动%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%货车X后轮单胎X后轮双胎长、短头式X后轮双胎平头式X后轮双胎%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%三、汽车性能参数的确定.动力性参数()最高车速maxυ随着道路条件的改善汽车特别是中、高级轿车的最高车速有逐渐提高的趋势。轿车的最高车速maxυ大于货车、客车的最高车速。级别高的轿车的最高车速maxυ要大于级别低些轿车的最高车速。微型、轻型货车最高车速大于中型、重型货车的最高车速重型货车最高车速较低。有关客车的车速见交通部行业标准JT/T一。其它车型的最高车速范围见表。表汽车动力性参数范围汽车类别最高车速maxυ/(kmh)比功率Pms/(Kw)比转矩Tms/(Nmt)微型级普通级中级中、高级高级微型轻型中型重型()加速时间t汽车在平直的良好路面上从原地起步开始以最大的加速强度加速到一定车速所用去的时间称为加速时间。对于最高车速maxυ>km/h的汽车常用加速到kmh所需的时间来评价如中、高级轿车此值一般为~s普通级轿车为~s。对于maxυ低于km/h的汽车可用~km/h的加速时间来评价。()上坡能力用汽车满载时在良好路面上的最大坡度阻力系数来表示汽车上坡能力。因轿车、货车、越野汽车的使用条件不同对它们的上坡能力要求也不一样。通常要求货车能克服%坡度越野汽车能克服%坡度。maxi()汽车比功率和比转矩比功率是汽车所装发动机的标定最大功率与汽车最大总质量之比。它可以综合反映汽车的动力性。轿车的比功率大于货车和客车货车的比功率随总质量的增加而减小。为保证路上行驶车辆的动力性不低于一定的水平防止某些性能差的车辆阻碍交通应对车辆的最小比功率做出规定。我国GB一《机动车运行安全技术条件》规定:农用运输车与运输用拖拉机的比功率不小于kWt其它机动车不小于kWt。比转矩是汽车所装发动机的最大转矩与汽车总质量之比。它能反映汽车的牵引能力。不同车型的比功率和比转矩范围见表l。有关客车的比功率见交通部行业标准JTT。.燃油经济性参数汽车的燃油经济性用汽车在水平的水泥或沥青路面上以经济车速或多工况满载行驶百公里的燃油消耗量(L/km)来评价。该值越小燃油经济性越好。级别低的轿车百公里燃油消耗量要低于级别高的轿车(表l)。未来的发展趋势是百公里油耗量继续减少如正在研制的超经济型轿车的百公里燃油消耗量为L/km。表轿车的百公里燃油消耗量车型微型轿车普通级轿车中级轿车高级轿车百公里燃油消耗量/IL(kin)”..~.货车有时用单位质量的百公里油耗量来评价(表l)。表货车单位质量百公里燃油消耗量L(tkm)总质量mat汽油机柴油机总质量ma/t汽油机柴油机<~.~..~..~..~.~>~.~..~..~..~.包括矿用自卸车。.最小转弯直径minD转向盘转至极限位置时汽车前外转向轮轮辙中心在支承平面上的轨迹圆的直径称为最小转弯直径。用来描述汽车转向机动性是汽车转向能力和转向安全性能的一项重要指标。minDminD转向轮最大转角、汽车轴距、轮距等对汽车最小转弯直径均有影响。对机动性要求高的汽车应取小些。GB一《机动车运行安全技术条件》中规定:机动车的最小转弯直径不得大于m。当转弯直径为m时前转向轴和末轴的内轮差(以两内轮轨迹中心计)不得大于m。minD各类汽车的最小转弯直径见表。minD表各类汽车的最小转弯直径Dmin车型级别Dmin/m车型级别Dmin/m轿车微型普通级中级高级..~货车微型轻型中型重型货车微型中型大型矿用自卸车装载质量ma/t<>.通过性的几何参数总体设计要确定的通过性几何参数有:最小离地间隙接近角minhγ离去角γ纵向通过半径ρ等。各类汽车的通过性参数视车型和用途而异其范围见表。表汽车通过性的几何参数车型hmin/mmγ/()Yγ/()ρ/mX轿车..X轿车..x货车..X货车、X货车..X客车、X客车...操纵稳定性参数汽车操纵稳定性的评价参数较多与总体设计有关并能作为设计指标的有:()转向特性参数为了保证有良好的操纵稳定性汽车应具有一定程度的不足转向。通常用汽车以g的向心加速度沿定圆转向时前、后轮侧偏角之差(δ-δ)作为评价参数。此参数在~为宜。()车身侧倾角汽车以g的向心加速度沿定圆等速行驶时车身侧倾角控制在以内较好最大不允许超过。()制动前俯角为了不影响乘坐舒适性要求汽车以g减速度制动时车身的前俯角不大于。.制动性参数汽车制动性是指汽车在制动时能在尽可能短的距离内停车且保持方向稳定下长坡时能维持较低的安全车速并有在一定坡道上长期驻车的能力。目前常用制动距离st和平均制动减速度j来评价制动效能。有关(GB)《机动车运行安全条件》中规定的路试检验行车制动和应急制动性能要求列于表l中。表路试检验行车制动和应急制动性能要求行车制动应急制动车辆类型制动初车速/(kmh)制动距离/mFMDD/(ms)试车道宽度踏板力/N制动初车速/(kmh)制动距离/mFMDD/(ms)操纵力/N()满载.座位数的客车空载...手脚满载.其它总质量.t的汽车空载...手脚满载.手其它汽车、汽车列车空载...脚.舒适性汽车应为乘员提供舒适的乘坐环境和方便的操作条件称之为舒适性。舒适性应包括平顺性、空气调节性能(温度、湿度等)、车内噪声、乘坐环境(活动空间、车门及通道宽度、内部设施等)及驾驶员的操作性能。其中汽车行驶平顺性常用垂直振动参数评价包括频率和振动加速度等此外悬架动挠度也用来作为评价参数之一详见第六章悬架设计。第四节发动机的选择一、发动机形式的选择当前汽车上使用的发动机仍然是以往复式内燃机为主。它分为汽油机、柴油机两类。与汽油机比较柴油机具有较好的燃油经济性使用成本低在相同的续驶里程内可以设置容积小些的油箱。柴油机压缩比可以达到~而汽油机一般控制在~柴油机热效率高达%而汽油机为%柴油机工作呵靠寿命长排污量少。柴油机的主要缺点是:由于提高了压缩比要求活塞和缸盖的间隙尽可能小加工精度比汽油机要求更高因自燃产生的爆发压力很大因此要求柴油机各部分的结构强度比汽油柴油机主要用于货车、大型客车上。随着发动机技术的进步轻型车和轿车用柴油机有日益增多的趋势。根据发动机气缸排列形式不同发动机有直列、水平对置和V型三种。气缸直列式排列具有结构简单、宽度窄、布置方便等优点。但当发动机缸数多时长度尺寸过长在汽车上布置困难因此直列式适用于缸以下的发动机。此外直列式还有高度尺寸大的缺点。与直列发动机比较V型发动机具有长度尺寸短因而曲轴刚度得到提高高度尺寸小发动机系列多等优点。其主要缺点是用于平头车时因发动机宽而布置上较为困难造价高。水平对置式发动机的主要优点是平衡好高度低。V型发动机主要用于中、高级和高级轿车以及重型货车上水平对置式发动机在少量大客车上得到应用。根据发动机冷却方式不同发动机分为水冷与风冷两种。大部分汽车用水冷发动机因为它具有冷

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