貨車總體設(shè)計 - 24

貨車總體設(shè)計（ =1000kg， =0.02，=100km/h）沈航北方科技學(xué)院課程設(shè)計說明書 課程名稱 貨車總體設(shè)計 教 學(xué) 部 機械工程系 專 業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化（汽車工程方向） 班 級 B042141 學(xué) 號 B04214124 學(xué)生姓名 王文博 指導(dǎo)教師 王志中 2013年12月32沈航北方科技學(xué)院 課程設(shè)計任務(wù)書 教 學(xué) 部 機械工程系 專業(yè) 機械設(shè)計制造及其自動化（汽車工程） 課程設(shè)計題目 貨車總體設(shè)計（me =1000kg；v amax= 100km/hfr = 0.02） 班級 B042141 學(xué)號 B04214124 姓名 王文博 課程設(shè)計時間: 2013 年 11 月25日至 2012 年 12 月 13 日 課程設(shè)計的內(nèi)容及要求： （一）主要內(nèi)容 1查閱資料、調(diào)查研究、制定設(shè)計原則 2選擇整車和各總成的結(jié)構(gòu)型式及主要技術(shù)特性參數(shù)和性能參數(shù)，形成一個完整的整車概念。選型過程中要進行必要的計算，并繪制總布置草圖，以檢驗所選擇的總成能否滿足選型時確定的整車性能和尺寸要求。 3汽車主要技術(shù)參數(shù)的確定 （1）汽車質(zhì)量參數(shù)的確定：汽車裝載質(zhì)量、整車整備質(zhì)量、汽車總質(zhì)量、汽車軸數(shù)和驅(qū)動型式、汽車的軸荷分配。 （2）汽車主要尺寸參數(shù)的確定：汽車軸距、汽車的前后輪距、汽車的前懸和后懸、汽車的外廓尺寸。 （3）汽車主要性能參數(shù)的確定：汽車動力性能參數(shù)（汽車最高車速 vamax、加速時間、最大爬坡度 imax、直接檔最大動力因數(shù) D0max、檔最大動力因數(shù) Dmax） 、燃料經(jīng)濟性參數(shù)、通過性參數(shù)、制動性參數(shù)、操縱穩(wěn)定性參數(shù)、行使平順性參數(shù)。 4繪制總布置圖 （1）明確繪制總布置圖的基準(zhǔn)； （2）標(biāo)注主要結(jié)構(gòu)尺寸和裝配尺寸。 （二）基本要求 1繪制汽車的總布置圖，0 號圖紙一張。 2編寫設(shè)計說明書，設(shè)計說明書應(yīng)包括以下內(nèi)容： （1） 汽車形式的選擇； （2）汽車各總成的選擇； （3）汽車主要技術(shù)參數(shù)的確定； （4）汽車主要性能的計算；包括：汽車動力性、經(jīng)濟性、操縱穩(wěn)定性等。 （5）參考文獻。 3. 設(shè)計進度與時間安排： （1）明確任務(wù)，分析有關(guān)原始資料，復(fù)習(xí)有關(guān)講課內(nèi)容及熟悉參考資料0.5周；（2）設(shè)計計算，1.0 周； （3）繪圖，1.0 周； （4）編寫說明書、答辯，0.5 周。 4.注意事項： （1）為保證設(shè)計進度及質(zhì)量，設(shè)計方案的確定、設(shè)計計算的結(jié)果等必須取得指導(dǎo)教師的認(rèn)可，尤其在繪制總布置圖前，設(shè)計方案應(yīng)由指導(dǎo)教師審閱。圖面要清晰干凈；尺寸標(biāo)注正確。 （2）編寫設(shè)計說明書時，必須條理清楚，語言通達，圖表、公式及其標(biāo)注要清晰明確，對重點部分，應(yīng)有分析論證，要能反應(yīng)出學(xué)生獨立工作和解決問題的能力。 （3）獨立完成圖紙的設(shè)計和設(shè)計說明書的編寫，若發(fā)現(xiàn)抄襲或雷同按不及格處理。 （三）主要參考文獻 1成大先 機械設(shè)計手冊（第三版） 2汽車工程手冊 機械工業(yè)出版社 3陳家瑞 汽車構(gòu)造（下冊） 人民交通出版社 4王望予 汽車設(shè)計 機械工業(yè)出版社 5余志生 汽車?yán)碚?機械工業(yè)出版社 （四）評語 （五）成績 本課程設(shè)計的成績按優(yōu)秀、良好、中等、及格、不及格五級評定，根據(jù)課設(shè)工作態(tài)度、出勤情況、設(shè)計方案、性能計算、圖紙質(zhì)量、說明書質(zhì)量、答辯情況等綜合評定每個同學(xué)的課程設(shè)計成績。 指導(dǎo)教師 年 月 日 負責(zé)教師 年 月 日 目錄1. 汽車形式的選擇11.1汽車質(zhì)量參數(shù)的確定11.1.1汽車載人數(shù)和裝載質(zhì)量11.1.2整車整備質(zhì)量確定11.1.3汽車總質(zhì)量11.2汽車輪胎的選擇21.3駕駛室布置31.4驅(qū)動形式的選擇41.5軸數(shù)的選擇41.6貨車布置形式41.7外廓尺寸的確定41.8軸距L的確定51.9前輪距B1和后輪距B251.10前懸LF和后懸LR51.11貨車車頭長度51.12貨車車箱尺寸62. 汽車發(fā)動機的選擇72.1發(fā)動機最大功率72.2發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩及其相應(yīng)轉(zhuǎn)速82.3選擇發(fā)動機83. 傳動比的計算和選擇103.1驅(qū)動橋主減速器傳動比的選擇103.2變速器傳動比的選擇103.2.1變速器頭檔傳動比的選擇103.2.2變速器的選擇114. 軸荷分配及質(zhì)心位置的計算124.1軸荷分配及質(zhì)心位置的計算125. 動力性能計算175.1驅(qū)動平衡計算175.1.1驅(qū)動力計算175.1.2行駛阻力計算175.1.3汽車行駛平衡圖185.2動力特性計算195.2.1動力因數(shù)D的計算195.2.2行駛阻力與速度關(guān)系195.2.3動力特性圖205.2.4汽車爬坡度計算205.2.5加速度倒數(shù)曲線215.3功率平衡計算245.3.1汽車行駛時，發(fā)動機能夠發(fā)出的功率245.3.2汽車行駛時，所需發(fā)動機功率245.3.3功率平衡圖256. 汽車燃油經(jīng)濟性計算267. 汽車不翻倒條件計算277.1汽車滿載不縱向翻倒的校核277.2汽車滿載不橫向翻倒的校核277.3汽車的最小轉(zhuǎn)彎直徑27總 結(jié)29參考文獻30附錄31參考車型時代 小卡之星BJ1032V3JB3.A輕卡基本參數(shù)31摘要根據(jù)本次課程設(shè)計的任務(wù)，完成了任務(wù)書上所要求的貨車的總體設(shè)計。本次課程設(shè)計為載重量1噸的輕型貨車的設(shè)計，首先對汽車的形式進行了確定，其中包括汽車外尺寸的設(shè)計，質(zhì)量參數(shù)的確定，輪胎，軸數(shù)，驅(qū)動形式以及布置形式的選擇。其次，以汽車的最高車速和總質(zhì)量選擇了汽車的發(fā)動機。查資料確定了汽車的整體結(jié)構(gòu)，包括車身，車廂，車頭的選擇。有輪距，軸距的確定等。在確定了發(fā)動機之后，計算了車的傳動比，選擇了變速箱，計算汽車的動力特性，包括了驅(qū)動力與阻力的平衡，動力因數(shù)，加速度，加速時間的確定。然后計算了汽車的燃油經(jīng)濟性問題。完成了汽車的設(shè)計。關(guān)鍵詞：總體設(shè)計，軸荷分配，動力性，燃油經(jīng)濟性。第1章 汽車形式的選擇1.1汽車質(zhì)量參數(shù)的確定 汽車質(zhì)量參數(shù)包括整車整備質(zhì)量、載客量、裝載質(zhì)量、質(zhì)量系數(shù)、汽車總質(zhì)量、載荷分配等。1.1.1汽車載人數(shù)和裝載質(zhì)量汽車的載荷質(zhì)量是指汽車在良好路面上所允許的額定裝載質(zhì)量。汽車載客量：2人汽車的載重量：me=1000kg1.1.2整車整備質(zhì)量mo確定整車整備質(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。質(zhì)量系數(shù)mo是指汽車載質(zhì)量與整車整備質(zhì)量的比值，mo= m0me/m0。根據(jù)表1-1表1-1 貨車質(zhì)量系數(shù)mo總質(zhì)量ma/tmo貨車1.8ma6.00.81.16.0ma14.01.201.35ma14.01.301.70本車型為輕型貨車，1.8ma6.0，故取mo=0.8根據(jù)公式mo= me/m0 ；mo= me/mo=1000/0.8=1250kg1.1.3汽車總質(zhì)量ma汽車總質(zhì)量ma是指裝備齊全，并按規(guī)定裝滿客、貨時的整車質(zhì)量。 ma= mo+ me+2×65kg （1.1）式中：ma汽車總質(zhì)量，kg； mo 整車整備質(zhì)量，kg； me汽車載質(zhì)量，kg；根據(jù)公式（2.1）可得：ma= mo+ me+2×65kg=1000+1250+2×65=2380kg汽車總質(zhì)量：2380 kg1.2汽車輪胎的選擇表1-2 各類汽車軸荷分配滿 載空 載前 軸后 軸前 軸后 軸商用貨車4×2后輪單胎32%40%60%68%50%59%41%50%4×2后輪雙胎，長、端頭式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%6×2后輪雙胎19%25%75%81%31%37%63%69%根據(jù)表1-2，本車型為4×2后輪雙胎，平頭式，故暫定前軸占32%，后軸占68%，則：前輪單側(cè)：后輪單側(cè)： 其中為輪胎所承受重量。 根據(jù)GB9744一1997可選擇輪胎如表1.3表1.4所示表1-3 輕型載重普通斷面斜膠輪胎氣壓與負荷對應(yīng)表負荷，kg 氣壓 kPa輪胎規(guī)格2502803203503904204604905305606.00.14LTS50054058066206556858.根據(jù)，選擇輪胎型號6.00.14LT，氣壓：390kPa，層級：8。輪胎 規(guī)格基本參數(shù)主 要 尺 寸，mm允許使用輪輞層級標(biāo)準(zhǔn)輪輞新 胎充 氣 后輪胎最大只用尺寸雙胎最小中心距斷面寬度外直徑負荷下靜半徑斷面寬度外直徑公路花紋越野花紋6.00.14LT6,84.5J170680.3241847071964J 5J表1-4 輕型載重普通斷面斜交線輪胎1.3駕駛室布置載貨車駕駛室一般有長頭式、短頭式、平頭式三種。平頭式貨車的主要優(yōu)點是：汽車總長和軸距尺寸短，最小轉(zhuǎn)彎直徑小，機動性能良好，汽車整備質(zhì)量小，駕駛員視野得到明顯的改善，平頭汽車的面積利用率高。短頭式貨車最小轉(zhuǎn)彎半徑、機動性能不如平頭式貨車，駕駛員視野也不如平頭式貨車好，但與長頭式貨車比較，還是得到改善，動力總成操作機構(gòu)簡單，發(fā)動機的工作噪聲、氣味、熱量和振動對駕駛員的影響與平頭貨車比較得到很大改善，但不如長頭式貨車。長頭式貨車的主要優(yōu)點是發(fā)動機及其附件的接觸性好，便于檢修工作，離合器、變速器等操縱穩(wěn)定機構(gòu)簡單，易于布置，主要缺點是機動性能不好，汽車整備質(zhì)量大，駕駛員的視野不如短頭式貨車，更不如平頭式貨車好，面積利用率低。綜上各貨車的優(yōu)缺點，本車選用平頭式，該布置形式視野較好，汽車的面積利用較高，在各種等級的載重車上得到廣泛采用。1.4驅(qū)動形式的選擇汽車的驅(qū)動形式有很多種。汽車的用途，總質(zhì)量和對車輛通過性能的要求等，是影響選取驅(qū)動形式的主要因素。本車采用普通商用車多采用結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低的42后雙胎的驅(qū)動形式。1.5軸數(shù)的選擇汽車的總質(zhì)量和道路法規(guī)對軸載質(zhì)量的限制和輪胎的負荷能力以及汽車的結(jié)構(gòu)等對汽車的軸數(shù)有很大的影響?？傎|(zhì)量小于19噸的商用車一般采用結(jié)構(gòu)簡單、成本低廉的兩軸方法,當(dāng)汽車的總質(zhì)量不超過32t時，一般采用三軸；當(dāng)汽車的總質(zhì)量超過32t時，一般采用四軸。故本車軸數(shù)定為兩軸。1.6貨車布置形式汽車的布置形式是指發(fā)動機、驅(qū)動橋和車身的相互關(guān)系和布置而言。汽車的使用性能取決于整車和各總成。其布置的形式也對使用性能也有很重要的影響。本車為平頭貨車，發(fā)動機前置后橋驅(qū)動。1.7外廓尺寸的確定GB15891989汽車外廓尺寸限界規(guī)定如下：貨車、整體式客車總長不應(yīng)超過12m，不包括后視鏡，汽車寬不超過2.25m；空載頂窗關(guān)閉狀態(tài)下，汽車高不超過4m；根據(jù)課設(shè)要求，并參考同類車型時代 小卡之星BJ1032V3JB3.A輕卡，本車的外廓尺寸如下：5060×1730×2045（mm*mm*mm）。1.8軸距L的確定軸距L對整車質(zhì)量、汽車總長、汽車最小轉(zhuǎn)彎半徑、傳動軸長度、縱向通過半徑等有影響?？紤]本車設(shè)計要求和表3-1推薦，根據(jù)汽車總質(zhì)量2380kg，并參考同類車型時代 小卡之星BJ1032V3JB3.A輕卡，軸距L選為2850 mm。表3-1各型汽車的軸距和輪距類別軸距/mm輪距/mm4×2貨車1.86.023003600130016506.014.036005500170020001.9前輪距B1和后輪距B2在選定前輪距B1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空間間隙。在確定后輪距B2時，應(yīng)考慮車架兩縱梁之間的寬度、懸架寬度和輪胎寬度及它們之間應(yīng)留有必要的間隙。根據(jù)表3.1，并參考同類車型時代 小卡之星BJ1032V3JB3.A輕卡，前輪距B1=1345mm后輪距B2=1240mm。1.10前懸LF和后懸LR前懸尺寸對汽車通過性、碰撞安全性、駕駛員視野、前鋼板彈簧長度、下車和上車的方便性以及汽車造型等均有影響。初選的前懸尺寸，應(yīng)當(dāng)在保證能布置總成、部件的同時盡可能短些。后懸尺寸對汽車通過性、汽車追尾時的安全性、貨廂長度、汽車造型等有影響，并決定于軸距和軸荷分配的要求?？傎|(zhì)量在1.814.0t的貨車后懸一般在12002200mm之間。參考同類車型時代 小卡之星BJ1032V3JB3.A輕卡，并根據(jù)本車結(jié)構(gòu)特點確定前懸LF：906mm 后懸LR：1304mm。1.11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。參考時代 小卡之星BJ1032V3JB3.A輕卡，本車車頭長1500mm1.12貨車車箱尺寸參考時代 小卡之星BJ1032V3JB3.A輕卡，考慮本車設(shè)計要求，確定本車車箱尺寸： 3300mm×1610mm×360mm。第2章 汽車發(fā)動機的選擇2.1發(fā)動機最大功率當(dāng)發(fā)動機的最大功率和相應(yīng)的轉(zhuǎn)速確定后，則發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩和相應(yīng)轉(zhuǎn)速可隨之確定，其值由下面公式計算： （2.1）式中：最大功率，kw； 傳動效率，取0.9； 重力加速度，取10m/s2； 滾動阻力系數(shù)，取0.02；空氣阻力系數(shù)，取0.8；汽車正面迎風(fēng)面積，其中為前輪距（見第三章），為汽車總高（見第三章） ； =1.345×2.045=2.75 m2；汽車總重,kg；汽車最高車速,km/h。根據(jù)公式（2.1）可得：=考慮汽車其它附件的消耗，可以在再此功率的基礎(chǔ)上增加1220即在58.963.11kw選擇發(fā)動機。2.2發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩及其相應(yīng)轉(zhuǎn)速當(dāng)發(fā)動機的最大功率和相應(yīng)的轉(zhuǎn)速確定后，則發(fā)動機最大轉(zhuǎn)矩和相應(yīng)轉(zhuǎn)速可隨之確定，其值由下面公式計算： （2.2） 式中：轉(zhuǎn)矩適應(yīng)系數(shù)，一般去1.11.3，取1.1 最大功率時轉(zhuǎn)矩，Nm 最大功率，kw 最大功率時轉(zhuǎn)速，r/min 最大轉(zhuǎn)矩，Nm其中，/在1.42.0之間取。這里取1.7根據(jù)公式（2.2） =/1.7=3200/1.7=1800r/min2.3選擇發(fā)動機根據(jù)上述功率及發(fā)動機的最大轉(zhuǎn)矩，選定CY4100Q：表2-1 CY4100Q主要技術(shù)參數(shù)CY4100Q主要技術(shù)參數(shù)  型    號： CY4100Q  形    式： 立式直列、水冷、四沖程、自然吸氣  氣 缸 數(shù)： 4100×118  工作容積： 3.707  燃燒室形式： 直噴四角型燃燒室  壓 縮 比： 17:1  額定功率/轉(zhuǎn)速： 66/3200  最大扭矩/轉(zhuǎn)速： 230/1800  標(biāo)定工況燃燒消耗率：   全負荷最低燃油消耗率： 228  最高空載轉(zhuǎn)速：  3520  怠速穩(wěn)定轉(zhuǎn)速： 700.750  機油消耗率： 1.2  工作順序： 1.3.4.2  噪聲限制： 116  煙    度： 3.5  排放標(biāo)準(zhǔn)： 歐  整機凈質(zhì)量： 168.8  外形參考尺寸： 679×462×600發(fā)動機外特性曲線如圖 2-1所示：圖2-1 發(fā)動機外特性曲線第3章 傳動比的計算和選擇3.1驅(qū)動橋主減速器傳動比的選擇在選擇驅(qū)動橋主減速器傳動比時，首先可根據(jù)汽車的最高車速、發(fā)動機參數(shù)、車輪參數(shù)來確定，其值可按下式計算： （3.1）式中：汽車最高車速（km/h）； 最高車速時發(fā)動機的轉(zhuǎn)速，一般=（0.91.1），其中為發(fā)動機最大功率時對應(yīng)的轉(zhuǎn)速，r/min；這里取為1，則 =1×=1×3200=3200車輪半徑，m。選用超速檔變速箱，取=1；根據(jù)公式（3.1）可得：3.2變速器傳動比的選擇3.2.1變速器頭檔傳動比的選擇（1）在確定變速器頭檔傳動比時，需考慮驅(qū)動條件和附著條件。為了滿足驅(qū)動條件，其值應(yīng)符合下式要求：式中：汽車的最大爬坡度，初選為16.5o。為了滿足附著條件，其大小應(yīng)符合下式規(guī)定：式中：驅(qū)動車輪所承受的質(zhì)量，kg；由于第一章中后軸軸荷分配暫定為68%，故=2380×68%=1618.4kg 附著系數(shù)。0.70.8之間，取=0.8。（2）各擋傳動比確定：由于在2.895.18，取=5.18，且ig5=1按等比數(shù)級分配各擋傳動比,=則q=1.51,=5.18，=q3=3.44，=q2=2.28，=1.51，ig5=13.2.2變速器的選擇實際上，對于擋位較少的變速器，各擋傳動比之間的比值常常并不正好相等，即并不是正好按等比數(shù)級來分配傳動比的，這主要是考慮到各擋利用率差別很大的緣故，汽車主要用較高擋位行駛的，中型貨車5擋位變速器中的1、2、3三個擋位的總利用率僅為10%到15%，所以較高擋位相鄰兩個擋見的傳動比的間隔應(yīng)小些，特別是最高擋與次高擋之間更應(yīng)小些。表3-1變速箱參數(shù)變速箱參數(shù)>>變速箱品牌：萬里揚變速箱型號：萬里揚 WLY525變速箱系列：萬里揚 WLY5系列變速箱檔位數(shù)：5個變速箱形式：單中間軸、全同步產(chǎn)品特點：匹配范圍：前進檔檔位數(shù)：5個倒檔檔位數(shù)：1個是否有同步器：是最大輸入扭矩：200N·m額定轉(zhuǎn)速：rpm換擋方式：手動主箱中心距：95mm副箱中心距：mm1檔傳動比：5.362檔傳動比：3.953檔傳動比：2.874檔傳動比：1.495檔傳動比：1倒檔1傳動比：5.25里程表傳動比：變速箱重量：56Kg變速箱油容量：1.7L 第4章 軸荷分配及質(zhì)心位置的計算4.1軸荷分配及質(zhì)心位置的計算根據(jù)力矩平衡原理，按下列公式計算汽車各軸的負荷和汽車的質(zhì)心位置：g1l1+g2l2+g3l3+=G2L g1h1+g2h2+g3 h2+=Ghg g1+g2+g3+=G （4.1） G1+G2=G G1L=GbG2L=Ga 式中：g1 、g2、 g3 各總成質(zhì)量，kg； l1 、l2 、l3 各總成質(zhì)心到前軸距離，mm； h1、 h2 、h2、 各總成質(zhì)心到地面距離，mm；G1 前軸負荷，kg；G2 后軸負荷，kg；L 汽車軸距，mm；a汽車質(zhì)心距前軸距離，mm；b汽車質(zhì)心距后軸距離，mm；hg汽車質(zhì)心到地面距離，mm。質(zhì)心確定如表 4-1所示表4-1 各部件質(zhì)心位置主要部件部件 質(zhì)量kg空載質(zhì)心坐標(biāo)（mm）滿載質(zhì)心坐標(biāo)（mm）空g*l空g*h滿g*l滿g*hlhlhG發(fā)動機14010055010050014000770001400070000G離合器54005504005002000275020002500變速器及離合器殼3560047060042021000164502100014700萬向節(jié)傳動軸1520004002000350300006000300005250后軸，后軸制動器160285032428502744560005184045600043840后懸架及減震50285050028504501425002500014250022500前懸架及減震器20 0500045001000009000前軸，前制動輪轂轉(zhuǎn)向梯形405032450274200012960200010960前輪胎總成6003240274019440016440后輪胎總成120285032428502743420003888034200032880車架及支架，拖鉤100195060019505501950006000019500055000轉(zhuǎn)向器10-600900-600 850-60009000-60008500手制動器6092008700552005220制動驅(qū)動機構(gòu)5-500500-500450 -25002500-25002250油箱及油管815005001500450120004000120003600消音器，排氣管32500300250025075009007500750蓄電池組20100050010004502000010000200009000儀表及其固定零件2-400800-400750-8001600-8001500車箱總成100185079018507401850007900018500074000駕駛室9009000850081000076500前擋泥板55003805003302500190025001650后擋泥板533003803300330165001900165001650人130002009500026000123500貨物1000002100800002800000800000整體2380100162035051764044463501391190.水平靜止時的軸荷分配及質(zhì)心位置計算根據(jù)表4-1所求數(shù)據(jù)和公式（4.1）可求滿載：G2=KgG1=23801560.12=819.88kgmmmm前軸荷分配：=35后軸荷分配：=65mm空載：kg=1250.568.54=681.46kg前軸荷分配: 后軸荷分配： mm根據(jù)下表得知以上計算符合要求表4-2各類汽車的軸荷分配滿 載空 載前 軸后 軸前 軸后 軸商用貨車4×2后輪單胎32%40%60%68%50%59%41%50%4×2后輪雙胎，長、端頭式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%6×2后輪雙胎19%25%75%81%31%37%63%69%a.水平路面上汽車滿載加速行駛時各軸的最大負荷計算對于后輪驅(qū)動的載貨汽車在水平路面上滿載行駛時各軸的最大負荷按下式計算： （4.2）式中：行駛時前軸最大負荷，kg； 行駛時候軸最大負荷，kg; 附著系數(shù)，在干燥的瀝青或混凝土路面上，該值為0.70.8。令，式中：行駛時前軸軸荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，0.80.9； 行駛時后軸軸荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，1.11.2。根據(jù)式（2.2）可得:kgkg滿足要求b.汽車滿載制動時各軸的最大負荷按下式計算： （4.3）式中：制動時的前軸負荷，kg； 制動時的后軸負荷，kg；令， 式中： 制動時前軸軸荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，1.41.6； 制動時后軸軸荷轉(zhuǎn)移系數(shù)，0.40.7。根據(jù)式（2.3）可得：kgkg 第5章 動力性能計算5.1驅(qū)動平衡計算5.1.1驅(qū)動力計算汽車的驅(qū)動力按下式計算： （5.1）式中：驅(qū)動力，N； 發(fā)動機轉(zhuǎn)矩，N·m； 車速，km/h。5.1.2行駛阻力計算汽車行駛時，需要克服的行駛阻力為：= 式中：道路的坡路，度，平路上時，其值為0o； 行駛加速度，m/s2,等速行駛時，其值為0； = (5.2)根據(jù)公式（5.1）及（5.2）可計算出各檔位汽車行駛時，驅(qū)動力，車速， 需要克服的行駛阻力，如表 5-1 表5-2 所示：表5-1各檔驅(qū)動力，速度T（N·m）224228230228224220215210200n(r/min)140016001800200022002400260028003200一擋Ft1(N)126021282812939128271260212377120961181411252v1(km/h)8 10 11 12 13 14 16 17 19 二擋Ft2(N)836985188593851883698219803278467472v2(km/h)13 15 16 18 20 22 24 25 30 三擋Ft3(N)554656465695564655465447532452004952v3(km/h)192124273032353843四擋Ft4(N)367337393772373936733608352634443280v4(km/h)212427303336394248五擋Ft5(N)243224762498247624322389233522802172V5(km/h)43.734956626874818799表5-2 行駛阻力Va15.00035.00055.00065.00080.00090 .000100.000F阻499.40603.42790.65915.471141.721318.551516.185.1.3汽車驅(qū)動力.行駛阻力平衡圖根據(jù)表5-1可繪出驅(qū)動力.行駛阻力平衡圖  圖5.1 驅(qū)動力.行駛阻力平衡圖 從圖5.1上可以清楚的看出不同車速時驅(qū)動力和行駛阻力之間的關(guān)系。汽車以最高擋行駛時的最高車速，可以直接在圖5.1上找到。顯然，F(xiàn)t5 曲線與FfFw曲線的交點便是uamax。因為此時驅(qū)動力和行駛阻力相等，汽車處于穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。圖5.1中最高車速大于105km/h，滿足設(shè)計要求。5.2動力特性計算5.2.1動力因數(shù)D的計算汽車的動力因數(shù)按下式計算： （5.3）5.2.2行駛阻力與速度關(guān)系 0.0076+0.000056 （5.4）根據(jù)式（5.3）及式（5.4）得汽車各檔行駛動力因數(shù)，如表 5-3所示：表5-3各檔速度與動力因素Te224228230228224220215210200Ne1400160018002000220024002600280032001擋Va18910121314151619D0.5290.5380.5430.5380.5280.5190.5070.4950.4712擋Va2121416181921232529D0.3500.3570.3590.3560.3490.3430.3350.3260.3103擋Va3192124273032353843D0.2310.2350.2360.2330.2290.2240.2180.2120.1994擋Va421242730333394248D0.1520.1540.1550.1530.1490.1450.1410.1360.1275擋Va5434956626874818799D0.0930.0930.0910.0860.0810.0750.0690.0620.048Va15.000 35.000 55.000 65.000 80.000 90.000 100.000 f 0.008 0.008 0.008 0.008 0.008 0.008 0.008表5-4 速度與滾動阻力系數(shù)的關(guān)系5.2.3動力特性圖利用表5-3做出動力特性圖 圖5.2 動力特性圖汽車在各擋下的動力因數(shù)與車速的關(guān)系曲線稱為動力特性曲線。在動力特性圖上作滾動阻力系數(shù)曲線f.ua，顯然線與直接擋D. ua曲線的交點即為汽車的最高車速。5.2.4汽車爬坡度計算汽車的上坡能力是用滿載時汽車在良好路面上的最大爬坡度imax表示的。最大爬坡度是指I擋最大爬坡度。= （5.5）式中：汽車頭檔動力因數(shù)。由式（5.7）可得：=0.6最大爬坡度為：60%>30% 滿足條件。5.2.5加速度倒數(shù)曲線由汽車行駛方程得： （5.6） 回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)，其值可按下式估算： （5.7）式中：=0.030.05，取0.04； 0.06，取0.05； 變速器各檔位時的傳動比。公式（5.7）可得各檔值：表5-4各檔回轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)ig5.183.442.281.5112.38 1.63 1.30 1.15 1.09由此可得各檔汽車行駛時各檔加速度及加速度倒數(shù)，如表 5-5所示：表5-5各檔速度、加速度與加速度倒數(shù)Ne1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3200 Te224 228 230 228 224 220 215 210 200 1擋v1(km/h）8910121314151619a(m/s2)2.1392.1782.1982.1782.1382.0972.0471.9971.8951/a0.4670.4580.4540.4590.4670.4760.4880.5000.5272擋v2(km/h)121416181921232529a(m/s2)2.0302.0672.0852.0642.0231.9831.9331.8821.7801/a0.4920.480.4790.4840.4940.5040.5170.5310.5613擋v3(km/h)192124273032353843a(m/s2)1.6261.6541.6661.6451.6081.5701.5241.4771.3821/a0.6140.6040.6000.6070.6210.6360.6560.6760.7234擋v4(km/h)212427303336394248a(m/s2)1.1511.1691.1751.1571.1251.0931.0551.0150.9341/a0.8680.8540.8500.8640.8880.9140.9470.9841.0695擋v5(km/h)4349.56626874818799a(m/s2)0.6770.6700.6520.6140.5640.5120.4520.3880.2531/a1.4751.4901.5321.6271.7701.9522.2112.5703.949由表5-5 可繪出加速度倒數(shù)曲線：圖5.4 加速度倒數(shù)曲線對加速度倒數(shù)和車速之問的關(guān)系曲線積分,可以得到汽車在平路上加速行駛時的加速時間。從20Km/h加速到100Km/h的時間t=188*a/3.6=37.6s。（a為一個小格代表的時間的倒數(shù)）5.3功率平衡計算5.3.1汽車行駛時，發(fā)動機能夠發(fā)出的功率汽車行駛時，發(fā)動機能夠發(fā)出的功率就是發(fā)動機使用外特性的功率值。根據(jù)求出發(fā)動機功率如表 5-6所示：表5-6發(fā)動機發(fā)出功率與速度關(guān)系n(r/min)1400 1600 1800 2000 2200 2400 2600 2800 3200 T (Nm)224 228 230 228 224 220 215 210 200 1擋v1(km/h)8910121314151619P1(kw)3238434751555861672擋v2(km/h)121416181921232529P2(kw)3238434750555861673擋v3(km/h)192124273032353843P3(kw)3238434751555861674擋v4(km/h)212427303336394248P4(kw)3238434751555861675v5(km/h)434956626874818799擋P5(kw)3238434751555861675.3.2汽車行駛時，所需發(fā)動機功率汽車行駛時，所需發(fā)動機功率即為克服行駛阻力所需發(fā)動機功率，其值按下式計算： （5.8）當(dāng)汽車在平路上等速行駛時，其值為 （5.9）由公式（5.9）得汽車在平路上等速行駛時所需發(fā)動機功率現(xiàn)將數(shù)據(jù)統(tǒng)計為下表表5-7阻力功率Va(km/h)15.000 35.000 55.000 65.000 80.000 90.000 100.000 Pe(kw) 2 61318 28 36 465.3.3功率平衡圖作發(fā)動機能夠發(fā)出的功率與車速之間的關(guān)系曲線，并作汽車在平路上等速行駛時所需發(fā)動機功率曲線，即得到汽車的功率平衡圖圖5.4 功率平衡圖在不同檔位時，功率大小不變，只是各擋發(fā)動機功率曲線所對應(yīng)的車速位置不同，且低擋時車速低，所占速度變化區(qū)域窄，高檔時車速高，所占變化區(qū)域?qū)?。Pf在低速范圍內(nèi)為一條斜直線，在高速時由于滾動阻力系數(shù)隨車速而增大，所以Pf隨ua以更快的速率加大；Pw則是車度ua函數(shù)。二者疊加后，阻力功率曲線是一條斜率越來越大的曲線。高速行駛時，汽車主要克服空氣阻力功率。圖中發(fā)動機功率曲線四擋與阻力功率曲線相交點處對應(yīng)的車速便是在良好水平路面上汽車的最高車速uamax，為100km/h。該車的四擋是經(jīng)濟擋位，用該擋行駛時發(fā)動機的負荷率高，燃油消耗量低。第6章 汽車燃油經(jīng)濟性計算在總體設(shè)計時，通常主要是對汽車穩(wěn)定行駛時的燃油經(jīng)濟性進行計算，其計算公式： （6.1）式中：汽車穩(wěn)定行駛時所需發(fā)動機功率，kw； 發(fā)動機的燃油消耗率，g/(kw.h),其值由發(fā)動機萬有特性得到； 燃油重度，N/L,柴油為7.948.13，其值取8.00； 汽車單位行程燃油消耗量，L/100km； 最高擋車速。圖6.1 萬有特性曲線根據(jù)計算公式（6.1）列出燃油消耗率，見下表表6.1燃油消耗Va(km/h)37 4451 5865 727986 93100 N （r/min）1184 1408 1632 1856 2080 2304 2528 2752 2976 3200 Pe(kw)7 9 11 14 18 22 27 33 39 46 Geg/(kw.h)280285288280270252251254248239QL/100km6.547.308.138.749.349.6710.6811.9612.9013.70根據(jù)表6-1繪出燃油經(jīng)濟圖圖6.2 等速百公里油耗第7章 汽車不翻倒條件計算7.1汽車滿載不縱向翻倒的校核 > (7.1)式中：b汽車質(zhì)心距后軸距離，m； hg汽車質(zhì)心到地面距離，m；>=>=0.8 經(jīng)計算符合條件7.2汽車滿載不橫向翻倒的校核汽車的側(cè)傾角在初次達到穩(wěn)態(tài)值之后有一個超調(diào)量，說明汽車在比準(zhǔn)靜態(tài)下更小的側(cè)向加速度時，內(nèi)側(cè)車輪就可能離開地面，即汽車的瞬態(tài)側(cè)傾閥值比準(zhǔn)靜態(tài)時的小。對于轎車和多用途車輛，階躍轉(zhuǎn)向時的側(cè)傾閥值比/(2)低約30%，而貨車則低約50%。 （7.2）式中：B汽車輪距，m； hg