载货汽车汽车动力总成匹配与总体设计

第 1 页太原科技大学课程设计说明书载货汽车汽车动力总成匹配与总体设计摘要:汽车车身总布置设计是车身设计的重要内容。车身总布置设计是在整车总布置的基础上进行的，主要包括汽车车身底盘的布置、前围的布置、发动机选择、以及其它装备的布置。可以说车身总布置设计的好坏是决定车身设计好坏的一项重要内容。通过本次课程设计，充分了解和掌握了对汽车车身进行车身总布置设计的步骤和方法，这将为我们以后毕业从事汽车车身设计的工作打下基础。 关键词：车身总布置设计、发动机选择、车身外形布置设计Abstract:General layout design is an important part of body design. General layout design is carried out on the basis of the general layout of the vehicle, which mainly includes the layout of the chassis, the layout of the front, the engine room, and other equipment. It can be said that the general layout design of the body is good or bad is to determine the body design is an important part of the body. Through this course design, fully understand and master the car body to the general layout design of the steps and methods, which will be for us after graduation engaged in car body design work to lay the foundation.Key words: the general layout design of body engineering body shape layout design of the body interior layout design第 2 页太原科技大学课程设计说明书目录设计任务书 3第一章 整车主要目标参数的初步确定 41.1 发动机的选择 41.1.1 发动机的最大功率及转速的确定 41.1.2 发动机的最大转矩及其转速的确定 51.2 轮胎的选择 61.3 传动系最小动比的确定 71.4 变速器最大传动比的确定 8第二章 传动系各总成的选型 92.1 发动机的选型 92.2 离合器的初步选型 102.3 变速器的选择 11第 3 页太原科技大学课程设计说明书2.4 传动轴的选型 132.5 驱动桥的选型 142.5.1 驱动桥结构形式和布置形式的选择 152.5.2 主减速器结构形式选择 152.5.3 驱动桥的选型 15第三章 整车性能计算 173.1 配置中国重汽 MC07.21-50 发动机的整车性能计算 173.1.1 汽车动力性能计算 17第四章 发动机与传动系部件的确定 23设计总结 25设计任务书1、整车参数按要求设计一辆重型货车，总质量为 4000kg,整备质量为 2000kg，最高车速为125m/h 的重型载货汽车(售价不高于对标竞争车型)。第 4 页太原科技大学课程设计说明书总质量 整 备质量 公路行驶最高车速 最大爬坡度 4000kg 2000kg 125km/h 30%2、具体设计任务1) 查阅相关资料，根据设计题目中的具体特点，进行发动机、离合器、变速箱传动轴、驱动桥以及车轮的选型。2) 根据所选总成进行汽车动力性、经济性的估算，实现整车的优化配置。3) 绘制设计车辆的总体布置图。4）完成至少 1 万字的设计说明书。第 5 页第 1 章 整车主要目标参数的初步确定1.1 发动机的选择1.1.1 发动机的最大功率及转速的确定汽车的动力的根本来源是发动机提供的转矩，功率。汽车的动力性能在很大程度上取决于发动机的最大功率。参考该题目中的参数，按要求设计的载货汽车最高车速是 ua=100km/h，那么发动机的最大功率应该大于或等于以该车速行驶时，滚动阻力功率与空气阻力功率之和，即(1-1)76140360(1max3maxmax DaTe uACugfP式中，Pemax 是发动机的最大功率（KW） ； T是传动系效率（包括变速器、辅助变速器传动轴万向节、主减速器的传动效率） ， T=95%*96%*98%=89%，传动系各部件的传动效率参考了机械工业出版社的汽车设计课程设计指导书表 1-1 得；Ma 是汽车总质量，Ma=4000kg；g 是重力加速度，g=9.8m/s 2；f 是滚动阻力系数，由试验测得，在车速不大于 100km/h 的情况下可认为是常数。取 f=0.02，参考汽车设计课程设计指导书表 1-2 得；C D是空气阻力系数，一般中重型货车可取 0.81.0，这里取CD=0.；A 是迎风面积（） ，取前轮距 B1*总高 H，A=1.52。太原科技大学课程设计说明书第 6 页太原科技大学课程设计说明书(1-2)224.5.180mACD故KWP 76.91257640.8125360.894.01 3emax ）（为了验证计算结果的正确性，又采用比功率的方法进行了发动机功率的验算 如选取功率为 146.98KW 的发动机，则比功率为 t/9.24t/4076.91m10aex KWP再考虑该载货汽车要求具有相对高的车速，因此初步选择汽车发动机的最大功率为103kw。1.1.2 发动机的最大转矩及其转速的确定当发动机最大功率和其相应转速确定后，可通过下式确定发动机的最大转矩。(1-3) pemaxemaxn954PT式中，T emax是发动机最大转矩（Nm） ； 是转矩适应性系数，标志着当行驶阻力增加时，发动机外特性曲线自动增加转矩的能力， ，Tp 是最大功率时的pemaxT转矩（Nm） ， 可参考同类发动机数值选取，参考了机械工业出版社的汽车设计课程设计指导书 。其取值在 1 至 1.3 之间。初取 =1.2；Pemax 是发动机最大功率（KW）;n p是最大功率是的转速（r/min） 。第 7 页太原科技大学课程设计说明书所以 mNT 3.47624076.9.195emax 一般用发动机转矩适应性系数 ,表示发动机转速适应行驶工况的程度，Tpn 越大，说明发动机的转速适应性越好。采用 值大得发动机可以减少换挡次数，减轻司机疲劳、减少传动系的磨损和降低油耗。通常，汽油机取 1.21.4，柴油机取1.22.6，以保证汽车具有相当的最低稳定车速。初取 nT=1500r/min， 则， 。6.15024npT 92.1.初步选择中国重汽 MC05.14-50 型号的发动机最大输出功率 103kW 额定功率转速 2400rpm最大马力 145.0 马力 最大扭矩 535N*m 1.2 轮胎的选择轮胎的尺寸和型号是进行汽车性能计算和绘制总布置图的重要原始数据，在计算汽车的动力参数时要运用汽车轮胎的参数所以，在总体设计开始阶段就应选定。选择的依据是车型、使用条件、轮胎的额定负荷以及汽车的行驶速度。同时还应考虑与动第 8 页太原科技大学课程设计说明书力传动系参数的匹配和对整车尺寸参数（例如汽车的最小离地间隙、总高等）的影响。参考汽车设计课程设计指导书表 1-3 给出的部分国产汽车轮胎的规格、尺寸及使用条件。通过查阅货车轮胎标准 GB2977-2008载重汽车轮胎规格、尺寸、气压与负荷和参考同类车型所选轮胎规格，各轴轮胎规格择如表 1.1表 1.1 大客车、载货汽车及挂车的规格、尺寸及使用条件主要尺寸 使用条件轮胎规格 断面宽/mm外直径/mm最大负荷/N相应气压P/ 10aMP标准轮辋 允许使用轮辋7.00R16LT200 800 1200 6.3 5.50F 6.0前轴轮胎规格为 7.00R16LT,轮胎数量为 2；后轮并装双轴双胎，型号为 7.00R16LT,轮胎数量为 4。所选轮胎的单胎最大负荷 25000N，气压 0.63MPa，外直径 800mm。1.3 传动系最小传动比的确定普通载货汽车最高档通常选用直接挡，若无分动器或者轮边减速器，则传动系的第 9 页太原科技大学课程设计说明书最小传动比等于主减速器的主减速比 。主减速比 是主减速器设计的原始数据，0i0i应在汽车总体设计时就确定。载重货车为了得到足够的功率储备而使最高的车速有所下降， 可按下式选择0i（1-4） ghxampr0 iun472.03.i ）（式中， 是驱动轮的滚动半径（m） ，所选轮胎规格为 7.00R16LT 的子午线轮胎，其r自由直径 d=800mm，因计算常数 F=3.05(子午线轮胎 F=3.05),故滚动半径；n p是发动机最大功率时的转速，38.04.38146.2053dr Fnp=2400r/min;uamax是最高车速，u amax=125km/h；i gh是变速器最高档传动比，i gh=1.0。所以 ，初取3.5198.20.15438.72.03.i0 ）（i0=3.0。根据所选定的主减速比 的值，就可基本上确定主减速器的减速形式（单级、双0i级以及是否需要轮边减速器） ，并使之与汽车总布置所要求的离地间隙相适应。汽车驱动桥离地间隙要求参考汽车设计课程设计指导书表 1-4 所示。其中，为了使载货汽车有着良好的通过性。重型载货汽车的离地间隙要求在 230345mm 之间。1.4 变速器最大传动比的确定第 10 页太原科技大学课程设计说明书传动系最大传动比为变速器的 挡传动比 ig 与主减速比 的乘积。0iig 应根据汽车最大爬坡度、驱动车轮与路面的附着条件、汽车的最低稳定车速以及主减速比和驱动车轮的滚动半径等综合确定。汽车爬坡度时车速不高，空气阻力可以忽略，则最大驱动力用于克服轮胎与路面间的滚动阻力及爬坡阻力。故有 maxmaxmax0max )sincos( gfgri