毕业设计（论文）-城市大型公交客车底盘总体布置设计.doc

前 言一、城市大型公交客车市场的需求与发展随着城市居民生活水平的提高以及城市经济的发展，在国家“公交优先”政策的引导下，作为城市窗口的公交客车的档次得到很大提升。在我国，北京、上海、广州等特大城市，将引进豪华、低地板的高档公交客车作为提高城市形象和解决城市交通问题的重要手段，而其他省会城市开始向此转变。主要表现在以下两个方面。1.经济发展水平的提高将会为大中型客车市场发展提供宏观基础。2.城市化水平的提高会直接促进大中型客车尤其是公交客车的发展15。全套图纸加扣 3012250582二、国内城市大型公交客车底盘总布置的发展及现状自20世纪90年代以来，我国客车企业加强了与国外客车制造企业在资金和技术方面的合作，引进了一批客车底盘系列产品和制造技术。国外著名的客车及客车底盘制造公司，如德国的凯斯鲍尔、奔驰、曼；法国的雷诺；意大利的依维柯；瑞典的沃尔沃和日本的日产柴先后与我国签定了合作、合资和技术引进协议。 在引进技术的同时，国内一些客车底盘制造企业如一汽、东风和江淮等通过模仿，自主研制开发出一批客车专用底盘，其中 68m客车底盘以 HFC6601KY、HFC6702KY、HFC6782为代表，1011m客车底盘以CA6100、EQ145系列客车底盘为代表，较好地满足了市场需求。目前，除了部分技术含量较高的大型客车底盘外，国内生产的客车专用底盘在品种、数量、质量、技术水平等方面已基本满足市场需求。通过产品的技术引进，并经过自身的消化吸收，促使我国客车及底盘产品更新换代速度加快，并使客车底盘的总体制造水平有了较大的提高。近几年，虽然我国城市公共汽车的水平获得了长足的进步，从沿用货车底盘到开发客车专用底盘，发动机功率由小到大，油耗由大到小，噪声由高到低，排放不断改善，出现了天然气和液化石油气公共汽车，地板高度也开始从800900mm降到500600mm，车厢的居住性、舒适性也日臻完善。但是与国外产品相比，无论从技术水平、性能和人均占有数量上仍存在较大差距，处于国外同类产品20世纪80年代末的水平，超低地板（地板高度在340mm以下）客车基本上还是空白235。三、设计的任务随着城市化进程的加快，传统城市公共交通营运速度低、容量小、技术性能差等问题日益突出，容量大、速度快、技术性能高的大型公交客车已成为众多国家和城市发展公共交通的关注热点。为满足公交服务的需求，必须开发结构先进、布置合理、性能优异且具有一定性价比的城市大容量公交客车。本设计就是要初步完成以下任务：(1) 从技术先进性、生产合理性和使用要求出发，正确选择性能指标、质量和主要尺寸参数，提出总体设计方案，为各部件设计提供整车参数和设计要求；(2) 对各部件进行合理布置和运动校核；(3) 对整车性能进行计算和控制，保证汽车主要性能指标实现；(4) 协调好整车与总成之间的匹配关系，配合总成完成布置设计，使整车的性能、可靠性达到设计要求。四、设计的原则和技术指标1设计原则在总布置设计中应遵循的原则和要求：汽车的各项性能、成本等，要求达到企业在商品计划中所确定的指标。严格遵守和贯彻有关法规、标准中的规定，注意不要侵犯专利。尽最大可能地去贯彻三化，即标准化、通用化和系列化。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。计算和控制汽车主要性能，对各总成的主要参数和特性尺寸进行校核，保证整车性能（整车动力性和燃油经济性）指标的实现。2设计目标通过对城市大型公交客车的底盘总布置设计，合理选用各总成，合理布置，合理装配，是各总成之间配合合理，工作高效可靠，运动更平稳，噪音更低，操作更加舒适。提高整车的动力性、燃油经济性、操作性和整车的舒适性。设计最高车速80km/h。目 录摘 要IABSTRACTII第1章 汽车形式的选择11.1汽车的轴数11.2汽车的驱动形式11.3 汽车布置形式的选择1第2章 汽车主要参数的选择32.1 汽车主要尺寸参数的选择32.1.1外廓尺寸32.1.2 轴距L的选择32.1.3前后轮距B1、B2的选择32.1.4 前悬LF、后悬LR的选择42.2 质量参数的确定42.2.1 汽车的转载质量和载客量42.2.2 汽车的整备质量m0的估算42.2.3 汽车的总质量ma的确定42.2.4 汽车的轴荷分配52.3 汽车主要性能参数的选择52.3.1 动力性参数的选择52.3.2 最小转弯直径72.3.3 汽车通过性几何参数72.3.4 汽车操作稳定性参数82.3.5汽车的行驶平顺性参数82.3.6汽车的制动性参数9第3章 底盘各总成的选择103.1 发动机的选择103.1.1 发动机的计算103.1.2 发动机的选型113.2 离合器123.2.1 离合器的功用123.2.2 离合器的分类123.2.3 离合器的选择133.3 变速器143.3.1 变速器的计算143.3.2 变速器的选型163.4 发动机与离合器及变速器的布置173.5 前桥173.6 驱动桥183.7 万向节传动装置203.8 车架213.9 悬架系统223.9.1 悬架的分类223.9.2 悬架的功用223.9.3 减振器223.9.4 弹性元件233.10 转向系统233.10.2 设计转向系应满足的要求243.10.3 转向器243.10.4 转向操纵机构253.11制动系263.11.1 制动防抱死系统（ABS）273.11.2 制动器的选择273.12 车轮及轮胎273.12.1 车轮与轮胎的功用273.12.2 车轮与轮胎的选择28第4章 性能分析294.1 汽车的动力性294.1.1 最高车速的计算294.1.2最大爬坡度的计算324.1.3动力特性的计算334.2汽车的燃油经济性374.3制动性分析384.4操纵稳定性分析394.5 平顺性分析39第7章 结论与展望40致 谢41参 考 文 献42 摘 要近年来，随着我国城市化进程的进一步加快，我过的城市人口显著增加，流动人口也随之增加的很多，人们在城市的短距离出行方式主要有公交、地铁、轻轨、出租车和私家车等，但是最主要、最经济的出行方式还是公共交通，所以城市大型公交客车需要量大大增加。如此大的需求也给城市大型公交客车提出了苛刻的要求。本设计根据社会消费需求，从实际出发，充分考虑汽车整体外形来实现底盘总布置的最优化，合理选择底盘各总成，对底盘进行合理布置，保证底盘各总成运动的协调性，操纵轻便，拆装方便，接近性好以及与车身的完美配合，以实现整车的优良的总体性能。并对整车的动力性和燃油经济性进行了验算，用AutoCAD完成了底盘总布置图的绘制。关键词：公交客车，底盘总布置，动力性，燃油经济性，方案选择ABSTRACTIn recent years, as Chinas urbanization process of the further speed up, I had a significant increase in the urban population, floating population also will increase a lot of, people in the city of short travel ways mainly have the bus and subway, light rail, taxi and private cars and so on, but the most important and the most economic of transportation or public transportation, so major urban bus requirements increase greatly. Such a big demand for large city bus also put forward stringent requirements. This design specifications according to the social consumption demand, embarks from the reality, and fully consider car general appearance to achieve chassis layout optimization. Reasonable choice of the chassis assembly, chassis of reasonable arrangement, ensure the assembly movement coordination of chassis, manipulate light, tear open outfit is convenient, close to the gender is good and the perfect cooperation of car body, in order to realize the overall performance of the fine. Pay special attention to the dynamic performance and fuel economy of the whole vehicle are checked. And Auto-CAD drawing to reflect the reasonable layout of chassis. Keywords: The city large bus, Chassis layout, Power, Fuel economy, Scheme selectionI第1章 汽车形式的选择汽车的型式是指其轴数、驱动型式、布置型式以及车身（或驾驶室）的形式而言。由于汽车型式对整车使用性能，外型尺寸、质量轴荷分配和制造成本影响很大，故在选择时应综合考虑上述因素。1.1汽车的轴数汽车可以有两轴、三轴、四轴甚至更多的轴数。影响选取轴数的因数主要有汽车的总质量。道路法规对轴载重质量的限制和轮胎的符合能力以及汽车的结构等。根据有关部门规定，公路允许车辆的单后轴负荷为130kN，双后轴负荷为240kN。双轴汽车前后轴总负荷一般不大于190kN。当汽车的总质量不大于19t时，一般采用两轴式；当汽车的总质量大于19t小于26t时，一般采用三轴式；当汽车的总质量超过26t时，一般采用四轴式。根据以上要求，本车为两轴式56。1.2汽车的驱动形式汽车驱动形式有42、44、62、64、66、84、88等，其中前一位数字代表汽车车轮总数，后一位数字表示驱动轮数。汽车的用途、总质量和对车辆通过性能的要求等，是影响选取驱动形式的主要因数。乘用车和总质量小些的商用车，多采用结构简单、制造成本低的42驱动形式。总质量在1926t的公路运输车，采用62或64驱动形式。对于越野汽车，为提高其通过性，可采用44、66、88的驱动形式。在本车设计中采用 62驱动形式，该型式结构简单，制造成本低。1.3 汽车布置形式的选择汽车的布置形式是指动力装置、驱动桥、上装部分和车身（或驾驶室）的相互关系和布置特点而言。汽车的使用性能除了取决于整车和总成的有关参数以外，其布置形式对使用性能也有重要影响。根据客车发动机和驱动桥二者的不同位置关系，其布置形式主要有三种：1、发动机前置后驱动（FR）。2、发动机后置后驱动（RR）。3、发动机中置后驱动（MR）。三种布置形式均有各自的优缺点。作为城市大型公交客车，乘客流动性大，所以说地板高度尽量降低，并且在城市行驶的各种路况中，对驾驶员的驾驶技术是一个严格的考验，为此，要提高驾驶员的驾驶舒适性与可靠的操作性。本设计中的公交车车采用发动机后置后桥驱动，其优点是：可使客车的发动机、离合器、变速器和主减速器易布置成一体而结构紧凑；能较好地隔绝发动机的气味和热量，客车中、前部基本不受发动机工作噪声和振动的影响；整车整备质量小；检修发动机方便；轴荷分配合理，上坡行驶时，由于驱动轮上附着力增加，爬坡能力提高；当发动机布置在轴距外时轴距短，汽车机动性能好。作为市内用客车不需要行李箱，因后桥前面的地板下方没有传动轴，则可以降低地板高度，乘客下、下车方便14。第2章 汽车主要参数的选择 汽车的主要参数包括尺寸参数、质量参数和汽车性能参数。2.1 汽车主要尺寸参数的选择 汽车的主要尺寸参数包括外廓尺寸、轴距、轮距、前悬、后悬和车厢尺寸等。2.1.1外廓尺寸汽车的外廓尺寸包括总长、总宽、总高。它们根据汽车的类型、用途、承载量、道路条件、结构选型与布置以及有关标准、法规限制等因素来确定。在满足使用要求的前提下应该力求减小汽车的外廓尺寸，以减小汽车质量，降低制造成本，提高汽车的动力性、经济性和机动性2。GB1589-1989对汽车外廓尺寸界限作了规定，限制尺寸为：总高不大于4米，总宽（不包括后视镜）不大于2.5米，总长：整体式客车总长不应超过12米。参考同类车型，初步选定：总长=12000mm，总宽=2500mm，总高=3200mm。2.1.2 轴距L的选择轴距L对整备质量、汽车总长、汽车最小转弯直径和纵向通过性等有影响。当轴距短时，上述各指标减小。此外，轴距还对轴荷分配、传动轴夹角有影响。轴距过短会使车厢长度不足或后悬过长；汽车上坡、制动或加速时轴荷转移过大，使汽车制动性或操作稳定性变坏；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。本设计中为城市大型公交客车，在50006500范围内选择。轴距赢尽量选的长些，以提高载质量，参考同类型车辆，初选轴距L=6200。2.1.3前后轮距B1、B2的选择轮距为同一车桥左右轮胎胎面中心线间的距离。轮距B对汽车的总宽、总质量、横向稳定性和机动性能都有较大的影响。轮距越大，则悬架的角刚度越大，汽车的横向稳定性越好，车厢内的横向空间也越大。但轮距不宜过大，否则会使汽车的总宽和总质量过大。轮距必须与总宽相适应。根据客车轮距选择参考数据表城市客车和长途客车轮距范围为14702050mm，参考同类型车辆，初选轮距为：B1=2024mm，B2=1860mm。2.1.4 前悬LF、后悬LR的选择前悬尺寸对汽车通过性、碰撞安全性、驾驶员视野、前钢板弹簧长度、上车和下车的方便性以及汽车造型等均有影响。长些的前悬尺寸有利于在撞车时对乘员起保护作用，也有利于采用长些的钢板弹簧。对平头汽车，前悬还会影响从前门上、下车的方便性。初选的前悬尺寸，应当在保证能 布置下上述各总成、部件的同时尽可能短些。汽车后悬是通过汽车最后车轮轴线的垂面与抵靠在汽车最后端并垂直于汽车纵向对称平面的垂面之间距离。后悬过长，上、下坡时容易刮地，转弯也不灵活。一般城市大客车的后悬不大于轴距的65%，绝对值不大于3.5m。因本设计采用的是发动机后置后桥驱动，初步选定前悬LF=2545mm，后悬LR=3235mm。2.2 质量参数的确定2.2.1 汽车的转载质量和载客量城市公交客车的载客量包括站立乘客数（一般每平方米站立面积为810人）和座位数两部分。各种车型的装载量应符合行业产品规划对各类车装载量系列的规定。参考同类车型，本车最大座位数为19座，载客人数93人（包括站立人数和驾驶员）。2.2.2 汽车的整备质量m0的估算汽车的整备质量是指汽车在加满燃料、润滑油、工作油液（例如制动液等）及发动机冷却水和装备（随车工具及备胎等）齐全后但未载人、货时的质量。它是一个重要的设计指标。本设计中整备质量为11300kg。2.2.3 汽车的总质量ma的确定汽车的总质量是指已整备完好、装备齐全并按规定载满客、货时的总质量。除包括汽车的整备质量及装载量外，旅游客车还应计入行李的质量，如有附加设备还应考虑附加设备（非常规随车装备）的质量， 式(2.1)为包括驾驶员在内的载客数；为行李系数，取最大值15。每人按65kg计，行李质量：长途客车按每人1015kg计。本车总质量为17800kg。2.2.4 汽车的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，个车轴对支承平面的垂直负荷，也可以用占空载或满载总质量的百分比来表示。轴荷分配是汽车的重要质量参数，它对汽车的牵引性、通过性、制动性、操纵性和稳定性等使用性能及轮胎的使用寿命都有很大的影响。因此，在布置设计时应根据汽车的布置型式、使用条件及性能要求合理地选定其轴荷分配。3本设计为发动机后置后轮驱动的乘用车，应满足的轴荷分配要求为：满载的情况下前轴40%46%，后轴54%60%；空载的情况下前轴38%50%。所以本设计中的轴荷分配为：前轴6500kg，后轴11300kg。2.3 汽车主要性能参数的选择 汽车主要性能参数包括汽车的动力性、燃油经济性、平顺性和操纵稳定性参数等。选择这些参数时应考虑汽车的类型、等级以及相应的技术法规和标准的规定值。2.3.1 动力性参数的选择汽车动力性参数包括最高车速Vamax、加速时间t、上坡能力、比功率Pb和比转矩Tb等。1、直接挡和I挡最大动力因数D0max和D1max直接档最大动力因数D0max标志着汽车用直接档行驶时克服道路阻力的能力和加速能力，加速性要求高，则D0max值较大，而为了节省燃料，则D0max值较小。大客车的D0max也随其总长度的增加而下降，在0.040.12之间变化。参考同类型同级客车，初步选定D0max=0.082、I档最大动力因数D1max的选择I挡最大动力因数D1max标志着汽车的最大爬坡能力和通过困难路段的能力以及起步并连续换档时的加速能力。它和汽车总质量的关系不明显，而主要根据所要求的最大爬坡度和附着条件来选择。对于大型客车，D1max多在0.30.38之间。参考同类同级客车，初选定D1max=0.38。3、最高车速Vamax的确定Vamax是指汽车在水平良好的路面上满载行驶时所能达到的最高车速。选择时应考虑汽车的类型、用途、道路条件、具备的安全条件和发动机功率的大小等，并以汽车行驶的功率平衡为依据来确定。汽车最高车速不宜过高，否则不仅费油而且不够安全。对于城市大型公交客车的用途和使用条件，初步选定Vamax=80km/h。4、汽车的比功率Pb和比转矩Tb的选择这两个参数分别表示发动机最大功率和最大转矩与汽车总质量之比。汽车的动力性参数范围见表2.1。表2.1 汽车动力性参数汽车类别最高车速比功率比转矩乘用车发动机排量110150306050110120170356580110130190407090130140230508012014016028060110100180 货车最大总质量80135162830441525384475120102033476202950客车车辆总长8512010016095140851205、加速时间t汽车由起步并换档加速到一定车速的时间，称为“0”的换档时间。原地起步加速到70km/h所需的时间对于城市大客车和旅游大客车而言多为3365s。国标GB/T1254390给出了汽车加速性能试验方法。2.3.2 最小转弯直径汽车的最小转弯直径是评价汽车机动性的主要指标之一。主要根据汽车的类型、用途、道路条件。结构特点及轴距等尺寸来选取。对于大客车Dmin在1722m之间。本设计中最小转弯半径选取18m。2.3.3 汽车通过性几何参数汽车的通过性是指它能以足够高的平均车速通过各种坏路和无路地带和克服各种障碍的能力。在中设计要确定的通过性几何参数有：最小离地间隙hmin，接近角1，离去角2，纵向通过半径1等，各类汽车的通过性参数视车型和用途而异，其范围见表2.2。表2.2 各类汽车通过性参数汽车类型最小离地间隙(m)接近角()离去角()纵向通过半径(m)轿车微型、普通级0.120.182030152335中级、中高级、高级0.130.2058客车轻型0.180.221240820中型、大型0.240.2992059货车轻型0.180.222560254524中型、重型0.220.3047矿用自卸汽车0.32越野汽车0.260.37366035481.93.6 参考表2-2及同类同级客车，最小离地间隙的在选定前后桥后确定为：前桥hmin= 0.27 m，后桥hmin= 0.24 m，纵向通过半径1= 9 m。2.3.4 汽车操作稳定性参数与总体设计关系密切且应在设计中当作设计指标予以控制的操纵稳定性参数参数有：(1) 转向特性参数由于轮胎的侧偏使前、后轴产生相应的侧偏角。其角度差为正、负、零时使汽车分别获得“不足转向”、“过度转向”和“中性转向”等特性。(2)车身侧倾角汽车以0.4g 的向心加速度作匀速圆周运动时的车身侧倾角应在3之内，一般不超过7。(3)制动点头角汽车以0.4g 的减速度制动时的车身点头角应不大于1.5。否则将影响乘坐舒适性。2.3.5汽车的行驶平顺性参数行驶平顺性通常用车身振动参数来评价。在总体设计时，通常应给出前后悬架的偏频或静挠度、动挠度以及车身振动加速度等参数值作为设计要求。前、后悬架的偏频n1与n2应接近且应使n2略高于n1，以免发生较大的车身纵向角振动。但微型轿车因轴距短使后排座接近后轮，为了改善其后座的舒适性，可以将后悬架设计的软一些而使n2 n1 ，下表为各类汽车的偏频和静、动挠度值的一般范围。对于舒适性要求高的汽车偏频值取低限。对于前、后悬架的静挠度值fc1和fc2的匹配，推荐取fc2 = (0.8 0.9) fc1；而对于货车考虑到前、后轴荷的差别和避免驾驶员疲劳，则前、后静挠度值之比要更大些。表2.3 各类汽车的偏频和静、动挠度值车型满载偏频n/HzHz满载静挠度fc/cm满载动挠度fc/cm前悬架n1后悬架n1前悬架fc1后悬架fc2前悬架fd1后悬架fd2轿车普通级、中级1.021.441.181.58122410188111014高级0.911.120.981.29203015268111014客车1.291.8971558载货汽车1.512.041.672.23611596968越野汽车1.3912.0412247132.3.6汽车的制动性参数常以制动距离、制动减速度和制动踏板力作为汽车制动性能的主要设计指标和评价参数。制动距离是指在良好的试验跑道上和规定的车速下，紧急制动时制动踏板起到完全停车的距离。我国通常以车速为30km/h和50km/h时的最小制动距离来评比不同车型的制动效能。常以制动距离st、制动减速度jmax和制动踏板力作为汽车制动性能的主要设计指标和评价参数。本设计以30km/h车速下的最小制动距离st作为设计制动性能的指标。由于对制动性能的分析要通过汽车的路面试验才能进行，因此对制动性的计算分析在这里不做具体说明。与同车型类似，暂时取st10m。第3章 底盘各总成的选择3.1 发动机的选择发动机是汽车的动力源，是其心脏，发动机的形式和参数的选择是汽车方案设计的重要内容。汽车的行驶速度、加速度、爬坡度和牵引力取决于发动机，汽车常出的故障大部分来源于发动机，汽车的燃油经济性和使用费用也主要取决于发动机。到目前为止，世界上绝大多数的汽车都采用往复式活塞内燃机，其中绝大多数的客车采用的都是柴油机。近年来，由于柴油机在产品设计和制造工艺方面的不断完善，其上述缺点已得到较好的克服，较大马力、高转速、低噪声小型化且运转平稳的柴油机的研制开发成功，使装柴油机的客车日益增多。按气缸排列型式，发动机有直列、水平对置和V型等型式。按冷却方式，发动机又有水冷和风冷式之分。3.1.1 发动机的计算 Pemax=1Tmagft3600Vamax+CDA76140Vamx3 式(3.1)式中：Pemax发动机最大功率；T传动系效率，对驱动桥用单级主减速器的汽车可取为90%；ma汽车总质量；g重力加速度；ft滚动阻力系数，对乘用车f=0.016510.01(Va50)，Va用Vamax代入。CD为空气阻力系数，客车取0.600.70；A汽车正面投影面积，m2。初步选定最高车速Vamax=80km/h；总质量ma=17800kg；重力加速度g= 9.8ms2；滚动阻力系数f：当Va50Km/h时,f=0.0165； Va50Km/h时, f=0.016510.01(Va50) 式(3.2)代入已知数据，得f=0.01651+0.0180-50=0.02145迎风面积：A=1.02HB1 式(3.3)式中：H汽车的总高（m） B1前轮距（m） A=1.023.202.020=6.59328m2将各数值代入式(3.1)，得Pemax=10.9178009.80.02145360080+0.66.5932876140803=121.95kw本车发动机转速初选为2400r/min。3.1.2 发动机的选型发动机选型的依据因素很多，如汽车的类型、用途、使用条件、总布置型式、总质量及动力性指标、经济性要求、材料和燃料资源、排气污染和噪声方面的法规限制、已有的发动机系列及其技术指标水平、技术发展趋势、生产条件与制造成本、市场预测情况以及将来的配件供应及维修条件等。通过以上计算，选定发动机型号为康明斯发动机C230 10，其主要性能指标如表3.1所示:表3.1康明斯发动机C230 10性能指标发动机型号康明斯 C230燃料类型柴油型式增压中冷最大功率转速kw/（r/min）173/2400最大扭矩转速N.m/(r/min)800/1500排量（L）8.3全负荷最低燃油耗(g/kW.h)200噪声（ISO 3744）dB(A)97排放(TAS)国I适配车型 9.3-12米客车图3.1 康明斯发动机C2303.2 离合器3.2.1 离合器的功用 离合器位于传动系的始端，用来接合和分离发动机与传动系，以保证汽车起步时将发动机与传动系平顺接合。在汽车起步时，通过离合器主、从动部分之间的滑磨而使它们的转速逐渐接近，以确保汽车起步平稳。3.2.2 离合器的分类离合器有摩擦式离合器、液力耦合器和电磁式离合器。摩擦式离合器是借助接触面之间的摩擦作用来传递转矩的。液力耦合器是利用液体作为传动的介质；而电磁式离合器则是用电磁力来传递转矩。目前，汽车上广泛采用的是以弹簧压紧的摩擦式离合器。现代汽车摩擦式离合器的典型结构型式是单片干式或双片干式。单片干式摩擦离合器结构简单，调整方便，轴向尺寸紧凑，分离彻底，从动件转动惯量小，散热性好，采用轴向有弹性的从动盘时也能够接合平顺。因此，广泛用于各级轿车及微、轻、中型客车与货车上，在发动机转矩不大于1000N.m的大型客车和重型货车上也有所推广。液压式操纵机构具有以下优点：摩擦阻力小，传动效率高，质量小，布置方便，接合柔和，车架和车身的变形不会影响其正常工作，系统刚度好有利于减小踏板自由行程，也便于远距离操纵。它不仅广泛用于、轻、中型客车及货车上，而且在大客车和重型货车上的应用也日益增多，但须加装助力器。气压式助力器多用于大型客车和重型货车上，并与离合器液压式操纵机构组合，以便减小离合器踏板力。3.2.3 离合器的选择本车设计采用单片干式、膜片弹簧离合器，摩擦片外径：350mm，为液压远距离操纵，带有气压伺服助力器。拉式膜片弹簧离合器具有以下优点：（1）零件数更少，结构更简化，轴向尺寸更小，质量更小；（2）由于拉式膜片弹簧离合器是以中部而不是大端（如推式）与压盘相比。因此在同样压盘尺寸时，可采用直径较大的膜片弹簧，从而提高了离合器的转矩容量；（3）分离杠杆比较大，踏板操纵力可减少2530；（4）膜片弹簧大端所受支撑环的支反力方向始终不变。因此当磨损后，膜片弹簧与支撑环始终保持接触而无间隙，无推式膜片弹簧离合器弊端；（5）拉式膜片弹簧离合器的压盘可以做的较厚，热容量较大，散热条件较好，所以寿命更长；（6）汽车装有不带同步器的变速器时，为了便于换档，需要有离合器小制动装置，拉式膜片弹簧离合器特别适用于此结构。本车选用型号：CA151适用车型：全系列，最大传递扭矩在6001500N/m产地：江阴市长江汽车离合器有限公司（该公司为专业生产汽车离合器从动盘及压盘总成企业，并通过了ISO9001：2000版质量管理体系认证。膜片式弹簧压盘总成中，压盖采用宝钢SPHE深冲优质钢板压制而成，膜片弹簧采用国内外CrMnVA优质弹簧钢板，经过高频淬火处理，出厂前经过压盘总成综合性能测试机严格测试合格后出厂。离合器总成质量内控标准都高于QCT25-92国家标准，具有强度强、稳定性好、耐磨、使用寿命长等优点，并同金龙亚星客车配套，产品质量可靠，价格合理，在市场上享有较高的信誉。）CA151离合器见下图3-2：图3.2 CA151离合器3.3 变速器现代汽车上广泛采用活塞式内燃机作为动力源，其转矩和转速变化范围较小，而复杂的使用条件则要求汽车的驱动力和车速能在相当大的范围内变化。为解决这一矛盾，在传动系统中设置了变速器。变速器的功用是：改变传动比，扩大驱动轮转矩和转速的变化范围，以适应经常变化的行驶条件，如起步、加速、上坡等，同时使发动机在有利的工况下工作；在发动机旋转方向不变的情况下，使汽车能倒退行驶；利用空档，中断动力传递，以使发动机能够起动、怠速，并便于变速器换挡或进行动力输出。按操纵方式不同，变速器又可分为强制操纵式、自动操纵式和半自动操纵式三种：城市大型公交车多用强制操纵式手动变速器。353.3.1 变速器的计算(1) 主减速比i0的确定主减速比对主减速器结构型式、轮廓尺寸、质量大小以及变速器处于最高档位时的动力性和燃油经济性都有直接的影响。对于城市大型公交客车来说，在给合发动机最大功率及其转速的情况下，所选择的i0 应按式3.2来计算： i0=0.377rrnpvamxig 式(3.4)式中：rr 轮胎的滚动半径；ig变速器的最高档传动比；np发动机发出最大功率时的转速。这里为计算方便暂取变速器的最高档为直接档，即ig=1，但实际有超速档（速比为0.70.8），所以实际取值可取得比计算结果大10%20%。车轮的工作半径可由试验直接测得,亦可用下列近似公式估算：rr=0.0254d2+b(1-)(m)本设计选用的轮胎规格为11R20式中：d轮辋直径,20in；b轮胎宽度，11in。注：（1in=25.4mm）-轮胎变形系数.在硬路面上满载的汽车,对于标准轮胎和宽断面轮胎来说, 可取为0.1-0.16;对于超低压拱形轮胎, 可大到0.2-0.3.介于0.10.3之间，取=0.3代入以上数据即有：rr =0.025420/211(1-0.3)= 0.44958 (m)=2400r/min；将已知数据代入计算：i0=0.3770.449582400801= 5.085（2） 变速器传动比的确定选择最低档传动比时，应根据客车最大爬坡度，驱动车轮与路面的附着力以及主减速比和驱动车轮的滚动半径等综合考虑确定。根据已选发动机可知最低转速n=800 r/min1） 由最大爬坡度要求的变速器一档传动比为：ig1mgmaxrrTemaxi0T 式(3.6)式中：ma汽车总质量，17800kg；g重力加速度，g=9.8m/s2；初定最大爬坡度tan=28% ；max道路最大阻力系数，max=fcosmax+sinmax，其中，f为滚动阻力系数，max为最大爬坡度。本设计 max=0.021450.9634+0.2697=0.2904rr驱动车轮的滚动半径，0.44958m；Temax发动机最大转矩800N.m；i0主减速比为5.085；T传动系的传动效率，取0.9 ；将已知数据代入计算得：ig1178009.80.29040.449588205.0850.9=6.06882)根据驱动车轮与路面的附着条件变速器一档传动比为：ig1G2rrTemaxi0T 式(3.7)式中：G2汽车满载静止与水平路面时驱动桥给路面的载荷, G2=11300kg9.8m/s2道路附着系数，取0.5 ；其它参数同上将已知数据代入计算得：ig1113009.80.449580.58205.0850.9=6.633即：6.0688ig16.6333.3.2 变速器的选型综合以上因素，选择变速器型式为杭州前进齿轮厂HC6S-75型号的变速箱。产品简介：HC6S-75汽车变速器为单中间轴固定轴式机械变速器。有六个前进档和一个倒档；全部啮合齿轮均为斜齿轮；重叠系数高传递能力强，噪音低。变速器除倒档为啮合套换档；其余档为锁环式惯性同步器换档。变速器可选用不同的操纵方式。选装侧置取力器，可按用户要求设计变速器输出突缘、离合器罩壳。用于客车产品，可按用户要求加带缓速器支架和电子感应式里程表。图3.3 变速器表3.2 HC6S-75变速器参数中心距(mm)135最大输入扭矩(N.m)680-830档位数六个前进档,一个倒档档位R速 比超速档6.6483.8242.6131.4341.0000.8506.0576.6183.5762.1661.3411.0000.7255.665直接档7.6244.3853.1601.9841.3701.0006.9463.4 发动机与离合器及变速器的布置发动机、离合器与变速器这一动力传动总成的布置，关键在于找出其与发动机机舱后隔板、地板及其倾斜部分的最佳相对位置。布置空间应考虑到发动机维修的方便性。例如发动机缸体后端面与机舱后隔板之间的距离应足以保证不需由车上拆下发动机，即可拆卸发动机缸盖。为此，应使发动机曲轴中心线相对于车架上平面线向下倾斜14，多则达57。所选择的这一倾斜度数应使当汽车爬最大坡度时，发动机油底可壳中机油的油面高于集滤器的滤网。3.5 前桥如前所述，布置型式为发动机后置后桥驱动，所以前桥即转向从动桥，主要由前轴、转向节、主销和轮毂四部分组成。前轴是转向桥的主体。转向桥是利用车桥中的转向节使车轮可以偏转一定角度，以实现汽车的转向。它除承受垂直载荷外，还承受纵向力和侧向力及这些力造成的力矩。转向桥通常位于汽车前部，因此称为前桥。转向桥的前轴是用中碳钢或中碳合金钢经模锻和热处理而制成的，其断面是工字型，可提高轴的抗弯刚度，同时也减轻质量。两端各有一呈拳形的加粗部分为安装主销的前梁拳部。中部向下弯曲成凹型，目的是降低汽车质心，扩展驾驶员视野。本车选用的变速器型号为一汽的6.5t转向桥(图3.4)，其特点为：拥有极强的承载能力、灵活的匹配形式，可满足客、货用户的不同需求。该桥匹配纽威空气悬挂系统，适用11m-12m豪华大巴车。可根据用户需要确定匹配尺寸。（如板簧中心距;无石棉摩擦片,ABS和自动间隙调整臂等。）表3.3 前桥性能指标项目参数额定载荷6500适用车轮距2020钢板弹簧中心距850适用轮辋型式8.50v-20适用轮胎型式11.00-20子午线胎制动器规格-直径宽度（mm）400150最大转向角48前轮外倾角1主销内倾角6前束0-2mm图3.4 一汽解放6.5吨转向桥3.6 驱动桥驱动桥位于传动系的末端，其基本功用是增大由传动轴或直接由变速器传来的转矩，将转矩分配给左、右车轮，并使左、右驱动轮具有汽车行驶运动学所要求的差速功能；同时，驱动桥还要承受作用于路面和车架或车厢之间的铅垂力、纵向力和横向力。驱动桥包括主减速器、差速器、半轴及桥壳等部件。驱动桥的结构型式与驱动车轮的悬架型式密切相关。驱动桥的基本要求可以归纳为：所选择的主减速比应使汽车在给定使用条件下当左右驱动轮与地面的附着系数不同时，应能充分地利用汽车的牵引力；能承受和传递路面和车架或四厢间的铅垂力、纵向力和横向力，以及驱动时的作用力矩和制动时的制动力矩；驱动桥各零部件在保证强度、刚度、可靠性及寿命的前提下应力求减小簧下质量，以减小不平路面对驱动桥的冲击载荷，从而改善汽车的平顺性；轮廓尺寸不大以便于汽车的总体布置并与所要求的驱动桥离地间隙相适具有最佳的动力性和燃料经济性；差速器在保证左右驱动轮能以汽车运动学所要求的差速滚动外并能将转矩平稳而连续不断（无脉动）地传递给左右驱动轮；应；齿轮与其他传动机件工作平稳，无噪声；驱动桥总成及零部件 的设计应能满足零件的标准化、部件的通用化和产品的系列化及汽车变型的要求；在各种载荷及转速工况下有高的传动效率；结构简单、维修方便，机件工艺性好，制造容易。由此前算得的主减速比及分配的后轴轴荷，选定采用一汽生产的435冲焊驱动桥单桥系列。见图3-5：图3-5 435冲焊驱动桥单桥435单、双冲焊桥是吸收国内外先进技术，自我开发的产品。该系列产品具有结构紧凑、承载能力强、抗疲劳强度高等优点。现在桥壳更采用国内先进的内胀式无焊缝整体强化桥壳方案，从而进一步提高了刚性。另外针对客车市场，我们还开发了相应系列的客车桥，以适应不同用户的需求。与市场同级别产品对比特点：1.全部引进日产柴产品及技术；2.可选用内涨强化桥壳，同等桥壳截面质量更轻，承载提高到13吨；3.减速器疲劳经对比，达到其它厂家2倍以上，产品可以磨齿，降低噪音，传动稳定；4.可提供两种制动规格，制动更稳定5.可选配自动间隙调整臂、ABS、缓速器。6表3.4 435驱动冲焊单桥匹配参数桥壳型式额定轴荷(kg)反作用杆下支架间距a(mm)板簧中心距b(mm)适用车轮距c(mm)板簧宽(mm)气缸安装形式可选速比单桥最大输出扭矩(Nm)轮毂螺栓分布圆直径d(mm)桥壳断面规格齿盘最大外径冲焊11000/21000按需按需按需90/100普通结构4.444/4.875/5.286/5.833/6.33330000285.751581584353.7 万向节传动装置万向传动装置一般由万向节和传动轴组成，其功用是在轴线相交且相对位置经常发生变化的两轴间传递动力。万向节有普通十字轴刚性不等角速万向节、准等速度万向节和等角速万向节等。在机械装置中，当动力在两轴之间传递，若两轴不平行，则必须在两轴之间使用万向节连接，才能保证机构正常工作。因此，万向传动装置的功能是在汽车上任何一对轴线相交、且相对位置经常变化的转轴之间进行动力传递。此车设计采用汽车上常用的盖板式十字轴刚性万向节（见图3.6）。因为设计的客车底盘为发动机后置后轮驱动，所以此万向传动装置连接变速器和后桥。图3.6 万向节结构图3.8 车架目前多数汽车是用车架把发动机、底盘和车身等各主要总成连成一个整体的。车架的功用是作为这些总成的安装基体，承受这些总成的质量及其传给车架的各种力、力矩。对车架的要求是：具有足够的强度，保证在汽车大修里程内，车架的主要零部件不因受力而损坏；具有足够的抗弯刚度；车架要有合适的扭转刚度；车架质量尽可能小。车架按其总体结构形式，可分为框式、脊梁式、综合式三种。框式又可分为边梁式和周边式。根据车架的结构形式也可将客车底盘分为三类：纵梁式（亦称车架式）、三段式、格栅式。本设计即采用三段式车架，前段和后段为纵梁式，中段为格栅式。车架前段的宽度受前轮最大转向角的限制，最小值取决于发动机的外廓宽度，车架后段的宽度受后轮距及悬架安装方式的影响。车架的长度为前悬、后悬、轴距三者之和。本次设计的车架采用三段式冲压铆接结构，纵梁为槽形断面，断面长11490，对应轴距6200。7810图3.7 三段式车架结构图3.9