商品轿车运输车改装设计.doc

黑龙江工程学院本科生毕业设计 37摘 要商品轿车运输车是专业作业汽车的一种，可以运送作为商品销售的轿车。轿车及各类小型车辆作为一种特殊的大件商品，从生产厂家制造出来后，还要运至各分销网点。随着我国汽车工业的快速发展，人们对轿车的购买力的增加，导致人们对所购买轿车的初始状态要求越来越高。十多年前，一种采用专用车辆运送商品车的“零公里运输”方式在我国出现，因其运输效率高，所运商品轿车质量有保证等优点而迅速普及，使整个社会对商品轿车运输车的需求日益扩大。这样，商品车的流动即采用车辆运输方式进行，经销商对商品轿车运输车的性能要求越来越多。因此，设计一个能满足社会需要的商品轿车运输车是当务之急的首要任务。通过对本课题的设计研究能够使学生了解专用汽车改装设计方法，掌握以下几个方面的能力：牵引车的选择；半挂车的选择；专用车辆的总体布置；工作装置设计；操作和安全保护设计；整车性能计算分析；结合振兴东北老工业基地的发展规划，本课题以现代伊兰特牌轿车为例进行设计。商品轿车运输车均为双层装载平台式车辆运输专用车，上、下层结构为框架式，上层平台有的分固定踏板和活动踏板，活动踏板在举升装置的作用下，可绕固定转销点转动，以实现上下层装货时的过渡。关键词：轿车运输车；零公里运输；设计；半挂车；牵引车abstractcommodities are professional car carriers of a car, homework can carry as commodity sales of cars. cars and all kinds of small vehicles as a kind of special bulky goods from the manufacturer, after making, even to the distribution network. along with the rapid development of chinas automobile industry, the people of the purchasing power of the cars, the increase of buying cars in peoples initial status are increasingly demanding. ten years ago, a kind of special vehicles by car zero km transport in china, because its transportation efficiency, the commodity car quality assurance and rapidly in popularity, make whole society to the increasing demand car carriers.so, the flow of vehicles using goods transportation vehicles, vehicle for commodities dealer car performance requirements of more and more. therefore, one can satisfy the design of the society is the first car transporter urgent task. through this project design research to make students understand the special-purpose automobile refitting design method, the following aspects: the choice of tractor, semi-trailer choice, general layout of vehicles, design work, operation and safety protection design, vehicle performance analysis, combined with the old industrial base of the northeast development planning, with hyundai elantra brand cars for example to carry on the design.commodities are double loading car truck transportation vehicles, special siahrs and lower frame structure of upper platform, some points of fixed pedal and activities in the pedal, lifting device pedal activities under the effect of the fixed point, can turn around the rotation, to realize the transition of loading.key words：car transporter;zero kilometers transport,;design; semi-trailer;tractor 目 录摘要 abstract第1章 绪论11.1 我国商品轿车运输车的发展及现状 11.2 国外商品轿车运输车发展经验值得借鉴 21.3 商品轿车运输车改装设计的目的和意义 31.4 本次设计的主要内容 3第2章 商品轿车运输车的总体设计原则与要求 42.1 商品轿车运输车的改装设计的基本原则 42.2 商品轿车运输车的设计特点与要求 42.3 商品轿车运输车设计程序 52.4 本章小结 5第3章 商品轿车运输车的总体设计63.1 商品轿车运输车的总体技术要求 63.2 半挂车方案的确定 63.2.1 半挂车车架形式的确定 63.2.2 二层结构方案的确定 73.2.3 轿车摆放方案的确定 83.2.4 半挂车参数估算 93.2.5 半挂车选型103.3 牵引车的选择103.3.1 牵引车参数估算103.3.2 牵引车的选型及基本参数123.2.3 牵引车与半挂车的连接123.4 轿车固定装置设计143.5 整车的主要参数计算143.5.1 发动机的外特性143.5.2 汽车的行驶方程153.5.3 动力性评价指标的计算 最高车速的计算 最大爬坡度的计算 193.6 本章小结20第4章 商品轿车运输车轴核及关键零部件校核214.1 轴核计算214.2 主梁截面的设计计算214.2.1 主梁高度计算214.2.2 主梁腹板尺寸校核214.2.3 主梁翼板尺寸确定224.3 挂车纵梁强度和弯矩计算224.4 支撑装置处垂直载荷234.5 升降平台举升机构选取和校核234.5.1 举升机构的组成和原理234.5.2 举升机构选取244.5.3 举升机构校核274.6 本章小结28第5章 结论29参考文献30致谢 31附录(a)32附录(b)35第1章 绪论1.1我国商品轿车运输车的发展及现状车辆运输车不仅技术在进步，设计向规模化转变，而且其市场保有量也在逐年变化，其变化的决定性因素取决于乘用车产销量的增长。随着我国汽车工业快速发展，汽车物流已经成为现代物流业的一个重要组成部分。中国物流年鉴提供的数据表明，现在，全国轿车年运输量已经接近300万辆，其中公路运输量达200多万辆，占总运量的85%以上。轿车及各类小型车辆作为一种特殊的大件商品，从生产厂家制造出来后，还要运至各分销网点。我国早期的运输方式是由司机直接驾驶商品车送达目的地。这种一人一车的运输方式，不仅成本高，而且许多车辆经过长途行驶到达目的地后，会出现早期磨损问题，有些车辆还在行驶途中发生碰撞等质损事故，影响商品车的质量。十多年前，一种采用专用车辆运送商品车的“零公里运输”方式在我国出现，因其运输效率高，所运商品车质量有保证等优点而迅速普及，使整个社会对商品车运输车的需求日益扩大。随着我国汽车工业的发展，商品车的种类不断增加，“南普桑、北捷达，还有夏利和富康”的单一车型主导市场的时代已成过去，“零公里运输”涉及的商品车车型增加了高档轿车、吉普车、suv车、商务车、微型面包车，甚至像丰田考斯特等中型面包车。因此，为满足运输需求，早先的车辆运输车已不能适应装载车型的多样化和复杂化，正被逐步淘汰或转为辅助车型，取而代之的是低底盘、装车空间大、适应性广的多功能车辆运输车。根据我国运输行业的需求，目前我国商品车运输车主要有以下几种类型：商品车运输货车、单轴双胎半挂式商品车运输车、双轴双胎半挂式商品车运输车、.双轴单胎半挂式商品车运输车。1.商品车运输货车：是由普通长轴距货车底盘改装而成，以简单的双层结构构成，上层平台一般由一对油缸升起，上下层装车平台长度都较短，少数车上层平台可伸到驾驶室上方，来增加上层平台的长度。该类车可装载中高档轿车3-4辆，微型轿车5辆。因此类商品车运输车的底盘高，上下层空间小，所以不能装载面包车等高顶商品车。除了装载车型有限制外，尽管商品车运输货车有车身短、机动性好等优点，特别适合在半挂车不能通过的山区公路上行驶，但由于装载车数量少，此类车将随着我国高速公路的大规模发展逐步成为淘汰产品。2.单轴双胎半挂式商品车运输车：是我国早期商品车运输车采用的结构，由于其结构的局限性，对底盘需求相对较高，不但上下层空间小，而且承运的商品车数量有限，因此只适合装载轿车和皮卡车。为了提高该类商品车运输车的装车通用性，现有的大部分车将车架底盘中间部分做成了下凹式，从而增加下层中间的装车空间。3.双轴双胎半挂式商品车运输车：此类商品车运输车适合装载重型车辆，因该类车型采取的双后轴结构，车轴每侧装有两只轮胎，因此车轴轮胎承载能力较大，不足之处底盘较高，标准车型装车空间小。4.双轴单胎半挂式商品车运输车：采用双后轴结构，与常规半挂车不同的是车轴每侧只装一只轮胎，并且车轴轴管为下凹结构，下层平台在车轴轴管上方，使得平台离地高度很低。底盘的降低，使得下层装车空间大大提高，所以该车型不但可装载轿车，还可装载面包车、商用车和古普车等。目前此车型的应用比较广泛，所以此类车型被作为商品车运输车的主打军。随着我国汽车工业的快速发展，人们对轿车的购买力的增加，导致人们对所购买轿车的初始状态要求越来越高。其中，最主要的一条即为零公里。这样，商品车的流动即采用车辆运输方式进行，经销商对商品轿车运输车的性能要求越来越高，所以我希望能够利用这四年所学的专业知识，改装设计一款商品车运输车。1.2国外商品轿车运输车发展经验值得借鉴日本的商品车运输车以半挂车为主，目前有一种车轴可伸缩的商品车运输半挂车正在日本广泛使用。该车型具有较低的底盘，并能够通过车轴和轮胎的伸缩解决目前国内低底盘半挂车装载宽体商品车时挂车必然超宽的问题。同时该项车还具有外形美观、结构轻巧、装车数量多、操作简便等优势，能充分满足国内各种商品车的装车需要，此类车型可装轿车67辆。美国的商品车运输车总长较长，车型分为半挂车和中置轴挂车，但主车多为大马力长头车，局部三层重叠装载，平台升降全为液压动力，装车平台遥控升降，一次可装种类车辆910辆，列车总长约在20m左右。欧洲的商品车运输车以中置轴挂车（即全挂车）为主，一般主车部分装载5辆轿车，挂车部分装载45辆轿车。很显然，我国车辆运输车与国外相比还存在较大差距，在装车性能、操作方便性上差距尤其明显。参照国外车辆运输车的发展，结合我国现行法规和具体使用情况，日本目前通用的车轴可伸缩的车辆运输半挂车应是我国未来车辆运输车的发展方向，应作为推荐车型加以普及。1.3商品轿车运输车改装设计的目的和意义随着我国汽车工业的快速发展，人们对轿车的购买力的增加，导致人们对所购买轿车的初始状态要求越来越高。其中，最主要的一条即为零公里。这样，商品车的流动即采用车辆运输方式进行，经销商对商品轿车运输车的性能要求越来越高，所以我希望能够利用这四年所学的专业知识，改装设计一款商品车运输车。人民对私家车的需求量不断提高，而商品车运输车的运输能力也就间接的决定着商品车的提供。所以，要提高运输的效率和经济性也就成为本次选题意义，这样能够充分的利用等量的能源和时间去创造出更多的效益。这也是国家所提倡的：“节能减排”和经济的良好发展。1.4本次设计的主要内容根据我国商品轿车运输车的现状改，结合国外商品轿车运输车的技术，改装设计一款符合国情的双层商品轿车运输车，主要任务如下：（1）要求正确牵引车、半挂车的选择，主要参数数据齐备；（2）要求进行车辆的总体布置，用总布置图表达重要工作装置的布置；（3）要求进行商品车运输车车身的详细设计，在正确计算的基础上，完成部件设计选型，要求工艺合理、加工容易、可靠性高；（4）要求进行二层装置举升机构设计计算；（5）完成总装配图，清楚表达设计思路。第2章 商品轿车运输车的总体设计原则与要求2.1 商品轿车运输车的改装设计的基本原则本车为用于公路运输的专用半挂车，专用汽车的设计有其自身的特点和要求，既要满足汽车设计的一般要求，同时又要获得的专用性能。专用汽车与普通汽车的区别在于改装了具有专用功能的上装部分，能完成某些特殊的运输和作业功能，因此在设计上既要满足基本型汽车的性能要求还要满足专用功能的要求，从而形成了改装车设计的自身特点：1.专用汽车设计多采用国家定型的二类或三类底盘进行改装设计；2.专用汽车设计的主要工作在于总体布置和专用工作装置相匹配；3.专用汽车的设计用满足国家有关机动车量公路交通安全法规的要求；4.专用汽车的上装设计时应遵守底盘方面的相关规定，不得随意增大汽车的总重、不得随意改动底盘上已有的功能，不得随意改变底盘轴距、有关部件及其位置和功能的实现；5.车辆改装后整车最大总质量不得超过允许的最大总质量，各轴轴荷不得超过允许的最大轴载质量。载荷分布左右基本均匀，最大偏差不得超过3%。重心应尽可能低，但必须留有车轮弹跳高度所需的空间。改装后整车应复合gb7258的规定。综上所述，专用汽车的设计有其自身的特点和要求，要求底盘和专用工作装置合理匹配，构成一个协调的整体，使汽车的基本性能和专用功能都得到充分发挥。2.2 商品轿车运输车的设计特点与要求与普通汽车相比，商品车运输车是具备专用功能，用于承担专门运输任务的汽车。其生产批量相对于普通基本型汽车较少，因此设计上在满足普通基本型汽车性能要求的基本上，还要满足专用功能的要求，这就形成了其自身特点和特殊要求，这些特点和要求概括如下：（1）尽可能选用定型的基本型汽车底盘进行改装设计。因商品车运输车生产批量相对较少，故选用定型的基本汽车底盘进行改装设计的设计方案不仅可以缩短产品的生产周期还可以大大降低生产成本；（2）设计的主要工作是总体布置和专用工作装置的匹配。设计时既要保证专用功能满足其性能要求，又要尽量不影响汽车底盘的基本性能；（3）设计过程应考虑产品系列化。对于汽车零部件的设计应最大限度地选用标准件或选用已定型产品的零部件，尽量减少自制件，以提高设计生产效率和可靠性；（4）工作装置核心部件应严格优选，保证质量。商品轿车运输车专项作业性能的好坏主要取决于工作装置中某些核心部件和总成的性能；（5）设计应满足有关机动车辆公路交通安全法规要求。2.3 商品轿车运输车设计程序商品轿车运输车设计程序一般经过如下5个阶段个阶段：1、可行性分析探究2、提出技术要求（1）确定主要性能指标（2）半挂车的结构确定（3）选择牵引车（3）总体布置图的绘制及性能参数计算（4）总成及零部件机设计及强度校核3、产品试制与鉴定4、定型试验5、产品鉴定综上所述，专用车总体设计的主要任务是：合理确定商品车运输车的性能指标、正确选择牵引车，为各部件设计提供可控参数和设计要求。2.4本章小结本章主要对商品轿车运输车的设计基本原则、特点与要求、程序进行分析。第3章 商品轿车运输车的总体设计3.1 商品轿车运输车的总体技术要求1、运输车半挂车长度：15120mm2600mm4000mm，一次装运8辆伊兰特5座商务轿车2、符合国家标准3.2 半挂车方案的确定3.2.1 半挂车车架形式的确定半挂车是商品轿车运输车的载货部分，是一种由牵引车牵引才能使用的道路车辆,在商品轿车运输车设计中，半挂车部分可通过选型设计来完成。 (a) 平板式 (b) 鹅颈式 (c) 凹梁式图3.1 半挂车车架纵梁结构(a)(b)(c)半挂车的车架主要有平板式、鹅颈式和凹梁式（如图3.1）三种。以下将对这三种结构的车架进行比较分析。（1）平板式车架 如图3.1(a)所示，整个货台是平直的，且在车轮之上，其优越性在于牵引车和半毛坯车的搭接部分的上部空间得到了充分利用，具有较大的货台面积，也正由于这种优越性使其在满足交通安全法规规定高度的前提下很难满足可双层装载的要求。（2）鹅颈式车架 如图3.1(b)所示，车架呈阶梯形，货台平面在鹅颈之后，从而使货台主平面降低，便于货物的装卸和运输，车架的受力情况不如平板式车架好但有充足装载高度。（3）凹梁式车架 如图3.1(c)所示，其货台平面呈凹形，具有较低的承载平面，但由于其尾部的凸起大大地限制了凹梁式半挂车在商品轿车运输车中的应用。综上所述并结合设计需要，在本次设计中选用鹅颈式车架。3.2.2 二层结构方案的确定二层结构的设计大体上可分为二种设计方案，分别如图3.2、图3.3所示。以下分别对两种设计方案进行分析。销轴上层地板液压缸图3.2 二层结构设计方案一第一种设计方案（如图3.2）中二层底板通过销轴与车厢两侧支柱进行铰接，由液压缸实现其上下运动。装车时，先由液压缸将二层地板向下旋转至某一限定的高度时，拉出上层跳板，装载车辆经跳板驶入上层地板，然后上层地板在液压缸的作用下向上转动，当上层地板旋转至某一限定的高度时，下层地板随动跳板自动拉到设计的高度，该动作由连接于上层地板和随动跳板的随动钢绳完成，然后拉出下层地板的跳板，装载车辆驶入下层地板，最后由液压缸将上层地板向下旋转至水平位置，由定位锁装置固定于后立柱上，使液压缸卸载。此设计方案结构简单，在装车、卸载过程中操作比较方便，但由于挂车较长即二层地板较长，装载后上层地板中间部位易产生较大的弯曲，因此对二层地板结构设计及强度要求较高。第二种设计方案（如图3.3）中将二层底板分为举升部分和固定部分两部分，其举升部分参考四柱举升机进行设计。其工作原理为上升时，通过电动机驱动油泵，液压油输入油缸下腔，在油压作用下，活塞杆被推出油缸，通过钢丝绳及滑轮组的作用同步拖动上层底板上升，从而完成将商品轿车运向上层的作业，下降时，先打开回油管路，上层底板在自重的作用下将油缸下腔的液压油排回油箱，通过下层底板跤板进行装卸轿车，此种设计方案相对于第一种设计方案较为复杂，上层底板被分为两个独立的部分，需增加立柱，除此之外举升机构的设计也相对复杂一些，但这种将上层底板独立分割设计的方案可有效地降低底板中间部位的弯曲变形，提高了运载的安全性和可靠性。图3.3 二层结构设计方案二固定部分升降部分通过经上两种设计方案的对比分析，并考虑整体设计要求，在二层机构的设计中选用第二种设计方案。3.2.3 轿车摆放方案的确定商品轿车的摆放方式大体上可分为水平摆放和倾斜摆放两种摆放方式，如图3.4所示。 (a)图3.4 轿车摆放方式图(b) (a) 水平摆放 (b) 倾斜摆放轿车摆放方式的确定需综合考虑其可用装载空间的长、宽、高，并保证符合各项国家相关标准。在满足以上要求的前提下，若采用倾斜摆放的方案可增加装载车辆数则设计时应采用此种装载方案，反之若不能增加装载车辆数，则应采用设计较为简单的水平摆放式装载方案。根据本次设计的总体技术要求，在本次设计中初步选定为如下的装车方案。图3.5 轿车摆放方式图采用上层前后双抽拉梯，下层水平摆放加倾斜摆放的形式来提高运输车装载商品轿车的装载数量，从而提高运输的经济效益。3.2.4 半挂车参数估算半挂车参数的计算包括半挂车长度、半挂车宽度、半挂车平板离地高度和半挂车装载质量。各部分计算方法如下：（1）半挂车长度 每层装载四辆伊兰特8座商务轿车，每辆车的车长为4525mm，四辆车之间间隙大约需要mm，根据本方案初步确定的装车方案，由方案布置图确定半挂车的长度=15114mm,符合半挂车通用技术条件的有关规定：半挂车车长限值为mm,半挂车的长度l的范围为1511415200mm，取15120mm。（2）半挂车宽度为降低整车整备质量，采用框架结构。为便于操作者捆绑固定商品轿车，以及为便于装车时司机打开车门从商品轿车中出来，装车后商品轿车两侧间隙不小于mm。伊兰特5座商务轿车车宽b1725mm，由方案布置图确定半挂车的宽度b=2600mm。符合国家规定的车辆运输车总宽度不大于2600mm的规定。（3）半挂车平板离地高度在此次设计中要设计双层车辆运输半挂车，因此对于所选半挂车的平板距地面的高度有严格的限制。其装载后的高度不得超过车辆运输车通用技术条件中有关高度的规定，半挂车设计过程中其高度的影响因素是多方面的，其中包括：伊兰特5座商务轿车的高度（1425mm）、二层隔板厚度(约40mm)、下层车与二层隔板间隙（约100mm）、以及半挂车夹板的离地高度。方案布置图确定半挂车平板的离地高度790mm。（4）半挂车装载质量根据设计方案可知，半挂车装载8辆伊兰特5座商务轿车（整车整备质量1350kg），再加上车厢、二层隔板、举升机构以及其它的附助设施等，其装载质量约为12500kg，因此设计所需半挂车的装载质量要大于12500kg。3.2.5 半挂车选型综合考虑以上有关半挂车长度、宽度、半挂车夹板离地高度以及有其装载质量的初步估算的结论，并通过多种半挂车车型的比较分析，最终选用本次设计的商务轿车运输半挂车的具体参数。见表3.1、表3.2所示。表3.1 商品轿车运输半挂车参数车辆名称商品轿车运输半挂车车辆类别半挂车车辆型号9190tcl中文品牌外形尺寸(mm)（长宽高）1512026004000总质量（kg）19000整备质量（kg）8200额定载质量（kg）10800半挂鞍载质量（kg）5010接近角/离去角（）-/10前悬/后悬（mm）-/4819轴距（mm）8580+135轴荷（kg）6995+6995轴数2弹簧片-/3、-/7、-/-轮胎数4轮胎规格12.0后轮距（mm）1900表3.2 半挂车车架宽度尺寸轮轴负荷（kg）轮胎型号轮距(mm)车轴总宽(mm)轮胎内沿宽度(mm)车架宽度(mm)双联轮胎间距（mm）钢板弹簧中心距(mm)699512.019002600180018003209903.3 牵引车的选择3.3.1 牵引车参数估算牵引车参数估算主要包括牵引车长度范围、牵引车鞍载质量以及牵引座离地高度。（1）牵引车长度范围根据车辆运输车的相关规定，结合方案布置图确定牵引车的长度范围。图3.6 半挂车与牵引车根据方案布置图得： l2l- l1+1000+3673代入数值得：l29559式中：车辆运输车长度限值（20000mm）； 半挂车的长度（mm）； 牵引车的长度（mm）。（2）牵引车鞍载质量牵引车的鞍载质量可与半挂车的鞍座质量相近，这样可以避免由于牵引车鞍载达不到要求而不能满足使用要求。（3）牵引座离地高度牵引座的离地高度过高或过低都会给配合带来不必要麻烦，所选牵引车的牵引座离地设计要与半挂车鞍座离地高度相配合以便于牵引车与半挂车的连接。（4）牵引车发动机功率计算利用比功率方式初步估算，整车最大总质量应在19t左右，比功率应为4.45.5kw/t，发动机所需的总功率p=pe/0.75代入公式计算得出发动机总功率p216kw3.3.2 牵引车的选型及基本参数结合以上几方面的因素，并通过对多种类型牵引车的比较与分析，在设计中选用解放牌型ca4225p21k2tia2e牵引车。其详细参数如表3.3所示。表3.3 解放牌型ca4225p21k2tia2e型牵引汽车参数车辆名称平头柴油半挂牵引车车辆类别牵引车外型尺寸（长宽高）（mm）688824952890中文品牌解放最高车速（km/h）76前悬/后悬（mm）1418/820轮胎规格12.00-20接近角/离去角（）23/53轴距（mm）3350+1350前轮距（mm）2020最小离地间隙（mm）261后轮距（mm）1830/1830最大爬坡度19%制动距离（m）9.5加挂车拖挂质量（kg）33625百公里油耗（l/100km）283.2.3 牵引车与半挂车的连接半挂车牵引连接主要是通过牵引销与牵引座的连接将半挂车和牵引车牢固地连接在一起11。而对于选型得到的牵引车本身已含有连接装置，因此无需对半挂牵引连接装置进行设计，以下将结合图3.2和表3.4对半挂车与牵引车的连接部分尺寸进行说明。图3.7 半挂车与牵引车的连接尺寸 表3.4 半挂车与牵引车的连接尺寸 （mm）280105510115313001020160013631100符号含义如下：牵引销中心至驾驶室后围或备胎架的距离；牵引座的前置距；牵引车车架上平面离地高度；牵引车牵引座离地高度；半挂车牵引板离地高度；牵引销中心到鹅颈近点水平距离；牵引车的后回转半径；牵引车的间隙半径；半挂车的前回转半径；半挂车的间隙半径。3.4轿车固定装置设计本次设计采取的是多孔底板和插块来固定，这种方法不但节省了车架的材料而且对车型的没有限制。将插块插在轮胎的内外两侧固定好车位。在固定轿车车轮时须在轮胎接触部位垫上橡胶以防止插块划损轮胎。图3.8 多孔底板图示3.5 整车的主要参数计算整车主要性能参数计算是总体设计的主要内容之一，目的是检验整车参数选择是否合理，使用性能参数能否满足要求。主要性能参数包括整车的动力性、经济性和稳定性等。由于设计条件的限制，在这里只对动力性参数进行计算。3.5.1 发动机的外特性发动机的动力性一般用外特性来描述。外特性是指发动机节气门全开时的速度特性，即节气门全开是发动机功率、转矩和有效燃油消耗率随转速变化关系，它代表了一台发动机所能发出的最大动力性，是进行车辆动力性计算的主要依据。外特性一般有三种获得方法：一是由发动机厂家或汽车底盘制造厂家提供；二是直接由发动机台架试验测出；三是由经验公式按拟合得到。根据工程实践可知发动机的外特性曲线可用二次三项式来描述，即式中：发动机输出转矩(nm)； 发动机输出转速(r/min)。由于没有所要的发动机外特性曲线，但从搜集的资料中有发动机的最大输出功率及相应转速和该发动机的最大转矩及相应转速，因此采用第三种方法来计算发动机的外特性。根据经验公式式中：发动机的最大输出转矩(nm)； 发动机最大输出转矩时的转速(r/min)； 发动机最大输出功率时的转速(r/min)； 发动机最大输出功率时的转矩(nm)，。由此可得： 根据资料可知牵引车的teqm=920nm、r/min、r/min、270kw，将这些数个分别代入得：3.5.2 汽车的行驶方程（1）行驶方程计算过程中涉及的相关参数商品轿车运输车的有关参数如表3.5所示。 表3.5 商品轿车运输车的有关参数名 称符 号数 值 与 单 位车轮动力半径rd0.5625m主减速比i06.844迎风面积ad6.697m2整车总质量（满载）ma43990kg变速器参数如表3.6所示。表3.6 变速器传动比挡 位12345i07.064.012.281.391当车速大于50km/h时，滚动阻力系数f可表示成车速v线性函数，有f0和k值可根据试验结果得出，如表3.7所示。表3.7 f0和k的试验结果轮胎尺寸载荷/knf0k12.0-2026.250.00860.000148260508p26.250.0070.000166300508p30.000.0130.00026320508p30.000.0110.00022320508p35.800.01280.00023确定行驶方程计算时所需的有关系数如表3.8所示。 表3.8 行驶方程计算有关参数名 称符 号数 值发动机外特性修正系数0.89直接档时传动系效率0.88其它档时传动系效率0.85空气阻力系数cd0.77滚动阻力系数f00.0086k0.000148旋转质量换算系数可以按下述经验公式估算：=1+式中：=0.030.05，低档时取上限，高档时取下限。在各挡位时计算结果如表3.9所示。表3.9 回转质量换算系数的计算结果档位123453.54221.85401.30991.14661.06（2）行驶方程中相关系数的确定汽车直线行驶时的驱动力和行驶阻力平衡方程见下式： 式中：汽车的总质量（kg）； 道路坡度角（）； 滚动阻力系数（）； 汽车加速度（m/s2）。又因 由此，整理后得式中： 将上面确定的有关参数和系数分别计算，计算结果如表3.10所示。表3.10 各档的a、b、c1、c2的计算结果档 位abc1c21-371.854914.7122669.04-2.3031052-68.341531.4912346.81-2.3031053-12.76495.107071.30-2.3031054-3.07184.024311.01-2.3031055-1.3095.243000101.45-2.3031053.5.3 动力性评价指标的计算汽车的动力性一般由最高车速、最大爬坡度等指标来评价。 最高车速的计算 按照汽车最高车速的定义，有,代入可得当处于五挡时可得最高车速，又因为，所以方程的第二个根即是所求的最高车速，由此可求得：将上面所求得的数值代入上式得：km/h 最大爬坡度的计算按照汽车以最低挡稳定速度爬坡，有,为了简化，设，由此可得对上式两边分别以v为自变量求导，可得当时，则a取最大值，此时有 由此整理可得当时，但实际上滚动力阻力总是存在的，并且滚动阻力系数愈大，汽车的爬坡能力愈小。因此对上式中取负号，就得到汽车的最大爬坡角，即因，则上式可简化成由此可得到汽车的最大爬坡度为代入数值可求得：、。改装后的汽车动力性指标最高车速km/h与原车（76km/h）相差不多；=16.4%也与原车（=19%）相差不多，基本符合设计要求。根据市场调研，此车速与大多数车辆运输车的最高车速相符。3.6 本章小结 本章通过对各种设计方案的比较与分析，初步确定了商品轿车运输车改装设计的设计方案。对商品轿车运输车进行了详细设计。整车的主要参数计算分析。主要内容为：（1）半挂车选用鹅颈式半挂车；（2）轿车摆放方式初步选定为水平摆放式；（3）通过估算确定半挂车、牵引车的基本参数范围并对半挂车与牵引车进行选型；（4）辅助系统设计；（5）整车的主要参数计算。第4章 商品轿车运输车轴核及关键零部件校核4.1 轴核计算 表4.1 轴核分布整备质量8200kg额定载质量10800kg轴数2总长度15120mm前悬1000mm轴距9295mm小轴距mm空载轴荷分配满载轴荷分配牵引销质量1830牵引销质量5010后桥载质量6370后桥质量13990半挂车总质量19000空悬后桥比0.777满载后桥质量比0.736后悬4819满载后桥质量69954.2 主梁截面的设计计算4.2.1主梁高度计算主梁通常选用工字形和箱式结构，确定主梁高度是选择截面的关键。本次设计采用质量最轻条件确定梁高。 其中：wm/2i/h为主梁所需的截面抗弯系数 为主梁腹板厚度，10mm 为构造系数 本次设计中主梁材料选用16mntil，经计算确定主梁高度h350mm4.2.2 主梁腹板尺寸校核根据经验公式校核主梁腹板尺寸 （7+3h）其中：h的单位为米，的单位为毫米经校核，主梁腹板尺寸符合结构要求。4.2.3 主梁翼板尺寸确定按整体稳定性条件，工字梁翼板宽度b（1/31/5）h88mm确定翼板宽度后确定翼板厚度0b/24，取b8mm4.3 挂车纵梁强度和弯矩计算 纵梁受力简图如图4.1所示 图4.1 纵梁受力图示 载荷： r1=2505（kg） q1=6.28n/mm弯矩方程：m=r1(总长-前悬)_ mmax的值，即m=0的值 m= r1- q1=0 = =398.89（mm）mmax=2505(398.89-100)- =249554.8 kg/mmm3300= 234204 kg/mm纵梁工字钢抗弯截面截面系数为w=334cm3 工作应力1= =747 m3300=701取动载荷系数2 1=2747=1494 m3300=2701=1402许用应力 安全系数取2即许用应力=1750kg/cm2工作应力均小于许用应力满足强度要求。4.4 支撑装置处垂直载荷r=挂车总重（轴距-重心据前端距离）/轴距-支撑到牵引销距离=19000（9295-4629）/9295-2174= 12449.66，即每个支撑装置承受的载质量。 故选择20吨级支撑装置。4.5 升降平台举升机构选取和校核 4.5.1 举升机构的组成和原理举升机构主要由立柱、纵梁、横梁、钢丝绳、滑轮组、液压站和轮锁机构组成。举升机构工作原理类似于四柱举升机。其工作原理为：当上升时，电动机驱动液压泵，液压油输入油缸下腔，在油压作用下，活塞杆被推出油缸，通过钢丝绳及滑轮组拖动工作台上升，完成举升工作；下降时打开回油管路，在工作台自重的作用下，将油缸下腔内的液压油排回油缸，将活塞杆推回液压缸筒内，从而完成下降工作。4.5.2 举升机构的选取举升机构的选取需要综合考虑举升重量、举升的高度、举升时间等因素。表4.2所列的内容为此次设计的举升机所要达到的使用性能，同时设计时将以表4.2中的参数为选取时的已知参数使用，从而保证选取出的举升机构能达到表中所示的性能要求。表4.2 举升机性能要求举升质量(kg)举升高度(mm)起动时间(s)制动时间(s)稳定速度(m/s)500010804液压系统与钢丝绳、滑轮组的配合方式如图4.2所示。图4.2 液压缸与钢丝绳、滑轮组1.液压缸的载荷计算（1）举升过程在举升过程的工作阶段分为起动加速阶段、恒速上升阶段和减速制动阶段17。以下分别进行计算。起动加速阶段作用在液压缸上的作用力 （3.1）式中：作用在液压缸上的工作负载，； 举升作业质量； 举升机工作台及其它附件质量（初估值为1000kg）； 负载的惯性力； 液压缸机械效率，=0.9。代入数值得：knknkn恒速上升时作用在液压缸上的作用力 （3.2）代入数值得：kn 减速制动时作用在液压缸上的作用力 （3.3）代入数值得：kn（2）下降过程起动加速阶段作用在液压缸上的作用力此过程作用在液压缸上的作用力与举升过