汽车主要参数选择PPT课件.ppt

1 3汽车主要参数的选择 一 汽车主要尺寸参数二 质量参数三 汽车性能参数四 估算发动机的最大功率 最大扭矩及其对应的转速 五 变速器的头档速比和档位数 和驱动桥的主减速比 1 整车总布置应提供以下参数 为总成开发提供原始数据 1 整车的外廓尺寸 2 轴距和前 后轮距 3 前悬和后悬长度 4 车头 驾驶室和发动机 前轮的布置关系 5 轮胎型号 静力半径和滚动半径 负载能力 6 车箱内长及外廓尺寸 7 发动机的功率 扭矩及相应转速 8 变速器头档速比 2种 和档位数 9 后桥总速比 可有几种 10 最高车速 11 最大爬坡度 12 整备质量及载质量 2 整车总布置应提供以下参数 为总成开发提供原始数据 13 转向盘直径 车轮转角及最小转弯直径 14 前轮接地点至前簧座的距离 15 前簧中心距 16 后簧中心距 17 车架前部和后部外宽 18 车架纵梁外形尺寸及横梁位置 19 前簧作用长度 20 后簧作用长度 21 前簧非悬架质量 22 后簧非悬架质量 23 后轮毂及制动器总成质量 3 1 3汽车主要参数的选择 一 汽车主要尺寸的确定通过整车总布置草图的绘制 可以初步确定各总成的布置关系 进而确定整车各有关的 布置 尺寸参数和质量参数 以便为总成设计提供原始数据 确定车头 驾驶室的型式 以及同发动机 前轴 轮 的相互布置关系后 绘制布置总布置草图 并在此基础上布置各大总成 1 车架和车箱 2 后簧 后桥和车轮 3 前簧 前轴和车轮 4 传动系 5 转向机构及拉杆系统 并确定前轮转角和进行转弯直径的计算 6 布置油箱 电瓶 消声器 贮气简 及备胎等其它总成 4 1 3汽车主要参数的选择 一 汽车主要尺寸的确定外廓尺寸轴距汽车的主要尺寸 轮距前悬 后悬货车车头长度和车箱尺寸等 5 6 汽车的主要尺寸参数 7 1 外廓尺寸货车 越野车 整体式客车 12m外廓尺寸长单铰接式客车 18m汽车外廓尺寸界限规定半挂汽车列车 16 5m GB1589 2004 全挂汽车列车 20m汽车宽 2 5m 不包括后视镜 汽车高 4m 空载 顶窗关闭状态下 注 不在公路上行驶的汽车 其外廓尺寸不受上述规定限制 8 a 全挂汽车列车b 半挂汽车列车 9 10 2 轴距L整备质量影响汽车总长车厢长度不足或后悬过长汽车总长汽车制动性和操纵稳定性变坏传动轴长度对平顺性不利纵向通过半径万向节传动轴的夹角增大轴荷分配确定原则 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 推荐范围 0 4 0 6m为宜 11 在整车选型初期 可根据要求及驾驶室布置尺寸初步确定轴距 LH 货箱长度可根据汽车的装载质量 载货长度来确定 或参考同类型 同装载量汽车的货厢长度和装载面积来初步确定 LJ 前轮中心至驾驶室后壁的距离 它与布置方案选择有关 在该布置方案选定后 可通过对驾驶室 发动机和前轴的初步布置或参考同型 同类布置的汽车的这一尺寸初步确定 S 驾驶室与货厢之间的间隙 一般取50 100mm LR 后悬尺寸 可根据道路条件或参考同类型汽车初步确定 12 轴距的最终确定应通过总布置和相应的计算来完成 其中包括检查 最小转弯半径和万向节传动的夹角是否过大 轴荷分配是否合理 乘坐是否舒适能否满足整车总体设计的要求等 13 各类汽车的轴距和轮距 14 3 前轮距B1和后轮距B2汽车总宽影响总质量最小转弯直径侧倾刚度确定总原则 受汽车总宽不得超过2 5m限制 轮距不宜过大 前轮距B1 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 后轮距B2 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 径向刚度是指 车轮中心与轮胎接地平面间垂直距离的单位增量 所对应的轮胎垂直负荷的减量轮胎侧偏刚度为轮胎侧偏力与侧偏角的比值 k F a 外倾刚度是指 外倾角的单位增量所对应的横向力的增量 15 4 前悬LF和后悬LR1 整车协调性2 轴荷分配的要求3 安装要求4 通过性要求5 撞车安全性前悬LF 长头货车一般在1100 1300mm范围内 后悬LR 轻型 中型货车一般在1200 2200mm之间 特长货箱汽车的后悬可达2600mm 但不得超过轴距的55 客车后悬长度不得超过轴距的65 绝对值不大于3500mm 确定原则 16 5 货车车头长度定义 指从汽车的前保险杠到驾驶室后围的距离 汽车外观效果影响驾驶室居住性发动机的接近性等范围 长头型货车车头长度尺寸一般在2500 3000mm之间 平头型货车一般在1400 1500mm之间 17 二 汽车质量参数的确定1 整车整备质量m02 汽车的载客量和装载质量3 质量系数4 汽车总质量ma5 轴荷分配 18 二 汽车质量参数的确定整车整备质量m0定义 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 影响 汽车的成本使用经济性减少m0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 19 估算 a 货车采用质量系数法 b 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 a 质量系数 m的定义 指汽车装载质量与整车整备质量的比值 质量系数反映了汽车的设计水平和工艺水平 不同类型汽车的质量系数 20 b 轿车和客车人均整备质量 21 空车状态下整车质量 轴荷分配和质心高度的计算满载状态下整车质量 轴荷分配和质心高度的计算非悬架质量的估算整备质量利用系数轴荷分配 22 1 空车状态下整车质量 轴荷分配和质心高度的计算 整车整备质量 自重 按下式计算 No 用估算整车整备质量的全部总成数量 总成的划分可根据实际情况由设计人员自定 Mc 整车装备质量 kg 23 1 空车状态下整车质量 轴荷分配和质心高度的计算 空车后轴荷按下式计算 L 轴距 mm Mcr 空车后轴荷 kg 空车后轴荷按下式计算 24 1 空车状态下整车质量 轴荷分配和质心高度的计算 空车质心高度按下式计算 25 对于非独立悬架 整个车桥总成 包括制动器 轮毂 车轮等 都属于非悬架质量 一端与车桥铰接 另一端与车架固定点铰接件 如转向拉杆 传动轴 导向臂 稳定杆等 可将静止时作用于车桥铰接点的质量作为非悬架质量 转向拉杆 传动轴等件可取其质量的1 2作为非悬架质量 螺旋弹簧取其质量的1 2作为非悬架质量 吊挂式钢板弹簧取其质量的3 4作为非悬架质量 平衡悬架钢板弹簧取其质量的1 4作为非悬架质量 对于独立悬架和其它特殊形式的悬架可视其结构特点进行非悬架质量估算 非悬架质量的估算 26 2 汽车的载客量和装载质量 1 汽车的载客量定义 a 轿车的载客量用座位数表示 微型和普通级轿车为2 4座 中级以上轿车为4 7座 b 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8 10人计算 c 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 27 2 汽车的装载质量me定义 指在硬质良好路面上行驶时所允许的额定装载量 注 越野汽车的装载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 确定原则 a 货流大 运距或矿用自卸车应采用大吨位货车 b 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 28 2020 1 27 29 a 轮胎磨损均匀和寿命相近 b 保证足够的附着能力 驱动桥应有足够大的载荷 c 转向轻便 d 轴荷转移尽量小 f 良好的操纵稳定性 不足转向特性 g 通过性要求 确定原则 3 轴荷分配定义 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 30 各类汽车的轴荷分配 31 在确定汽车的轴荷分配时 还要考虑汽车的静态方向稳定性和动态方向稳定性 根据理论分析 汽车质心位置到汽车中性转向点的距离s对汽车的静态方向稳定性有决定性的影响 32 式中 L1 L2 分别为汽车质心离前 后轴的距离 L1和L2取决于轴荷分配 Ca1 两个前轮的轮胎侧偏刚度之和 N rad Ca2 后轮的轮胎侧偏刚度之和 N rad Ca 汽车全部轮胎的总侧偏刚度之和 N rad 33 当s0时 汽车具有过度转向特性 此时存在着一个临界车速 低于此车速时 汽车的行驶时稳定的 高于此车速 则汽车就不能稳定行驶 在汽车设计时一般希望汽车具有适度的不足转向特性 为此 要很好地匹配上述参数 使L1Ca1 L2Ca2 0 34 汽车动态方向稳定性的条件是 式中 K 稳定性因素 v 汽车车速 m s L 轴距 m 35 1 动力性参数2 燃油经济性参数3 机动性参数4 通过性几何参数5 操纵稳定性6 制动性参数7 舒适性 三 汽车性能参数的确定 36 1 最高车速vamax 2 加速时间t 3 上坡能力 4 比功率 5 比转矩 1 动力性参数 三 汽车性能参数的确定 37 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 轿车的最高车速大于货车 客车的最高车速 级别高的轿车的最高车速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 1 最高车速vamax 1 动力性参数 考虑 汽车的用途公路条件及安全设施发动机功率 三 汽车性能参数的确定 38 2 加速时间t 对于vamax 100km h的汽车 常用加速到100km h所需的时间来评价 定义 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 评价 对于vamax低于100km h的汽车 可用0 60km h的加速时间来评价 中 高级轿车的0 100km h的换档加速时间约为8 17s 普通级轿车为12 25s 39 3 上坡能力 货车能克服30 坡度 16 7 定义 用汽车满载时在良好路面上的最大坡度阻力系数imax来表示 越野汽车能克服60 坡度 31 要求 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 40 4 汽车比功率和比转矩 定义 比功率 汽车所装发动机的标定最大功率与汽车最大总质量之比 比转矩 汽车所装发动机的最大转矩与汽车总质量之比 可以综合反映汽车的动力性 能反映汽车的牵引能力 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 我国GB7258 2004 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4 0Kw t 其它机动车不小于4 8Kw t 客车的比功率见交通部行业标准JT T325 1997 要求 41 表1 9汽车动力性参数范围 汽车动力性参数范围 42 2 燃油经济性参数 评价指标 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 100km 注 货车有时用单位质量的百公里油耗量来评价 轿车 货车 43 3 机动性参数 评价指标 最小转弯直径Dmin 定义 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 影响因素 转向轮最大转角汽车轴距轮距等 机动车的最小转弯直径不得大于24m 当转弯直径为24m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3 5m 要求GB7258 2004 机动车运行安全技术条件 44 车辆通道圆与外摆值示意图 汽车 45 各类汽车的最小转弯直径Dmin 46 4 通过性的几何参数间隙失效 汽车因离地间隙不足 被地面托住 无法通过的现象 顶起失效 车辆中间底部的零部件碰到地面 被顶住的现象 触头或托尾失效 因车辆前端或尾部触及地面 不能通过的现象 评价指标 最小离地间隙hmin接近角 离去角 纵向通过半径 等 47 v1接近角 v2离去角 p1纵向通过半径 p2横向通过半径 C最小离地间隙 48 汽车通过性的几何参数 49 5 操纵稳定性参数 设计指标 与总体设计有关 转向特性参数要求 ay 0 4g时 1 2 1 3 为宜车身侧倾角 要求 ay 0 4g时 3 较好 max 7 制动前俯角要求 ay 0 4g时 车身的前俯角不大于1 5 50 51 6 制动性参数 汽车制动性定义 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 制动效能评价 制动距离St平均制动减速度j 有关 GB7258 2004 机动车运行安全条