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重型自卸车设计(底盘设计)__毕业设计说明书.doc

重型自卸车总体底盘设计【优秀汽车底盘全套课程毕业设计含4张CAD图纸】

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重型自卸车设计(底盘设计)

重型自卸车总体底盘设计【优秀汽车底盘全套课程毕业设计含4张CAD图纸】

【带外文翻译】【30页@正文9500字】【详情如下】【需要咨询购买全套设计请加QQ1459919609】

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重型自卸车设计（底盘设计）

摘要

此次设计的非公路自卸车适应于多种特定用途，是土方运输和各种露天矿剥岩、沙土运输的经济、高效、低耗的运输设备。该车具有为适应重载工况而特殊设计的悬挂系统、加强型宽体驱动桥、14.00-20型宽大工程轮胎，使该车具有超强承载能力，同时提供了超强的附着能力，保证了车辆的制动稳定性和良好的通过性，采用了大速比工程驱动桥，其输出转矩比同功率公路车大30%以上，爬坡能力强劲，重载起步顺畅。

本说明书主要是对KD3400整车总体布置做了一个详细的说明，其中包括整车主要尺寸（长*宽*高），前后轴距，轮距，轴荷分配的选择和计算以及各总成（发动机，传动系）的主要参数的选择。

特别对整车的动力性和经济性做了比较全面而细致的分析和计算，对动力性分析时，分别作出了驱动力—行驶阻力平衡图，动力特性图，功率平衡图。求出汽车的最大速度，另外也对汽车在不同的路面上行驶时，分别计算出了其最大爬坡度，并根据加速度倒数曲线求出汽车的加速时间，估算了该车的加速性能。在计算汽车的经济性时，根据发动机万有特性曲线，作出了9挡时的燃油消耗曲线，同时计算得整车的百公里燃油消耗量。通过计算结果显示，此汽车在动力性和经济性方面满足了设计任务书的要求。

另外本文也对汽车的稳定性和最小转弯半径做了计算和分析，并根据经验估算出了空载和满载时汽车的质心位置以及轴荷分配。

关键词：承载能力，附着能力，制动稳定性，通过性，动力性，经济性

DESIGN OF HEAVE –DUTY DUMP (CHASSIS DESIGN)

ABSTRAC

The non –highway heavy-duty dump truck of this design can adapt many kinds of given purpose.It is an economical,efficient and low useful conveyance for hillock transport,sand transport and all kind of outdoor mineral.It has especially desingned suspension system,strengthen widen project driving axle and 14-20type big wide project tales,this cause the truck possess preeminent bearing,at the same time ,this kind of tale can cause big climbing force,assuring the truck has brake stability and good transition.It is counted high rate riving axle,its output torque is 30 point bigger than the road vehicle which are at the same power.

This book mainly give an expatiation about the vehicle general layout of the heavy dumper KD3400,including the vehicle dimensions(long*wide*high),the distribution of axle load in front and back ,the choice and calculation about the main parameter of the vehicle’s main components(engine,transmission)and so on.

Especially in the dynamic property and economic performance,we give an overall and meticulo us analysis and calculation .In the dynamic property ,we made the driving force-road resistance equilibrium diagram,the dynamic factor diagram and the power balance diagram.From those diagram,we can get the maximum speed.We also calculated the maximum grade ability at different road ,according the acceleration curve:we can get the accelerating ability.According to the engine-cross sectional characteristic diagram,we made the fule consumption of 100km. In fact,the vehicle’s main parameters all come to the misson book ‘request.

Morever ,we made an anlysis and calculation of the stability and minimum turning radius and estimated the distribution of axle load when there is no load and full load and the position of the vehicle’s center of mass.

Key words:carrying capacity, adhesive ability, braking stability, trafficability characteristic, power performance, economical efficiency.

第一章前言……………………………………………………………………………….4

第二章参考车型技术数据……………………………………………………………6

第三章汽车主要技术参数的确定………………………………………….7

§3.1 汽车主要尺寸的确定……………………………………………………………7

§3.2 汽车质量参数的确定……………………………………………………………8

§3.3 发动机主要参数…………………………………………………………………9

§3.4 轮胎的选择………………………………………………………………………10

§3.5 传动比的选取……………………………………………………………………10

§3.6 最大传动比的选取………………………………………………………………11

§3.7 变速器各挡传动比………………………………………………………………12

第四章轴荷分配及质心位置的计算………………………………………………13

第五章稳定性计算………………………………………………………….15

§5.1 纵向稳定性………………………………………………………………………15

§5.2 横向稳定性………………………………………………………………………15

§5.3 最小转弯半径的计算……………………………………………………………16

§5.4 在横向坡上转向时的稳定性……………………………………………………16

第六章汽车动力性计算…………………………………………………….17

§6.1 汽车各挡速度的计算……………………………………………………………17

§6.2 汽车各挡驱动力的计算…………………………………………………………17

§6.3 汽车空气阻力的计算……………………………………………………………18

§6.4 滚动阻力系数的计算……………………………………………………………19.

§6.5 汽车行驶时动力因数D的计算………………………………………………...19

§6.6 各挡牵引功率Pe的计算………………………………………………………..20

§6.7 阻力功率的计算…………………………………………………………………21

§6.8 汽车加速度的计算………………………………………………………………21

§6.9 加速度倒数的计算………………………………………………………………22

§6.10 汽车爬坡度的计算………………………………………………………………23

第七章汽车的燃油经济性……………………………………………………………24

第八章结论……………………………………………………………………………….26

参考文献……………………………………………………………………………………27

致谢………………………………………………………………………………………….28

第一章前言

从我国重型汽车发展来看，20世纪60年代至80年代是非常缓慢的。改革开放以后，通过走引进和自主研发相结合的道路，我国汽车工业“缺重”的局面逐步得到改观。但由于各方面因素的影响，重型汽车市场一直处于低迷徘徊的态势。直至1998年之后，在中、轻型货车市场一路下滑时，重型销量却有了可喜的回升。此后，在国家连续几年加大投资，实行积极的财政政策等一系列宏观调控措施的带动下，重货市场呈逐年走高态势，并进入全面发展时期，全局性增长成为目前重货市场的显著特性。从分车型的销售态势上看，重货继续保持去年以来的超高速增长，当月销量已经超过中型载货车，成为一个历史的转折点。

参考文献

[1]陈家瑞汽车构造上、下册，第二版北京：机械工业出版社，2005.1

[2]中国汽车技术研究中心，中国汽车产品证委会 . 中国汽车车型手册专用车卷

[3]张文春汽车理论北京：机械工业出版社

[4]王望予汽车设计第四版北京：机械工业出版社，2004.8

[5]汽车标准汇编中国汽车技术研究中心标准化研究所 1986

[6]赵克利、孔德文底盘结构与技术北京：化工工业出版社

[7]冯晋祥专用汽车设计北京:机械工业出版社

[8]吉林工业大学汽车教研室汽车设计北京:机械工业出版社

[9]机械设计手册北京：机械工业出版社

[10]汽车设计手册北京：机械工业出版社

[11]曾东健汽车制造工艺学北京：机械工业出版社

[12]孙桓、陈作模机械设计第七版北京：高等教育出版社

[13]濮良贵、纪名刚机械原理第六版北京：高等教育出版社

[14]中国汽车技术研究中心标准化研究所汽车标准汇编 6

[15]刘铮、王建昕汽车发动机原理教程北京：高等教育出版社

[16]刘茂光汽车轮胎手册北京：人民交通出版社 1987：132-145

[17]于玉兰人机工程学北京：北京理工大学出版社 1999：24-32

内容简介：: 车辆与动力工程学院毕业设计说明书 1 第一章前言从我国重型汽车发展来看， 20 世纪 60 年代至 80 年代是非常缓慢的。改革开放以后，通过走引进和自主研发相结合的道路，我国汽车工业“缺重”的局面逐步得到改观。但由于各方面因素的影响，重型汽车市场一直处于低迷徘徊的态势。直至 1998 年之后，在中、轻型货车市场一路下滑时，重型销量却有了可喜的回升。此后，在国家连续几年加大投资，实行积极的财政政策等一系列宏观调控措施的带动下，重货市场呈逐年走高态势，并进入全面发展时期，全局性增长成为目前重货市场的显著特性。从分车型的销售态势上看，重货继续保持去年以来的超高速增长，当月销量已经超过中型载货车，成为一个历史的转折点。随着国内基础设施建设需要的不断增加，自卸车产量近年来一直保持较高产销量，在专用车综合产量中保持第一位置，但在种类、型式、材料运用方面与国外还有一定的差距。自卸车的快速增长主要原因是固定资产投资强劲增长，巨大的投资规模奠定了自卸车市场需求基础；自卸车品种增加，不仅适应和满足施工需求，同时向运输市场发展；国家经济的快速发展，带动了相关行业的快速发展，巨大的资源消耗，成为我国重型车和重型专用车发展的原动力。我国重型汽车市场继续保持着高速发展的状态，重型汽车市场发展速度大大超过其他车型的增长速度。目前，市场强劲的增长势头尚未减弱迹象。促进重型汽车市场的主要原因； 1. 积极的财政政策继续为国民经济发展提供了宽松的财政金融环境，融资和信贷更加便利，扩大了人们的资金来源。 2. 国民经济保持了较高的发展速度，去年前 6 个月达到 9.6%，公路运输业快速发展，西部大开发，基础设施建设，房产业的繁荣进一步扩大了对重型汽车的需求。 3. 治理超限超载运输和严厉打击走私，取缔非法拼装车的政策措施促进了重型汽车市场的健康发展。 4. 主要重型汽车生产企业以市为导向，开发出一批适销对路的产品，带动了重型汽车市场的快速发展。综上：大力发展重型自卸车产业，抢先发展重型自卸汽车能为公司及行业发展赢得nts车辆与动力工程学院毕业设计说明书 2 好的效益和发展先机。另外，我国汽车工业发展较晚，虽然在短短的几十年内取得了较好的成绩，但与西方一些汽车大国相比差距仍然很大。我们虽然生产出了不少好品牌的汽车，但我们整体水平并不高，不过随着我国技术的不断发展，这种差距正在不断缩小。作为一个中国人，作为一个车辆工程专业的学生，我们有义务为振兴中国的汽车工业而努力奋斗。 nts车辆与动力工程学院毕业设计说明书 3 第二章参考车型技术数据此设计参考了徐州重工有限公司和宇通重工有限公司的车型，其主要技术参数如表2-1 所示车型 NXG5640DT(徐工 ) YT3621(宇通重工 ) 发动机型号 WD12.375 增压中冷 WD12.375 增压中冷发动机功率 276kw/2200rpm 276kw/2200rpm 轴距 3800mm+1560mm 3600mm+1500mm 平装斗容 26m 25m 堆装斗容 28.5m 27.5m 举升机构货箱中部单缸顶起，最大倾翻角度 53 货箱前端单缸顶起，最大倾翻角度 53 举升时间 20s 25s 最高车速 47km/h 最大爬坡能力 48% 40% 最小转弯半径 (前轮中心 )/（车体外缘） 10.5m 11m 最小离地间隙（前轴下） 300mm 接近角 /离去角 30 /47 33 /45 长 *宽 *高 8700mm*3275mm*3740mm 8730mm*3200mm*3700mm 整车整备质量 23t 最大载货质量 41t 最大设计总质量 64t 驱动型式 6*4 轮胎型号 14.00-24 工程花纹（ 12.00-20） nts车辆与动力工程学院毕业设计说明书 4 第三章汽车主要技术参数的确定 3.1汽车主要尺寸的确定 1.外廓尺寸的确定汽车的长、宽、高称为汽车的外廓尺寸。在公路和市内行驶的汽车最大外廓尺寸受到有关法规的限制，而非公路用车辆可以不受法规限制。一般在满足要求的情况下应尽量减小汽车的外廓尺寸，以减小汽车自重，提高汽车的动力性、经济性和机动性。参考同类车型我们取该车的外廓尺寸：长 *宽 *高 =8700*3275*3740 2.轴距 L 的确定轴距的大小直接影响汽车的长度、重量、最小转弯半径、传动轴的长度、纵向通过半径和许多使用性能。当轴距短时，上述各指标减小。此外，轴距还对轴荷分配和传动轴夹角有影响。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，使汽车制动性或操纵稳定性变坏。因此确定汽车轴距时应考虑各方面的要求，在保证设计要求的前提下，轴距短些好。此处，参考同类车型我们取轴距： L=3800+1560 (前举 ) 3.前轮距 B1 和后轮距 B2 的确定汽车轮距影响车厢或驾驶室内宽、汽车总宽、总质量、侧倾刚度和最小转弯半径。nts车辆与动力工程学院毕业设计说明书 5 查相关资料，货车轮距一般在 27003500 之间。类比我们取 B1=2650,B2=2550。 4.前悬 LF 和后悬 LR 的确定 LF 和 LR 的长度是在总体布置过程中确定的，前悬要有足够的长度以固定发动机、水箱、转向器等部件但不能过长，否则接近角太小不利于通过性。后悬长度主要取决于车厢长度、轮距和轴荷分配要求，同时要保证有适当的离去角，后悬过长，上、下坡容易刮地转弯也不灵活。货车一般取为 12002200 之间。 3.2 汽车质量参数的确定 1. 整车整备质量 m。整车整备质量是指车上带有全部装备（包括随车工具、备胎等），加满水、燃料但没有装货和载人是整车质量大小，在设计阶段估算确定。此处类比估算 23 吨。 2. 载质量 me 41 吨 3.质量系数 m0 质量系数是指汽车载质量与整车整备质量之比值，即 m0=me/m0=41/23=1.783 4.汽车总质量 ma 货车总质量 ma= m。 + me+n1*65 kg， n1=1 5.轴荷分配轴荷分配对轮胎寿命和汽车的许多使用性能有影响。从各轮胎磨损和寿命相近考虑各个轮胎负荷应相差不大，为保证汽车良好的驱动性和通过性，驱动桥应有足够的负荷；为保证汽车有了良好的操作稳定性，又要求转向轴的负荷不应过小。参考如表 3-1: 表 3-1 轴荷分配参考表车型满载空载参考货车 6*4 后轮双胎前轴后轴前轴后轴 nts车辆与动力工程学院毕业设计说明书 6 19%25% 75%81% 31%37% 63%69% 设计车型 50 吨整备质量 15.56 吨 23% 77% 32% 68% 147200N 492800N 73600N 156400N 3.3 发动机主要参数型号： WD12.375 发动机形式：六缸直列、水冷、四冲程、增压中冷，直喷式汽缸数： 6 全负荷最低燃油消耗率： 191g/kW.h 燃油种类：柴油发动机净重： 905KG 气缸排列形式：直列压缩比： 17： 1 排量： 11.596L 额定转速： 2200r 排放标准：欧每缸气门数 2 最大输出功率： 276KW 点火次序： 1-5-3-6-2-4 最大马力： 375 马力每缸行程： 130mm 最大扭矩： 1500N m 气缸缸径： 126mm 最大扭矩转速： 14001600r/min 外形尺寸：长 *宽 *高 =1566*582*1024 发动机的外特性曲线如图 3-2 所示： nts车辆与动力工程学院毕业设计说明书 7 发动机外特性曲线020040060080010001200140016000 500 1000 1500 2000 2500转速 ( r / m i n )扭矩 M e N . m功率 P e k W燃油消耗率g/kW.h 3.4 轮胎的选择选用轮胎型号： 14.00-24 其断面宽度： 360mm 外直径： 1430mm 轮辋名义直径： 610mm 负荷下的静力半径： 680mm 3.5传动比的选取 1. 最小传动比的选取按照最高车速的要求，即最高车速不小于 47km/h。由公式 nts车辆与动力工程学院毕业设计说明书 8 V=0.377r.n/igi0 (km/h) 其中 V 汽车车速（ km/h） r 车轮滚动半径（ mm） n 发动机转速（ r/min） ig 变速器各档速比 i0 主减速器传动比根据参考车型有关参数以及相关要求，我们选取 r=680mm； n=2200r/min； U=47km/h 求得 igi0=12.0 最高档为直接挡，即此时 ig=1 则 i0 =12.0 3.6 最大传动比的选取 1.根据最大爬坡度确定一档传动比 ig1=Gr（ fcos max+sin max） /Ttq i0 T 其中 G 汽车总质量， G=64000N f 滚动阻力系数，货车取 f=0.011 i0 主减速器传动比为 12.0 r 车轮滚动半径为 680mm Ttq 发动机最大转矩为 1500 N m T 传动总效率 T= 0 轴 g 0=92%，双级主减速器；轴 =98%，传动轴和万向节； g=92% 故 T=0.82947 nts车辆与动力工程学院毕业设计说明书 9 由于要求最大爬坡度为 42% 即 max=22.7824 代入以上数据算得 ig1 =11.58 2.根据驱动轮与路面的附着力确定一档传动比 Ftmax= Ttq igi0 T/ r Fz 其中 =0.50.6 Fz=(75%81%)G/cos =79%*640000/cos22.7824=548374N 则 ig1=13.26 3.根据最低稳定车速确定一挡传动比 ig1=0.377nminr/umin i0 其中 nmin 发动机最低转速 600 5（ r/min） umin 发动机最低稳定车速 0.51（ km/h）求得 ig1=16.00 综上，最大传动比为 ig1=12.65 3.7 变速器各档传动比变速器各挡的传动比的分配以及各挡传动比总效率如表 3-2所示。表 3-2变速器各挡的传动比的分配以及各挡传动总效率档位一挡二挡三挡四挡五挡六挡七挡八挡九挡倒挡传动比 12.65 8.38 6.22 4.57 3.4 2.46 1.83 1.37 1 13.22 总传动效率 0.842 0.842 0.842 0.858 0.858 0.858 0.858 0.874 0.874 0.789 nts车辆与动力工程学院毕业设计说明书 10 第四章轴荷分配及质心位置的计算 4.1 水平静止时的轴荷分配及质心位置的计算当汽车总体布置完成后，各部件的位置也就确定了，我们应当对轴荷分配和质心位置进行计算。为此需要知道各部件的质量 mi 和其质心位置（ xi， yi）。 mi可以通过对选用现成的部件的称重或类似部件实际质量对比估算得到，各部件质心位置可按几何形状和结构估算或对现成部件进行实测得到。将各部件的质心和质量标在总体布置图上，量出各部件的质心到前轮中心线的水平距离 xi 和其离地高度 yi。而后进行前、后轴静负荷 G1和 G2 的计算。包括满载、空载两种工况各部件质量和质心位置估算结果如表 4-1. 表 4-1 各部件质量和质心位置估算序号部件名称质量 mi（ kg） xi yi 1 发动机及其附件 2332.2 -400 1150 2 离合器及操纵机构 107.64 680 900 3 变速器及离合器壳 538.2 950 885 4 万向节传动 269.1 2700 785 5 后轴及后轴制动器 3946.8 4580 680 6 后悬架及减速器 1076.4 4590 940 7 前轴、前制动器、轮毂、转向梯形 1255.8 0 590 8 前悬架及减震器 358.8 0 680 9 车轮及轮胎总成 3229.2 3700 680 10 车架及支架拖钩装置 2511.6 3500 1000 11 转向器 179.4 -800 1000 12 制动驱动机构 125.58 3700 790 13 油箱及油管 143.52 2300 840 nts车辆与动力工程学院毕业设计说明书 11 14 消声器及排气管 53.82 3700 1100 15 蓄电池组 179.4 1285 840 16 仪表及固定零件 53.82 -750 1900 17 驾驶室 1497.3 -500 1850 18 手制动器及操纵机构 107.64 4520 750 19 车厢总成 3686.9 4000 1700 20 挡泥板 448.5 3650 800 根据表 4-1 中的数据进行如下计算： 1.空载时 G2=10 mixi/L=14122.76 N G1=Ga- G2=84175.24 N 汽车重心的纵向位置 L1=2870mm L2=L- L1=1710 mm 重心高度： hg=10 miyi/Ga=1044 mm 其中 G1 空载时前轴静负荷 G2 空载时后轴的静负荷 L1 质心到前轴的距离 L2 质心到后轴的距离 L 汽车轴距 2.满载时 G2 =10 mixi/L=483207.19 N G1 = Ga - G2 =143992.81 N 汽车重心纵向位置 L1=3528 mm L2=1052 mm 重心高度： hg=10 miyi/Ga =1464 mm nts车辆与动力工程学院毕业设计说明书 12 4.2 汽车行驶时的轴荷分配的计算 1. 汽车行驶的驱动力附着条件驱动条件： Ft Ff+Fw+Fi 其中 Ft 驱动力 Ff 滚动阻力 Fw 空气阻力 Fi 坡度阻力附着条件： Ft Fz 其中附着系数 Fz 作用于驱动轮上的地面法向作用力汽车行驶驱动附着条件： F Ft Ff+Fw+Fi 2. 汽车行驶的轴荷分配及附着力汽车的附着力决定于附着力系数以及地面作用于驱动轮的法向反作用力，计算结果如下：汽车行驶时的前轴载荷 Fz1=Ga ( L2 - hg )/( L- hg ) =9.8 64000 (1052-0.5 1464)/(4580-0.5 1464) =52158 N 其中 Ga 汽车满载总质量 L2 满载时质心到后轮中心线水平距离附着力系数 nts车辆与动力工程学院毕业设计说明书 13 L 汽车轴距 hg 满载时质心高度汽车行驶时的后轴载荷 Fz2=Ga L1 /( L- hg ) =9.8 64000 3528/(4580-0.5 1464) =575042 N L1 满载时质心到前轮中心线水平距离 4.3 汽车制动时的轴荷分配的计算 1. 汽车制动时前轴载荷 Z 制 1= Ga ( L2 + hg )/ L =244306.72 N 2. 汽车制动时后轴载荷 Z 制 2= Ga ( L1 - hg )/ L =382893.28 N nts车辆与动力工程学院毕业设计说明书 14 第五章稳定性计算汽车的稳定性是指汽车行驶时不致产生翻倾和滑移的性能，是表征汽车能否在坡上安全行驶的一个重要指标。它包括纵向稳定性和横向稳定性。 5.1 纵向稳定性纵向极限翻倾角上坡时 lim=arctanL2 /hg =35.70 下坡时 lim=arctan L- L2 / hg =67.46 纵向滑移角上坡时 =arctan (L- L2 )/（ L- hg ） =33.26 下坡时 = arctan (L- L2 )/ （ L+ hg ） =23.46 结论 :根据以上计算结果可知此车在最大设计要求爬坡能力的坡度上行驶时不会产生翻倾和侧滑现象，故该车的纵向稳定性好。 5.2 横向稳定性横向翻倾角 lim=arctan（ B/2hg） =40.15 横向滑移角 = arctan z=30.75 其中 z 为横向附着系数 z=0.595 nts车辆与动力工程学院毕业设计说明书 15 5.3 最小转弯半径的计算汽车的最小转弯半径 Rmin与汽车的内轮胎最大转角 max、汽车轴距 L、车轮转臂 a、主销距 k等因素有关，最小转弯半径指汽车转向轮在最大转角位置的条件下以低速转弯时前轮地面接触点的轨迹到转向中心点之间的距离，计算公式如下： Rmin=L/sin max=9.298 (m) 5.4 在横向坡上转向时的稳定性保证不产生横向翻倾的条件是 U= LhgBgR / = 21.604km/h 其中 B 轮距 2.65m R 汽车行驶转向半径 9.298m 其余同上保证平地高速急转弯时不致产生横向滑移的条件为 U zgR = 26.508 （ km/h） nts车辆与动力工程学院毕业设计说明书 16 第六章汽车动力性计算汽车动力性主要由汽车的最高车速 Umax、汽车的加速时间 t、汽车的最大爬坡度 imax 三个方面的指标来评定。 6.1 汽车各挡速度的计算 U=0.377rn/igi0 (km/h) 其中 r 汽车行驶时的滚动半径（ m） n 发动机曲轴转速（ r/min） ig 汽车变速器各挡传动比 i0 汽车主减速器传动比由发动机一些参数及其外特性曲线代入上式计算结果如表 6-1所示：表 6-1 各挡速度大小的计算单位： km/h 挡位转速（ r/min）一挡二挡三挡四挡五挡六挡七挡八挡九挡 1000 1.6888 2.5493 3.4346 4.6747 6.2833 8.6843 11.6739 15.9428 21.3633 1200 2.0266 3.0592 4.1215 5.6097 7.5400 10.4211 14.0087 19.1313 25.6360 1400 2.3643 3.5691 4.8085 6.5446 8.7967 12.1580 16.3435 22.3199 29.9087 1600 2.7021 4.0789 5.4954 7.4795 10.0533 13.8949 18.6783 25.5085 34.1813 1800 3.0398 4.5888 6.1823 8.4144 11.3100 15.6317 21.0131 28.6970 38.4540 2000 3.3776 5.0986 6.8692 9.3494 12.5557 17.3686 23.3479 31.8856 42.7267 2200 3.7154 5.6085 7.5562 10.2843 13.8200 19.1054 25.6827 35.0741 46.9993 6.2 汽车各挡驱动力的计算 nts车辆与动力工程学院毕业设计说明书 17 Ft= Teigi0 T/r (N) 其中 Ft 驱动力（ N） Te 发动机转矩（ N.m） ig 变速器各挡传动比 i0 主减速器传动比 r 车轮滚动半径（ m） T 传动系各挡机械效率驱动力的计算结果如表 6-2 所示表 6-2 驱动力的计算单位： N 挡位转速（ r/min）一挡二挡三挡四挡五挡六挡七挡八挡九挡 1000 251061 166315 123446 90699 67479 48823 36319 26595 19847 1200 254766 168770 125268 92038 68475 49543 36856 26987 20140 1400 255322 169138 125542 92239 68624 49652 36936 27046 20184 1600 257175 170315 126453 92908 69122 50012 37204 27242 20330 1800 242352 160544 119163 87552 65137 47129 35059 25672 19158 2000 222156 154546 109263 80258 59711 43203 32138 23533 17562 2200 202516 134155 99576 73161 54431 39382 29296 21452 16009 6.3 汽车空气阻力的计算 Fw=CDAUa/21.15 (N) 其中 Ua 汽车行驶速度（ km/h） CD 空气阻力系数货车取 0.61.0，此处取 0.75 A 汽车迎风面积，即汽车在行驶方向的投影面积，此处为 8.9735 nts车辆与动力工程学院毕业设计说明书 18 空气阻力的计算结果如表 6-3 所示表 6-3 空气阻力的计算单位： N 挡位转速（ r/min）一挡二挡三挡四挡五挡六挡七挡八挡九挡 1000 0.9075 2.0680 3.7536 6.9536 12.5625 23.9977 43.3643 80.8778 145.2235 1200 1.3069 2.9780 5.4052 10.0134 18.0902 34.5563 62.4447 116.4680 209.1225 1400 1.7787 4.0234 7.3573 13.6291 24.6629 47.0354 84.9944 158.5202 184.6396 1600 2.3233 5.2042 9.6095 17.8010 32.1601 61.4343 111.0133 207.0475 371.7726 1800 2.9403 6.7704 12.1619 22.5292 40.7029 77.7522 140.0133 262.0434 470.5256 2000 3.6301 8.2718 15.0146 27.8143 50.2508 95.9908 173.4596 323.5112 580.9782 2200 4.3925 10.0091 18.1680 33.6550 60.7738 116.1482 209.8850 391.4473 702.8829 6.4 滚动阻力系数的计算 f=0.0076+0.000056ua 滚动阻力系数的计算结果如表 6-4 所示表 6-4滚动阻力的计算挡位转速（ r/min）一挡二挡三挡四挡五挡六挡七挡八挡九挡 1000 0.007705 0.007758 0.007813 0.007888 0.007995 0.008134 0.008322 0.008574 0.008935 1200 0.007726 0.007789 0.007856 0.007945 0.008003 0.008241 0.008466 0.008769 0.009202 1400 0.007747 0.007821 0.007899 0.008003 0.008153 0.008347 0.008610 0.008964 0.009469 1600 0.007768 0.007852 0.007941 0.008060 0.008232 0.008454 0.008754 0.009159 0.009736 1800 0.007789 0.007884 0.007984 0.008118 0.008311 0.008586 0.008899 0.009354 0.0100 2000 0.007811 0.007916 0.008026 0.008175 0.008390 0.008668 0.009043 0.009549 0.0102 2200 0.007832 0 007947 0.008069 0.008233 0.008469 0.008775 0.009187 0.009743 0.0105 6.5 汽车行驶时动力因数 D 的计算 nts车辆与动力工程学院毕业设计说明书 19 D=（ Ft-Fw） /G 其中 Ft 汽车行驶时的驱动力（ N） Fw 汽车行驶时的空气阻力（ N） G 汽车最大总重量（ N）、各挡动力因数计算结果如表 6-5所示：表 6-5 各挡动力因数计算挡位转速（ r/min）一挡二挡三挡四挡五挡六挡七挡八挡九挡 1000 0.4003 0.2652 0.1968 0.1446 0.1076 0.0778 0.0578 0.0423 0.0314 1200 0.4062 0.2691 0.1997 0.1467 0.1091 0.0789 0.0587 0.0428 0.0318 1400 0.4071 0.2697 0.2002 0.1470 0.1094 0.0791 0.0588 0.0429 0.0317 1600 0.4100 0.2716 0.2016 0.1481 0.1102 0.0796 0.0591 0.0431 0.0318 1800 0.3864 0.2560 0.1880 0.1396 0.1038 0.0750 0.0557 0.0405 0.0298 2000 0.3542 0.2139 0.1741 0.1279 0.0951 0.0687 0.0510 0.0370 0.0271 2200 0.3229 0.2139 0.1587 0.1166 0.0867 0.0626 0.0464 0.0336 0.0244 6.6 各挡牵引功率 Pe 的计算 Pe= FtV/3600 T (kw) 其中 Ft 汽车行驶的驱动力（ N） V 汽车行驶速度（ km/h） T 各挡传动效率计算结果如表 6-6 所示表 6-6 各挡牵引力功率单位： kw 挡位转速（ r/min）一挡二挡三挡四挡五挡六挡七挡八挡九挡 nts车辆与动力工程学院毕业设计说明书 20 1000 139.87 139.87 139.87 139.87 139.87 139.87 139.87 139.87 139.87 1200 170.33 170.33 170.33 170.33 170.33 170.33 170.33 170.33 170.33 1400 199.15 199.15 199.15 199.15 199.15 199.15 199.15 199.15 199.15 1600 229.25 229.25 229.25 229.25 229.25 229.25 229.25 229.25 229.25 1800 243.04 243.04 243.04 243.04 243.04 243.04 243.04 243.04 243.04 2000 247.54 247.54 247.54 247.54 247.54 247.54 247.54 247.54 247.54 2200 248.23 248.23 248.23 248.23 248.23 248.23 248.23 248.23 248.23 6.7 汽车阻力功率的计算 P 阻 =Pf+Pw=（ Fw +Ff） Ua/ T 3600 其中 T 传动系效率 Ff 滚动阻力（ N） Fw 空气阻力（ N） Ua 汽车行驶速度（ km/h）计算结果如表 6-7 所示：表 6-7 各挡阻力功率单位： kw 挡位转速（ r/min）一挡二挡三挡四挡五挡六挡七挡八挡九挡 1000 10.484 15.826 21.324 28.487 38.301 52.970 71.208 97.536 131.143 1200 12.581 18.993 25.591 34.840 45.975 63.599 85.620 117.263 157.902 1400 14.678 22.296 29.860 40.655 53.657 74.248 100.009 137.111 184.951 1600 16.775 25.327 34.125 45.606 61.346 84.920 114.454 157.009 212.336 1800 18.872 28.495 38.401 52.294 69.046 95.617 128.961 177.248 240.108 2000 20.970 31.663 42.674 58.122 76.757 106.344 143.539 197.577 268.314 2200 23.069 34.833 46.950 63.953 84.459 117.103 158.196 218.102 290.102 nts车辆与动力工程学院毕业设计说明书 21 6.8 汽车加速度的计算 a=g（ D-f） / m/s 其中 D 动力因数 g 重力加速度 f 滚动阻力系数回转质量换算系数其中 =1.04+0.05 ig ig 变速器各挡传动比加速度的计算结果如表 6-8 所示表 6-8 加速度的计算单位： m/s 挡位转速（ r/min）一挡二挡三挡四挡五挡六挡七挡八挡九挡 1000 0.4014 0.5065 0.5496 0.5389 0.4700 0.3488 0.2257 0.1067 0.0575 1200 0.4078 0.5149 0.5592 0.5488 0.4791 0.3568 0.2330 0.1110 0.0611 1400 0.4088 0.5162 0.5608 0.5502 0.4809 0.3583 0.2338 0.1119 0.0602 1600 0.4119 0.5203 0.5655 0.5554 0.4888 0.3619 0.2363 0.1136 0.0611 1800 0.3863 0.4867 0.5206 0.5154 0.4470 0.3284 0.2087 0.0911 0.0432 2000 0.3514 0.4660 0.4748 0.4604 0.3943 0.2824 0.1705 0.0607 0.0189 2200 0.3175 0.3960 0.4241 0.4072 0.3434 0.2379 0.1332 0.0312 0.0036 6.9 加速度的倒数的计算加速度的倒数的计算结果如表 6-9 所示： nts车辆与动力工程学院毕业设计说明书 22 表 6-8 加速度的倒数的计算单位： s/m 挡位转速（ r/min）一挡二挡三挡四挡五挡六挡七挡八挡九挡 1000 2.4981 3.7708 5.0813 6.9156 9.2937 12.8535 17.3010 23.6407 31.8471 1200 2.4618 3.7161 5.0075 6.8166 9.1659 12.6743 17.0358 23.3645 31.4465 1400 2.4564 3.7078 4.9950 6.8027 9.1408 12.6422 17.0068 23.3100 31.5457 1600 2.4390 3.6819 4.9653 6.5722 9.0744 12.5628 16.9205 23.2019 31.4465 1800 2.5880 3.9063 5.3191 7.1633 9.6339 13.3333 17.9533 24.6914 33.5571 2000 2.8233 4.0584 5.7438 7.8186 10.5153 14.5560 19.6078 27.0270 36.9004 2200 3.0970 4.6751 6.3012 8.5763 11.5340 15.9744 21.5517 29.7619 39.3701 6.10 汽车爬坡度的计算根据公式 i=D 221 Df / (1- 2D ) 为了做出汽车各挡的爬坡度图，现求各挡转速下的爬坡度数值表 6-10 所示表 6-10 爬坡度数值的计算挡位转速（ r/min）一挡二挡三挡四挡五挡六挡七挡八挡九挡 1000 0.5135 0.2951 0.2087 0.1492 0.1095 0.0785 0.0581 0.0424 0.0314 1200 0.5251 0.3004 0.2121 0.1515 0.1111 0.0797 0.0591 0.0429 0.0318 1400 0.5269 0.3013 0.2127 0.1519 0.1114 0.0798 0.0591 0.0430 0.0317 1600 0.5327 0.3039 0.2144 0.1531 0.1122 0.0804 0.0594 0.0432 0.0318 1800 0.4870 0.2828 0.1983 0.1438 0.1055 0.0756 0.0560 0.0406 0.0298 2000 0.4297 0.2702 0.1822 0.1311 0.0964 0.0691 0.0512 0.0371 0.0271 nts车辆与动力工程学院毕业设计说明书 23 2200 0.3788 0.2292 0.1648 0.1191 0.0877 0 0630 0.0466 0.0337 0.0254 爬坡度曲线如图所示： nts车辆与动力工程学院毕业设计说明书 24 第七章汽车的燃油经济性在保证汽车动力性的条件下，汽车以尽量少的燃油消耗完成运输工作的能力称为汽车的燃油经济性，通常以一定工况下汽车行驶百公里的燃油消耗量或一定燃油量能使汽车行驶的里程数来衡量。根据发动机总功率特性曲线与汽车功率平衡图对汽车燃油经济性进行估算。用功率平衡与负荷特性计算汽车百公里油耗根据总功率特性曲线可以确定发动机在一定转速 n、发出一定功率 P 时的燃油消耗be。为了方便计算，按照转速 n 和车速 Ua 的转换关系在横坐标上画出汽车 (最高档 )的行驶车速比例尺。此外，计算时还需要行使时汽车的阻力功率数值，根据等速行驶车速Ua 及阻力功率在发动机总功率特性曲线上利用插值法确定相应的燃油消耗 be，从而得出该车速下汽车等速行驶时单位时间内的燃油消耗量。由公式： Qr=P be/367.1 r 其中 be 发动机燃油消耗率（ g/KW h） r 燃油的重度，柴油可取 7.948.13 N/L P 发动机发出的功率（ kw）整个等速行程 S 的燃油消耗量 Q可以折算成等速百公里行驶燃油消耗量 Qs Qs= P be/1.02Ua r 其中 Ua 汽车行驶速度（ km/h） P 发动机发出的功率，等速行驶其值等于阻力功率（） be 发动机燃油消耗率（） r 燃油的重度，柴油可取 7.948.13 N/L，此处取 8.04N/L 代入数据计算结果如表 7-1 所示：表 7-1 燃油经济性的计算转速（ r/min）速度（ kw/h）阻力功率（ KW）燃油消耗率（ g/KW.h）等速百公里油耗 (L) 1000 21.3633 131.143 195.6 146.416 nts车辆与动力工程学院毕业设计说明书 25 1200 25.6360 157.902 192.4 144.506 1400 29.9087 184.951 191 144.024 1

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