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轻型载货汽车设计（底盘设计）
摘 要
本次设计的对象是轻型卡车的总体设计，要求该车有良好的动力性和经济性。总体设计的目的是将各分总成协调地组装在一起，避免各总成之间出现干涉现象，从而实现汽车总成的运动准确性及行驶平顺性。驾驶室总成设计要满足客户对舒适性的要求；货厢总成要有足够的尺寸来保证额定装载质量，但也要考虑汽车的最小转弯半径及机动性；底盘总成要避免转向纵拉杆和前悬架钢板弹簧的干涉，保证各总成固定的刚度，使之在行驶中不产生共振。
设计中做了以下工作：总体布置，其中包括汽车主要技术参数的确定，发动机和轮胎的选择等；稳定性的计算，涉及纵向、横向行驶稳定性的计算，最小转向半径的计算等；汽车的动力性计算，包括各挡车速的计算，爬坡度的计算，加速性能的计算，驱动力和行驶阻力的平衡，功率的平衡；汽车燃油经济性的计算。
综合分析、计算、验证得知，本次设计基本满足了设计任务书的要求。
关键字：货车，底盘，总体布置，转向纵拉杆，前悬架，驱动力
- 内容简介：
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1 he is a or as a be as a or of or of in so of to do as O in to of as by a to or to a as as of in to a a be to of or 2 to of a l, to on to on at up 6. O F by a a a of a be is of of he is of be of of a of by to or in to a of is 3 to of to or to w a it to of by of of of to be in it to or at to In In as to of a at is to of or of in is of to of of by in or by of of in of to of s a 4 he is in to or to he is or to in by on of to is to is on in on is by a of to of In is is by on of to on an a to As it of of in by of to is is 5 to is In is of is to is as he is a to to It or to at of is by to to or to is to by As in or of of is to as up is in a of is or to In of it te to in of be a of to 6 be or by an or at or of by a by A is a of on on of as in of to of sp to at an to b in to on A of on in A of on in to to of of as or 大学毕业设计（论文）开题报告 （学生填表） 院系：车辆与动力工程学院 2013 年 4 月 12 日 课题名称 轻型载货汽车设计（底盘设计） 学生姓名 专业班级 课题类型 毕业 设计 指导教师 职称 课题来源 组合 生产 1. 设计（或研究）的依据与意义 随着现在科学技术的发展，人们出行的日益繁忙，汽车作为一种快速便捷的交通工具，在外出，旅行，载货中起着越来越重要的作用，给人们生活带来了许多的方便。被称为“改变世界的工具”。汽车品种的多样 性可满足各种生产、生活活动的需求，而且有良好的社会效益。 汽车的进步如同社会进步一样，与我们息息相关。从早期的蒸汽机到后来的内燃机车再到现在的电动汽车、燃料汽车等，反映出了一条汽车发展的轨迹。汽车诞生 100 多年来，涌现了各种有关汽车技术发明，汽车面貌日新月异，随着汽车工业的不断发展，人们对汽车各方面的性能也提出更高的要求。不仅要求汽车有良好的动力性，经济性，更要求有最好的安全性，更低的污染以及舒适的乘坐性能和轻便的驾驶性能等。 底盘是 汽车 上由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成的组合，支承、安装汽车发动机及其各部件、总成，形成汽车的整体造型，承受发动机动力，保证正常行驶。 底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成。 2. 国内外同类设计（或同类研究）的概况综述 国内轻型卡车产品与国外产品相对，对国内环境适应能力更强。我国轻型车使用范围广阔，从田间到工地，从广大农村到大城市，各种环境对轻型卡车的环境适应能力提出了较高的要求。我国轻型卡车制造商，对产品多年持续不断的适应性设计，使我国轻卡产品能够应对国内复杂的使用环境，而国外进口同类产品，对国内的环境适应能力则相对薄弱很多。 随着世界 汽车对汽车发动机动力性、 经济 性和排放提出了更高要求和 计算 机技术的迅速 发展 ，柴油机被公认为节能的代表和减少汽车尾气排放污染的有力工具，汽车柴油化也是汽车发动机发展的一大趋势。柴油机的开发焦点已由传统的优先考虑经济性、可靠性和耐久性逐步转为目前的优先 考虑环保的要求，即以优先保护好人类赖以生存的地球环境为出发点去考虑采用何种技术，去评价其先进性。 近几年来国内轻卡在设计上已经趋于成熟，但由于 大众思维观念制约，在安全性和耐久性方面与国外产品还有一定差距。日前我国轻卡市场竞争日趋激烈，主要是在功能和舒适性上比拼，在发动机功率、驾驶室宽度、外观造型、舒适化程度等方面进展迅速，而可靠性方面，受车辆制造成本限制，提高速度并不快。此外，国内轻型卡车在环保性方面落后于总体水平。由于国内轻型卡车以中低端产品为主，提升环保标准增加的成本，会降影响用户接受能力，因此在环保方面，轻型卡车产品一直处于被动接受状态，在环保控制零部件选择上，使用不达标准产品，降低环保功能件成本，结果导致轻型货车的发展与国外产品存在一定的 差距，因此，柴油货车的环保性能设计具有很大的市场前景。 燃料性能的改进，对减少排放起到很大作用，日本继美欧之后，从 1997 年开始把轻油中的硫含量降到 下，以此大幅度减少排放颗粒中的硫酸盐，同时减少 成的发动机内部的腐蚀磨耗及催化剂中毒；进一步减少硫含量，提高十六烷值，可进一步降低 少芳香烃，尤其是减少 3 环以上的芳香族成分，可减少排放颗粒中的硫化物、降低 90%的蒸馏温度、改进点火性能；通过使用含氧燃料或添加剂，可降低黑烟颗粒。为了适应低硫化及喷射压力的大大增加，确保燃油喷射装置的润滑性， 人们对燃料的改进开发寄予了很大期望。 3. 课题设计（或研究）的内容 完成轻型汽车的底盘设计，进行发动机与传动系的合理匹配优化计算，确定最佳的变速器与驱动桥的主要参数。总工作量不少于 3 张零号图纸，编写设计说明书，内容不少于 12000 字，说明书要求计算机打印 。 至少完成 1 张 1 号图纸的机绘图，保证 30 学时的计算机上机工作量。阅读不少于 15 篇的参考文献；编写不少于 400字符的中文摘要，并翻译成外文；要有 1 万字符的外文翻译资料。 4. 设计（或研究）方法 根据所给技术条件和要求，并参照其他类似的成熟车型对比设计。 由经验公式确定一系列的参数，包括总体的外型尺寸，轴间距，载荷分布等。还有制动器的所需的制动力，力矩等。并根据要求进行校核。 5. 进度计划 调研，收集资料 一周 确定方案，画草图 四周 完成总装图 四周 撰写说明书，整理图纸 二周 互评、答辩 一周 指导教师意见 指导教师签字： 年 月 日 研究所（教研室）意见 研究所所长（教研室主任）签字： 年 月 日 1 拖拉机的分类 拖拉机是一种轮式或履带式的自走式车辆工具，它能被用来做移植农作物，铺路和其他装备特殊工具的机械的动力装置。也能用做牵引挂车的动力，拖拉机的发动机也能被用来做自动工具，固定式农业机械的有原动力，通过用力输出轴和皮带轮做中间媒介。 拖拉机在农业中的应用是非常的广泛的，并且不同类型的拖拉机做不同的农业作业。 农业拖拉机被分为以下几类。 就功能来说，现代的农用拖拉机可以分为三类，普通功能的拖拉机，中耕拖拉机和专用拖拉机。 普通用途的拖拉机主要的农业作业是大部分农作物的栽培，比如耕地，犁地，耕种，耙地， 播种和收割。这种拖拉机的典型特征就是有一个比较小的离地间隙，增加了发动机的扭矩和有比较好的牵引力，由于它们有较宽的轮胎或履带，使他们能够产生比较大的牵引力。 中耕拖拉机主要用来中耕作业，也可以进行许多其它的田间作业，为了达到这个目的，一些中耕拖拉机被装备了不同胎面宽度的可替换的驱动轮。用来进行一般的田间作业和耙地，为了不损坏农作物，这种拖拉机有一个比较大的离地间隙和比较宽的轮胎，能适应特殊的农作物间距。 专用拖拉机不同 于 普通的拖拉机和中耕式拖拉机，它被用于特定的作业，或者在特定的条件下用于不同的作业。因此被 用来棉花中耕机械化的专用拖拉机常常有一个前轮，在沼泽地里工作的拖拉机一般装备有很宽的履带，这样能够使它们在潮湿的土壤上工作。山地拖拉机一般被设计能在 16 度 的斜坡上工作。 按驱动装置的设计，拖拉机有可分为轮式和履带式。 履带式拖拉机因它较大的接地面积而著称，所以它有一个很好的牵引附着性，它们能碾压土壤并能紧紧的抓住土壤。因此这种拖 2 拉机有很好的越野性并且能够提供很好的牵引力。 轮式拖拉机的应用也很广泛，能被用来在田间作业并且能够用来进行交通运输，但是它们的牵引能力比履带式拖拉机要小。 拖拉机的主要组成部分 拖拉 机是复杂的自走式机械，它由相互独立相互作用的机构和单元组合而成。 如果不考虑特殊的设计，所有的拖拉机都有发动机，传动系，行驶系，转向系，作业机构和辅助装置组成。 发动机把燃料的化学能转化成机械能。 传动系包括一系列的机械装置，它们能传递发动机产生的扭矩给驱动轮或履带。并且能把驱动扭矩变成有大小和方向的力，传动系包括，离合器，连轴器，变速器和后桥。 离合器的主要用途就是当驾驶员正在挂挡时，暂时的把发动机输出轴与变速器分离一段时间。当发动机从停机启动时，它也能使发动机传递到驱动轮上的较低的动力连接平衡。 连轴器 包括很多的弹性元件，这些弹性元件能够把不在同一条直线上的离合器轴和变速器轴连接在一起。 变速器通过不同的啮合齿轮，使改变驱动扭矩和发动机转速成为可能。在发动机曲轴旋转方向不变的情况下，变速器能够是拖拉机倒驶。 后桥机构增加了驱动扭矩，且把它传递到驱动轮上或履带上在适当的角度传给驱动轴。在大部分的拖拉机上，后桥上也包含刹车。 在轮式拖拉机上，不同于履带式的地方。就是传动系还包括差速器，当拖拉机在转弯时或行驶在不平整的路面上时，它能是驱动轮以不同的速度旋转，它的左右轮在相同的时间内行驶过不同的距离。 行驶系能够 使拖拉机移动，驱动轮或者履带和地面接触的旋转运动被转化成拖拉机的直线运动。 转向系主要用来改变拖拉机的行驶方向，在轮式拖拉机上是靠 3 旋转它的前轮，在履带式拖拉机上，是靠改变一个履带的速度。 作业机构被用来耕作。充分应用拖拉机发动机的动力去实现各种农作业。它包括动力输出轴，悬挂机构，农具挂接机构，皮带轮。 辅助装置包括装有弹簧坐椅及加热、通风装置的驾驶室，发动机罩，照明设备，指示器，喇叭等。 离合器 在传动系中离合器位于发动机与变速器之间，作用就是使驾驶员可以把发动机与变速器结合和脱离。 现代拖拉机上广泛应用摩 擦片式离合器。这种离合器利用摩擦力来传递动力，这种离合器的摩擦面由压盘提供，它的数量取决于传递扭矩的大小。大部分拖拉机上广泛应用的是单片和双片式离合器。 单片离合器的压盘和发动机飞轮连接在一起，但是从动盘安装在变速器离合器输入轴上。从动盘上有花键毂与输入轴上的花键相配合。从动盘被一组螺旋弹簧紧紧地压在压盘与飞轮之间，这一组压力弹簧被支撑在离合器和压盘之间，由于在飞轮，从动盘与压盘之间产生了摩擦力，所以扭矩能够被从发动机传递到变速器输入轴，在这个位置时离合器开始工作。 离合器通过离合器转向传动机构来操作，离合 器转向传动机构包括一个操作杆和一个分离拨叉。它能够传递离合器踏板的运动给离合器分离轴承。当驾驶员踏离合器踏板时，离合器转向传动机构迫使分离轴承向内（向左）移动。随着分离轴承向左移动，它就向左推三个分离杆的内端。当三个分离杆的内端被分离轴承向左推时，分离杆的外端就使压盘向右移动，压缩螺旋弹簧。随着弹簧压力从从动盘上消失，在从动盘，飞轮和压盘之间出现空隙，这时离合器被分离。但飞轮继续转动，但不通过从动盘传递动力。当离合器踏板被松开，螺旋弹簧通过使压盘向左移动，从动盘再次被紧紧的压在飞轮与压盘之间，从动盘再次随着 飞轮一起旋转。在这个位置，离合器开始工作，刚开始从动盘进行滑动，直到它被完全压紧在飞 4 轮与从动盘之间，使工作趋于平滑。上边所描述的是干式摩擦弹簧离合器。 传动轴和万向节 传动轴将动力从变速器传送到后桥的驱动轴上。传动轴将变速器的主轴或是输出轴，连接到后桥上的差速器。变速器主轴的旋转运动通过传动轴传递到差速器上，使后车轮转动。 设计传动轴时必须考虑两个因素。第一，发动机和变速器是刚性地安装在车架上。第二，后桥壳（连同车轮和差速器）是通过弹性元件与车架相连。当后车轮在高低不平的路面上滚动时，弹簧上下伸缩，使变速器 和差速器之间的传动角度和距离发生变化。传动轴要能适应这些变化，也就是说，当后桥壳随差速器车轮一起上下运动时，与变速器输出轴之间的角度变大的原因是后桥和差速器运动的弧度小于传动轴运动的弧度。后桥壳弧线摆动的中心点是固定在车架的后弹簧或控制臂上。为了使传动轴适应这两种变化，就笔削装有两套独立的装置。一个或几个万向节来适应传动角度的变化，一套伸缩花键，能够改变传动轴的现有长度。 传动轴可以是实心的也可以是空心的，有套管加以保护或裸露在外。有些传动轴在中心或在中心附近装有支撑轴承。两段传动轴之间各有中间支撑轴承，并 由万向节传动连接。 万向节基本是个双铰链节，有两个 Y 型万向叉，一个在主动轴上，另一个在从动轴上，还有一个叫万向节十字轴的十字形零件。万向节十字轴的四个轴颈叫做万向节十字头，分别装在两个万向节叉顶端的轴承中。主动轴使万向节十字轴转动，另外两个万向节十字头使从动轴转动。当两轴相互处在同一角度上，主动轴转动时万向叉上的轴承使万向节叉绕万向节十字轴摆动。汽车上使用的万向节有多种形式，但是使用最普遍的是双十字轴万向节、等速万向节和球叉万向节。 伸缩花键由在传动轴上的外花键和与之相连的空心轴中对应的内花键组成。伸缩花键 使两轴一起转动，也能使两轴相对移动。当 5 后桥在车架上向前或向上运动时，这种结构足以调整转动轴长度的任何变化。 he is a or as a al so be as a or of or of in so of to do of as O in to of as by a to or to a as as s of in to a a th at be to 6 of or to of a to on to on at up 6. O F E by a a a of a be is of of he is of be of of a of by to or in 7 to a of is to of to or to w a it to of by of of of to be in it to or at to In In as to of a at is to of or of in is of to of of by in or by of of in of to of s a 8 he is in to or to he is or to in by on of to is to is on in on is by a of to of In is is by on of to on an a to As it of of in by of to 9 is is to is In is of is to is as he is a to to It or to at of is by to to or to is to by As in or of of is to as up is in a of is or to In 10 of it te to in of be a of to be or by an or at or of by a by A is a of on on of as in of to of sp to at an to b in to on A of on in A of on in to to of of as or I 轻型 载货汽车 设计 （底盘设计 ） 摘 要 本次设计的对象是轻型卡车的总体设计，要求该车有良好的动力性和经济性。总体设计的目的是将各分总成协调地组装在一起，避免各总成之间出现干涉现象，从而实现汽车总成的运动准确性及行驶平顺性。驾驶室总成设计要满足客户对舒适性的要求；货厢总成要有足够的尺寸来保证额定装载质量，但也要考虑汽车的最小转弯半径及机动性；底盘总成要避免转向纵拉杆和前悬架钢板弹簧的干涉，保证各总成固定的刚度，使之在行驶中不产生共振。 设计中做了以下工作：总体布置，其中包括汽车主要技术参数的确定，发动 机和轮胎的选择等；稳定性的计算，涉及纵向、横向行驶稳定性的计算，最小转向半径的计算等；汽车的动力性计算，包括各挡车速的计算，爬坡度的计算，加速性能的计算，驱动力和行驶阻力的平衡，功率的平衡；汽车燃油经济性的计算。 综合分析、计算、验证得知，本次设计基本满足了设计任务书的要求。 关键字 ：货车，底盘，总体布置，转向纵拉杆，前悬架，驱动力 F of is to to s is to of be to we to as t be of in be to to in is as in t he so of on as as we o n 用符号表 F 轮胎与地面间的附着力 , 汽车重力 g 重力加速度 汽车质心高度 L 汽车轴距 汽车总重量 车轮有效半径 v 汽车行驶速度 Z 地面对车轮的法向力 汽车制动器制动力分配系数 轮胎与地面间的附着系数 0 同步附着系 1 第一章 前言 从 1886 年德国人卡尔奔驰和戈特利布载姆勒用四冲程汽油机制成汽车以来，已有一百多年的历史。一百多年来，汽车的发展给人类带来了巨大而深 刻的变化。汽车以其惊人的产量、卓越的性能和多种用途渗透到人类活动的各个领域，并以它完美的造型艺术和舒适的内部设施而深受人们的喜爱。汽车已成为各国国民经济和社会生活中不可缺少的运输工具，成为二十世纪改造世界的机器和现代文明的标志。 目前，计算机技术在汽车设计、试验和生产制造中被广泛地应用。现在普遍用计算机进行汽车的总体布置方案设计，确定整车性能并进行动态模拟试验。生产用图已用计算机绘制，且只需几个星期或稍长的时间，就能将设计意图加以实现，并提供多种生产用图纸。对汽车车身全盘实现计算机辅助设计和制造，即所谓的 大缩短了计算、绘图时间，提高了设计速度和质量。 现代汽车还广泛应用电子控制技术，汽车上装备有复杂的机 电 液控制装置。目前电子控制技术已用于汽车上单个项目的有：电控防抱死制动系统（ 电控自动换档、发动机电控喷油系统、电控空调装置等。此外，一些大型的汽车公司还在研究智能汽车，用电脑控制汽车在道路上行驶的所有驾驶参数，实现不同的驾驶模式。同时，各大汽车公司还在进一步提高和改进汽车的性能，减轻汽车的自重，实现汽车小型化，使用新的材料、工艺制造汽车。研制新型发动机及燃料，减少资源消耗，降低排 放污染，研制开发零排放的电动汽车。并进一步提高汽车行驶的安全性和可靠性。 我国的汽车工业已获得了飞速的发展。解放前，我国没有汽车制造工业。 1953 年长春第一汽车制造厂动工兴建， 1956 年制造出我国第一辆解放牌汽车。改革开放前，我国汽车工业主要是生产制造中型载货汽车。改革开放以后，汽车工业有了一个突飞猛进的发展，逐渐改变了过去“缺轻少重无微”的，极不合理的汽车产品结构，并打破 2 了汽车产量徘徊不前的局面， 1993 年汽车年产量首次突破百万辆大关，达 辆，一举跃入世界汽车年产超百万辆的国家行列。 毕业设计 是对我们四年所学知识的综合检验。通过这次毕业设计训练，使我们对以前所学知识进一步得到巩固与加强，也对我们今后的工作学习进行了一次生动地模拟训练。在这次毕业设计中，我的课题是参照 田轻型货车（时代轻卡）而设计的。在提高其性能的基础上尽可能考虑其经济性，安全可靠性，并对汽车主要性能参数计算。 3 第二章 汽车总体设计 汽车总体设计是汽车设计工作中十分重要的一环。汽车使用性能、外廓尺寸、重量、外形和生产成本与总体设计有密切关系。汽车性能的好坏不仅取 决于各部件性能如何，而且在很大程度上取决于各部件的协调和配合，取决于总布置。在汽车设计开始阶段应该有一个很好的总体设计，使整车设计有一个统一的目标、统一的设想和统一的指挥。 车类型的选择 按照汽车的用途可分为轿车、客车、载货汽车、越野汽车、牵引汽车、专用汽车、自卸汽车、农用汽车等。另外，随着时代的进步和技术的发展出现了以新能源为动力的电动汽车、燃料电池汽车等。我们本次设计的是一款轻型货车，经技舒适，具有良好的动力性、制动性、安全性，这就是我们本次设计所贯穿的主线。 车形式的选择 数 汽车的轴数（二轴、三轴或四轴）是根据汽车的用途、总重、使用条件、公路车辆的法规限制和轮胎负荷能力来确定的。 我 国 公 路 干 线 和 桥 梁 所 允 许 的 双 轴 汽 车 后 轴 的 单 轴 负 荷 为130前 轴 的 单 轴 负 荷 允 许 为 60三 轴 汽 车 的 双 后 轴 负 荷 为240轴汽车总重一般不超过 180190 三轴汽车的总重不超过 320 重更大的公路用车可采用四轴。因本次设计的车型质量较轻，故采用两轴。 动形式 驱动形式常用 4 2、 4 4、 6 6 等代号表示。其中第一个数字 4 表示汽车车轮总数，第二个表示驱动轮数 。 4 2 式汽车结构最简单，汽车自重较轻，制造成本低，油耗量也较小，故在轿车和总重小于190 公路用车上得到最广泛的采用。因本次设计车型总重不高，所以采用 4 2 形式。 置形式 汽车布置形式是指发动机、驱动轴和车身的相互位置关系和布置特点而言的。按驾驶室与发动机相对位置的不同，货车有长头式、平头式和偏置式。长头式的特点发动机位于驾驶室的前部，当发动机有少部分位于驾驶室内时成为短头式，发动机位于驾驶室内时称为平头式，驾驶室偏置在发动机旁的货车称为偏置式。 布置形式为平头式的货车主要优点有汽车总 长和轴距尺寸短，最小转弯直径小，机动性能良好；不需要发动机罩和翼子板，加上总长缩短等因素的影响，汽车整备质量减小；驾驶员的视野得到明显改善；采用翻转式驾驶室时能改善发动机及其附件的接近性；汽车面积利用率高。主要缺点有：前轴负荷大，因而汽车通过性能变坏；因为驾驶室有翻转机构和锁住机构，使机构复杂；进、出驾驶室不如长头式货车方便；离合器、变速器等操纵机构复杂；驾驶室内受热及振动均比较大；汽车正面与其它物体发生碰撞时，特别是微型、轻型平头货车，使驾驶员和前排乘员受到严重伤害的可能性增加。 长头式货车的主要优缺点与 平头式货车的优缺点相反，而短头式介于两者之间，但更趋于与长头式优缺点相近。偏置式驾驶室的货车主要用于重型矿用自卸车上。它具有平头式货车的一些优点，如轴距短、视野良好等，此外还具有驾驶室通风条件好、维修发动机方便等优点。 货车按照发动机位置不同，可分为发动机前置、中置、后置三种布置形式。其中发动机前置后桥驱动货车得到广泛应用。它与其它两种布置形式比较有如下主要优点：维修发动机方便；离合器、变速器等操纵机构简单；货箱地板高度低；可以采用直列发动机、 V 型发动机或卧式发动机；发现发动机故障容易。 5 车主要 技术参数确定 车主要尺寸的确定 汽车主要尺寸是指汽车的轴距、轮距、总长、总宽、总高等。 1. 轴距 L 轴距的长短直接影响汽车的长度、重量和许多使用性能。轴距短一些，汽车长度就短，自重就轻，最小转弯半径和纵向通过半径就小。但若轴距过短，则会带来一系列缺点：如车厢长度不足或后悬过长，汽车行驶时的纵摆和横摆较大；汽车制动或上坡时重量转移也大，使操纵性和稳定性变坏。此外，还会导致万向节传动的夹角过大等问题。因此，在确定轴距时要考虑各方面的要求，在保证所设计车型的主要性能、装载面积和轴荷分配等方面均得到满足的 前提下把轴距设计得短一些较好。 对货车来说，可根据货箱长度和驾驶室布置需要，初步确定一个 轴距。由下图可见， 式中 从前轮中心线到驾驶室后壁的距离，它主要取决于驾驶室型式和发动机位置及长短，可以通过驾驶室座位和发动机的初步布置或参考同样布置型式的汽车上的这一尺寸初步确定； C 驾驶室与货箱之间的间隙，一般为 50 100 1 2图 2总体图 货箱长度，可根据汽车的载重量和所运货物的比重算出所需的货箱容积和货箱面积来确定，或参考同吨位车的货箱长度和装载面积初步确定； 6 后悬 ,可根据道路条件初步确定。 利用上式初步确定轴距 L，通过具体布置后才准确确定。 表 2车轴距 和轮 距的取值 范围 汽车类型 载重量 10（ 轴距 L(轮距 B(4 2 货车 680 2400 1100 1400 300 3100 1300 1600 400 3400 1350 1650 600 4350 1620 1800 700 5000 1700 1930 100 5300 1840 2000 2. 前、后轮距 车轮距对汽车的总宽、总重、横向稳定性和机动性影响较大。轮距愈大，则横向稳定性愈好，悬架的角刚度也愈大，对增大轿车车厢内宽也有利。但轮距宽了，汽车的总宽和总重一般也加大，而且容易产生向车身侧面甩泥的缺点。所 以，轮距不宜过大。轮距的数值必须与所要求的汽车总宽相适应。 货车的前轮距 要取决于车架前部的宽度、前悬架的宽度、前轮最大转角和轮胎宽度、转向拉杆与转向轮以及与车架间的运动间隙等因素，因此要通过具体布置才能最后确定。货车的后轮距 要取决于车架后部的宽度 T、弹簧宽度 E、弹簧与车架及车轮之间的间隙（ D+S）和（ D+G）以及轮胎宽度 K 等因素。 3. 前悬 后悬 前悬和后悬的长度是在总布置过程中确定的。前悬的长度应足以固定和 安装驾驶室前支点、发动机、水箱、转向机、弹簧前托架和保险杠等零件和部件。驾驶室的型式和驾驶员座位的前后位置对前悬的大小也有很大影响。汽车的前悬不宜过长，否则汽车的接近角过小。 后悬的长度主要取决于货箱长度、轴距和轴荷分配情况，同时要保证适当的离去角。一般说来，后悬不宜过长，否则上、下坡时容易刮地，转弯时也不灵活。货车后悬一般在 1200 2200间。 7 4. 汽车的外廓尺寸 汽车的总长、总宽、和总高应根据汽车的用途、道路条件、吨位（或载客数）、外型设计、公路限制和结构布置等因素来确定。在总体设计时要力求减少汽车 的外廓尺寸，以减轻汽车自重，提高汽车的动力性、经济性和机动性。 车质量参数确定 1. 汽车的载重量和载客量 汽车载重量是汽车基本使用性能之一。它关系到汽车的运输生产率、运输成本、使用方便性、产品系列化、生产装备等多方面，因而也关系到所设计车型能否受到使用部门的欢迎和能否畅销的问题，因此必须慎重对待。 汽车的装载质量是根据行业产品规划的系列考虑到汽车的用途和使用条件，以及工厂生产条件等因素确定。载客量是根据单双排座位及空间布置来确定。 2. 汽车自重0汽 车自重是指带有全部装备、加满油水、但没有装货和载人时的汽车重量。在没有样车可以称重的情况下，可参考国内、外同级汽车的载重量与自重之比后按所要求的载重量 3. 汽车总重 确定 汽车总重是指装备齐全、并按规定装满客、货（包括驾驶员）时的重量。货车的总重 下式计算 Ga= 0（ 2 式中 驾驶员及助手的重量，按座位数计算，每人可按 650 4. 汽车重量利用系数 在比较不同车型的设计、制造、材料水平时，常常引用重量利用系数这个评价指标。重量利用系数是指汽车载重量G=车干重是指无冷却水、燃油、机油、备胎、工具和附属装备时的空车重量。在设计新车时要力求减轻零、部件的 8 重量，提高重量利用系数。目前，轻型货车的右（装用柴油机时大多在 间。 表 2几种国产货 车的自重 利用 系数 车型 重量 0 50 60 100 320 自重量 2 68 220 . 汽车的轴荷分配 汽车的轴荷分配是汽车的重要质量参数，它对汽车的主要使用性能（牵引性、制动性、通过性、操纵稳定性等）和轮胎的使用寿命有很大的影响。为了使轮胎磨损均匀，一般希望满载时每个轮胎的负荷大致相等，例如，对于后轴为单胎的双轴 4 2 式汽车，希望在满载时前后轴的负荷各为 50%左右。而后轴为双胎的 4 2 式汽车则希望前后轴负荷大致按 1/3 和 2/3 的比例分配。 表 2汽车的前后 轴荷分配 车型 满载 空载 前轴 % 后轴 % 前轴 % 后轴 % 42 后轮单胎 3240 6068 5059 4150 42 后轮双胎，长头式 2527 7375 4449 5056 42 后轮双胎，平头式 3035 6570 4854 4652 64 后轮双胎 1925 7581 3137 6369 车性能参数 车的动力性参数 （ 1） 最高车速 可由汽车的用途和公路状况，以及发动机的功率来确定。本次设计最高车速不小于 80km/h。 （ 2） 汽车加速时间 t 汽车由原地起步并换档加速到一定车速的时间，是汽车加速性能的一项重要指标。 （ 3） 最大爬坡度 （ 4） 直接档最大动力因素及汽车类型、用途和道路条件而异。总重 20右的货车常与轿车在同一车道行驶，故其上。总重 40右的货车的间。总重 40上至 190货车，这个参数大多在 间。 （ 5） 头档最大动力因素和克服困难路段的能力，它也标志着起步连续换档时的加速能力。主要根据汽车所要求的最大爬坡度和附着条件来选择。对于公路用车，这个参数设计在 车的燃料经济性参数 汽车在良好的水平硬路面上以直接档满载等速行驶 100 公里的最低燃料消耗油量 Q（ L/100,称为汽车的“百公里最低燃料消耗量”，是汽车的燃料经济性常用的评价指标。它也是满载的汽车在良好的硬路面上用直接档以经济车速等速行驶时的百公里油耗。单位汽车总质量的百公里最低燃油消耗量，又称为汽车的“单位燃料消耗量” （ L/它随发动机排量和汽车的自重的增加而增加。 10 车的最小转弯半径 汽车的最小转弯半径 汽车机动性的主要参数。 指方向盘转至极限位置时由转向中心至前外轮（转向轮）接地中心的距离，映了汽车通过小曲率半径弯曲道路的能力和在狭窄路面上或场地上调头的能力。 过性几何参数 通过性参数包括 ：最小离地间隙，接近角，离去角，纵向通过半径等。 车的操纵稳定性参数 汽车的操纵稳定性评价指标较多，其中与总体设计关系密切的参数有：转向特性参数、车身侧倾角、制动侧倾角、制动点头角等。 车的制动性参数 汽车制动性是指汽车在制动时，能在尽可能短的距离内停车且保持方向稳定。下坡时能维持较低的安全车速并有一定坡道上长期驻车的能力。常用制动距离和平均制动减速度、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。 车的行驶平顺性参数 汽车的行驶平顺性通常以车身的垂向振 动参数来评价，如车身的垂向振动加速度、自由振动固有频率、振幅以及人 车振动系统的响应特性等。在总体设计时为保证行驶平顺性，通常要求的参数有：前后悬架的偏频或静挠度、动挠度以及车身的振动加速度等。 动机的选择 目前汽车上最常用的动力装置是往复活塞式内燃机（汽油机和柴油机）。总重 100上的中型和重型货车几乎全部采用柴油机。这是因为柴油机与汽油机相比有下列优点： 1. 燃油经济性好（比油耗量较低），在部分负荷时能节省更多的燃料。 11 而且，柴油的价格便宜，故汽车使用成本较低。 2. 工作可靠，耐久性好（无点火系统 ，故障少，而且大部分零件使用寿命较长）。 3. 可采用较高的增压度和较大的缸径来提高功率，易于设计成大功率发动机。 4. 排气污染较低。 5. 在同样的行驶里程下油箱容积小，便于布置。 6. 不易发生火灾。 但柴油机的工作比较粗暴，震动和噪声较大，尺寸和重量大，造价较高，启动比较困难，易产生黑烟。 胎的选择 轮胎的型号主要根据汽车的类型、使用条件、轮胎的净负荷、轮胎的承载能力（额定负荷）以及汽车行驶速度来选择。此外，还要考虑到汽车的最小离地间隙，汽车的高度等因素。 在选择轮胎尺寸型号还需要考虑汽车的使用条件、路面承 载能力和性能要求。对公路用车，在轮胎负荷允许下尽可能采用尺寸较小的轮胎，以提高汽车的动力因素，降低汽车及其重心的高度，减轻非簧载重量。近年来，在货车上普遍采用高强度的尼龙帘布轮胎，使同一型号轮胎的额定负荷大大提高。 根据各尺寸参数的约束，经过具体布置后，其计算结果如下： 汽车的主要技术参数 1. 质量参数： 车整备质量 0G=1450 装载质量 00 载客量 *65=130 最大总质量 480 轴载质量见 (表 2 表 2载质量 12 空载 满载 前轴 60（ 806（ 后轴 90（ 1674（ 2. 尺寸参数： 轴距 L=2800轮距 320轮距 300悬 1000悬 1200廓尺寸 总长： 5000宽： 1700高： 1950厢内部尺寸 长度： 3000 宽度： 1610度： 365. 发动机主要技术参数： 标定功率： 29 定功率点转速 3200r/大扭矩： 97 N*m 最大扭矩点转速： 2250r/动机外特性：见（表 2 表 2动机外 特性 转速 nr/率 P 矩 T N*m 1400 600 800 000 200 400 13 0204060801001200 1000 2000 3000 40002600 26 800 000 200 29 矩 功率 图 2动机外 特性 曲线 4. 汽车的传动比 表 2车的传 动比 变速箱档位 变速箱速比 后桥速比 总速比 . 传动效率 各档传动效率见（表 2 表 2档传动 效率 14 档位 倒 传动效率 15 第三章 轴荷分配及质心位置计算 平静止时的轴荷分配及质心位置的计算 当各部件初步布置后，应当对轴荷分配和质心位置进行计算。为此，需知道各部件的质量和质心位置。可通过对选用现成部件的称重或与类似部件实际质量对比后估算得到各部件质心位置可按几何形状和结构特点估计，或对现成部件进行实测得到。将各部件的质心和质量值标在总布置草图上，量出各部件质心到 前轮中心线的水平距离和其离地高度，则进行汽车前、后轴静负荷计算，包括满载、空载两种情况。各部件质量及质心的位置估算结果如下： 表 3空载时各总 成质量及 质心 位置 部件名称 Gi(Li(m) hi(m) 架 180 桥（含车轮） 110 0 桥（含车轮） 150 驶室 210 动机离 合器 220 速器 90 箱 160 气系统 30 21 箱 65 向系统 40 36 动系统 15 悬架 35 0 悬架 80 动轴 65 备质量 1450 16 乘员 2 人 130 载质量 900 340 大总质量 2480 总成质心距前轴的距离 距地面高度 于表 3。 表 3载 满载 距前轴 332 1890 距后轴 468 910 质心高 83 812 计算公式： 2 +2 L 2 +0 式中： 各总成质量（ 各总成质心至前轴中心线距离（ h1, 各总成质心离地面高度（ 空载后轴轴载质量（ 满载后轴轴载质量（ 空载前轴轴载质量（ 满载前轴轴载质量（ 最大总质量（ 空载质心距后轴中心线距离（ ； 空载质心距前轴中心线距离（ 满载质心距前轴中心线距离（ 满载质心距后轴中心线距离（ L 轴距 （ 空载质心高度（ 满载质心高度（ =( L=690（ =760（ = L/ 17 = =( 83 674（ 06（ 2 L/ 12 车行驶中的载荷分配 汽车行驶时各轴的负荷随着道路条件和行驶工况的变化而改变，它影响到许多部件的设计。 1. 对于后轴驱动的汽车，在水平路面满载行驶时前、后轴的最大负荷按下式计 算： 前轴负荷 Z1=）LG a = 0 . 8 1 20 . 7 8 0 . 8 1 20 . = 后轴负荷 附着系数，沥青、混凝土路面，取 =荷转移系数（前） 11后） 22. 制动时前、后轴最大负荷计算 ： 前轴负荷 1Z = 2 g( h ) = . 8 1 20 . 8 0 = 后 轴 负 荷 2Z = 1 L h ) 4 1 8 0 ( 2 . 0 4 8 0 . 7 0 . 8 1 6 )L 3 . 2 = 轴荷转移系数（前） 1m = 1118 （后） 2m = 2219 第四章 稳定性计算 向行驶稳定性 汽车的纵向行驶稳定性就是保证汽车上坡行驶时其最大爬坡度是由下滑决定的，而不允许发生后翻。 判定公式： 式中 附着系数 计算结果见下表 表 4向行 驶稳定 性计算结 果 参数 载荷 满载 空载 L2(m) hg(m) 2/ 向行驶稳定性 汽车的横向行驶稳定性就是必须保证汽车在侧坡上行驶时和转弯行驶时，侧滑发生在翻车之前。 判定公式： 1 / (2 ) 计算结果见下表 表 4向行 驶稳定 性计算结 果 参数 载荷 满载 空载 前轮距 m） hg(m) 1/（ 2 20 论 因 2/ 满载： 。而 12空载： 满载： 。 由计算结果可知，汽车的纵向、横向倾翻角都大于附着系数，即滑移出现在 倾翻之前，汽车不会出现失稳现象。 小转弯半径计算 对于非驱动前轴，在转向轮转角较大时，侧偏角对转向运动情况影响较小，可忽略不计，这时最小转弯半径按下式计算： ： L 轴距 外轮最大转角 350 =21 0204060801000 1000 2000 3000 4000第五章 汽车动力性计算 汽车的动力性是指汽 车在良好路面上直线行驶时由汽车受到的纵向力决定的、所能达到的平均行驶速度。汽车是一
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