12米纯电动公交客车整车性能计算

1、全套设计（图纸）加扣扣 194535455摘要进入21世纪以来，随着社会的发展，全球汽车保有量持续增加全球的能源危机和环境问题日益严重，石油等化石燃料随着人们的消耗越来越少，而燃烧化石燃料带来的环境问题对社会发展的负面影响则日益严重。目前世界各国都将发展新能源汽车作为未来汽车发展的方向，我国新能源汽车产业也被纳入“七大战略性新兴产业”之中。纯电动汽车作为新能源汽车的一种，能实现零排放，具有显著的节能减排效果，是新能源汽车领域发展的最终方向。在纯电动汽车领域，优先发展纯电动城市公交客车意义重大，不仅能在很大程度上减少市区的环境污染，而且根据公交车本身的运行特点，如线路固定，频繁启停等，也与纯电动

2、车的运行特点相符。本文以东风eq6120evl3为分析对象，在企业的工程师根据设计任务书选取的电机和各个总成后进行整车的性能计算，包括整车的动力性，悬架系统的性能，制动系统的性能，转向系统的性能，并且将所得到的结果与设计任务书中的开发要求和国家标准进行对比校核，来确定选取的电机和各个总成的合理性。这样可以在产品试制前就能判断所选取的总成是否合理，减少试制和试验成本，缩短产品开发周期。最后使用matlab/gui编写用户操作界面，方便用户查阅该车型的动力性和各个总成的性能参数，并且绘制曲线图来更加直观的表现汽车的性能。关键词：纯电动汽车；整车性能计算；用户操作界面；动力性；校核abstracts

3、ince entering the 21st century, with the development of the society, the global car ownership increased global energy crisis and environment problem increasingly serious, the consumption of fossil fuels such as oil as people less and less, and the burning of fossil fuels environmental problems broug

4、ht by the negative effect on the social development is increasingly serious.now all countries in the world the development of new energy vehicles as the direction of future development, new energy automobile industry in our country has been built into the seven strategic emerging industries.pure ele

5、ctric vehicles as a kind of new energy vehicles, can realize zero emissions, has significant effect of energy conservation and emissions reduction, is the final direction of new energy automobile industry development. priority to the development of in the field of pure electric vehicles, pure electr

6、ic city bus is of great significance, not only can reduce the pollution of urban environment to a great extent, and according to the characteristics of the bus itself, such as fixed lines, such as frequent start-stop, also accords with the characteristics of pure electric vehicles.taking dongfeng eq

7、6120evl3 as analysis object, engineers in the enterprise according to the design plan descriptions of the selection of motor and the assembly after the calculation of the vehicle performance, including vehicle power performance, the performance of the suspension system, braking system, the performan

8、ce of the performance of the steering system, and will be the result of the development of the design plan descriptions of the requirements were compared with national standard, to determine the selection of motor and the rationality of the assembly.in this way can in front of the trial production c

9、an judge whether the assembly of the selected reasonable, reduce trial production and test cost, shorten the product development cycle.finally using matlab/gui write user operation interface, convenient user access to the model of performance and performance parameters of various assembly and a grap

10、h more intuitive to the performance of the cars performance.key words: pure electric vehicles;the vehicle performance calculation;the user interface;power performance;check目录第一章 绪论11.1 前言11.2 国内外纯电动汽车发展现状21.3 性能计算的现状31.4 毕业设计的主要内容4第二章 eq6120evl3动力性计算52.1 汽车整车有关动力性的参数52.2 电动机的使用外特性52.3 汽车的速度特性62.4 汽车

11、的驱动力和行驶阻力72.4.1 汽车的驱动力72.4.2 汽车的空气阻力72.4.3 汽车的滚动阻力82.4.4 汽车的行驶阻力82.4.5 汽车的驱动力行驶阻力平衡图82.5 汽车的功率平衡92.5.1 电机的输出功率92.5.2 汽车的阻力功率92.5.3 汽车的功率平衡图102.6 汽车的动力因数102.7 汽车的爬坡度112.8 汽车的加速度122.9 汽车的加速时间132.10 本章小结14第三章 eq6120evl3的转向系统计算153.1 相关底盘参数153.2 主要总成的选型及基本参数153.2.1 前轴总成153.2.2 车轮总成153.2.3 动力转向器163.2.4 转向

12、油泵总成163.2.5 转向油罐163.2.6 方向盘163.2.7 转向传动装置163.2.8 管路系统173.3 前轴、转向系统设计计算173.3.1 汽车最小转弯半径173.3.2 汽车转向拉杆系统参数优化结果183.3.3 方向盘转动圈数193.4 动力转向能力计算193.4.1 转向系统传动比203.4.2 汽车最大转向阻力矩203.4.3 转向器摇臂轴上的阻力矩213.4.4 方向盘转动力（转向助力失去后）213.5 本章小结22第四章 eq6120evl3的悬架系统计算234.1 整车悬架的有关参数234.2 前悬架设计计算244.2.1垂直振动工况的核算244.2.2 最强制动

13、工况核算254.3 后悬架设计计算274.3.1垂直振动工况的核算274.3.2 最强制动工况的核算284.4 整车侧倾校核314.4.1侧倾力臂314.4.2 悬架角刚度314.4.3 侧倾角324.5 本章小结32第五章 eq6120evl3的制动系统计算345.1 制动器制动力345.2 行车制动性能分析计算345.2.1 整车性能参数345.2.2 力学方程的建立355.2.3 同步附着系数的计算355.2.4 满载制动效能的计算355.2.5 满载前桥失效制动效能375.2.6 满载后桥失效制动效能375.3 驻车制动385.4 制动系统性能计算395.5 制动力分配40第六章 整车

14、性能计算程序设计416.1 matlab/gui简介416.1.1 matlab简介416.1.2 gui简介416.2 整车性能计算系统介绍426.2.1 整车性能计算程序设计原则426.2.2 整车性能计算程序组成和使用426.3 本章小结45结论46致谢47参考文献48附录49第一章 绪论 内燃机车辆，尤其是汽车的发展是现代工业科学技术发展最重大的成就之一。汽车在现代社会发展的过程中，满足了人们每天生活和工作流动性的许多需求，做出了巨大贡献。汽车工业和与汽车密切相关的其他工业一起，构成了世界经济的支柱。实际上，汽车工业也已成为我国国民经济中非常重要的支柱产业，近年来，我国汽车产销量连续居

15、于全球之首，且保持着稳定的增长势头1。1.1 前言目前全球的现代汽车上仍广泛采用内燃机作为动力源，以石油为能源消耗大量的石油资源，排出大量的废气，制造噪音和严重污染环境；电动汽车则是以电力这种可再生资源为能源，既没有有害气体排放也没有温室气体排放，噪音也很小。目前中国已成为世界第二大石油消费及进口国且自身的石油需求和自身储量根本不成比例，能源危机早晚到来。基于对环保和节能的考虑，开发电动车已成为我们必然的课题。目前对新能源汽车的研究主要集中在清洁替代燃料汽车、混合动力汽车、燃料电池汽车、纯电动汽车上。其中，纯电动汽车不消耗石油资源,能够实现零排放，并具有噪声小、效率高、电机转矩响应迅速、加速快

16、等优点。而且，纯电动汽车使用的电能来源广泛，容易获取。可以预测，纯电动汽车将是传统燃油汽车最好的替代者，因此，研究纯电动汽车意义重大，全世界范围内也出现了研究开发纯电动汽车的热潮。按照目前技术状态和车辆驱动原理，电动汽车划分为纯电动汽车，混合动力电动汽车和燃料电池电动汽车三种类型2。纯电动汽车是完全由可充电电池提供动力源的汽车。完全依靠动力蓄电池作为动力源，并以电动机与电机控制系统驱动的汽车，才是纯电动汽车。动力电池组输出电能驱动电机，从而推动车辆行驶。电池的电能通过充电系统在汽车行驶一定里程后进行补充。纯电动汽车的突出优点在于用户端真正实现了“零排放”，所以纯电动汽车被认为是汽车工业的未来。

17、1.2 国内外纯电动汽车发展现状从汽车发展的历史来看电动汽车其实比燃油汽车还要早诞生几年，但受电池和驱动控制技术的局限，其发展却远远落后于燃油汽车。本世纪六七十年代，电动汽车开始复苏。现在随着电力电子、控制、材料等技术的发展在世界各国激发了研究、开发、应用电动汽车的热潮，可以预见电动汽车将是21世纪的重要交通工具。国外的发展状况，德、日、法、美这几个汽车工业发达国家，到目前为止都已研制出实用的电动汽车。美国几大主要汽车制造商已广泛深入的开展了电动车的研究。其中通用汽车公司是电动汽车行业的领导者。日本东京电力公司1988年联合日本电池公司共同开发tza电动汽车，体现了当时最新技术水平，空载量15

18、73kg，装有288v镍镉电池，四台直流无刷电机，输出功率为100kw，最高车速176kmh。法国标致雪铁龙与雷诺两大汽车公司一直在积极研制，1990年的j5和c25电动货车投入生产，1995年将标致106和雪铁龙ax电动车投入生产。德国早在1900年波许公司就生产早期的电动汽车。1972年开始欧宝公司研制电动汽车，1981年与abb公司合作改装电动车。其他国家和地区如丹麦、奥地利、捷克、匈牙利、俄罗斯、澳大利亚、墨西哥等都在开展和研制电动汽车3。我国一直很重视清洁、高效汽车技术的开发。电动汽车被列入国家863重大专项后，在整车开发方面主要有燃料电池汽车、混合动力汽车、纯电动汽车3种技术。我国

19、从“十五”时期开始实施新能源汽车科技规划，“863”项目共投入20亿元研发经费，形成了以纯电动、油电混合动力、燃料电池三条技术路线为“三纵”，以多能源动力总成控制系统、驱动电机及其控制系统、动力蓄电池及其管理系统三种共性技术为“三横”的电动汽车研发格局。共计200多家整车及零部件企业、高校和科研院所，以及3000多名科技人员直接参加了电动汽车专项研发。经过近十年的发展，我国电动汽车的研发取得明显进展。到2009年，我国已形成约1800项专利，并开发出了多款电动汽车样车。目前，共有48个型号的各类电动汽车获得机动车新产品公告，其中，比亚迪、奇瑞、长安等企业的插电式和油电混合动力汽车已具备上市销售

20、的条件。电动汽车在我国正在进入快速发展新阶段4。纯电动汽车的优点有很多：1、无污染、噪声小。2、单一的电能源。3、结构简单，维修方便。4、能量转换效率高。5、平抑电网的峰谷差。但同时，纯电动汽车也有很多问题：1、续驶里程有限。2蓄电、池的寿命短。3、蓄电池的尺寸和质量大。4、电动汽车价格昂贵5。对于纯电动汽车而言，其电池需要满足较高的要求，包括高比能量、高比功率、快速充电和具有深度放电功能、循环和使用寿命长等。目前的电池一方面充电时间较长(在家充电需810小时)，另一方面一次充电的行驶里程偏短，需要像建加油站那样建设相当一批充电站，因此无法实现商业化量产。在各种车用电池中，铅酸电池是比较成熟的

21、技术，具备较高的性价比和高倍率放电，是目前唯一能大批量生成的电动汽车用电池，但是其比能量、比功率和能量密度都比较低。镍镉电池和镍氢电池虽然性能好于铅酸电池，但是其性价比不高，含重金属，用完遗弃后对环境会造成严重污染。锂离子动力电池的工作电压和比能量较高，并且具有体积小、质量轻、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应等优点，不过目前的成本难以降低，而且由于锂离子过于活泼，存在安全隐患，充电性能在低温下大打折扣。同时成品车的成本也比较大。其它的问题有如黄鲁成、顾成建在电动汽车单于的未来里面提到电动汽车面临的问题有：a.整车系统集成进程缓慢；b.充电机车的普及迟缓；c.市场认识不足；d.成本过高；e.政

22、府缺乏有力的指引支持。康凤林、李军民在电动汽车发展分析里面提到电动汽车面临的问题有：a.续驶里程有限；b.蓄电池使用寿命太短；c.蓄电池尺寸和质量制约；d.电动汽车价格昂贵；e.间接污染严重。在发展电动汽车是解决中国汽车能源的理想途径之一里面提到电动汽车面临的问题有：a.政府的政策支持；b.蓄电池技术；c.基础设施建设；d.电机等重要部件技术；e.电能的供应；f.市场的认可。1.3 性能计算的现状目前在国内外对于纯电动汽车的性能计算主要有3种方法：1、样车道路模拟；2、实验室台架试验；3、计算机仿真模拟试验。使用样车在道路上试验所需的周期长，试验的成本高，重复试验所需的成本更高；如果只是使用计

23、算机仿真模拟试验，虽然成本低，操作简单，但是试验结果的可靠性不高；实验室台架试验所需的研制周期短、试验所需的成本低、重复试验的成本低，而且试验不受环境的影响。所以目前纯电动汽车主要使用实验室的台架试验来模拟道路试验，根据台架试验所得到的数据来修正纯电动汽车的性能指标来改善电动汽车的性能。1.4 毕业设计的主要内容 本次毕业设计课题来自于东风汽车股份有限公司、东风襄阳旅行车有限公司2014年开发计划，型号为eq6120evl3。通过该车型的设计任务书选定电机、悬架、转向、制动等各个总成的零部件，使用电机的台架试验数据来进行汽车的动力性计算。并且对汽车的悬架、转向、制动等系统进行性能计算，并与国家

24、标准相比校核。最后用matlab/gui来编写用户界面，方便用户了解该车的性能。第二章 eq6120evl3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外力决定的、所能达到的平均行驶速度。汽车是一种高效率的运输工具，运输效率的高低在很大程度上取决于汽车的动力性。所以，动力性是汽车各种性能中最基本、最重要的性能。本章将根据eq6120evl3纯电动公交客车的性能参数来计算整车的动力性。2.1 汽车整车有关动力性的参数 汽车整车性能参数如表2.1所示，表2.1 整车性能参数车型eq6120evl3总质量m18000kg电动机型号jd190前轮距b2.101m迎风面积a6.

25、72m2整车高度h3.2m车轮滚动半径rr0.485m主减速比i06.43传动系效率t0.95空气阻力系数cd0.62.2 电动机的使用外特性 电动机外特性台架实验数据如表2.2所示，表2.2 电动机jd190外特性的台架实验数据n（rpm）me(n.m)m附(n.m)me使(n.m)pe(kw)p附(kw)pe使(kw)60028500.00 2850.00 179.08 0.00 179.08 80021500.00 2150.00 180.12 0.00 180.12 50028500.00 2850.00 149.23 0.00 149.23 130013200.00 1320.00

26、179.70 0.00 179.70 160010750.00 1075.00 180.12 0.00 180.12 19009000.00 900.00 179.08 0.00 179.08 22007800.00 780.00 179.70 0.00 179.70 25006800.00 680.00 178.03 0.00 178.03 28006050.00 605.00 177.40 0.00 177.40 30005500.00 550.00 172.79 0.00 172.79 电机的外特性曲线如图2.1所示，图2.1 外特性曲线2.3 汽车的速度特性 汽车的速度， （2.1）

27、式中：va汽车速度（km/h） ne发动机转速（r/min） rr车轮滚动半径（m） ig变速箱速比 i0主减速器速比 汽车的车速-转速曲线如图2.2所示，图2.2 车速-转速曲线2.4 汽车的驱动力和行驶阻力2.4.1 汽车的驱动力 汽车的驱动力， （2.2） 式中:ft-驱动力（n） ttq-电动机输出扭矩（nm） ig-变速箱速比 i0-主减速器速比 t-传动系效率 rr-车轮滚动半径（m）2.4.2 汽车的空气阻力 汽车的空气阻力， （2.3） 式中：fw-空气阻力(n) cd-空气阻力系数 a-迎风面积(m2) ua-车速（km/h）2.4.3 汽车的滚动阻力 汽车的滚动阻力， （2

28、.4） 式中：ff-汽车的滚动阻力（n） m-汽车总质量（kg） g-重力加速度（m/s2） f-汽车的滚动阻力系数，按经验公式一般取： （2.5）2.4.4 汽车的行驶阻力 汽车的行驶阻力， （2.6） 式中：fwf-汽车的行驶阻力（n） fw-汽车的空气阻力(n) ff-汽车的滚动阻力(n)2.4.5 汽车的驱动力行驶阻力平衡图 汽车的驱动力行驶阻力平衡曲线如图2.3所示，图2.3驱动力-行驶阻力平衡曲线2.5 汽车的功率平衡2.5.1 电机的输出功率 电机的输出功率， （2.7） 式中：pe-电动机输出功率（kw） ttq-电动机的输出扭矩（nm） n-电动机的转速（rpm）2.5.2

29、汽车的阻力功率 汽车的阻力功率， （2.8） 式中：pwf-汽车的阻力功率（kw） t-汽车传动系效率 m-汽车总质量（kg） g-重力加速度(m/s2) ua-汽车车速（km/h） cd-空气阻力系数 a-汽车的迎风面积（m2）2.5.3 汽车的功率平衡图 汽车的功率平衡曲线如图2.4所示，图2.4 功率平衡图2.6 汽车的动力因数 汽车的动力因数， （2.9） 式中：d-汽车的动力因数 ft-汽车的驱动力（n） fw-汽车的空气阻力（n） m-汽车的总质量（kg） g-重力加速度（m/s2） 汽车的动力因数曲线如图2.5所示，图2.5 动力因数曲线2.7 汽车的爬坡度 汽车的爬坡度， （2

30、.10） 式中：i-汽车的爬坡度（%） d-汽车的动力因数 f-汽车的滚动阻力系数 汽车的爬坡度曲线如图2.6所示，图2.6 爬坡度曲线2.8 汽车的加速度 汽车的加速度， （2.11） 式中：g-重力加速度（m/s2） d-动力因数 f-汽车的滚动阻力系数 -旋转质量换算系数，按经验公式计算： （2.12） 汽车的加速度曲线如图2.7所示，图2.7 加速度曲线2.9 汽车的加速时间 汽车的加速时间， （2.13） 式中：t-汽车的加速时间（s） j-汽车的加速度（m/s2） 汽车的加速时间曲线如图2.8所示，图2.8 加速时间曲线2.10 本章小结 通过本章的计算，可以得到eq6120evl

31、3的最高车速为85.31km/h,最大加速度为1.7824m/s2 ，最大动力因数为0.2033，最大爬坡度为19.3%，原地起步加速0-70km/h所需时间为29.12s。第三章 eq6120evl3的转向系统计算eq6120evl3是东风襄阳旅行车有限公司，根据市场需求以及新能源标准而开发的专用电动公交车底盘，该车型的前轴总成及转向系统设计的基本原则为功能简单实用、结构可靠、转向轻便灵敏、维修方便。3.1 相关底盘参数 底盘相关参数如表3.1所示，表3.1 相关底盘参数前轮距（mm）2101主销中心距(mm)1840.6轴距(mm)6000主销内倾角()7内轮转角()41车轮滚动半径rr（

32、m）0.4853.2 主要总成的选型及基本参数3.2.1 前轴总成根据整车装载要求，选定东风德纳车桥股份有限公司生产的3000005-hr91001前桥，前轴为整体式工字梁结构，双级落差92.3+38mm,其额定载荷为6.5t，采用盘式制动器，内轮最大转向角为41，外轮最大转角32，轮距b=2101mm。3.2.2 车轮总成根据前轴载荷，选定轮胎规格为：295/80r22.5-16pr ，轮辋规格为：9.00-22.5，轮胎气压为890kpa，单胎最大负荷为3150kg，纵向花纹滚动阻力小，噪声小，适合于光整路面，速度级别为：l级，最高行驶速度80km/h。3.2.3 动力转向器为使转向操纵轻

33、便灵敏，根据前轴负荷采用浙江世宝转向系统有限公司生产的3401lr40-010整体循环球式动力转向器，整体循环球式动力转向器的传动效率高、工作平稳可靠，且可使转向系统结构紧凑、管路少、易于布置。其助力缸径为100mm，传动比为20.42，摇臂轴摆角范围为47.5，输出扭矩4260nm，最大工作油压13.7mpa，推荐油泵流量1416l/min。3.2.4 转向油泵总成 根据动力转向器的参数，选用的电动助力转向泵总成34ev10-07010其公称排量为14-16ml/r，最大工作油压130.5mpa，转速范围为6003200r/min，工作环境温度-40120。3.2.5 转向油罐根据转向器油缸

34、的工作容积和各管路容积大小确定选用象山恒峰汽车零部件有限公司生产的转向油罐3408kb1-010。其最大通过流量16l/min,总容积1.8升，最大储油量1.4升；绝对过滤精度20m；安全开启压力：0.100.18mpa；工作温度：-40100。3.2.6 方向盘方向盘选用杭州梵龙方向盘厂的 外直径为480mm的方向盘总成3402lr50-010。 3.2.7 转向传动装置根据整车给定的固定方式，确定转向传动装置带调整器总成为3404q01-010，其为双十字轴万向节结构，结构简单、回转方向松动少、摩擦损失小、适合于批量生产。而且滑动花键副可相互移动，能够减少撞击时转向盘向驾驶员一侧的移动量，

35、起到保护驾驶员的作用。滑动花键副的长度设计为290400mm，保证方向盘上下、前后调整的时候滑动花键套和花键轴不会脱开。3.2.8 管路系统为使转向轻便灵敏，转向系统采用液压助力转向系统，工作介质多为油液，其工作压力高、动力缸尺寸小；由于油液具有不可压缩性，液压式灵敏度高、系统刚性好；油液的阻尼作用可以吸收路面冲击；助力装置也无须润滑。转向系统用油为：使用环境10c以上采用15w/40 cd级；10c以下采用8#液压油，不可混用，加注方法按相关规范进行。3.3 前轴、转向系统设计计算3.3.1 汽车最小转弯半径 将相关参数输入计算软件，计算结果如图3.1所示，图3.1 汽车最小转弯半径计算结果

36、 汽车的实际转弯半径还要通过试验来验证。3.3.2 汽车转向拉杆系统参数优化结果 经过计算机优化设计，确定车型eq6120evl3的转向拉杆系统参数如下： 垂臂长265mm，初始角度向前偏9； 直拉杆有效长度1109mm； 梯形底长1840.6mm，梯形底角75.4，梯形臂长227mm。动力转向系统本身是一个随动系统，所以当前轴相对车架上下跳动时，转向直拉杆相对悬架系统存在着一定的运动干涉，其结果如表3.2所示，表3.2 运动干涉结果dz（mm）dx (mm)-1002.33-801.42-600.76-400.43-200.200.0020-0.4440-1.1260-2.0680-3.27

37、100-4.76 由上述结果可知，理论上直拉杆与悬架系统的运动干涉量满足设计规范的要求，即当车轮上跳100mm时，干涉量不大于7mm，车轮下跳100mm时，干涉量不大于10mm。实际情况如何仍需试验来验证。3.3.3 方向盘转动圈数 前面已经模拟出前桥的内外轮最大转角为41/32，在计算机优化设计时又得知：车轮左转至极限时，垂臂的摆角为向前37.88；车轮右转至极限时，垂臂摆角为向后39.5。而动力转向器的角传动比为20.42，所以：动力转向器摇臂轴转角为：37.88+39.5=77.3895方向盘左转至极限圈数：（圈）方向盘右转至极限圈数：（圈）方向盘总转动圈数为：2.15+2.24=4.3

38、9（圈）由上述结果可知：动力转向器摇臂轴转角在其允许转角范围内；方向盘左右转动圈数基本相等，不会对驾驶员手感造成影响；方向盘总转动圈数为4.39圈，使得整车操纵有较好的灵敏性。实际结果需要试验来验证。3.4 动力转向能力计算 通过计算机优化设计知：前桥转至左极限时， 拉杆机构传动比=0.769 梯形机构传动比=1.787前桥转至中间位置时，拉杆机构传动比=0.988 梯形机构传动比=1前桥转至右极限时，拉杆机构传动比=1.2 梯形机构传动比=0.563.4.1 转向系统传动比转向系统传动比， （3.1） 式中：转向器速比 拉杆机构传动比 代入数据得：前桥转至左极限时， i=15.703前桥转至

39、中间位置时，i=20.175前桥转至右极限时， i=24.5043.4.2 汽车最大转向阻力矩影响转向阻力矩的主要因素有前轴的负荷、轮胎与地面之间的滑动摩擦系数和轮胎气压。精确地计算出转向阻力矩是很困难的，目前常用的是vgough所推荐的经验公式： （3.2） 式中：在沥青或混凝土路面上的原地转向阻力矩，n.m； f 轮胎与地面间的滑动摩擦系数；此处取0.7； 满载前轴负荷/2，35009.8/2=17150n； p轮胎气压，830000pa。 代入数据，可知：575n.m 因为上述转向阻力矩是在汽车静止状态下计算的，所以是最大值。3.4.3 转向器摇臂轴上的阻力矩当汽车最大转向阻力矩为时，相

40、应的作用在摇臂轴上的阻力矩由下面公式计算： （3.3） 式中：转向器摇臂轴上的阻力矩，n.m； 拉杆机构传动比； 梯形机构传动比； 拉杆机构传动效率，取0.85； 梯形机构传动效率，取0.85。代入数据，可知：前桥转至左极限时， =1459n.m前桥转至中间位置时，=1490n.m前桥转至右极限时， =1748n.m 因为前面所选动力转向器的输出扭矩为2970n.m，完全可以满足转向系统的要求。3.4.4 方向盘转动力（转向助力失去后）作用在方向盘上的手力用下式计算： （3.4） 式中：方向盘转动力转向器速比方向盘直径 梯形机构传动效率，取0.85。 代入数据，可知： 前桥转至左极限时，=35

41、0n 前桥转至中间位置时，=357n 前桥转至右极限时， =419n 用上述方法计算得到的作用在方向盘上的手力要超过人体生理可能产生的力，所以转向系统采用了常流式液压动力转向使转向操纵轻便。这里还应指出：当汽车在行驶过程中转向时，上述转向轮与地面间的滑动摩擦阻力矩比汽车在原地转向时要小许多倍，且与车速有关。3.5 本章小结1、内外轮转角差值较小（41-32.73=8.27），转弯半径可以满足整车的要求，梯形底角较大，有利于杆系的布置；2、方向盘左右转动圈数对称，转向灵敏，且处于转向器的转角允许范围内；3、转向器输出扭矩能够满足转向前桥所需要的转动力矩；4、车轮上下跳动时，直拉杆机构与悬架系统的

42、运动干涉满足设计规范要求；5、直拉杆的设计保证在运动过程中不会与车轮、减震器等发生干涉。通过以上的计算结果说明，eq6120evl3车型载重车的前轴总成、转向系统设计是合理的，但是实际结果仍需试验验证。第四章 eq6120evl3的悬架系统计算为适应国家新能源汽车标准颁布以后的市场需求，公司组织开发本车型。悬架系统在设计过程中，应遵循的原则是通过合理的布置悬架系统和选择合适的参数，提高汽车的操纵稳定性、通过性和行驶平顺性；尽量应用现有总成和零件，提高零件的标准化、通用化、系列化水平；合理选取主要零部件的应力值，确保车辆行驶安全性，保证悬架系统零部件有足够的使用寿命。4.1 整车悬架的有关参数

43、车型设计师提供下列数据作为本车悬架系统的设计依据： 1轴距： l=6000mm 2轮距： 前轴 b1=2100 mm 后轴 b2=1860 mm 3轴荷如表4.1所示，表4.1 轴荷车况前后总重空载（kg）3500950013000满载（kg）60001200018000 4满载质心高度： hg=730mm 5悬架非簧载质量： 前悬： gu1=650kg 后悬： gu2=850kg 6.作用在单边弹簧的载荷p 将轴荷扣去非簧载质量再取半，即为单边弹簧载荷，计算结果如表4.2所示，表4.2 单边弹簧载荷工况前后空载(n)1396542385满载(n)25235546354.2 前悬架设计计算 本

44、车前钢板弹簧总成（2912010-hr95011）规格为： 16009022-3（3）g 长度宽度片厚-总片数（主片数）变截面少片簧该弹簧在u形螺栓跨距为112mm装车夹紧时的基本参数为：刚度 c =3560 n/cm 比应力 =5300 n/cm34.2.1垂直振动工况的核算1、静挠度 f=p/c （4.1）2、满载偏频 （4.2）3、应力 （4.3）4、极限应力 （4.4） 式中，fd=69mm,为铁碰铁时动行程计算结果如表4.3所示，表4.3 计算结果参数pcfn f dmax空载1396535603.91515300206706.957240满载2523535607.111253003

45、76306.974200单位nn/cmcmp/mn/cm3n/cm2cmn/cm24.2.2 最强制动工况核算 按汽车满载，路面附着系数=0.7，而后轮已拖印，但前轮达到最强压印的工况进行核算： 1、前轴动负荷： g1d= （4.5） 式中，g=176400n为汽车总重； g1=58800n为前轴静负荷； l=6000mm为轴距； hg=730mm为满载质心高度。 代入数据得g1d=72045n 2、前簧垂直动负荷： p1d= （4.6） 代入数据得 p1d =32837n 3、前轮单边制动力t1： t1=0.5g1d （4.7） 代入数据得t1=25215n 4、弹簧纵扭力矩m1 ： m1=

46、t1(rc-10+a) （4.8） 式中，rc=48.5cm为轮胎静力半径； 10cm为前桥一级落差；=12.3cm为前桥弹簧座上表面到弹簧上表面的距离； 代入数据得：m1=1285965 ncm 5、弹簧根部纵扭平均应力r： （4.9） 式中，lr =140-9.6=130.4cm为弹簧纵扭计算的长度； =111.1026=12.13 cm3为弹簧根部总断面系数。 代入数据得：r=141258n/cm3 6、卷耳根部应力： （4.10） 式中，r=1.5cm 为卷耳孔半径； a=0.4567492 cm 为主片卷耳中性层至受拉表面距离； w=1.1026 cm3 为主片卷耳断面系数； f=6

47、.402 cm2 为主片断面积 p1x为卷耳水平作用力 （4.11） 代入数据得：d =58852n/cm3 式中参数见下图4.1，图4.1 前悬架4.3 后悬架设计计算 本车后板簧（2913010-hr95011）规格为： 17209028.5-4（2）p 该弹簧在u形螺栓跨距为188mm夹紧时的基本参数为： 刚度 c =8200n/cm 比应力=5749n/cm3 4.3.1垂直振动工况的核算1、静挠度 f=p/c （4.12）2、满载偏频 （4.13）3、应力 （4.14）4、极限应力 （4.15） 式中，fd=68mm,为铁碰铁时动行程计算结果如表4.4所示，表4.4 计算结果参数pcfn f dmax空载4238