汽车悬架设计论文

1、轻型汽车车悬架设设计THE DESSIGNNOFALIGGHT TRUUCKS SSUSPPENSSIONN20099年6月摘 要本文主要要研究轻轻型货车车的前后后悬架设设计分析析方法，以及悬悬架运动动与前轮轮定位参参数的变变化关系系。首先根据据设计给给定的四四个参数数对整车车进行总总体设计计，包括括整车的的尺寸参参数、质质量参数数和性能能参数，在选择择这些参参数的时时候可以以通过国国家标准准以及相相关的经经验参数数得到，在选择择之后进进行了相相关的验验证，保保证各参参数能达达到各项项性能的的基本要要求。在在总体设设计完成成之后，对前后后悬架进进行方案案的选择择，本设设计前悬悬架采用用麦弗逊逊

2、独立悬悬架，后后悬架采采用纵置置钢板弹弹簧。然然后对悬悬架的性性能参数数进行选选择，包包括前后后悬架的的偏频、相对阻阻尼系数数、非簧簧载质量量以及影影响操稳稳性的侧侧倾中心心高度和和侧倾刚刚度，还还有影响响纵向稳稳定性的的纵倾中中心高度度等。在在选择完完基本参参数后，对悬架架的弹性性元件（前悬架架为螺旋旋弹簧。后悬架架为钢板板弹簧）进行设设计计算算，包括括刚度和和强度等等的校核核，使设设计的弹弹簧能满满足设计计的偏频频要求。之后设设计前独独立悬架架的导向向机构，设计包包括侧倾倾中心、纵倾中中心以及及下控制制臂的位位置等。为前、后悬架架匹配减减振器，计算减减振器的的尺寸，并且验验算减振振器是否否

3、满足强强度要求求。由于于麦弗逊逊悬架的的侧倾刚刚度较小小，为了了满足汽汽车不足足转向性性能要求求，设计计时，为为前悬架架匹配了了一个横横向稳定定杆，提提高它的的侧倾刚刚度，满满足不足足转向性性能要求求。由于悬架架结构的的运动学学特性关关系到汽汽车操纵纵稳定性性、转向轻轻便性、行驶舒舒适性、轮胎寿寿命以及及汽车布布置设计计中的运运动干涉涉等诸多多方面，是汽车车设计过过程中十十分重要要的问题题，欲设计计合乎需需要的悬悬架结构构,必须准准确分析析悬架结结构的运运动特性性。所以以为了研研究悬架架结构的的运动学学特性，本文采采用了空间解解析几何何的方法法，探讨分分析了麦麦弗逊式式悬架的的运动学学特性，由

4、于该该方法能能够直接接使用整整车布置置设计坐坐标系,无需进进行坐标标转换,且直观观方便,易于理理解,所以具具有实际际应用的的意义。关键词：麦弗逊逊悬架动态态特性AbsttracctThiss arrticcle is maiinlyy abboutt too sttudyy thhe mmethhod of dessignningg a ligght truucks ffronnt aand bacck ssusppenssionn, aalsoo thhe aartiiclee annalyyze thee reelattionn beetweeen susspennsioon mmovee

5、mennt aand froont wheeel aliignmmentt paarammeteers. Firsst, it dessignns tthe schhemee off whholee caar bbaseed oon tthe fouur pparaametterss whhichh waas aalreeadyy beeen givven, thhis inccluddingg thhe wwholle ccars ssizee paarammeteers, weeighht pparaametterss, aand prooperrty parrameeterrs. we

6、mayy chhoosse tthosse pparaametterss reeferr too naatioonall sttanddardds oor ssomee reelattivee exxperriennce parrameeterrs. we mayy allso do somme wworkk too prrovee thhe cchossen wass coorreect aftter thoose parrameeterrs bbeinng cchossen, ass too maake eveery parrameeterrs mmeett thhe bbasiic dd

7、emaand of eveery prooperrty. whhen thee whholee caar sscheemess weere alrreaddy ddesiigneed, it theen ccomees tto cchooose thee scchemme oof tthe froont andd baack susspennsioons, annd iin tthiss deesiggn, we usee MccPheersoon ttypee frrontt suuspeensiion, Baack susspennsioonss stteell sppinggs.aand

8、 theen, we chooosee thhe ssusppenssionns prooperrty parremeeterrs,iinclludiingffronnt aand baccksuuspeensiions ffreqquenncy, reelattivee viiscoositty,uunspprunng mmasss annd rrolll ceenteerheeighht, rolll aanguularr riigiddityy whhichh efffecctthhe ccars cconttrolllabbiliity andd sttabiilitty,bbesii

9、dess,wee allso chooosee thhe ttrimm ceenteer hheigght whiich efffectt thhe ccars llonggituudinnal conntroollaabillityy. AAfteer tthesse bbasiic pparaametterss weere choosenn, wwe ccomees oon tto ccalcculaate thee spprinng oof tthe susspennsioon,(spiirall spprinng iin ffronnt ssusppenssionn, lleaff s

10、pprinng iin bbackk suuspeensiion),annd tthe callcullatiion inccluddingg chheckkingg booth thee spprinngs sttifffnesss aand strrenggth, ass too maake thee spprinng ddesiigneed tto mmeett thhe ddemaand of freequeencyy. AAnd nexxt ccomees tto ddesiign thee coontrrol barrs oof tthe froont inddepeendeent

11、 susspennsioon, it conntaiins to dessignn thhe rrolll ceenteer hheigght an triim ccentter heiightt annd tthe loccatiionss off thhe mmainn coontrrolbbar.Theen,wwe ddesiign shoock abssorbberss too maatchh wiith thee frrontt annd tthe bacck ssusppenssionn, iinclludiing callcullatee thhe ssizee off thhe

12、 aabsoorbeers andd allso cheeck thee abbsorrberrs tto ssee if it meeets thee deemannd oof sstreengtth. Sinnce McPPherrsonn tyype froont susspennsioon iis llackk off rooll anggulaar rrigiiditty, in ordder to meeet tthe prooperrty demmandds oof ccars uundeer ssteeer sspecciallityy,Heere it alsso ddesi

13、ignss a antti-rrolll baar tto iimprrovee thhe ffronnt ssusppenssionns rolll aanguularr riigiddityy. As susspennsioonss kiinemmatiics chaaraccterr reelattes to a wwholle ccars cconttrolllabbiliity ,stteerringg aggiliity, riide commforrt,ttyree liife andd mootioon iinteerfeerennce in thee deesiggn oof

14、 tthe whoole carrssscheeme. thhe kkineematticss chharaacteer ccomees tto bbe aa veery impporttantt quuesttionn, tto mmakee a gooodsuuspeensiion strructtruee,itt neeedss too annalyyze thee kiinemmatiics chaaraccterr off thhe ssusppenssionn.Annd iin tthiss arrticcle, wee usses Spaatiaal aanallytiic gg

15、eommetrry tto ddisccusss MccPheersoon ttypee frrontt suuspeensiions kkineematticss chharaacteer. Beccausse tthe metthodd iss abble to usee thhe wwholle ccar schhemee deesiggn ccoorrdinnatee syysteem ddireectlly, theere is no neeed tto ttrannsfoorm thee cooorddinaate sysstemm. IIt iis mmoree HYPERLIN

16、K /s?wd=convenient&lm=0&si=&rn=10&tn=myie2dg&ie=gb2312&ct=0&cl=3&f=12&oq=convineint coonveenieent aand eassy tto uundeersttandd,soo,itt maakess moore acttuall apppliicattionn seensee. key worrds：Mcphhersson susspennsioonkiinemmatiics chharaacteer目 录TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc232320926 第1章绪绪论 PA

17、GEREF _Toc232320926 h 1 HYPERLINK l _Toc232320927 1.1 论文研研究的目目的和意意义 PAGEREF _Toc232320927 h 1 HYPERLINK l _Toc232320928 1.2国国内外研研究现状状及发展展趋势 PAGEREF _Toc232320928 h 11 HYPERLINK l _Toc232320929 1.3 论文主主要研究究内容 PAGEREF _Toc232320929 h 22 HYPERLINK l _Toc232320930 第2章汽汽车的总总体设计计 PAGEREF _Toc232320930 h 3

18、 HYPERLINK l _Toc232320931 2.1设设计参数数与设计计目标 PAGEREF _Toc232320931 h 33 HYPERLINK l _Toc232320932 2.2汽汽车形式式的选择择 PAGEREF _Toc232320932 h 3 HYPERLINK l _Toc232320933 2.2.1 轴轴数 PAGEREF _Toc232320933 h 3 HYPERLINK l _Toc232320934 2.2.2 驱驱动形式式 PAGEREF _Toc232320934 h 3 HYPERLINK l _Toc232320935 2.2.3 布布置形式

19、式 PAGEREF _Toc232320935 h 4 HYPERLINK l _Toc232320936 2.3汽汽车质量量参数的的选择 PAGEREF _Toc232320936 h 44 HYPERLINK l _Toc232320937 2.3.1 整整车整备备质量 PAGEREF _Toc232320937 h 44 HYPERLINK l _Toc232320938 2.3.2 汽汽车的总总质量 PAGEREF _Toc232320938 h 55 HYPERLINK l _Toc232320939 2.3.3 汽汽车的整整备质量量利用系系数 PAGEREF _Toc2323209

20、39 h 5 HYPERLINK l _Toc232320940 2.3.4 汽汽车的轴轴荷分配配 PAGEREF _Toc232320940 h 6 HYPERLINK l _Toc232320941 2.4 汽车主主要尺寸寸的确定定 PAGEREF _Toc232320941 h 7 HYPERLINK l _Toc232320942 2.4.1 轴轴距 PAGEREF _Toc232320942 h 7 HYPERLINK l _Toc232320943 2.4.2 前前后轮距距和 PAGEREF _Toc232320943 h 8 HYPERLINK l _Toc232320944 2

21、.4.3 汽汽车的外外廓尺寸寸 PAGEREF _Toc232320944 h 8 HYPERLINK l _Toc232320945 2.4.4 汽汽车的前前悬和后后悬 PAGEREF _Toc232320945 h 9 HYPERLINK l _Toc232320946 2.4.5货车车车头的的长度 PAGEREF _Toc232320946 h 99 HYPERLINK l _Toc232320947 2.4.5货车车车箱尺尺寸 PAGEREF _Toc232320947 h 9 HYPERLINK l _Toc232320948 2.5 汽车主主要性能能参数的的选择 PAGEREF _

22、Toc232320948 h 110 HYPERLINK l _Toc232320949 2.5.1 动动力性能能参数 PAGEREF _Toc232320949 h 110 HYPERLINK l _Toc232320950 2.5.2 燃燃油经济济性指标标 PAGEREF _Toc232320950 h 11 HYPERLINK l _Toc232320951 2.5.3 汽汽车的最最小转弯弯半径 PAGEREF _Toc232320951 h 111 HYPERLINK l _Toc232320952 2.5.4 通通过性几几何参数数 PAGEREF _Toc232320952 h 11

23、 HYPERLINK l _Toc232320953 2.6 汽车发发动机的的选型与与轮胎的的选定 PAGEREF _Toc232320953 h 113 HYPERLINK l _Toc232320954 2.6.1 发发动机基基本型式式的选择择 PAGEREF _Toc232320954 h 13 HYPERLINK l _Toc232320955 2.6.2 发发动机主主要性能能指标的的选择 PAGEREF _Toc232320955 h 114 HYPERLINK l _Toc232320956 2.6.3 轮轮胎的选选定 PAGEREF _Toc232320956 h 177 HYP

24、ERLINK l _Toc232320957 第3章汽汽车悬架架的结构构选型与与分析 PAGEREF _Toc232320957 h 220 HYPERLINK l _Toc232320958 3.1 悬架的的设计要要求 PAGEREF _Toc232320958 h 200 HYPERLINK l _Toc232320959 3.2 悬架的的结构形形式分析析 PAGEREF _Toc232320959 h 20 HYPERLINK l _Toc232320960 3.2.1 悬悬架结构构形式的的分类 PAGEREF _Toc232320960 h 220 HYPERLINK l _Toc23

25、2320961 3.2.2 悬悬架的组组成及各各部件作作用 PAGEREF _Toc232320961 h 222 HYPERLINK l _Toc232320962 3.3 前、后后悬架方方案的选选择 PAGEREF _Toc232320962 h 222 HYPERLINK l _Toc232320963 第4章悬悬架的设设计计算算 PAGEREF _Toc232320963 h 24 HYPERLINK l _Toc232320964 4.1 悬架主主要参数数的确定定 PAGEREF _Toc232320964 h 24 HYPERLINK l _Toc232320965 4.1.1 影

26、影响平顺顺性的参参数 PAGEREF _Toc232320965 h 244 HYPERLINK l _Toc232320966 4.1.2 影影响操纵纵稳定性性的参数数 PAGEREF _Toc232320966 h 28 HYPERLINK l _Toc232320967 4.1.3影响响纵向稳稳定性的的参数 PAGEREF _Toc232320967 h 331 HYPERLINK l _Toc232320968 4.2 弹性元元件的计计算 PAGEREF _Toc232320968 h 355 HYPERLINK l _Toc232320969 4.2.1 前前悬架螺螺旋弹簧簧的设计计

27、计算 PAGEREF _Toc232320969 h 335 HYPERLINK l _Toc232320970 4.2.2 后后悬架钢钢板弹簧簧的设计计计算 PAGEREF _Toc232320970 h 338 HYPERLINK l _Toc232320971 4.3 独立悬悬架导向向机构的的设计 PAGEREF _Toc232320971 h 551 HYPERLINK l _Toc232320972 4.3.1 设设计要求求 PAGEREF _Toc232320972 h 51 HYPERLINK l _Toc232320973 4.3.2 前前轮定位位参数与与主销轴轴的布置置 PA

28、GEREF _Toc232320973 h52 HYPERLINK l _Toc232320974 4.3.3 横横臂轴的的选型与与布置 PAGEREF _Toc232320974 h 554 HYPERLINK l _Toc232320975 4.4 减振器器的设计计 PAGEREF _Toc232320975 h 58 HYPERLINK l _Toc232320976 4.4.1 减减振器相相对阻尼尼系数 PAGEREF _Toc232320976 h 558 HYPERLINK l _Toc232320977 4.4.2 减减振器阻阻尼系数数的确定定 PAGEREF _Toc23232

29、0977 h 59 HYPERLINK l _Toc232320978 4.4.3 最最大卸荷荷力的确确定 PAGEREF _Toc232320978 h 600 HYPERLINK l _Toc232320979 4.4.4 筒筒式减振振器工作作缸直径径的确定定 PAGEREF _Toc232320979 h 61 HYPERLINK l _Toc232320980 4.5 横向稳稳定杆的的设计 PAGEREF _Toc232320980 h 662 HYPERLINK l _Toc232320981 第5章空空间解析析法分析析麦弗逊逊悬架运运动 PAGEREF _Toc232320981

30、h 633 HYPERLINK l _Toc232320982 5.1 悬架的的数学模模型 PAGEREF _Toc232320982 h 633 HYPERLINK l _Toc232320983 5.2 利用数数学模型型求解车车轮跳动动时各定定位参数数的变化化 PAGEREF _Toc232320983 h 67 HYPERLINK l _Toc232320984 结论 PAGEREF _Toc232320984 h 699 HYPERLINK l _Toc232320985 致谢 PAGEREF _Toc232320985 h 700 HYPERLINK l _Toc232320986

31、参考文献献 PAGEREF _Toc232320986 h 71 HYPERLINK l _Toc232320987 附录一 PAGEREF _Toc232320987 h 773第1章绪绪论1.1论论文研究究的目的的和意义义悬架是现现代汽车车上重要要的总成成之一，它把车车架（或或车身）与车轴轴（或车车轮）弹弹性连接接起来。其主要要任务是是传递作作用在车车轮与车车架之间间的一切切力和力力矩，并并且缓和和由不平平路面传传给车身身（或车车身）的的冲击载载荷，衰衰减由此此引起的的承载系系统的振振动，以以保证汽汽车平顺顺的行驶驶。悬架架一般分分为独立立悬架和和非独立立悬架，独立悬悬架的优优点是：非簧载

32、载质量小小，有利利于提高高驾乘舒舒适性；由于弹弹性元件件只承受受垂直载载荷，使使之可用用刚度较较小的弹弹簧，降降低了车车身振动动的频率率，改善善了行驶驶平顺性性；本次次设计中中前悬架架采用麦麦弗逊独独立悬架架，取消消了前轴轴，可使使发动机机的位置置降低，汽车质质心下降降，从而而提高了了汽车行行驶稳定定性，左左右车轮轮的单独独跳动，减少了了车身的的倾斜和和振动；同时正正确的导导向机构构型式和和参数，有助于于消除前前轮摆振振、纵倾倾现象等等。非独独立悬架架的优点点是：结结构简单单，工作作可靠等等，本设设计中后后悬架采采用纵置置钢板弹弹簧非独独立悬架架，板簧簧本身能能传递各各种力和和力矩，造价成成本

33、低，在货车车的悬架架中普遍遍使用。本论文的的研究目目的是根根据给定定参数对对汽车进进行总体体设计，然后对对前后悬悬架进行行设计匹匹配，满满足前后后悬架的的偏频要要求。通通过对麦麦弗逊悬悬架的空空间解析析法分析析悬架的的运动特特性，分分析前悬悬架在车车轮跳动动时前轮轮定位系系数的改改变等。并对后后悬架板板簧的设设计过程程加深认认识与理理解。1.2国国内外研研究现状状及发展展趋势独立悬架架早期只只单纯用用于轿车车上，目目前大部部分轻型型货车和和越野汽汽车为了了提高舒舒适性也也开始采采用独立立悬架，同时一一些中型型卡车及及客车为为了提高高驾乘的的舒适性性和行驶驶性也开开始采用用独立悬悬架，在在国外甚

34、甚至一些些轮式工工程机械械如吊车车和重型型卡车也也开始采采用独立立悬架。因此对对于独立立悬架的的设计技技术，国国内外都都进行了了研究，这些研研究主要要集中在在以下几几个方面面：独立立悬架设设计方法法，独立立悬架参参数对汽汽车行驶驶平顺性性的影响响；独立立悬架对对汽车操操纵稳定定性的影影响。国国内的研研究主要要表现为为：独立立悬架和和转向系系的匹配配；独立立悬架与与转向横横拉杆长长度和断断开点的的确定；悬架弹弹性元件件的设计计分析；导向机机构的运运动分析析；独立立悬架对对前轮定定位参数数的影响响；独立立悬架的的优化设设计等。国外除除上述研研究外，还进入入了微观观领域的的研究，如用原原子力学学显微

35、镜镜观察悬悬架材料料内部聚聚合体的的电子转转化情况况，研究究悬架作作为弹性性介质的的流变特特性等，从而使使得独立立悬架向向着智能能化，轻轻量化，小型化化，通用用化方向向发展。同时由由于电子子，微机机技术的的发展，使得独独立悬架架技术向向着半主主动、主主动悬架架方向发发展。非独立悬悬架早期期广泛应应用于除除了轿车车以外的的其它车车型中，由于其其可靠性性和简单单的特性性，现在在还被广广泛的用用于轿车车的后桥桥，轻型型货车和和越野汽汽车的后后桥，重重型货车车的前后后桥都采采用非独独立悬架架。1.3论论文主要要研究内内容本论文研研究内容容主要包包括以下下几个方方面：(1)汽汽车总体体设计和参参数的选选

36、择；(2)汽汽车悬架架方案确确定；(3)前前、后悬悬架设计计计算；(4)空空间解析析法分析析前悬架架的运动动特性。第2章汽汽车的总体设计计2.1设设计参数数与设计计目标为装载质质量为22吨的轻轻型货车车匹配前前后悬架架，设计计任务中中给定的的参数如如下表所所示：表2-11 给定定设计参参数最高车速速115mm/s装载质量量2t最小转弯弯半径12.55m最大爬坡坡度30设计的悬悬架能够够传递作作用在车车轮和车车架之间间的力和和力矩；缓和路路面传给给车架的的冲击载载荷，衰衰减由此此引起的的承载系系统的振振动，保保证汽车车的行驶驶平顺性性；保证证车轮在在路面不不平和载载荷变化化时有理理想的运运动特性

37、性，保证证汽车的的操纵稳稳定性，由于该该货车的的设计最最高车速速较高，所以设设计的悬悬架也必必须能够够保证高高速行驶驶的能力力。2.2汽汽车形式式的选择择2.2.1轴数数汽车可以以有两轴轴、三轴轴、四轴轴甚至更更多的轴轴数。影影响选取取轴数的的因素主主要有汽汽车的总总质量、道路法法规对轴轴载质量量的限制制和轮胎胎的负荷荷能力以以及汽车车的结构构等。为了保护护公路，有关部部门制定定了道路路法规，对汽车车的轴载载质量加加以限制制，包括括乘用车车以及汽汽车总质质量小于于19tt的公路路运输车车辆和轴轴荷不受受道路、桥梁限限制的不不在公路路上行驶驶的车辆辆，如矿矿用自卸卸车等，均采用用结构简简单、制制

38、造成本本低廉的的两轴方方案。根根据设计计要求中中指出汽汽车的装装载质量量为2tt，估算算出汽车车的总质质量大约约在3.8t左左右。所所以设计计时采用用两轴方方案。2.2.2驱动动形式增加驱动动轮数能能够提高高汽车的的通过能能力，驱驱动轮数数越多，汽车的的结构越越复杂，整备质质量和制制造成本本也随之之增加，同时也也使汽车车的总体体布置工工作变得得困难、乘用车车和总质质量小些些的商用用车，多多采用结结构简单单、制造造成本低低的42驱动形形式。由于所要要设计的的汽车总总质量较较小，故故采用442驱动形形式。2.2.3布置置形式采用平头头式，发发动机前前置后驱驱的布置置形式。平头式货货车的优优点是：车

39、总长长和轴距距尺寸短短，最小转转弯直径径小，机动性性能良好好；不需要要发动机机罩和翼翼子板，加上总总长缩短短等因素素的影响响，汽车整整备质量量减小；驾驶员员的视野野得到明明显改善善；采用翻翻转式驾驾驶室时时能改善善发动机机及其附附件的接接近性；汽车面面积利用用率高。平头式货货车的主主要缺点点有：前轴负负荷大，因而汽汽车通过过性能变变坏；因为驾驾驶室有有翻转机机构和锁锁住机构构，使机构构复杂；进出驾驾驶室不不如长头头式货车车方便；离合器器、变速器器等操纵纵机构复复杂，驾驶室室内受热热及振动动均比较较大；汽车正正面与其其它物体体发生碰碰撞时，特别是是微型、轻型平平头货车车，使驾驶驶员和前前排乘员员

40、受到严严重伤害害的可能能性增加加。发动机前前置后轮轮驱动货货车有广泛地应用，它有如如下主要要优点：维修发发动机方方便；离合器器、变速器器等操纵纵机构简简单；货箱地地板高度度低；可以采采用直列列发动机机、V型发发动机或或卧式发发动机，发现发发动机故故障容易易。发动机前前置后轮轮驱动的的货车有有下述主主要缺点点：如果采采用平头头式驾驶驶室，而且发发动机布布置在前前轴之上上，处于两两侧座位位之间时时，驾驶室室内部拥拥挤、隔热、隔振、密封和和降低噪噪声问题题难以解解决；如果采采用长头头式驾驶驶室，为保证证具有良良好的视视野，驾驶员员座椅须须布置高高些，这又影影响整车车和质心心高度，同时增增加了整整车长

41、度度。2.3汽汽车质量量参数的的选择汽车的质质量参数数包括整整车整备备质量，载客量量、装载载质量、质量系系数，汽车总总质量、轴荷分分配等。其中装装载质量量的参数数已给定定，即。2.3.1整车车整备质质量整车整备备质量是是指车上上带有全全部设备备（包括括随车工工具，备备胎等），加满满燃料，水但是是没有载载货和载载人时的的整车质质量。它它是一个个重要的的设计指指标。由由于在设设计方法法、产品品材料、制造工工艺以及及道路状状况等方方面的不不断完善善，汽车车的整备备质量这这一设计计指标有有不断减减小的趋趋势。因因为这样样不仅可可以降低低造价，而且是是降低汽汽车使用用油耗的的重要途途径。在总体设设计阶段

42、段可对同同类型同同级别且且结构相相似的样样车及其其部件的的质量进进行测定定分析，并以此此为基础础初步估估算出新新设计汽汽车各部部件的质质量及整整车的整整备质量量。在没没有参考考样车的的情况下下，载货货汽车可可参考国国内外同同类型同同级别的的汽车的的装载量量与整备备质量之之比（称称为汽车车的整备备质量利利用系数数）为新车车型选择择一个适适当的整整备质量量利用系系数，然然后按其其装载量量计算汽车车的整备备质量。在此，采采用后一一种设计计方法，由于质质量系数数在（0.81.1）之之间，初初取，所所以。2.3.2汽车车的总质质量汽车总质质量是指指已整备备完好，装备齐齐全并按按规定装装满客，货时的的整车

43、质质量，可可按表22-2中中的公式式确定： 表2-22汽车总总质量计计算公式式汽车类别别计算公式式说明载货汽车车大客车轿车使用单厢厢货车，即驾驶驶室可乘乘坐两人人，所以以货车的的总质量量计算为为。2.3.3汽车车的整备备质量利利用系数数载货汽车车的是载载货汽车车的装载载量与其其整备质质量之比比，即。它它表明单单位汽车车整备质质量所承承受的汽汽车装载载质量。显然，次系数数愈大表表明该车车型的材材料利用用率愈高高和设计计与工艺艺水平愈愈高。由前可知知，初取取。2.3.4 汽汽车的轴轴荷分配配汽车的轴轴荷分配配是指汽汽车在空空载或满满载静止止状态下下，各车车轴对支支承平面面的垂直直负荷，也可以以用占

44、空空载或满满载总质质量的百百分比来来表示。在设计轴轴荷分配配的时候候，需要要同时考考虑到以以下几点点：(1) 应使轮轮胎磨损损均匀，为此，希望满满载时每每个轮胎胎负荷大大致相等等。(2) 应满足足汽车使使用条件件，如对对使用条条件较差差的42式货车车，为了了保证它它在泥泞泞路面的的通过性性，常将将满载时时前轴负负荷控制制在总轴轴荷的226%227%，以减少少前轮的的滚动阻阻力；同同时可是是后轮上上有足够够的附着着力。后后轮装用用单胎的的42式货车车，空车车时的后后轴负荷荷过小，在潮湿湿路面上上使用时时容易发发生侧滑滑事故，为避免免这一现现象，设设计时其其后轴负负荷应大大于411% 。(3)在在

45、确定轴轴荷分配配时还要要充分考考虑到汽汽车的结结构特点点及性能能要求。设计过程程中首先先考虑货货车后轮轮采用单单胎还是是双胎的的问题，由于货货车的总总质量为为，所以以假设后后轮采用用单胎时时，则四四个轮胎胎每个轮轮胎承受受的静载载荷约为为，而对于于货车所所常用的的轮胎中中，轮胎胎所能承承受的载载荷大都都小于990000kg，所以这这里采用用后轮双双胎的形形式。对于后轮轮双胎平头式的的货车，它的轴轴荷分配配范围为为：表2-33 后后轮双胎胎平头形式式的货车车轴荷分分配范围围车型空载满载前轴后轴前轴后轴货车后轮双胎胎根据上表表，可以以初步选选取该货货车的轴轴荷分配配，表2-44 设计计货车的的轴荷

46、分分配空载满载前轴后轴前轴后轴由此可以以得出满满载时单单侧前轮轮的负荷荷为：单侧后轮轮的负荷荷为：2.4汽汽车主要要尺寸的的确定2.4.1轴距距轴距的选选择要考考虑它对对整车其其他尺寸寸参数、质量参参数和使使用性能能的影响响。轴距距短些，汽车总总长、质质量、最最小转弯弯半径和和纵向通通过半径径就小一一些。但但轴距过过短也会会带来一一系列问问题，例例如车厢厢长度不不足或后后悬过长长；汽车车行驶时时其纵向向角振动动过大；汽车加加速、制制动或上上坡时轴轴荷转移移过大而而导致其其制动性性和操稳稳性变坏坏；万向向节的夹夹角过大大等。因因此，在在选择轴轴距时应应综合考考虑有关关方面的的影响。当然，在满足足

47、所设计计的汽车车的车厢厢尺寸、轴荷分分配、主主要性能能和整体体布置等等要求的的前提下下，将轴轴距设计计得短一一些为好好。由于汽车车的最小小转弯半半径已给给定，可可以从最最小转弯弯半径的的角度来来设计轴轴距的大大小。图2-11 理理想的内内、外转转向轮转转向角间间的关系系由转向中中心O到到外转向向轮与地地面接触触点的距距离称为为汽车转转弯半径径R。转转弯半径径越小，则汽车车转向所所需场地地就越小小。由图图可知，当外转转向轮偏偏转角达达到最大大值时，转弯半半径R为为最小。在图示示的理想想情况下下，最小小转弯半半径与外外转向轮轮最大偏偏转角的的关系为为： 初选汽车车的轴距距为：，而外转转向轮偏偏转角

48、的的最大值值一般取取所以，计计算出最最小转弯弯半径为为：。满足最小小转弯半半径的要要求，所所以取汽汽车的轴轴距为：。2.4.2前后轮轮距和汽车轮距距B对汽汽车的总总宽、总总质量、横向稳稳定性和和机动性性都有较较大的影影响。轮轮距愈大大，则悬悬架的角角刚度愈愈大，汽汽车的横横向稳定定性愈好好，车厢厢内横向向空间也也愈大。但轮距距也不宜宜过大，否则，会使汽汽车的总总宽和总总质量过过大。轮轮距必须须与汽车车的总宽宽相适应应。载货汽车车的前轮轮距与车车架前部部宽、前前悬架宽宽、轮胎胎宽、前前轮最大大转角。转向拉拉杆和转转向车轮轮以及与与车架间间的运动动空间等等因素有有关，应应经过具具体布置置和计算算才

49、能最最后确定定。后轮轮距，与与后板簧簧宽、后后板簧距距、轮胎胎宽、板板簧与轮轮胎间的的间隙等等尺寸有有关。设计时依依然可以以通过内内、外转转向轮转转向角间间的关系系来初选选出轮距距。如图图2-11，两轴轴汽车在在转向时时，若不不考虑轮轮胎的侧侧向偏离离，则为为了满足足内外转转向轮转转向角间间的匹配配应保证证当汽车车转弯行行驶时，全部车车轮绕同同一瞬时时转向中中心旋转转，各车车轮只有有滚动而而无侧滑滑的要求求其内、外转向向轮理想想的转角角关系如如图2-1所示示，由下下式决定定：其中选取取内轮最最大转角角，选取取外轮最最大转角角，已知知轴距，计算出出，。由于于前轮为为转向轮轮，即前前轮两转转向主销

50、销中心线线与地面面交点间间的距离离为，而而轮距一一般都比比大，所所以取前前轮轮距距为：，后轮距距取为：。2.4.3汽车的的外廓尺尺寸汽车的外外廓尺寸寸包括其其总长、总宽、总高。它应根根据汽车车的类型型、用途途、承载载量、道道路条件件、结构构选型与与布置以以及有关关标准、法规限限制等因因素来确确定。GGB15589-79对对汽车外外廓尺寸寸界限做做了规定定，总高高不大于于4m，总宽（不包括括后视镜镜）不大大于2.5m；外开窗窗，后视镜镜等突出出部分宽宽2500mm。总长：货车及及越野车车不大于于12mm；一般大大客车不不大于112m，铰接式式大客车车不大于于18mm；牵引车车带半挂挂车不大大于1

51、66m，汽车拖拖带挂车车不大于于20mm，挂车长长度不大大于8mm。参考同类类车型，轻型货货车解放放CA110411，初取取以下数数据：(1)总总长：(2)总总宽：(3)总总高：2.4.4汽车的的前悬和和后悬汽车的前前悬和后后悬尺寸寸是由总总布置最最后确定定的。前前悬的长长度与汽汽车的类类型、驱驱动形式式、发动动机的布布置形式式和驾驶驶室的形形式以及及布置密密切相关关。汽车车的前悬悬不宜过过长，以以免使汽汽车的接接近角过过小而影影响通过过性。汽汽车的后后悬长度度主要与与货箱长长度、轴轴距及轴轴荷分配配有关。后悬也也不宜过过长，以以免使汽汽车的离离去角过过小而引引起上下下坡时刮刮地，同同时转弯弯

52、也不灵灵活。城城市大客客车的后后悬一般般不大于于其轴距距的60%，绝对对值不大大于3.5m。轻型及及以上的的货车的的后悬一一般在11.2mm2.22m。长轴轴距、特特长货箱箱的汽车车，其后后悬可长长达约22.6mm。参考同类类车型，轻型货货车解放放CA110411，可以以选取该该货车的的前后悬悬分别为为：，2.4.5货车车车头的长长度货车车头头长度是是指从汽汽车的前前保险杠杠到驾驶驶室后围围的距离离。平头头型货车车一般在在14000mmm15500mmm，设设计时货货车为单单厢三座座，可以以初步选选取车头头长度为为15000mmm。2.4.5货车车车箱尺寸寸参考同类类车型，轻型货货车解放放CA

53、110411，可以以选取该该货车的的车箱尺尺寸分别别为：(1)长长：(2)宽宽：(3)高高：2.5汽汽车主要要性能参参数的选选择2.5.1动力力性能参参数汽车的动动力性参参数主要要有直接接档和II档最大大动力因因数、最最高车速速、爬坡坡能力、汽车的的比功率率和比转转矩等。(1)直直接档最最大动力力因数的选择主主要是根根据对汽汽车加速速性与燃燃料经济济性的要要求，以以及汽车车类型、用途和和道路条条件而异异。载货货汽车的的值是随随汽车总总质量的的增大而而逐渐减减小的，但也有有个限度度。微型型货车的的值较大大，轻型型货车的的次之，因为它它们不会会拖带挂挂车，而而且对平平均车速速和加速速性能的的要求也

54、也较高。根据表表2-55，可以以初步选选取直接接档动力力因数为为：。(2)II档最大大动力因因数直接影响响汽车的的最大爬爬坡能力力和通过过困难路路段的能能力以及及起步并并连续换换挡时的的加速能能力。它它和汽车车总质量量关系不不明显而而主要取取决于所所要求的的最大爬爬坡度和和附着条条件。根根据表22-5，可以初初步选取取I档动动力因数数为：。表2-55 轻型载载货汽车车的动力力性参数数的取值值范围汽车类别别最高车速速比功率比转矩轻型货车车0.0660.100.3000.409011201522138444(3)最最高车速速由设计要要求可以以：。(4)上上坡能力力由设计要要求可知知，最大大爬坡度度

55、为0.3。(5)汽汽车的比比功率和和比转矩矩比功率是是汽车所所装发动动机的标标定最大大功率与与汽车最最大总质质量之比比，它可可以综合合反映汽汽车的动动力性，比功率率大的汽汽车加速速性能、速度性性能要好好于比功功率小的的汽车。根据表表2-55，可以以初步选选取比功功率188kw/t。比转矩是是汽车所所装发动动机的最最大转矩矩与汽车车总质量量之比，它反映映了汽车车的牵引引能力。可以初初步选取取比转矩矩为：440N.m/tt。2.5.2燃油油经济性性指标汽车的燃燃油经济济性用汽汽车在水水平的水水泥或沥沥青路面面上，以以经济车车速或多多工况满满载行驶驶百公里里的燃油油消耗率率（L/1000km）来评价

56、价。该值值越小燃燃油经济济性越好好。而货货车有时时用单位位质量的的百公里里油耗量量来评价价（表22-6）表2-66 货货车单位位质量百百公里燃燃油消耗耗量 总质量汽油机柴油机总质量汽油机柴油机122.5002.601.4331.53由上表可可以初取取该货车车的单位位质量百百公里燃燃油消耗耗量为：3.552.5.3 汽汽车的最最小转弯弯半径由设计要要求可知知=12.55m2.5.4通过过性几何何参数(1)通通过性几几何参数数的选取取总体设计计要确定定的通过过性几何何参数有有：最小小离地间间隙，接接近角，离去角角，纵向向通过半半径等。各类汽汽车的通通过性参参数视车车型和用用途而异异，其范范围见表表

57、2-77：表2-77 汽汽车通过过性的几几何参数数车型乘用车150220020330152223.08.33乘用车210250045550354401.73.66货车180300040660254452.36.00由上表，可以初初步选取取的通过过性几何何参数分分别为：最小离地地间隙为为：，接近角：，离去角：，纵向通过过性。(2)最最小离地地间隙大大小的校校核由于设计计的货车车采用前前置后轮轮驱动形形式，所所以后桥桥有主减减速器和和差速器器，此时时的最小小离地间间隙为主主减速器器离地面面的高度度。必须须估算出出主减速速器大当当量直径径来判断断最小离离地间隙隙大小选选取是否否恰当。如图22-2：图

58、2-22 最最小离地间间隙与主主减速器器的关系系首先选取取主减速速器的速速比为：，那么么使主减减速器的的主动锥锥齿轮为为防止发发生根切切的最小小齿数，即，模数取取为，那那么可以以估算出出从动锥锥齿轮的的直径约约为：，车轮初初取直径径为：，那么可可以计算算出大概概的离地地间隙为为：。由此可见见，所设设计的最最小离地地间隙，表明明还有余余量，满满足要求求。(3)接接近角、离去角角与前悬悬、后悬的的关系接近角和和汽车前前悬满足足一定的的几何关关系，同同理，离离去角和和汽车后后悬也满满足一定定的几何何关系，如图22-3所所示：图2-33 接接近角、离去角角与前悬悬、后悬悬的关系系由图中的的几何关关系可

59、知知，。而恒大于于最小离离地间隙隙，即，恒大于于最小离离地间隙隙，即。接近角和和离去角角已设计计，前悬悬和后悬悬已知，计算和和。得到，。满足要要求，所所以该接接近角和和离去角角可靠。2.6 汽车发发动机的的选型与与轮胎的的选定2.6.1发动动机基本本型式的的选择在汽车发发动机基基本型式式的选择择中首先先应确定定的是采采用汽油油机还是是柴油机机，其次次是汽缸缸的排列列型式和和发动机机的冷却却方式。汽油机与与柴油机机的选择择与汽油机机相比，柴油机机具有燃燃料经济济性好，工作可可靠，寿寿命长，使用成成本低及及排污少少等优点点。但是是柴油机机也有工工作粗暴暴，振动动及噪声声大，尺尺寸和质质量大，造价高

60、高，起动动较困难难及易生生黑烟等等缺点。近年来来，由于于柴油机机设计的的不断完完善，以以上缺点点得到较较好的克克服，并并提高了了转速，故在轻轻型车和和轿车上上采用柴柴油机的的也日益益增多。在选用发发动机型型式时，除了上上述因素素外，还还要考虑虑燃料使使用的平平衡，汽汽油大部部分供应应汽车，而柴油油用途广广泛，需需要的部部门多。因此从从全局出出发，今今后将仍仍然以汽汽油为汽汽车的主主要燃料料，在220000年时，汽油机机和柴油油机的分分工将是是这样的的：装载载2t以下下的轻型型车用汽汽油机；装载质质量6tt以上的的汽车将将全部用用柴油机机。由于于设计的的该货车车的装载载质量为为2t，并并且对动动