车辆工程毕业设计论文-hgc1050轻型商用车总体设计(编辑修改稿)

车辆工程毕业设计论文-hgc1050轻型商用车总体设计(编辑修改稿)内容摘要：

5)估算发动机的最大功率、最大扭矩及其对应的转速 ； (6)变速器的头档速比和档位数，和驱动桥的主减速比。 主要尺寸参数的选择 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。 在绘制整车总布置草图时，可以参考同类车型的相关总成的外廓尺寸和质量，按本车的总布置需要，进行总布置草图的绘制。 初步确定主要布置尺寸和进行质量参数的计算。 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。 完成整车总布置草图后，整车的外廓尺寸及相关的布置尺寸参数已基本确定，然后进行质量参数的计算。 计算质量参数前，要列出各大总成的质量，再定出空载和满载时各总成的质心至前轴和地面的距离，最后计算出空载和满载时的轴荷分配和质心至前轴、地面的距离。 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； 17 (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； (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。 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。 在绘制整车总布置草图时，可以参考同类车型的相关总成的外廓尺寸和质量，按本车的总布置需要，进行总布置草图的绘制。 初步确定主要布置尺寸和进行质量 参数的计算。 汽车的主要尺寸参数包括轴距、轮距、总长、总宽、总高、前悬、后悬、接近角、离去角、最小离地间隙等。 18 图 汽车的主要尺寸参数 轴距的选择要考虑它对整车其他尺寸参数、质量参数和使用性能的影响。 轴距短一些，汽车总长、质量、最小转弯半径和纵向通过半径就小一些。 但轴距过短也会带来一系列问题，例如车厢长度不足或后悬过长；汽车行驶时其纵向角振动过大；汽车加速、制动或上坡时轴荷转移过大而导致其制动性和操纵稳定性变坏；万向节传动的夹角过大等。 因此，在选择轴距时应综合考虑对有关方面的影响。 当然，在满足 所设计汽车的车厢尺寸、轴荷分配、主要性能和整体布置等要求的前提下，将轴距设计得短一些为好。 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 : L = RjH LsLL  式中 ： HL —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； jL —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； —驾驶室与货厢之间的间隙，一般取 50～ 100mm； RL —后悬尺寸，可根据道路条件或参考同类型汽车初步确定。 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，乘坐是否舒适以及能否满足整车总体设计的要求等。 三轴汽车的中后轴之间的轴距 ，多取为轮胎直径的 ～。 汽车轮距对 19 汽车的总宽、总质量、横向稳定性和机动性都有较大的影响。 轮距愈大，则悬架的角刚度愈大，汽车的横向稳定性愈好，车厢内横向空间也愈大。 但轮距也不宜过大，否则，会使汽车的总宽和总质量过大。 轮距必须与汽车的总宽相适应。 汽车的外廓尺寸包括其总长、总宽、总高。 它应根据汽车的类型、用途、承载量、道路条件、结构选型与布置以及有关标准、法规限制等因素来确定。 在满足使用要求的前提下，应力求减小汽车的外廓尺寸，以减小汽车的质量，降低制造成本，提高汽车的动力性、经济性和机动性。 GBl589—79对汽车外廓尺寸界限作了规定。 前悬处要布置发动机、水箱、风扇、弹簧前支架、车身前部或驾驶室的前支点、保险杠、转向器等，要有足够的纵向布置空间。 其长度与汽车的类型、驱动型式、发动机的布置型式和驾驶室的型式及布置密切相关。 汽车的前悬不宜过长，以免使汽车的接近角过小而影响通过性。 汽车的后悬长度主要与货厢长度、轴距及轴荷分配有关。 后悬也不宜过长，以免使汽车的离去角过小而引起上下坡时刮地，同时转弯也不灵活。 城市大客车的后悬一般不大于其轴距的 60％，其长度不大于。 轻型及以上的载货汽车的后悬一般为 ～。 长轴距、特长货厢的汽车，其后悬可长达约。 整车质量参数估算 在整车设计方案确立后，总布置设计草图初步完成的情况下，应首先对整车质量参数 (包括：空载状态下的整车整备质量、轴荷分配、质心高度；满载状态下的整车最大总质量、轴荷分配以及非悬架质量等 )进行估算，为整车性能计算和总成设计提供依据。 各总成质量可通过样件实测得到，亦可参照同类车型样件实测值修正得到。 各总成质心位置可通过实测得到或按其几何形状和结构特点估计得到，然后在整车总布置图上确定其质心相对于前轮中心的纵向位移 (一般规 定在前轮中心后为正值，在前轮中心前为负值 )以及空载状态下的离地高度；和满载状态下的离地高度。 一般整车总布置图在满载状态下绘制，在确定各总成质心在空载状态下的离地高度时应考虑到前、后轮胎和悬架相对满载状态的垂直变形的影响；空载状态下各总成质心纵向位置相对满载状态的变化忽略不记。 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： 20 CM =01Ni iM 式中 ： 0N —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 )； CM —整车装备质量， kg。 满载状态下整车质量、轴荷分配和质心高度的计算 整车最大总质量 (总重 ) 按下式计算： tM =11Ni iM 1N —用于估算整车最大总质量的全部总成和 负载的数量 (一般在整车整备质量基础上加上乘员和最大装载质量 )。 非悬架质量的估算 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。 整备质量利用系数 汽车的整备质量利用系数 0m 是汽车的装载量 Gm 与整备质量 0m 之比，即 00 mmGm  它表明单位汽车整备质量所承受的汽车装载质量。 显然，此系数越大表明该车型的材料利用率越高和设计与工艺水平越高。 因此，设计新车型时在保证汽车零部件的强度、刚度及可靠性与寿命的前提下，应力求减轻其质量， 增大这一系数值。 表 各类汽车的整备质量利用系数 汽车类型 备注 轻型 ～ 柴油车为 ～ 21 载货汽车 中型 ～ 重型 ～ 矿用自卸车 装载量 45t ～ 45t ～ 轴荷分配 汽车的轴荷分配是汽车的重要质量参数，它对汽车的牵引性、通过性、制动性、操纵性和稳定性等主要使用性能以及轮胎的使用寿命都有很大的影响。 因此在总体设计时应根据汽车 的 总体 布置型式、使用条件及性能要求合理地选定轴荷分配。 汽车的布置型式对轴荷分配影响较大，例如对载货汽车而言，长头车满载时的前轴负荷分配多在 28％上下，而平头车多在 33％～ 35％。 对轿车而言，前置发动机前轮驱动的轿车满载时的前轴负荷最好在 55％以上，以保证爬坡时有足够的附着力；前置发动机后轮驱动的轿车满载时的后轴负荷一般不大于 52％；后置发动机后轮驱动的轿车满载时后轴负荷最好不超过 59％，否则，会导致汽车具有过多转向特性而使操纵性变坏。 在确定轴荷分配时也要考虑到汽车的使用条件。 对于常在较差路面上行驶的载货 汽车，为了保证其在泥泞路面上的通过能力，常将满载前轴负荷控制在26％～ 27％，以减小前轮的滚动阻力并增大后驱动轮的附着力。 对于常在潮湿路面上行驶的后驱动轮装用单胎的 42平头货车，空载时后轴负荷应不小于 41％，以免引起侧滑。 在确定轴荷分配时 ,还要充分考虑汽车的结构特点及性能要求。 例如：重型矿用自卸汽车的轴距短、质心高，制动或下坡时质量转移会使前轴负荷过大，故在设计时可将其前轴负荷适当减小，使后轴负荷适当加大。 为了提高越野汽车在松软路面和无路地区的通过性，其前轴负荷应适当减小以减小前轮的滚动阻力。 轴荷分配 对前后轮胎的磨损有直接影响。 为了使其磨损均匀，对后轮装单胎的双轴汽车，要求其满载时的前后轴荷分配均为 50％，而对后轮为双胎的双轴汽车，则前后轴荷可大致按 1/3和 2/3的比例处理。 当然，在实际设计中由于许多因素的影响，上述要求只能近似地满足。 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。 这个距离可由下式计算得到： s =aaa C CLCL 2112  22 式中 ： 1L ， 2L —分别为汽车质心离前、后轴的距离。 和 取决于轴荷分配， 1aC —两个前轮的轮胎侧偏刚度之和， N/rad； 2aC —后轮的轮胎侧偏刚度之和， N/rad； aC —汽车全部轮胎的总侧偏刚度之和， N/rad； 当 s 0时，汽车质心位于中性转向点之前，汽车具有不足转向特性，汽车静态的方向稳定性较好。 反之，当 s 0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，高与此车速，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 2211 aa CLCL  0 主要性能参数的选择 动力性参数 汽车的动 力性参数主要有直接档和 I 档最大动力因数、最高车速、加速时间、汽车的比功率和比转矩等。 直接档动力因数 max0D max0D 的选择主要是根据对汽车加速性与燃料经济性的要求，以及汽车类型、用途和道路条件而异。 轿车的 max0D 随发动机排量的增大而增大。 中、高级轿车对加速性要求高，故 max0D 值较大。 微型和普通级轿车为了节省燃料， max0D 值较小。 载货汽车的 max0D 值是随汽车总质量的增大而逐渐减小的，但也有个限度。 微型货车的 max0D 值较大，轻型货车次之，因为它们不会拖带挂车，而且对平均车速和加速性能的要求也较高。 中、重型货车的 max0D 多在 ～。 对中、重型货车选择 max0D 时的要求是：拖带挂车后仍能以直接档在具有 3％坡度的公路上行驶。 鞍式牵引汽车及半挂车等汽车列车的 应在。 矿用自卸汽车的行驶阻力大，其 max0D 值也应不小于。 客车的 max0D 值也是随着其总 23 质量的增大而减小，但豪华型客车应比普通型客车的 max0D 值要大一些。 Ⅰ 档动力因数 max1D I档最大动力因数 max1D 直接影响汽车的最大爬坡能力和通过困难路段的能力以及起步并连续换档时的加速能力。 它和汽车总质量的关系不明显而主要取决于所要求的最大爬坡度和附着条件。 对于公路用车， max1D 多在 ～。 中级及以上的轿车，其 max1D 值的上限可高达 ，以便获得必要的最低车速和较强的加速能力。 矿用自卸汽车 (装载量为 )的 max1D 值多在 ～ ，当采用液力机械传动时，由于汽车起步后动力因数下降较快，为保证有足够的爬坡速度和加速能力， max1D 值还应取大一些。 军用越野汽车的爬坡能力要求高达 60％～ 75％，故其 max1D 值 多选择在。 最高车速 Vmax 随着汽车性能特别是主被动安全性能的提高以及各国公路路面的改善和高速公路的发展，汽车的最高车速普遍有所提高。 选择时应考虑汽车的类型、用途、道路条件、具备的安全条件和发动机功率的大小等，并以汽车行驶的功率平衡为依据来确定。 汽车的比功率和比转矩 这两个参数分别表示发动机最大功率和最大转矩与汽车总质量之比。 比功率。