---WORD格式--可編輯--------河南理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書中型載貨汽車總體設(shè)計(jì)說明書課程設(shè)計(jì)學(xué)院：機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院班級：車輛一班姓名：母兵魁學(xué)號：311204000816指導(dǎo)教師：趙凱輝河南理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書目錄摘要·······························································1概述·······························································2設(shè)計(jì)任務(wù)書·························································41章、汽車形式和主要參數(shù)的初步確定······························5一、汽車形式的選擇·············································51.1、汽車軸數(shù)···············································61.2、驅(qū)動(dòng)形式················································61.3、布置形式················································7二、汽車主要參數(shù)的選擇·········································72.1、汽車主要尺寸參數(shù)的確定··································72.2、軸荷分配···············································102章整車主要性能參數(shù)的確定和計(jì)算································11一、發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇··············································111.1發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率及其轉(zhuǎn)速的確定······························111.2發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩及其轉(zhuǎn)速的確定······························121.3發(fā)動(dòng)機(jī)主要參數(shù)············································13二、配置大柴BA6M1013-28E3發(fā)動(dòng)機(jī)的整車性能計(jì)算················162.1汽車動(dòng)力性能計(jì)算········································162.2汽車的加速性能計(jì)算······································18三、輪胎的選擇·················································18四、汽車重要性能參數(shù)和車身造型圖······························19五、變速器檔位數(shù)的選擇········································203章、總體布置····················································20一、總體布置要求與分析·········································20二、總體布置草圖················································24設(shè)計(jì)總結(jié)···························································26參考文獻(xiàn)··························································27河南理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書摘要汽車的總體設(shè)計(jì)是汽車設(shè)計(jì)工作中最重要的一環(huán)，它對汽車的設(shè)計(jì)的質(zhì)量、使用性能和在市場上的競爭力有著決定性的影響。因?yàn)槠囆阅艿膬?yōu)劣不僅與相關(guān)總成及部件的工作性能有密切關(guān)系，而且在很大程度上還取決于有關(guān)總成及部件間的協(xié)調(diào)與參數(shù)匹配，取決于汽車的總體布置。貨車的總體設(shè)計(jì)主要包括貨車的參數(shù)確定，發(fā)動(dòng)機(jī)和輪胎的選擇，總體布置和動(dòng)力性的計(jì)算等一系列重要的步驟。其中參數(shù)的確定又包括了汽車的質(zhì)量參數(shù)，主要尺寸和性能參數(shù)的計(jì)算等。而本次課程設(shè)計(jì)同時(shí)應(yīng)用到了EXCEL，proe、autocad等計(jì)算機(jī)輔助軟件，再通過多次校核質(zhì)心位置和各部分的總成以保證貨車的軸荷分配合理。關(guān)鍵詞：貨車總體設(shè)計(jì)；整備質(zhì)量；動(dòng)力性；燃油經(jīng)濟(jì)性。1河南理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書概述汽車總體設(shè)計(jì)的特點(diǎn)汽車主要在寬度有限的道路上行駛，同時(shí)與汽車比較，還有人、自行車、摩托車等弱勢群體也在使用同一道路，因此存在交通隱患。為了在有限的道路上容納更多的車輛運(yùn)行，減少交通事故以及從汽車造型和減輕質(zhì)量等方面考慮，對汽車的外形尺寸需要予以限制。汽車總體設(shè)計(jì)的基本要求汽車的各項(xiàng)性能、成本等，要求達(dá)到企業(yè)在商品計(jì)劃中所確定的指標(biāo)。嚴(yán)格遵守和貫徹有關(guān)法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)中的規(guī)定，注意不要侵犯專利。盡量大可能地去貫徹三化，即標(biāo)準(zhǔn)化、通用化和系列化。進(jìn)行有關(guān)運(yùn)動(dòng)學(xué)方面的校核，保證汽車有正確的運(yùn)動(dòng)和避免運(yùn)動(dòng)干涉。拆裝與維修方便。汽車總體設(shè)計(jì)的一般順序調(diào)查研究與初始決策；其任務(wù)是選定設(shè)計(jì)目標(biāo)，并制定產(chǎn)品設(shè)計(jì)工作方針及設(shè)計(jì)原則，調(diào)查研究的內(nèi)容應(yīng)包括：老產(chǎn)品在服役中的表現(xiàn)及用戶意見；當(dāng)前本行業(yè)與相關(guān)行業(yè)的技術(shù)發(fā)展，特別是競爭對手的新產(chǎn)品與新技術(shù)；材料、零部件、設(shè)備和工具等行業(yè)可能提供的條件；本企業(yè)在科研、開發(fā)及生產(chǎn)方面所取得的新成果等等，它們對新產(chǎn)品設(shè)計(jì)是很有價(jià)值的?？傮w方案設(shè)計(jì)；其任務(wù)是根據(jù)領(lǐng)導(dǎo)決策所選定的目標(biāo)及對開發(fā)目標(biāo)制定的工作方針、設(shè)計(jì)原則等主導(dǎo)思想的設(shè)想，因此又稱為概念設(shè)計(jì)或構(gòu)思設(shè)計(jì)。為此要繪制不同的總體方案圖（比例為1：10）供選擇。在總體方案圖上進(jìn)行初步布置和分析，對主要總成只畫出大輪廓而突出各方案間的主要差別，使方案對比簡明清晰。經(jīng)過方案論證選出其中最佳者。繪制總布置草圖，確定整車主要尺寸、質(zhì)量參數(shù)與性能指標(biāo)以及各總成的基本型式。在總布置草圖上要較準(zhǔn)確地畫出各總成及部件的外形和尺寸并進(jìn)2河南理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書行仔細(xì)的布置，對軸荷分配和質(zhì)心高度作計(jì)算與調(diào)整，以便較準(zhǔn)確地確定汽車的軸距、輪距、總長、總寬、總高、離地間隙、貨廂或車身地板高度等，并使之符合有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)；進(jìn)行性能計(jì)算及參數(shù)匹配。車身造型設(shè)計(jì)及繪制車身布置圖：繪制不同外形、不同方向、不同色彩的車身外形圖．制作相應(yīng)造型的1：10整車模型；從中選優(yōu)后再制作精確模型。經(jīng)征求意見、工藝分析評審及風(fēng)洞試驗(yàn)后作進(jìn)一步修改，審定后用三坐標(biāo)測量儀測量車身模型坐標(biāo)點(diǎn)。(5)編寫設(shè)計(jì)任務(wù)書：作為對以后的設(shè)計(jì)、試驗(yàn)及工藝準(zhǔn)備的指導(dǎo)和依據(jù)。其內(nèi)容常包括：任務(wù)來源、設(shè)計(jì)原則和設(shè)計(jì)依據(jù)；產(chǎn)品的用途及使用條件；汽車型號、承載容量、布置型式及主要技術(shù)指標(biāo)和參數(shù)，包括空車及滿載下的整車尺寸、軸荷及性能參數(shù)，有關(guān)的可靠性指標(biāo)及環(huán)保指標(biāo)等；各總成及部件的結(jié)構(gòu)型式和特性參數(shù)；標(biāo)準(zhǔn)化、通用化、系列化水平及變型方案；擬采用的新技術(shù)、新結(jié)構(gòu)、新裝備、新材料和新工藝；維修、保養(yǎng)及其方便性的要求；續(xù)駛里程；生產(chǎn)規(guī)劃、設(shè)備條件及預(yù)期制造成本和技術(shù)經(jīng)濟(jì)預(yù)測等。有時(shí)也加進(jìn)與國內(nèi)外同類型汽車技術(shù)性能的分析和對比等。有的還附有汽車總布置方案草圖及車身外形方案圖。汽車的總布置設(shè)計(jì)：其主要任務(wù)是根據(jù)汽車的總體布置及整車性能提出對各總成及部件的布置要求和特性參數(shù)等設(shè)計(jì)要求，協(xié)調(diào)整車與總成間、相關(guān)成問、總成與有關(guān)部件間的布置關(guān)系和參數(shù)匹配關(guān)系，使之組成一個(gè)在給定使用條件下的使用性能達(dá)到最優(yōu)并滿足設(shè)計(jì)任務(wù)書所要求的整車參數(shù)和性能指標(biāo)的汽車。3河南理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書設(shè)計(jì)任務(wù)書中型載貨汽車總體設(shè)計(jì)一、整車性能參數(shù)：設(shè)計(jì)一輛重型載貨汽車，最大總質(zhì)量12.490t,整備質(zhì)量5.970t，最高車速為82km/h的中型載貨汽車。驅(qū)動(dòng)形式：4×2軸數(shù)：2軸距(mm):5300輪距(前/后mm):1940/1800質(zhì)量參數(shù)：整備質(zhì)量(kg)5970kg總質(zhì)量(kg)12490kg最高車速(km/h)：82km/h最大爬坡度：≥30%輪胎規(guī)格:9.00-20手動(dòng)5檔二、總體設(shè)計(jì)要求：初步確定尺寸、性能、質(zhì)量參數(shù)等汽車軸數(shù)驅(qū)動(dòng)形式布置形式車身型式汽車主要尺寸汽車質(zhì)量參數(shù)，軸荷分配。初步確定整車基本參數(shù)汽車重要性能參數(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)型式4河南理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能指標(biāo)輪胎總體布置畫總布置草圖進(jìn)行車身總布置和造型第1章、汽車形式和主要參數(shù)的初步確定一、汽車形式的選擇1.1汽車軸數(shù)汽車可以有兩軸、三軸、四軸甚至更多的軸數(shù)。影響選取軸數(shù)的因素主要有汽車的總質(zhì)量和道路法規(guī)對軸載質(zhì)量的限制和輪胎的負(fù)荷能力以及汽車的結(jié)構(gòu)等。隨著設(shè)計(jì)的成員數(shù)增多或裝載質(zhì)量增加，汽車的整備質(zhì)量和總質(zhì)量也增大。在汽車軸數(shù)不變的情況下，汽車總質(zhì)量增加以后，使公路承受的負(fù)荷增加。當(dāng)這種負(fù)荷超越了公路設(shè)計(jì)的承載能力以后，公路會(huì)被破壞，使用壽命也會(huì)縮短。為了保護(hù)公路，有關(guān)部門制定了道路法規(guī)，對汽車的軸載質(zhì)量加以限制。當(dāng)所設(shè)計(jì)的汽車總質(zhì)量增加到軸荷不符合道路法規(guī)的限定值時(shí)，設(shè)計(jì)師可以選擇增加軸數(shù)來減小因?yàn)榭傎|(zhì)量的增加而帶來的道路負(fù)荷增加的問題。汽車軸數(shù)增加以后，不僅軸，而且車輪、制動(dòng)器、懸架等均相應(yīng)增多，使整車結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜，整備質(zhì)量以及制造成本增加。若轉(zhuǎn)向軸數(shù)不變，汽車的最小轉(zhuǎn)彎半徑增大，后軸輪胎的磨損速度也加快，所以增加汽車軸數(shù)是不得已的選擇。一般的，包括乘用車及汽車總質(zhì)量小于19t的公路運(yùn)輸車輛和軸荷不受道路、橋梁限制的不在公路上行駛的車輛，均采用結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低廉的兩軸方案?？傎|(zhì)量在19t-26t的公路運(yùn)輸車采用三軸形式，總質(zhì)量更大的汽車宜采用四軸或者四軸以上的形式。我國公路及橋梁限定雙軸汽車的前后軸負(fù)荷應(yīng)分別不超過5河南理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書60kN和130kN，而三軸汽車的前軸及雙后軸負(fù)荷應(yīng)分別不超過80kN和240kN。總質(zhì)量更大的公路用車可采用四軸。礦用自卸汽車為非公路汽車，不受此限制，其單軸負(fù)荷有的超過1000kN。本車參照一般中型貨車將其車頭定為平頭貨車，綜合考量，根據(jù)設(shè)計(jì)要求，我所要設(shè)計(jì)的中型載貨汽車采用2軸形式。1.2驅(qū)動(dòng)形式汽車的驅(qū)動(dòng)形式有很多種。驅(qū)動(dòng)型式常用4x2,4x4,6x4,6x6,8x8等代號表示。其中第一個(gè)數(shù)字為汽車的車輪總數(shù)，第二個(gè)數(shù)字為驅(qū)動(dòng)輪數(shù)，對于雙胎車輪仍按一個(gè)車輪計(jì)。汽車的用途，總質(zhì)量和對車輛通過性能的要求等，是影響選取驅(qū)動(dòng)形式的主要因素。增加驅(qū)動(dòng)輪數(shù)能夠提高汽車的通過能力，驅(qū)動(dòng)輪數(shù)越多汽車的結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，整備質(zhì)量和制造成本也隨之增加，同時(shí)也使汽車的總體布置工作變困難。對于乘用車以及小質(zhì)量的商用車，多采用簡單的、制造成本低的4x2驅(qū)動(dòng)形式?？傎|(zhì)量大的商用車宜采用6x4、8x4等驅(qū)動(dòng)形式?？紤]到成本和結(jié)構(gòu)布置，且汽車重量不超過19t，所以我設(shè)計(jì)的中型載貨汽車采用4x2的驅(qū)動(dòng)形式，即車輪總數(shù)4個(gè)，驅(qū)動(dòng)輪2個(gè)。1.3布置形式汽車的布置形式是指發(fā)動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)橋和車身的相互關(guān)系和布置而言。汽車的使用性能取決于整車和各總成。其布置的形式也對使用性能也有很重要的影響。本車采用發(fā)動(dòng)機(jī)位于前軸的上方、駕駛室的正下方設(shè)計(jì)。如圖1-1所示。這時(shí)駕駛室布置在發(fā)動(dòng)機(jī)的正上方．其前端形成較平坦的車頭。故具有這種布置方案的汽車屬于“平頭車”型。這種布置的優(yōu)缺點(diǎn)正好與長頭車相反，可獲得最短的軸距和車長尺寸；自重輕；機(jī)動(dòng)性及視野性好；面積利用率高。但駕駛室易受發(fā)動(dòng)機(jī)的振動(dòng)、噪聲、熱等影響，夏天悶熱；發(fā)動(dòng)機(jī)罩突出于駕駛室內(nèi)兩側(cè)座之間，不易設(shè)置中間座位；經(jīng)在駕駛室內(nèi)設(shè)置的可打開的艙口維修發(fā)動(dòng)機(jī)，其接近性仍差，維修不方便，采用可翻傾式駕駛室雖可解決這一間題，但也帶來操縱的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的復(fù)雜化；這種布置方案使駕駛室地板最高，上下車不方便。對于上述缺點(diǎn)，目前已有不少改善措施，如對駕駛室采取6河南理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書隔熱、通風(fēng)、密封、采暖、隔振等措施以及加裝空調(diào)設(shè)備等，再加之其原有的優(yōu)點(diǎn)，使平頭式（包括下述布置）方案在現(xiàn)代輕、中型載貨汽車上得到了廣泛采用，甚至某些重型載貨汽車也采用了平頭式方案，但在重型牽引車上則多采用長頭式布置。貨車發(fā)動(dòng)機(jī)布置形式有發(fā)動(dòng)機(jī)前置后橋驅(qū)動(dòng)貨車、發(fā)動(dòng)機(jī)中置后橋驅(qū)動(dòng)貨車、發(fā)動(dòng)機(jī)后置后橋驅(qū)動(dòng)貨車。發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng)的軸荷分配合理，有利于提高輪胎的使用壽命。前輪不驅(qū)動(dòng)，因而不需要采用等速萬向節(jié)，這樣有利于減少制造成本。而且操縱機(jī)構(gòu)簡單，發(fā)動(dòng)機(jī)冷卻條件好，上坡行駛時(shí)，因驅(qū)動(dòng)輪上的附著力增大，所以爬坡能力強(qiáng)。除此之外，變速器與主減速器分離，容易維護(hù)和維修，發(fā)動(dòng)機(jī)接近性良好，這些優(yōu)點(diǎn)使我們在充分考慮的情況下，通過取舍采用的布置形式。所以我設(shè)計(jì)的中型載貨汽車發(fā)動(dòng)機(jī)采用發(fā)動(dòng)機(jī)前置后驅(qū)的布置形式。圖1-1平頭貨車二、汽車主要參數(shù)選擇2.1汽車主要尺寸參數(shù)的確定2.1.1汽車載質(zhì)量的確定7河南理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書（1）質(zhì)量系數(shù)m0的確定質(zhì)量系數(shù)m0是指汽車載質(zhì)量與整車整備質(zhì)量的比值：m0=me/m0表1-1各類汽車的整備質(zhì)量利用系數(shù)m0對于中型載貨汽車，質(zhì)量系數(shù)為1.20-1.35，取m0=1.20。（2）整車整備質(zhì)量m0整車整備質(zhì)量是指車上帶有全部裝備（包括隨車工具、備胎等），加滿燃料、水，但沒有裝貨和載人的整車質(zhì)量。根據(jù)已知數(shù)據(jù)整備質(zhì)量m0=5970㎏。（3）估算汽車載質(zhì)量meme=m0m0=59701.20=7164㎏2.1.2軸距L軸距L對整車質(zhì)量、汽車總長、汽車最小轉(zhuǎn)彎半徑、傳動(dòng)軸長度、縱向通過半徑等有影響。軸距減小時(shí)，上述各指標(biāo)減小。此外，軸距過短會(huì)使車廂長度不足或后懸過長。也會(huì)使汽車上坡、制動(dòng)或加速時(shí)軸荷轉(zhuǎn)移過大，使汽車制動(dòng)性或操縱穩(wěn)定性變差，車身縱向角震動(dòng)過大，對平順性不利。所以，原則上應(yīng)該對載貨貨車的軸距取長。對于4×2貨車，總質(zhì)量在6.0t到14t噸重的，軸距取值在3600mm到5500mm。8河南理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書載貨汽車軸距和輪距總質(zhì)量（t）軸距（mm）輪距(mm)6.0-14.03600-55001700-2000綜合考慮本車設(shè)計(jì)要求和根據(jù)汽車設(shè)計(jì)手冊與市場上的對標(biāo)車型，軸距L可選5300mm。2.1.3前輪距B1和后輪距B2汽車輪距B應(yīng)考慮到車身橫向穩(wěn)定性，B1主要取決于車架前部的寬度、前懸架寬度、前輪的最大轉(zhuǎn)角和輪胎寬度，同時(shí)還要考慮轉(zhuǎn)向拉桿、轉(zhuǎn)向輪和車架之間的運(yùn)動(dòng)間隙等因素。B2主要取決于車架局部寬度、后懸架寬度和輪胎寬度，同時(shí)還要考慮車輪和車架之間的間隙。在選定前輪距B1范圍內(nèi)，應(yīng)能布置下發(fā)動(dòng)機(jī)、車架、前懸架和前輪，并保證前輪有足夠的轉(zhuǎn)向空間，同時(shí)轉(zhuǎn)向桿系與車架、車輪之間有足夠的運(yùn)動(dòng)空間間隙。在確定后輪距B2時(shí)，應(yīng)考慮車架兩縱梁之間的寬度、懸架寬度和輪胎寬度及它們之間應(yīng)留有必要的間隙。各類載貨汽車的輪距選用范圍根據(jù)本次課設(shè)實(shí)際要求和根據(jù)《汽車設(shè)計(jì)》第四版表1-2提供的數(shù)據(jù),總質(zhì)量在6.0t到14t噸重的貨車輪距取值1700mm到2000mm，所以取前輪距B1=1900mm,后輪距B2=1800mm。2.1.4前懸LF和后懸LR前懸尺寸對汽車通過性、碰撞安全性、駕駛員視野、前鋼板彈簧長度、下車和上車的方便性以及汽車造型等均有影響。初選的前懸尺寸，應(yīng)當(dāng)在保證能布置個(gè)總成、部件的同時(shí)盡可能短些。后懸尺寸對汽車通過性、汽車追尾時(shí)的安全性、貨廂長度、汽車造型等有影響，并決定于軸距和軸荷分配的要求?？傎|(zhì)量在1.8t到14.0t的貨車后懸一般在1200mm2200mm之間，中型特長貨箱汽車的前懸可達(dá)2600mm，參考實(shí)際同類車型的前后懸尺寸，并根據(jù)本車結(jié)構(gòu)特點(diǎn)確定可以取中型貨車前懸LF：1350mm和后懸LR：2050mm。2.1.5貨車外廓尺寸根據(jù)GB1589—1989，我國法規(guī)對載貨汽車外廓尺寸的規(guī)定是：總高不大于49河南理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書米，總寬不大于2.5米，外開窗、后視鏡等突出部分寬度不大于250mm,總長不大于12米。一般載貨汽車的外廓尺寸隨載荷的增大而增大?？蛰d、頂窗關(guān)閉狀態(tài)下，根據(jù)要求，在保證汽車主要使用性能的條件下應(yīng)盡量減小外廓尺寸。參考同類車型取外形尺寸長×寬×高=9410×2470×2600mm。車廂尺寸長×寬×高=7540×2000×900mm。貨車車頭長度系從汽車的前保險(xiǎn)杠到駕駛室后圍的距離。車身形式即長頭型還是平頭型對車頭長度有絕對影響。長頭型貨車車頭長度一般在2500mm到3000mm之間，平頭型貨車一般在1400mm到1500mm之間，由于本車采用平頭型貨車車頭，參考同類型車，本車車頭長1500mm。2.2汽車的軸荷分配汽車的軸荷分配影響汽車的使用性能和輪胎的使用壽命，為了使輪胎的壽命一致。表2-1為各類載貨汽車軸荷分配的數(shù)據(jù)。表2-1載貨汽車軸荷分配根據(jù)上表我設(shè)計(jì)的中型卡車軸荷分配：滿載：第一軸35%，第二軸65%空載：第一軸32%，第二軸68%10河南理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書2章、整車主要性能參數(shù)的確定和計(jì)算一、發(fā)動(dòng)機(jī)的選擇1．1發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率及轉(zhuǎn)速的確定汽車的動(dòng)力性能在很大程度上取決于發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率。參考該題目中的參數(shù)，按要求設(shè)計(jì)的載貨汽車最高車速是ua=82km/h，那么發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率應(yīng)該大于或等于以該車速行駛時(shí)，滾動(dòng)阻力功率與空氣阻力功率之和，即Pemax1(mgfumaxCAu3amax)（1-1）aDT360076140式中Pemax是發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率（KW）；T是傳動(dòng)系效率（包括變速器、輔助變速器傳動(dòng)軸萬向節(jié)、主減速器的傳動(dòng)效率）表1-1傳動(dòng)系各部件的傳動(dòng)效率部件名稱傳動(dòng)效率（%）4-6擋變速器95輔助變速器95單級減速主減速器96雙級主減速器92萬向傳動(dòng)節(jié)98根據(jù)上表可得T=95%*95%*98%*96%=84.9%，傳動(dòng)系各部件的傳動(dòng)效率參考了機(jī)械工業(yè)出版社的《汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表1-1得。ma是汽車總質(zhì)量ma=12490kg；g是重力加速度，g=9.8m/s2；f是滾動(dòng)阻力系數(shù)，由試驗(yàn)測得。在車速不大于100km/h的情況下可認(rèn)為是常數(shù)。取 f=0.008，參考《汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表1-2D0.6～0.8，得；C是空氣阻力系數(shù)，輕型貨車貨車可取這里取CD=0.8；A是迎風(fēng)面積（㎡），取前輪距B1*總高H，A=1.930×2.850㎡。CDA0.81.9302.8504.40故11河南理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書Pemax1（124909.80.008820.81.9302.850823）KW63.804KW0.849360076140也可以通過比功率計(jì)算發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率如選取功率為63.9KW的發(fā)動(dòng)機(jī)，則比功率為1000Pemax100063.95.17KW/tmaKW/t12490表1-2良好路面上常用輪胎滾動(dòng)阻力系數(shù)輪胎種類滾動(dòng)阻力系數(shù)中重型載貨車用子午線輪胎0.007-0.008中重型載貨車用斜交輪胎0.010-0.012輕型載貨車用子午線輪胎0.008-0.009輕型載貨車用斜交輪胎0.010-0.012轎車用子午線輪胎0.012-0.017轎車用斜交輪胎0.015-0.025參考了國內(nèi)的一汽解放J6M中型卡車、中國豪沃系列4×2中型卡和國外的沃爾沃、奔馳等同類型汽車，其比功率都在5KW/t以上，故比功率為5.17KW/t符合市場要求，則汽車總質(zhì)量為13t的汽車，其發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)具有Pe=5.17×13=67.21KW/t再考慮該載貨汽車要求具有相對高的車速，因此初步選擇汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率80kw。1.2發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩及其轉(zhuǎn)速的確定當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率和其相應(yīng)轉(zhuǎn)速確定后，可通過下式確定發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩。emaxTemax9549P（1-2）np式中，Temax是發(fā)動(dòng)機(jī)最大轉(zhuǎn)矩（N·m）；α是轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)，標(biāo)志著當(dāng)行駛阻力增加時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線自動(dòng)增加轉(zhuǎn)矩的能力，Temax，TP是最大功率Tp12河南理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書時(shí)的轉(zhuǎn)矩（N·m），α可參考同類發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)值選取，初取ɑ=1.05；Pemax是發(fā)動(dòng)機(jī)最大功率（KW）;nP是最大功率是的轉(zhuǎn)速（r/min）。Temax95491.0580所以N·m348.75N·m2300一般用發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性系數(shù)np,表示發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速適應(yīng)行駛工況的程nT度，Φ越大，說明發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速適應(yīng)性越好。采用Φ值大得發(fā)動(dòng)機(jī)可以減少換擋次數(shù)，減輕司機(jī)疲勞、減少傳動(dòng)系的磨損和降低油耗。通常，汽油機(jī)取1.2～1.4，柴油機(jī)取1.2～2.6，以保證汽車具有相當(dāng)?shù)淖畹头€(wěn)定車速。初取nT=1400r/min，則np23001.643，1.051.6431.7252。nT14001.3發(fā)動(dòng)機(jī)的主要參數(shù)方案一、根據(jù)所需發(fā)動(dòng)機(jī)的最大功率和最大轉(zhuǎn)矩及相應(yīng)轉(zhuǎn)速，第一個(gè)方案初步選擇上海柴油機(jī)股份有限公司的型號為6CL320-2的發(fā)動(dòng)機(jī)，以及濰柴動(dòng)力股份有限公司的型號為WD615.56、WD615.50的兩款發(fā)動(dòng)機(jī)，他們的主要技術(shù)參數(shù)如表2-1所示，外特性曲線分別如圖2-2a、b、c所示。表2-1所選發(fā)動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)13河南理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書由圖可知，濰柴WD615.56和濰柴WD615.50的轉(zhuǎn)速范圍為1000-2200r/min;上柴14河南理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書6CL320-2的轉(zhuǎn)速范圍為800-2200r/min。從上述發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線可得其轉(zhuǎn)矩特性、比油耗特性，并且用最小二乘法擬合成五次多項(xiàng)式，結(jié)果如表2-3所示。2-3由發(fā)動(dòng)機(jī)外特性曲線算得的轉(zhuǎn)矩、比油耗特性方案二、第二個(gè)方案初步選擇一汽大連柴油機(jī)股份有限公司的型號BF6M1013-28E3的發(fā)動(dòng)機(jī)，它的主要技術(shù)參數(shù)如下表2-4所示。2-4大柴BF6M1013-28E3發(fā)動(dòng)機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)單位大柴BF6M1013-28E3外形尺寸（長×寬×高）mm1146×622×897缸徑/行程mm108/13015河南理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書質(zhì)量㎏650排量L7.14額定工況功率/轉(zhuǎn)速Kw/(r/min)206/2200最大轉(zhuǎn)矩/轉(zhuǎn)速/最大馬力N·m/(r/min)/馬力1050/1400/120最低燃油消耗率g/(kw·h)≤203一米外噪音B96壓縮比18.1滿足排放要求國Ⅲ/歐Ⅲ進(jìn)氣形式/每缸氣門數(shù)增壓中冷/4氣缸排列形式直列二、配置大柴BF6M1013-28E3發(fā)動(dòng)機(jī)的整車性能計(jì)算2.1汽車動(dòng)力性能計(jì)算（1）汽車驅(qū)動(dòng)力和行駛阻力汽車行駛過程中必須克服滾動(dòng)阻力Ff和空氣阻力Fw的作用，加速時(shí)會(huì)受到加速阻力Fj的作用，上坡時(shí)會(huì)受到重力沿坡道的分力——坡度阻力Fi的作用。汽車行駛時(shí)驅(qū)動(dòng)力與行駛阻力的平衡方程式為FtFfFwFiFj（3-1）發(fā)動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)速n下發(fā)出的轉(zhuǎn)矩Te，經(jīng)汽車傳動(dòng)系傳遞到驅(qū)動(dòng)輪上的驅(qū)動(dòng)力Ft按下式計(jì)算FtTeigi0T（3-2）rr式中，Te是發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩（N·m）；ig是變速器速比；io是主減速器速比，io=4.875；T是傳動(dòng)系效率，T=0.849；rr是車輪的滾動(dòng)半徑（m），rr=0.5249m。在驅(qū)動(dòng)輪不打滑的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速n（r/min）所對應(yīng)的汽車車速Ua（Km/h）為16河南理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書uanrr0.377（3-3）igio滾動(dòng)阻力Ff為Ffmagcosf（3-4）式中，g是重力加速度，g=9.8m/s2;α是坡道的坡度角（o）；f是滾動(dòng)阻力系數(shù)，同式（1-1）說明?？諝庾枇w為Fw1CDAua2（3-5）2式中，CD是空氣阻力系數(shù)，CD=0.8；A是迎風(fēng)面積，即汽車行駛方向的投影面積，A=1.930×2.850㎡；是空氣密度，一般取2-4；Ua是汽=1.2258N·s·m車行駛速度（m/s）,若Ua以82km/h計(jì)，則FwCDAua2。21.15坡度阻力Fi為Fimagi（3-6）式中，i是道路坡度，計(jì)算時(shí)i取值從0%到40%。坡度阻力Fimagsin隨坡度角α的增加而增大，且與變速器檔位和車速無關(guān)。將各擋驅(qū)動(dòng)力Ft隨車速Ua的變化關(guān)系和不同坡度i時(shí)的FfFwFi隨Ua的變化關(guān)系畫在同一張紙上，則形成汽車的行駛性能曲線。由汽車的行駛性能曲線可知該車的最高車度、最大爬坡度、檔位的使用情況及各檔位某車速的爬坡能力。選用大柴BF6M1013-28E3發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)，參照《汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》中圖1-7的汽車的行駛性能曲線可看出，最高車速在82km/h時(shí)，經(jīng)計(jì)算，一檔時(shí)最大爬坡度為i1max32.4%。17河南理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書2．2汽車的加速性能計(jì)算加速阻力Fj Ft (Ff FwFi)計(jì)算。為計(jì)算最大加速能力，這里就取道路坡道為零的平直道路上行駛進(jìn)行計(jì)算。FjmaaFtFwFf，由此可得FtFwFfama（3-7）式中，是汽車旋轉(zhuǎn)質(zhì)量換算系數(shù)，按式112ig2估算，取120.04,ig為變速器速比。參照《汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》中的圖1-8繪制出汽車加速度曲線圖。進(jìn)而參照《汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》中的圖1-9繪制各擋加速度倒數(shù)曲線圖。由adua得dt1,故dtduaat1u21dtdua（3-8）0u1a通過上式可求得汽車從初始車速U1全力加速到U2的加速時(shí)間t，結(jié)合汽車的行駛性能曲線，可以參照《汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》中的圖1-10作出該汽車連續(xù)換擋加速時(shí)間曲線圖。 M三、輪胎的選擇輪胎的尺寸和型號是進(jìn)行汽車性能計(jì)算和繪制總布置圖的重要原始數(shù)據(jù)，因此，在總體設(shè)計(jì)開始階段就應(yīng)選定。選擇的依據(jù)是車型、使用條件、輪胎的額定負(fù)荷以及汽車的行駛速度。為了提高汽車的動(dòng)力因數(shù)、降低汽車質(zhì)心的高度、減小非簧載質(zhì)量，對公路用車，在其輪胎負(fù)荷系數(shù)以及汽車離地間隙允許的范圍內(nèi)，應(yīng)盡量選取尺寸較小的輪胎。同時(shí)還應(yīng)考慮與動(dòng)力—傳動(dòng)系參數(shù)的匹配和對整車尺寸參數(shù)（例如汽車的最小離地間隙、總高等）的影響。參考《汽車設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書》表1-3給出的部分國產(chǎn)汽車輪胎的規(guī)格、尺寸及使用條件。通過查閱貨車輪胎標(biāo)準(zhǔn)GB2977-2008《載重汽車輪胎規(guī)格、尺寸、氣壓與負(fù)荷》和參考同18河南理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書類車型所選輪胎規(guī)格，各軸輪胎規(guī)格選擇如下：前軸輪胎規(guī)格為9.00R20,輪胎數(shù)量為2；中間軸輪胎規(guī)格為9.00R20，輪胎數(shù)量為2；后輪并裝單軸雙胎，型號為9.00R20,輪胎數(shù)量為4。所選輪胎的單胎最大負(fù)荷22500N，氣壓0.74MPa，加深花紋，外直徑1025mm。26四、汽車重要性能參數(shù)1）動(dòng)力性能參數(shù)根據(jù)以上的計(jì)算可知該設(shè)計(jì)車輛的動(dòng)力性能參數(shù)：最高車速82km/h，比功率5.17KW/t,最大爬坡度≥30%2）貨車單位質(zhì)量百公里燃油消耗量1.45L/（100t.km）即空載時(shí)約為17.5L/100km，滿載時(shí)約為40L/100km最小轉(zhuǎn)彎直徑約為14m，通過性的幾何參數(shù)（繪圖實(shí)測）最小離地間隙265mm接近角約為30°離去角約為12°縱向通過半徑約為3.5m5）操縱穩(wěn)定性參數(shù)1）通常用汽車以0.4g的向心加速度沿著定圓轉(zhuǎn)向時(shí)，前后輪側(cè)偏角之差作為評價(jià)參數(shù)，此參數(shù)在1°-3°，此處取2°19河南理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書2）通常用汽車以 0.4g的向心加速度沿著定圓等速行駛時(shí)，車身側(cè)傾角控制在3°以內(nèi)較好，最大不超過 7°，此處取6°3)汽車以0.4g的減速度制動(dòng)時(shí)，車身的前俯角不大于1.5°根據(jù)前面的計(jì)算和目標(biāo)參數(shù)的綜合考慮，可以確定設(shè)計(jì)車輛的動(dòng)力傳動(dòng)系統(tǒng)匹配120馬力的柴BF6M1013-28E3發(fā)動(dòng)機(jī)匹配使用時(shí)，整車的爬坡性能、加速性能和轉(zhuǎn)矩適應(yīng)性都有了較為顯著的提高，經(jīng)濟(jì)車速的范圍也較大，燃油經(jīng)濟(jì)性較好，同時(shí)也滿足最高車速為82km/h的設(shè)計(jì)要求。五、變速器檔位數(shù)的選擇變速器檔位數(shù)的多少，要根據(jù)汽車的類型，使用條件和性能要求及最高檔和最低檔的速比范圍大小而定。載貨汽車的噸位越小，檔位數(shù)可取少些，隨著噸位的增大，檔位數(shù)也增多。這主要從動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、操縱性、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度及需要進(jìn)行選擇。檔位數(shù)越多，發(fā)動(dòng)機(jī)的功率利用率越高(高功率區(qū)工作時(shí)間長)，既增加了動(dòng)力性，同時(shí)也增加了發(fā)動(dòng)機(jī)在低油耗區(qū)工作的可能性，提高了燃油經(jīng)濟(jì)性。由于相鄰檔之間的比值不能太大(一般不超過1.7～1.8，太大時(shí)換檔困難，所以在最大傳動(dòng)比與最小傳動(dòng)比值越大，則檔位數(shù)也應(yīng)增多。而檔位多的變速器7個(gè)前進(jìn)檔時(shí)，其變速器的結(jié)構(gòu)，特別是操縱機(jī)構(gòu)會(huì)很復(fù)雜，所以有的車輛就采用增加前置或后置式副變速器的辦法來解決此矛盾。如需要全輪驅(qū)動(dòng)，可以增設(shè)兩檔的分動(dòng)器。本次設(shè)計(jì)貨車的變速器共五個(gè)檔前進(jìn)檔，一個(gè)倒車。各檔的傳動(dòng)比如下；一檔二檔三檔四檔五檔倒檔4.762.8081.541.000.7564.99第3章、總體布置一、總體布置要求與分析1、總體布置基準(zhǔn)線的選擇和畫法車架上平面：縱梁上翼面較長的一段平面在前視圖上的投影線，作為垂直方向尺寸的基準(zhǔn)線。20河南理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書前輪中心線：通過左右前輪中心，并垂直于車架平面線的平面，在側(cè)視圖和俯視圖上的投影線，作為縱向方向尺寸的基準(zhǔn)線。汽車中心線：汽車縱向垂直對稱面在俯視圖和前視圖上的投影線，作為橫向尺寸的基準(zhǔn)線。地面線：地平面在側(cè)視圖和前視圖上的投影線，是標(biāo)注汽車高度、接近角、離去角、離地間隙、等尺寸基準(zhǔn)線。前輪垂直線：通過左右前輪中心，并垂直于地面的平面，在側(cè)視圖和俯視圖上的投影線，用來標(biāo)注汽車軸距和前懸的基準(zhǔn)線。2、發(fā)動(dòng)機(jī)的布置1）、懸置位置a．首先要保證本系統(tǒng)的功能特性，前后懸置剛度匹配，能有效減震，防抖，降噪b．要保證前后懸置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)能夠?qū)崿F(xiàn)c．在前后懸置處盡量能布置橫梁或托架梁，防止車架變形d．保證發(fā)動(dòng)機(jī)吊裝工藝性良好，易于使用氣動(dòng)工具緊固e．要考慮發(fā)動(dòng)機(jī)維修、拆卸的可行性、方便性2）、發(fā)動(dòng)機(jī)總成位置及傾角的確定、在前懸已經(jīng)確定的情況下，發(fā)動(dòng)機(jī)，中冷器和水箱一起盡可能靠前，使之靠近駕駛室前外罩，以增加發(fā)動(dòng)機(jī)的散熱能力；、上下位置的確定，一要考慮發(fā)動(dòng)機(jī)與駕駛室地板的空間，二要考慮前軸或橫拉桿在上跳最大撓度狀態(tài)下與油底殼之間的間隙；、發(fā)動(dòng)機(jī)的傾角對不同噸位的載貨汽車有不同的要求中型車準(zhǔn)重型車重型a重型b傾角1.5-2o2-3o4-5o5-5.5o本設(shè)計(jì)車輛發(fā)動(dòng)機(jī)傾角取5o3、冷卻系的布置．首先要保證散熱器的散熱能力滿足發(fā)動(dòng)機(jī)的要求．護(hù)風(fēng)圈偏心不宜太大．風(fēng)扇至水箱芯片距離要合理214o，最大不大于7o要求，常4200mm，故而需采用單傳動(dòng)河南理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書．保證水箱離地間隙及與車身的運(yùn)動(dòng)間隙．副水箱要布于較高處，副水箱補(bǔ)水管和溢氣管走向合理，便于補(bǔ)水和排氣，加水要方便．風(fēng)扇與護(hù)風(fēng)圈的間隙，上下方向單邊應(yīng)在20-25mm，左右方向單邊應(yīng)在15-20mm．自卸車等工程車輛，水箱下面要加護(hù)欄保護(hù)，防撞．要保證接近角的要求4、傳動(dòng)系的布置由于發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速器裝成一體，所以發(fā)動(dòng)機(jī)位置確定之后，包括發(fā)動(dòng)機(jī)、離合器、變速器在內(nèi)的動(dòng)力總成位置就確定了，驅(qū)動(dòng)橋的位置取決于驅(qū)動(dòng)輪的位置，為了是左右半軸通用，差速器殼體中心線應(yīng)與汽車中心線重合。為了滿足萬向傳動(dòng)兩端的夾角相等，在滿載時(shí)不大于將后橋主減速器的軸向上翹起。我們的軸距總長為軸的傳動(dòng)方式，變速器輸出軸和差速器輸入軸轉(zhuǎn)角差為零的主要條件是1=2；3=4；5=0，如下圖所示5、轉(zhuǎn)向裝置的布置a．轉(zhuǎn)向盤的布置符合人體工程學(xué)的要求．保證轉(zhuǎn)向與懸架運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)．保證轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸下萬向節(jié)靠近車身翻轉(zhuǎn)中心，以便翻轉(zhuǎn)時(shí)運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)．在車身翻轉(zhuǎn)情況下，轉(zhuǎn)向傳動(dòng)軸不應(yīng)有夾角太大或抽出，頂死情況．在各極限轉(zhuǎn)角情況下，轉(zhuǎn)向搖臂與拉桿不應(yīng)有死角，或干涉，直拉桿與板22河南理工大學(xué)課程設(shè)計(jì)說明書簧輪胎應(yīng)保持15cm以上間隙6、懸架的布置貨車的前后懸架，多采用縱置半橢圓形鋼板彈簧，為了滿足轉(zhuǎn)向輪偏轉(zhuǎn)所需要的空間，常將前鋼板彈簧布置在縱梁下面。鋼板彈簧端通過彈簧銷和支架與車架相連，而后端用吊耳和支架與車架相連，同時(shí)為了滿足主銷后傾的要求，前鋼板彈簧布置成前高后低狀。后鋼板彈簧布置在車架與車輪之間，應(yīng)注意鋼板彈簧上的U形螺栓和固定彈簧的螺栓與車架之間應(yīng)有足夠的間隙。減震器盡可能布置成直立狀，以充分利用其有效行程。根據(jù)設(shè)計(jì)要求和實(shí)際對標(biāo)車