汽車主要參數(shù)的選擇

1、汽車主要參數(shù)的選擇一、汽車主要尺寸的確定汽車的主要尺寸有外廓尺寸、軸距、輪距、前懸、后懸、貨車車頭長度和車箱尺寸等。1、外廓尺寸GBl58989汽車外廓尺寸限界規(guī)定汽車外廓尺寸長：貨車、越野車、整體式客車不應(yīng)超過12m，單鉸接式客車不超過18m，半掛汽車列車不超過16.5m，全掛汽車列車不超過20m；不包括后視鏡，汽車寬不超過25m；空載、頂窗關(guān)閉狀態(tài)下，汽車高不超過4m；后視鏡等單側(cè)外伸量不得超出最大寬度處250mm；頂窗、換氣裝置開啟時(shí)不得超出車高300mm。不在公路上行駛的汽車，其外廓尺寸不受上述規(guī)定限制。轎車總長是軸距L、前懸和后懸的和。它與軸距L有下述關(guān)系：=LC。式中，C為比例系數(shù)

2、，其值在O.52O.66之間。發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng)汽車的C值為O.62O.66，發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng)汽車的C值約為O.52O.56。轎車寬度尺寸一方面由乘員必需的室內(nèi)寬度和車門厚度來決定，另一方面應(yīng)保證能布置下發(fā)動(dòng)機(jī)、車架、懸架、轉(zhuǎn)向系和車輪等。轎車總寬與車輛總長之間有下述近似關(guān)系：=(3)+(1 95+60)mm。后座乘三人的轎車，不應(yīng)小于1410mm。影響轎車總高的因素有軸間底部離地高度，板及下部零件高，室內(nèi)高和車頂造型高度等。軸間底部離地高應(yīng)大于最小離地間隙。由座位高、乘員上身長和頭部及頭上部空間構(gòu)成的室內(nèi)高一般在11201380mm之間。車頂造型高度大約在2040mm范圍內(nèi)變化。2、軸距L

3、軸距L對(duì)整備質(zhì)量、汽車總長、最小轉(zhuǎn)彎直徑、傳動(dòng)軸長度、縱向通過半徑有影響。當(dāng)軸距短時(shí)，上述各指標(biāo)減小。此外，軸距還對(duì)軸荷分配有影響。軸距過短會(huì)使車廂(箱)長度不足或后懸過長；上坡或制動(dòng)時(shí)軸荷轉(zhuǎn)移過大，汽車制動(dòng)性和操縱穩(wěn)定性變壞；車身縱向角振動(dòng)增大，對(duì)平順性不利；萬向節(jié)傳動(dòng)軸的夾角增大。原則上轎車的級(jí)別越高，裝載量或載客量多的貨車或客車軸距取得長。對(duì)機(jī)動(dòng)性要求高的汽車軸距宜取短些。為滿足市場需要，工廠在標(biāo)準(zhǔn)軸距貨車基礎(chǔ)上，生產(chǎn)出短軸距和長軸距的變型車。不同軸距變型車的軸距變化推薦在O.4-0.6m的范圍內(nèi)來確定為宜。汽車的軸距可參考表1-5提供的數(shù)據(jù)選定。表l一5 各類汽車的軸距和輪距 車型 類

4、別 軸距Lmm 輪距Bmm 轎車 微型級(jí) 普通級(jí) 中級(jí) 中、高級(jí) 高級(jí) 2000-2200 2100-2540 2500-2860 2850-3400 2900-3900 1 100-1380 1 150-1500 1300-1500 1400-1580 1560-1620 4×2貨車 微型 輕型 中型 重型 1700-2900 2300-3600 3600-5500 4500-5600 1 150-1350 1 300-1650 1700-2000 18402000 礦用自卸車總質(zhì)量t <60 >60 32004200 39004800 2000-4000 大客車城市大

5、客車(單車)長途大客車(單車) 4500-5000 5000-6500 1740-20503、前輪距和后輪距 增大輪距，隨之而來的是室內(nèi)寬并有利于增加側(cè)傾剛度。但是此時(shí)汽車總寬和總質(zhì)量增加，并影響最小轉(zhuǎn)彎直徑變化。受汽車總寬不得超過2.5 m限制，輪距不宜過大。但在取定的前輪距范圍內(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)間隙。在確定后輪距B 2時(shí)應(yīng)考慮兩縱梁之間的寬度、懸架寬度和輪胎寬度及它們之間應(yīng)留有必要的間隙。各類汽車的輪距可參考表15提供的數(shù)據(jù)確定。4、前懸和后懸前、后懸長時(shí)，汽車接近角和離去角都小，影響汽車通過性能。

6、對(duì)長頭汽車，前懸不能縮短的原因是在這段尺寸內(nèi)要布置保險(xiǎn)杠、散熱器、風(fēng)扇、發(fā)動(dòng)機(jī)等部件。從撞車安全性考慮希望前懸長些，從視野角度考慮又要求前懸短些。前懸對(duì)平頭汽車上下車的方便性有影響，前鋼板彈簧長度也影響前懸尺寸。長頭貨車前懸一般在11OO1300mm范圍內(nèi)。貨車后懸長度取決于貨箱、軸距和軸荷分配的要求。輕型、中型貨車的后懸一般在12002200mm之間，特長貨箱汽車的后懸可達(dá)2600mm，但不得超過軸距的55。轎車后懸長度影響行李箱尺寸?？蛙嚭髴议L度不得超過軸距的65，絕對(duì)值不大于3500mm。對(duì)于三軸汽車，若二、三軸為雙后軸，其軸距應(yīng)按第一軸至雙后軸中心線的距離計(jì)算；若一、二軸為雙轉(zhuǎn)向軸，其

7、軸距按一、三軸的軸距計(jì)算。5、貨車車頭長度 貨車車頭長度系指從汽車的前保險(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(duì)車頭長度有絕對(duì)影響。此外，車頭長度尺寸對(duì)汽車外觀效果、駕駛室居住性和發(fā)動(dòng)機(jī)的接近性等有影響。長頭型貨車車頭長度尺寸一般在25003000mm之間，平頭型貨車一般在14001500mm之間。6、貨車車箱尺寸要求車箱尺寸在運(yùn)送散裝煤和袋裝糧食時(shí)能裝足額定噸數(shù)。車箱邊板高度對(duì)汽車質(zhì)心高度和裝卸貨物的方便性有影響，一般應(yīng)在450650mm范圍內(nèi)選取。車箱內(nèi)寬應(yīng)在汽車外寬符合國家標(biāo)準(zhǔn)的前提下適當(dāng)取寬些，以利縮短邊板高度和車箱長度。行駛速度能達(dá)到較高車速的貨車，使用過寬的車箱會(huì)增加汽

8、車迎風(fēng)面積，導(dǎo)致空氣阻力增加。車箱內(nèi)長應(yīng)在能滿足運(yùn)送上述貨物額定噸位的條件下盡可能取短些，以利于減小整備質(zhì)量。二、汽車質(zhì)量參數(shù)的確定1、整車整備質(zhì)量整車整備質(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，但沒有裝貨和載人時(shí)的整車質(zhì)量。 整車整備質(zhì)量對(duì)汽車的成本和使用經(jīng)濟(jì)性均有影響。目前，盡可能減少整車整備質(zhì)量的目的是通過減輕整備質(zhì)量增加裝載量或載客量；抵消因滿足安全標(biāo)準(zhǔn)、排氣凈化標(biāo)準(zhǔn)和噪聲標(biāo)準(zhǔn)所帶來的整備質(zhì)量的增加；節(jié)約燃料。減少整車整備質(zhì)量的措施主要有：采用強(qiáng)度足夠的輕質(zhì)材料，新設(shè)計(jì)的車型應(yīng)使其結(jié)構(gòu)更合理。減少整車整備質(zhì)量，是從事汽車設(shè)計(jì)工作中必須遵守的一項(xiàng)重要原則。整車整備

9、質(zhì)量在設(shè)計(jì)階段需估算確定。在日常工作中，收集大量同類型汽車各總成、部件和整車的有關(guān)質(zhì)量數(shù)據(jù)，結(jié)合新車設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、工藝水平等初步估算出各總成、部件的質(zhì)量，再累計(jì)構(gòu)成整車整備質(zhì)量。轎車和客車的整備質(zhì)量也可按每人所占整車整備質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)平均值估計(jì)(表16)。表16 轎車和客車人均整備質(zhì)量 車型 人均整備質(zhì)量值 (t·人) 車型 人均整備質(zhì)量值 (t·人人) 微型轎車 普通級(jí)轎車 中級(jí)轎車 0.15O1 6 O17O24 O21O29 中高級(jí)以上轎車 中型以下客車 大型客車 0.29O34 O.0960.16 0.0650.132、汽車的載客量和裝載質(zhì)量(簡稱裝載量)(1)汽車的

10、載客量 轎車的載客量用座位數(shù)表示。微型和普通級(jí)轎車為24座；中級(jí)以上轎車為47座。城市大客車的載客量，由等于座位數(shù)的乘客和站立乘客兩部分構(gòu)成。站立乘客按每平方米810人計(jì)算。長途大客車和專供游覽觀光用的大客車，其載客量等于座位數(shù)。(2)汽車的裝載質(zhì)量 汽車的裝載質(zhì)量是指在硬質(zhì)良好路面上行駛時(shí)所允許的額定裝載量。汽車在碎石路面上行駛時(shí)，裝載質(zhì)量約為好路面的7585。越野汽車的裝載量是指越野行駛時(shí)或在土路上行駛時(shí)的額定裝載量。貨車裝載質(zhì)量的確定，首先應(yīng)與行業(yè)產(chǎn)品規(guī)劃的系列符合，其次要考慮到汽車的用途和使用條件。原則上貨流大、運(yùn)距長或礦用自卸車應(yīng)采用大噸位貨車；貨源變化頻繁、運(yùn)距短的市內(nèi)運(yùn)輸車采用中

11、、小噸位的貨車比較經(jīng)濟(jì)。3、質(zhì)量系數(shù)質(zhì)量系數(shù)是指汽車裝載質(zhì)量與整車整備質(zhì)量的比值，即=。該系數(shù)反映了汽車的設(shè)計(jì)水平和工藝水平，值越大，說明該汽車的結(jié)構(gòu)和制造工藝越先進(jìn)。在參考同類型汽車選定以后(表17)，可根據(jù)任務(wù)書中給定的值計(jì)算出整車整備質(zhì)量。表17 不同類型汽車的質(zhì)量系數(shù)。 汽車類型 貨車 輕型 中型 重型 O801.10 1.201.35 1.301.70 礦用自卸車 最大裝載質(zhì)量 t <45 >45 1.101.50 1.301.70裝柴油機(jī)的為0.801.OO。4、軸荷分配汽車的軸荷分配是指汽車在空載或滿載靜止?fàn)顟B(tài)下，各車軸對(duì)支承平面的垂直載荷，也可以用占空載或滿載總質(zhì)量

12、的百分比來表示。軸荷分配對(duì)輪胎壽命和汽車的使用性能有影響。從輪胎磨損均勻和壽命相近考慮，各個(gè)車輪的載荷應(yīng)相差不大；為了保證汽車有良好的動(dòng)力性和通過性，驅(qū)動(dòng)橋應(yīng)有足夠大的載荷，而從動(dòng)軸載荷可以適當(dāng)減少；為了保證汽車有良好的操縱穩(wěn)定性，轉(zhuǎn)向軸的載荷不應(yīng)過小。汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)位置與驅(qū)動(dòng)形式不同，對(duì)軸荷分配有顯著影響。各類汽車的軸荷分配見表18。表18 各類汽車的軸荷分配 車型 滿載 空載 前軸 后軸 前軸 后軸 轎 車 發(fā)動(dòng)機(jī)前置前輪驅(qū)動(dòng) 發(fā)動(dòng)機(jī)前置后輪驅(qū)動(dòng) 發(fā)動(dòng)機(jī)后置后輪驅(qū)動(dòng) 4760 4550 4046 4053 5055 5460 5666 5156 38503444 4449 5062貨車 4x

13、2后輪單胎 4 x 2后輪雙胎，長、短頭式 4 x 2后輪雙胎，平頭式 6 x 4后輪雙胎 3240 25273035 1925 6068 7375 6570 7581 5059 4449 4854 3137 4150 5156 4652 6369三、汽車性能參數(shù)的確定1、動(dòng)力性參數(shù)（1）最高車速隨著道路條件的改善，汽車特別是中、高級(jí)轎車的最高車速有逐漸提高的趨勢(shì)。轎車的最高車速大于貨車、客車的最高車速。級(jí)別高的轎車的最高車速要大于級(jí)別低些轎車的最高車速。微型、輕型貨車最高車速大于中型、重型貨車的最高車速，重型貨車最高車速較低。有關(guān)客車的車速見交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JTT3251997。其它車型的最高

14、車速范圍見表19 。(2)加速時(shí)間t 汽車在平直的良好路面上，從原地起步開始以最大的加速強(qiáng)度加速到一定車速所用去的時(shí)間稱為加速時(shí)間。對(duì)于最高車速秒>1OOkmh的汽車，常用加速到100kmh所需的時(shí)間來評(píng)價(jià)，如中、高級(jí)轎車此值一般為817s，普通級(jí)轎車為1225s。對(duì)于低于100kmh的汽車，可用O-60kmh的加速時(shí)間來評(píng)價(jià)。表19 汽車動(dòng)力性參數(shù)范圍 汽車類別最高車速 (km·h) 比功率P· (kw·t)比轉(zhuǎn)矩T· (N·m·t)轎車 微型級(jí) 普通級(jí) 中級(jí) 中、高級(jí) 高級(jí) 1 10150 120170 130190 140

15、230 160280 3060 3565 4070 5080 60110 501 10 801 10 90130 120140 100180貨車 微型 輕型 中型 重型 80135 75120 1628 1525 1020 620 3044 3844 3347 2950 (3)上坡能力 用汽車滿載時(shí)在良好路面上的最大坡度阻力系數(shù)來表示汽車上坡能力。因轎車、貨車、越野汽車的使用條件不同，對(duì)它們的上坡能力要求也不一樣。通常要求貨車能克服30坡度，越野汽車能克服60坡度。(4)汽車比功率和比轉(zhuǎn)矩 比功率是汽車所裝發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)定最大功率與汽車最大總質(zhì)量之比。它可以綜合反映汽車的動(dòng)力性。轎車的比功率大于貨

16、車和客車，貨車的比功率隨總質(zhì)量的增加而減小。為保證路上行駛車輛的動(dòng)力性不低于一定的水平，防止某些性能差的車輛阻礙交通，應(yīng)對(duì)車輛的最小比功率做出規(guī)定。我國GB72581997機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件規(guī)定：農(nóng)用運(yùn)輸車與運(yùn)輸用拖拉機(jī)的比功率不小于4.0kWt，其它機(jī)動(dòng)車不小于4.8kWt。比轉(zhuǎn)矩是汽車所裝發(fā)動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩與汽車總質(zhì)量之比。它能反映汽車的牽引能力。不同車型的比功率和比轉(zhuǎn)矩范圍見表19。有關(guān)客車的比功率見交通部行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JTT3251997。2、燃油經(jīng)濟(jì)性參數(shù) 汽車的燃油經(jīng)濟(jì)性用汽車在水平的水泥或?yàn)r青路面上，以經(jīng)濟(jì)車速或多工況滿載行駛百公里的燃油消耗量(L100km)來評(píng)價(jià)。該值越小燃油經(jīng)濟(jì)

17、性越好。級(jí)別低的轎車，百公里燃油消耗量要低于級(jí)別高的轎車(表110)。未來的發(fā)展趨勢(shì)是百公里油耗量繼續(xù)減少，如正在研制的超經(jīng)濟(jì)型轎車的百公里燃油消耗量為3L100km。表110 轎車的百公里燃油消耗量 車型 微型轎車 普通級(jí)轎車 中級(jí)轎車 高級(jí)轎車百公里燃油消耗量L(100km) 4.47.5 712 101 6 1823.5貨車有時(shí)用單位質(zhì)量的百公里油耗量來評(píng)價(jià)(表111)。表111 貨車單位質(zhì)量百公里燃油消耗量 L(100t·km) 總質(zhì)量t 汽油機(jī) 柴油機(jī) 總質(zhì)量t 汽油機(jī) 柴油機(jī) <4 46 3.04.0 2.83.2 2.O2.8 1.92.1 612 >12

18、2.682.82 2.502.60 1.551.86 1.431.53 包括礦用自卸車。3、最小轉(zhuǎn)彎直徑轉(zhuǎn)向盤轉(zhuǎn)至極限位置時(shí)，汽車前外轉(zhuǎn)向輪輪轍中心在支承平面上的軌跡圓的直徑稱為最小轉(zhuǎn)彎直徑。用來描述汽車轉(zhuǎn)向機(jī)動(dòng)性，是汽車轉(zhuǎn)向能力和轉(zhuǎn)向安全性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。轉(zhuǎn)向輪最大轉(zhuǎn)角、汽車軸距、輪距等對(duì)汽車最小轉(zhuǎn)彎直徑均有影響。對(duì)機(jī)動(dòng)性要求高的汽車，應(yīng)取小些。GB72581 997機(jī)動(dòng)車運(yùn)行安全技術(shù)條件中規(guī)定：機(jī)動(dòng)車的最小轉(zhuǎn)彎直徑不得大于24m。當(dāng)轉(zhuǎn)彎直徑為24m時(shí)，前轉(zhuǎn)向軸和末軸的內(nèi)輪差(以兩內(nèi)輪軌跡中心計(jì))不得大于3.5m。各類汽車的最小轉(zhuǎn)彎直徑見表1-12 。表1-12 各類汽車的最小轉(zhuǎn)彎直徑 車

19、型 級(jí)別m車型 級(jí)別m 轎車 微型 普通級(jí) 中級(jí) 高級(jí)79.58.5-119121114 微型 輕型 中型 重型 812 1019 1220 1321 客車 微型 中型 大型101314201722礦用自卸車裝載質(zhì)量t<45>4515-191 8-244、通過性的幾何參數(shù)總體設(shè)計(jì)要確定的通過性幾何參數(shù)有：最小離地間隙，接近角，離去角，縱向通過半徑等。各類汽車的通過性參數(shù)視車型和用途而異，其范圍見表1-13。表1-13 汽車通過性的幾何參數(shù) 車型mm(。)(。)m 4×2轎車15022020301522 3.08.3 4 ×4轎車 210455035401.73.

20、6 4×2貨車250300406025452.36.O 4 ×4、6×6貨車 260350456035451.93.6 4×2客車、6×42203701040 6204.O9.O5、操縱穩(wěn)定性參數(shù)汽車操縱穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)參數(shù)較多，與總體設(shè)計(jì)有關(guān)并能作為設(shè)計(jì)指標(biāo)的有：(1)轉(zhuǎn)向特性參數(shù) 為了保證有良好的操縱穩(wěn)定性，汽車應(yīng)具有一定程度的不足轉(zhuǎn)向。通常用汽車以O(shè).4 g的向心加速度沿定圓轉(zhuǎn)向時(shí)，前、后輪側(cè)偏角之差(-)作為評(píng)價(jià)參數(shù)。此參數(shù)在13º為宜。(2)車身側(cè)傾角 汽車以O(shè).4 g的向心加速度沿定圓等速行駛時(shí)，車身側(cè)傾角控制在3º以內(nèi)較好，最大不允許超過7º。(3)制動(dòng)前俯角 為了不影響乘坐